最大酸素摂取量計測装置、最大酸素接種量計測方法及びプログラム
【課題】被験者の持久力を計測する技術を提供する。
【解決手段】被験者について測定された血流量ω又は心拍数の値に基づいて、被験者の最大酸素摂取量を算出する又は対応関係テーブルから読み出す。
【解決手段】被験者について測定された血流量ω又は心拍数の値に基づいて、被験者の最大酸素摂取量を算出する又は対応関係テーブルから読み出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を計測するための技術に関する。例えば血流量（皮膚温度を通じて計測された血流量、レーザドップラー方式で計測された血流量、心拍数に基づいて算出される血流量）や心拍数に基づいて最大酸素摂取量を計算する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
経皮的に皮膚組織中の血流量を計測する技術として、測定対象部位にレーザ光を照射する方法や熱伝導効果を利用する方法が知られている。
【０００３】
前者の例の一つに、レーザ組織血流測定方法がある（特許文献１（図１）及び特許文献２（図１）を参照）。この方法は、測定対象部位（例えば皮膚）に対してレーザ光を照射し、その際に得られる反射光信号又は散乱光信号の強度に重畳する強度変化の周波数を分析することにより血流量を算出することを原理とする。
【０００４】
後者の例の一つに、交叉熱電対法（ユニークメディカル社製品UM-200A資料）がある。この方法では、測定対象となる部位の皮膚表面に加熱点とそれに近接する温度測定点を設け、加熱点における加熱と同時に温度測定点の温度を測定する。この際、温度測定点の温度が一定となるように加熱量をフィードバック制御する。この方法の場合、加熱点における加熱量の変化は、その皮下における血流量に比例するという原理に基づいて血流量を算出する。
【０００５】
この他、被験者の持久力を計測する技術として、運動負荷法が知られている。以下に、現在用いられている持久力計測方式とその概要を表１に示す。
【０００６】
【表１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−７５５９号公報
【特許文献２】特開平７−１１３７４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】S.Kashima et al.: Model for measurement of tissue oxygenated blood volume by the dynamic light scattering method, J.J.Appl.Phys.,31,4097-4102(1992)
【非特許文献２】血流循環と生体熱輸送現象に関する数値と実験的研究：理研 賀纓他（2004）
【非特許文献３】スポーツ心臓の形態と機能について：東京女子医大 小堀他（1990）
【非特許文献４】http://ci.nii.ac.jp/naid/110002521799/ 「電磁誘導を用いた非観血末梢血流監視システム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、いずれの血流測定方法も、計測装置の構成が複雑化する又は得られた測定信号に対する高度な信号処理技術が必要となる問題があり、装置の大型化と高コスト化が不可避である。
【００１０】
また、いずれの持久力計測方法も、被験者が体力の限界まで運動を実施することが必要であり、被験者の身体的負担が大きい問題がある。さらに、呼気ガスを計測する運動負荷法の場合には、大掛かりな装置が必要であるだけでなく、計測に専門知識が必要である。このため、専門家の補助無しには持久力を計測することはできない。
【００１１】
発明者らは、かかる技術課題に着目し、持久力（最大酸素摂取量）を簡便に計測できる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的の実現のため、本発明は、血流量の測定結果に基づいて持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を計測する技術を提供する。なお、血流量の計測方法には、(1) 測定対象部位である皮膚に対する熱負荷の印加を終了した直後から測定対象部位の皮膚温度が熱平衡状態へ回復する過程の温度プロファイルを計測し、計測結果に基づいて血流量を測定する手法、(2) レーザドップラー法に基づいて血流量を測定する方法、(3) 心拍数から血流量を算出する又は取得する方法などを用いることができる。
【００１３】
また、(3) に示す方法の変形として、心拍数の測定結果に基づいて持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を計測する方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被験者に負担を掛けることなく、血流量に基づいて持久力を簡便に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】発明の実施の形態に係る最大酸素摂取量計測装置の概略構成例を示す図である。
【図２】熱吸収体据え置き型の最大酸素摂取量計測装置の構成例を説明する図である。
【図３】熱吸収体スライド型の最大酸素摂取量計測装置の構成例を説明する図である。
【図４】接触型皮膚温度計を用いる最大酸素摂取量計測装置の構成例を説明する図である。
【図５】熱吸収体の構造例を説明する図である。
【図６】冷却部付熱吸収体の構造例を説明する図である。
【図７】放熱部と冷却部を取り付けた熱吸収体の構造例を説明する図である。
【図８】熱吸収体の他の構造例を説明する図である。
【図９】複数指計測型の血流量計測装置の構成例を説明する図である。
【図１０】医療用又は専門家用の表示画面例を示す図である。
【図１１】家庭用の表示画面例を示す図である。
【図１２】測定処理方法例を説明する図である。
【図１３】血流量の計算モデル例を説明する図である。
【図１４】血流量計算モデルと皮膚温度の回復過程を説明する図である。
【図１５】皮膚温度の測定プロファイルを説明する図である。
【図１６】安静時指先血流量最小値と持久力（最大酸素摂取量）の関係を説明する図である。
【図１７】最小心拍数と末梢血流最小値との関係を説明する図である。
【図１８】安静時心拍数と最小心拍数の関係を説明する図である。
【図１９】心拍数を用いて持久力（最大酸素摂取量）を測定する最大酸素摂取量計測装置の概略構成例を示す図である。
【図２０】血流量の測定にレーザドップラー血流計を使用する最大酸素摂取量計測装置の概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明に係る形態例を図面に基づいて説明する。なお、図面は、専ら発明の説明を目的として作図したものであり、既知や周知の技術との組み合わせや置換も可能である。
【００１７】
(基本原理)
冷水に浸す、お湯に浸す等のように指に熱負荷を与えた際に観測される表面温度の回復過程は、指内部の血流量（ω）に依存することが、非特許文献２に報告されている。例えば熱平衡状態にある指を冷水に一定時間浸し、その後、冷水から取り出して室温中で安静にする場合、指の表面温度は以下のように変化する。
【００１８】
まず、指を冷水に浸すと、熱平衡状態にあった指表面の温度は、初期温度から一旦低下する。次に、指を冷水から出すと、指表面の温度はゆっくり回復し、最終的には初期温度に到達する。この回復過程において、血流量が多い場合と少ない場合で、温度変化の速度に差異が発生する。すなわち、血流量が多い場合の温度変化の速度は大きく、逆に、血流量が少ない場合の温度変化の速度は小さい。この現象は、熱負荷による指表面の温度の変化、特に熱負荷終了後の温度回復過程における温度測定プロファイルを利用して、指内部の血流が推定できることを示唆している。
【００１９】
持久力が向上すると心臓が肥大化して１回の心拍出量が増加する一方で、スポーツ心臓と言われるように心拍数は減少する。表２に、一般人と運動選手の安静時における血液循環量の違いを示す。表２に示すように、持久力の非常に高いマラソン選手になると心拍数が４０を下回るケースも珍しくない。そこで一般人と持久力が高い人の安静時に１分間当たりに循環する血液量を比較すると、表のように一般人は約４６００〜６４００ｍｌ、持久力の高い人は３３００〜４８００ｍｌであり、持久力が高い人の方が安静時では血液循環量が少ない。ただし、運動時は一般人より運動選手のほうが格段に多く２倍になることもある。
【００２０】
【表２】
【００２１】
実際、スポーツ心臓を持つ一流アイスホッケー選手群と健常男子群の心臓機能を比較した研究によると、アイスホッケー選手群が健常男子群より安静時の心拍出量が少ないことが報告されている（非特許文献３）。また、非特許文献３によると、この現象は複数年についても、他のホッケーチームについても同様に認められ、再現性が確認されたことが報告されている。
【００２２】
身体能力の面から検討すると、持久力の高い人は肺換気能力・細胞ガス交換能力が高いこと、運動することですぐに心拍数を上昇させることが可能なことから日常生活では一般人ほどの血流量の必要がないと考えられる。従って、最大酸素摂取量（VO2Max）が高い人の指先皮膚血流量が少ないのは妥当である。この現象は、安静時での血流量を利用して、持久力（最大酸素摂取量）が推定できることを示唆している。
【００２３】
以下の実施の形態では、手の指の表面温度の測定を通じて最大酸素摂取量（VO2Max）を測定する装置の形態例を説明する。なお、以下の形態例に示す装置は、最大酸素摂取量（VO2Max）だけでなく、その測定過程で被験者の血流量ωも測定できる。従って、測定結果として血流量ωを出力することも可能である。ただし、以下の説明では、発明の目的の観点から最大酸素摂取量（VO2Max）を測定する装置として表現する。
【００２４】
（形態例１）
図１に、最大酸素摂取量測定装置の概略構成例を示す。形態例に係る最大酸素摂取量測定装置は、本体１０１、測定領域１０２、熱吸収体１０３、蓋１０４、環境温度計１０５、皮膚表面温度計１０６、可動板１０７、操作ボタン１０８、表示部１０９、ＬＥＤ１１０、断熱構造体１１１、信号処理部１１２、外部通信部１１３、核体温計１１４を有している。
【００２５】
形態例に係る本体１０１は概略直方体形状を有している。本体１０１は、プラスチック樹脂、金属その他で構成されている。測定領域１０２は、本体１０１の表面に配置される。測定領域１０２は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定時に指を載置するのに用いられる。測定領域１０２のうち測定部位である指先の載置位置には穴１０２Ａが形成されている。この穴１０２Ａは、本体１０１の内部と通じている。
【００２６】
熱吸収体１０３には、皮膚表面から熱を効率的に奪うことができる熱伝導性に優れた材料を使用する。例えば金属、熱吸収ゲルを使用する。この形態例における蓋１０４は回動自在に本体１０１の筐体に取り付けられている。蓋１０４は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定時には測定領域１０２や環境温度計１０５を筐体表面に露出させるように回動され、非使用時や収納時には測定領域１０２や環境温度計１０５を覆うように回動される。もっとも、蓋１０４の開閉にはスライド機構を採用しても良いし、筐体から取り外せる構造であっても良い。蓋１０４を閉じることにより、埃等が穴１０２Ａを通じて筐体内部に進入するのを防ぐことができる。
【００２７】
環境温度計１０５は、最大酸素摂取量計測装置の使用環境である外気温を測定する温度計である。皮膚表面温度計１０６は、被測定部位である指先の温度を測定する温度計である。この形態例の場合、皮膚表面温度計１０６には非接触式の温度計を使用する。このため、皮膚表面温度計１０６は、本体１０１内のうち穴１０２Ａが見える位置に配置する。図１の場合、皮膚表面温度計１０６は、穴１０２Ａの鉛直下部に配置される。
【００２８】
可動板１０７は、熱吸収体１０３の負荷位置（熱吸収体１０３の表面と指が触れる位置）への移動と熱吸収体１０３の筐体内への移動に使用される可動部品である。可動板１０７は不図示の駆動機構によって可動される。可動板１０７は、例えば皮膚温度の測定時には熱吸収体１０３を測定位置から退避させ、熱負荷の印加時には熱吸収体１０３を測定位置に位置決めするように駆動される。図１の場合、熱吸収体１０３が取り付けていない一端側で、可動板１０７は筐体内壁に回動自在に取り付けられており、回動角は不図示のモーター等により調整される。図１では可動板１０７の可動方向を矢印で示している。
【００２９】
操作ボタン１０８は、信号処理部１１２やコンピュータシステムに対する指示入力や電源の供給／供給停止を操作するためのボタンである。例えば表示部１０９に表示する内容の切り替え（測定結果、履歴）や時間設定に使用する。なお、操作ボタン１０８は、スイッチとして構成することもできる。
【００３０】
表示部１０９は、計測手順や計測結果の表示に使用される表示デバイスである。例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイを使用する。ＬＥＤ１１０は、計測時間や測定の進行状況を利用者に教示するために使用される。図１の場合には、点灯の数により４段階の情報を教示する。もっとも、ＬＥＤ１１０の数は４個に限らない。また、ＬＥＤ１１０の発光色や点灯状態の変更（例えば点滅）によって必要な情報を利用者に教示する手法を採用しても良い。また、ＬＥＤ１１０を配置せずに音（音声を含む。）や表示部１０９の表示内容を通じて計測時間や測定の進行状況を利用者に通知する手法を採用することもできる。
【００３１】
断熱構造体１１１は、皮膚表面温度計１０６に対して信号処理部１１２等の熱が影響するのを防ぐために配置される。図１の場合、断熱構造体１１１は、筐体内部の主要な発熱源と皮膚表面温度計１０６の配置される空間とを仕切るように配置される。信号処理部１１２は、(1) 測定された皮膚温度の変化に基づく血流量の演算機能、(2) 血流量と最大酸素摂取量の換算式に基づいた最大酸素摂取量の演算機能、(3) 測定動作に伴う内部システムの制御機能等を提供する。
【００３２】
信号処理部１１２は、例えばコンピュータシステムで構成される。この形態例の場合、信号処理部１１２は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定動作（前処理としての血流量の測定動作中も含む。）の進捗に伴って、可動板１０７の可動位置やＬＥＤ１１０の点灯状態を制御する。前述した機能の提供に必要なプログラムは、半導体メモリその他の記憶装置１１２１に格納されている。また、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定に関連して各温度計から適時又は継続的に測定される温度も記憶装置１１２１に格納されている。外部通信部１１３は、外部装置との通信に使用されるインターフェースである。
【００３３】
核体温計１１４は、被験者の核体温を測定する温度計である。核体温は、中核温や深部温とも呼ばれる。核体温計１１４には測定部位に応じた体温計が用いられる。測定部位には、例えば舌下、内耳、脇、直腸などがある。なお図１の場合には、最大酸素摂取量測定装置内に環境温度計１０５や核体温計１１４を一体的に配置しているが、環境温度や核体温は他の温度計を用いて測定された値が外部通信部１１３を通じて取得する方式を採用しても良いし、被験者自身が操作ボタン１０８等を通じて手入力する方式を採用しても良い。
【００３４】
続いて、形態例に係る最大酸素摂取量測定装置による皮膚温度の計測方法を示す。皮膚表面の温度は、皮膚表面温度計１０６により測定される。
【００３５】
まず、測定領域１０２に被験者の指が載置される。この状態で、熱負荷を加える前の初期温度（熱平衡状態の温度）が皮膚表面温度計１０６により測定される。次に、可動板１０７により熱吸収体１０３が測定領域１０２の穴１０２Ａに位置決めされる。これにより、熱吸収体１０３の表面が指の皮膚表面に接触する。このとき、熱吸収体１０３は、接触面から指の熱を奪う。この熱負荷の印加は、予め設定された一定時間について実行される。
【００３６】
一定時間の熱負荷の印加が終了すると、可動板１０７が、熱吸収体１０３を穴１０２Ａから退避位置に退避する。熱吸収体１０３の退避と同時に、皮膚表面温度計１０６による皮膚表面温度の測定が開始される。この測定は、熱負荷印加後の回復過程における温度プロファイルの測定である。従って、皮膚温度の測定は連続的に実行される。好ましくは、初期温度に戻るまで温度の測定が継続される。
【００３７】
以上説明した皮膚温度の測定が終了すると、核体温計１１４を用いた核体温の測定と環境温度計１０５を用いた環境温度（室温）の測定が実行される。これら３種類の温度計で測定された各温度は信号処理部１１２に与えられる。信号処理部１１２は、後述する演算処理に基づいて、各温度から被験者の血流量を計算する。さらに、信号処理部１１２は、記憶装置１１２１に格納されている血流量と最大酸素摂取量の換算式に基づいて、測定された血流量に対応する最大酸素摂取量を計算する。
【００３８】
この形態例の場合には、血流量を算出する際、皮膚温度の測定後に核体温と環境温度を測定しているが、３種類の温度さえ測定できれば良いので、測定順序は前述した順番に限らない。
【００３９】
次に、皮膚温度の回復過程の温度プロファイルに基づいて血流量を測定し、その測定結果に基づいて被験者の持久力を与える最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する方法について示す。図１５（Ａ）に、血流計測時における皮膚温度の変化と室温との時系列データ例を示す。前述したように、図中の皮膚温度のうち回復過程における温度変化の速度が血流量に応じて異なる特性がある。図１３に、血流量を導出する計算モデルを示す。図１３（Ａ）は指が熱吸収体１０３に接触する前の計算モデルであり、図１３（Ｂ）は指が熱吸収体１０３に接触した後の計算モデルである。
【００４０】
なお、図中のＴａは血流温度（核体温）、Ｔｓは皮膚温度、Ｔｒは室温である。また、Ｒ１は内部熱抵抗、Ｒ２は皮膚表面の空気に対する熱抵抗、Ｃ１は皮膚表面組織の熱容量である。因みに、Ｒ１は、熱伝導率（血流量ωに反比例する成分を含む。）に反比例する特性を有する。また、図１３（Ａ）では、熱吸収体１０３と接触する以前における指の皮膚温度は室温に飽和しているものとし、このときの皮膚温度をＴｓ（０）で表している。また、図１３（Ｂ）では、熱吸収体１０３が皮膚温度にｔ１時間接触した後の皮膚温度をＴｓ（ｔ１）で表している。図１４（Ａ）に、図１３に示す計算モデルの等価回路を示し、図１４（Ｂ）に指温度が回復する様子を示す。
【００４１】
時間ｔ＝０とｔ＝∞のとき、指の皮膚温度は室温と平衡状態にある。この状態の場合、等価回路の容量Ｃ１は充電状態にあると考えられる。従って、図１４の回路図より、次式が成立する。
【００４２】
【数１】
【００４３】
皮膚表面温度がＴｓ（ｔ１）からＴｓ（０）まで回復する過程では、図１４（Ｂ）に示したように、時定数τ＝Ｒ１・Ｃ１に従って温度が上昇する。このため、（式１）と合わせて、次の（式２）が成立する。
【００４４】
【数２】
【００４５】
なお、Ｒ２、Ｃ１の値は、実際の装置構成に応じた最適解を試行錯誤的に求められているものとする。従って、信号処理部１１２は、各温度計で測定された温度Ｔｓ、Ｔｒ、Ｔａを式２に与えることにより、当該式２を満たすＲ１を演算により算出することができる。
【００４６】
ところで、内部熱抵抗Ｒ１と血流量ωの間には、次の（式３）が成立する。
Ｒ１＝k1／ω＋k2 （式３）
【００４７】
すなわち、Ｒ１は血流量ωに対して反比例の関係が成立する。なお、k1及びk2は、実際の装置構成に応じて試行錯誤的に定まる定数である。従って、内部熱抵抗Ｒ１の値が算出されると、信号処理部１１２は、式３に基づいて被験者の手の指先の血流量ωを算出する。
【００４８】
また、精度は落ちるものの、指先皮膚温度から血流を求める簡易的手段として、指先の皮膚表面温度のみを用いる方法もある。具体的には、皮膚温度の回復が不安定な０〜１秒間のデータを削除し，その後の温度データの対数を計算することで血流量ωに比例する値を得ることができる。図１５（Ｂ）に対数処理前のデータ、図１５（Ｃ）に対数処理後のデータを示す。この方法によれば、中性温度域で計測している場合は核体温、環境温度を計測せずに皮膚温度のみで末梢血流を導出することができる。
【００４９】
次に、血流量ωに基づいて被験者の持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を測定（算出）する方法について説明する。
【００５０】
最大酸素摂取量（VO2Max）の測定は、望ましくは、室内で座位又は仰臥位安静の状態で行う。理想的には、やや涼しさを感じる状態（半そで半ズボンの状態で室温約22度）で約１時間安静にした後に計測するのが良い。一方、運動後、入浴後、食後、温度差のある場所から移動してきた直後の場合のように心拍数が通常と異なり、皮膚温度も環境温度に慣れていない場合は、最大酸素摂取量（VO2Max）の計測に適さない。
【００５１】
理想的な環境（涼しさを感じる室温で１時間安静にした後）で計測した場合における血流量ωと最大酸素摂取量（VO2Max）の間に認められた実験結果を図１６に示す。この図１６より、（式４）に示す換算式を導きだすことができる。なお、本明細書では、理想的な環境における心拍数を最小心拍数という。
VO2Max＝−1159ln(ω)＋4897 （式４）
【００５２】
なお、最大酸素摂取量(VO2Max)の導出に適する式は（式４）だけに限るものではない。より精度が高い換算式が導出された場合には、精度の高い換算式を適用することが望ましい。例えば血流量ωの自然対数値を変数とする他の関数を用いても良い。また、この実施例の場合には、（式４）に基づく演算処理により最大酸素摂取量(VO2Max)を算出しているが、同等の対応関係を有する対応関係テーブルから血流量ωに対応する最大酸素摂取量(VO2Max)を読み出しても良い。
【００５３】
前述したように、最大酸素摂取量（VO2Max）の計測は、理想的な環境下で行われることが好ましい。その一方で、理想的な環境に準じた環境であれば、適切な補間演算により、理想環境下と同等の計測結果を得ることができる。
【００５４】
この明細書では、理想的な環境に準じた環境として、立位又は歩行状態から座位に移行し、その後、１分間以上にわたって安静な状態が継続した状態（以下、「安静状態」という。）を考える。この状態での心拍数を、本明細書においては安静時心拍数という。ただし、安静時心拍数は、最小心拍数よりも心拍数が大きな値になる傾向がある。安静時における最大酸素摂取量（VO2Max）の計測では、皮膚温度や室温だけでなく心拍数も考慮した多変量解析により導出した最小血流量ωの導出式を（式４）に代えて適用すれば良い。
【００５５】
図１２に、形態例に係る最大酸素摂取量計測装置で実行される最大酸素摂取量（VO2Max）の測定手順の一例を示す。操作用ボタン１０８に対する操作入力に伴って最大酸素摂取量（VO2Max）の計測が開始されると、信号処理部１１２は、ＬＥＤ１１０や表示部１０９等を通じて計測開始を被験者に提示する（ステップＳ１）。
【００５６】
計測開始が提示されると、被験者は、指を測定領域１０２に載置する。このとき、信号処理部１１２は、皮膚の初期温度を計測すると共に、環境温度計１０５で室温を計測する(ステップＳ２)。次に、皮膚の熱を奪うため、信号処理部１１２は、可動板１０７を駆動制御し、熱吸収体１０３を一定時間皮膚に接触させる（ステップＳ３）。
【００５７】
一定時間が経過すると、信号処理部１１２は、可動板１０７を駆動制御して熱吸収体１０３を皮膚から退避させる（ステップＳ４）。この退避直後から、信号処理部１１２は、熱吸収体１０３によって熱が奪われることによって低下した皮膚温度が回復する様子を皮膚表面温度計１０６にて計測する（ステップＳ５）。このとき、信号処理部１１２は、環境温度計１０５を通じて室温も計測し、測定中における室温の安定性をチェックする。
【００５８】
皮膚表面温度が回復すると、信号処理部１１２は、ＬＥＤ１１０や表示部１０９を通じて核体温の計測を被験者に提示し、核体温計１１４を通じて被験者の核体温を測定する（ステップＳ６）。
【００５９】
核体温の測定も終了すると、信号処理部１１２は、ＬＥＤ１１０や表示部１０９を通じて計測の終了を被験者に提示する（ステップＳ７）。この後、信号処理部１１２は、測定された皮膚温度を（式２）に与え、前述したように血流量ωに反比例するＲ１の値を算出する（ステップＳ８）。なお、信号処理部１１２は、ステップＳ８において、以下の処理も実行する。Ｒ１の値が算出されると、信号処理部１１２は、算出されたＲ１の値を（式３）に適用し、被験者の血流量ωを算出する。次に、信号処理部１１２は、算出された血流量ωを（式４）に適用し、被験者の最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する。
【００６０】
なお、皮膚温度の測定が安静時心拍数の測定条件で実行されたことは、測定開始時に被験者等が操作ボタン１０８等を通じて入力することが望ましい。
【００６１】
この後、信号処理部１１２は、少なくとも被験者の最大酸素摂取量（VO2Max）を表示部１０９に表示し、一連の処理を終了する（ステップＳ９）。この際、信号処理部１１２は、必要や設定に応じ、最大酸素摂取量（VO2Max）を測定する過程で得られる血流量ωの情報を表示しても良い。
【００６２】
なお、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定に関連して必要になる操作は、蓋１０４の開閉、ブザー音、音声ガイド等を通じて被験者に通知することができる。なお、環境温度や核体温の測定タイミングは必ずしも図１２の手順に限られるものではない。
【００６３】
以上説明したように、この実施の形態に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、熱吸収体１０３の接触により指の皮膚表面に熱負荷を与え、その後、指の皮膚温度が回復する過程の温度プロファイルを継続的に測定することにより血流量を測定し、当該測定された血流量に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する。このため、装置構成と信号処理を従来技術に比して簡素化することができる。因みに、血流量や最大酸素摂取量（VO2Max）の算出に使用する換算式は、実験データの積み重ねなどにより改良された場合に、外部から書き換えられることが望ましい。例えば信号処理部１１２が使用するファームウェアのアップデートや差分プログラムの適用を通じて書き換えられることが望ましい。
【００６４】
また、この実施の形態に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、回動型の蓋１０４を用いるので、穴１０２Ａの下部に位置する皮膚表面温度計１０６に埃等が付着するのを回避できる。この構造により、皮膚表面温度計１０６による検出精度の低下を避けることができる。また、埃等が電子部品や駆動機構に付着して動作不良を発生するのを避けることができる。
【００６５】
（形態例２）
図２に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図２には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。図２に示すように、基本的な装置構成は、形態例１と同じである。
【００６６】
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置と形態例１の装置構成との違いは、熱吸収体１０３を本体１０１の表面に固定的に配置する点である。図２の場合には、測定領域１０２との並び位置に熱吸収体１０３を配置する。
【００６７】
この形態例の場合も、基本的な温度の測定手順は形態例１と同じである。ただし、熱吸収体１０３が固定であるため、指と熱吸収体１０３との接触タイミングを自動的に制御することができない。そこで、この形態例の場合には、表示部１０９の表示内容やＬＥＤ１１０の点灯状態の制御を通じて接触タイミングを使用者に通知する手法を採用する。勿論、この通知に関する制御は信号処理部１１２を通じて実現される。
【００６８】
以下では、皮膚温度を計測する方法を説明する。まず、表示部１０９やＬＥＤ１１０による合図によって、被験者は、測定領域１０２に手の指を載せる。このとき、皮膚表面温度計１０６は、合図に連動して皮膚温度の初期値を測定する。
【００６９】
次に、表示部１０９やＬＥＤ１１０の通知態様が変化する。被験者は、この通知態様の変化を合図として、測定領域１０２に載せていた指を熱吸収体１０３の表面に移動させる。
【００７０】
一定時間が経過すると、表示部１０９やＬＥＤ１１０の通知態様が更に変化する。被験者は、この通知態様の変化を合図として、熱吸収体１０３に載せていた指を測定領域１０２に移動させる。この後、皮膚表面温度計１０６は、皮膚温度が回復過程における温度変化を測定する。
【００７１】
以上のように、この形態例の場合には、被験者自身が、血流量の測定プロセスの進捗に応じて被測定対象である指を移動させる必要がある以外は、形態例１と全く同様の手順により最大酸素摂取量（VO2Max）や血流量ωを測定することができる。
【００７２】
なお、この形態例の場合には、熱吸収体１０３が筐体表面に配置されているので、熱吸収体１０３が汚れた場合にクリーニングすることができる。また、熱吸収体１０３が破損した場合や機能が低下した場合にも簡単に交換することができる。また、素材の異なる熱吸収体１０３と交換することで、冷却効果を調整することもできる。
【００７３】
さらに、この形態例の場合には、可動部品である可動板１０７が不要であるので、装置構成が簡単になり、故障の可能性を一段と減らすことができる。また、この形態例の場合、熱吸収体１０３のサイズを穴１０２Ａの大きさと関係なく定めることが可能になる。形態例１の場合、熱吸収体１０３の表面を指と接触させるために、穴１０２Ａより小さい形状である必要があった。
【００７４】
しかし、この形態例の場合、穴１０２Ａのサイズとの関係により熱吸収体１０３のサイズを決める必要がないため、形態例１の場合よりも熱吸収体１０３の表面サイズを大きくすることができる。従って、指との接触面積を簡単に大きくすることができる。また、熱吸収体１０３の熱容量も簡単に大きくできる。結果的に、この形態例の場合には、熱吸収体１０３による熱吸収効果を高めることができる。このことは、熱負荷を印加する時間を短縮できることを意味する。
【００７５】
（形態例３）
図３に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図３には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。図３に示すように、基本的な装置構成は、形態例１と同じである。
【００７６】
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置と形態例１の装置構成との違いは、熱吸収体１０３の移動に熱吸収体用ガイド３０１を使用する点である。すなわち、この形態例の場合、熱吸収体１０３又はその台は、熱吸収体用ガイド３０１に沿って搬送される。この際、熱吸収体１０３の移動に必要な筐体の厚み方向の空間長は、可動板１０７を回動駆動する場合に比して小さく済む。従って、この形態例の構造を採用することにより、最大酸素摂取量測定装置の図中Ａ−Ａ断面図の高さ方向の長さを小さくすることができる。すなわち、最大酸素摂取量測定装置の体積を小さくすることができる。
【００７７】
（形態例４）
図４に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図４には、図２との対応部分に同一符号を付して示している。図４に示すように、基本的な装置構成は、形態例２と同じである。
【００７８】
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置と形態例２の装置構成との違いは、皮膚表面温度計１０６に代えて接触温度計４０１を使用する点である。なお、この形態例の場合には、測定領域１０２の近傍に固定式の熱吸収体１０３を配置するため、形態例２の場合と同様に被験者自身が指を移動する必要がある。
【００７９】
因みに、接触温度計４０１は、一般に安価であるので、非接触型の温度計を用いて皮膚表面の温度を測る場合に比して装置コストを低下させることができる。また、接触温度計４０１そのものが筐体表面に配置されるので形態例２の場合に比してメンテナンスも容易になる。また、非接触型の温度計の場合のように、測定に適した距離だけ温度計と指との間に距離を設ける必要がないので、その分、最大酸素摂取量測定装置の体積を小さくすることができる。
【００８０】
なお、この形態例の場合、接触温度計４０１を環境温度計１０５と兼用することもできる。この場合、最大酸素摂取量測定装置に搭載する温度計の数を、他の形態例に比して１つ削減できる。
【００８１】
（形態例５）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、測定領域１０２の表面に断熱材を配置する。形態例１〜４のいずれの形態例の場合にも、指の皮膚温度を測定する間、測定箇所の周囲の部分で指は測定領域１０２と接触する。測定領域１０２の材質にもよるが、接触部分では指との間で熱の移動が発生する。特に、熱の移動が大きい場合には、測定される皮膚温度への影響を無視できなくなる。そこで、測定領域１０２のうち、少なくとも指と触れる可能性のある部分を断熱材で覆い、皮膚温度の測定中における指と測定領域１０２（または装置本体）との間の熱移動を極力小さくする。この形態例の場合、前述した４つの形態例に係る最大酸素摂取量測定装置よりも測定精度を高めることができる。
【００８２】
（形態例６）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、図５に示すような断面が凸形状の熱吸収体１０３を使用する。図５（Ａ）は、被験者の指が接触する側（筐体表面側）から見た図であり、図５（Ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図５の場合、熱吸収体１０３は、径の異なる円柱を２段重ねた構造を採用する。径の小さい方の円柱が皮膚との接触面となる。なお、指との接触する部分の面積は、指先等の狭い範囲に適応できるサイズにする。
【００８３】
図５の場合には、上段と下段の両方を円柱で構成しているが、角柱その他の形状でも勿論構わない。また、上段と下段で形状が異なっていても良い。ただし、熱吸収体１０３の熱容量を大きくする観点から考えると下段側の体積が上段側の体積よりも大きい方が望ましい。また、図５のように２段構造とするのではなく、熱吸収体１０３は、円錐形その他の錐体形状の上部を底面と並行に切り取った形状でも良い。
【００８４】
なお、熱吸収体１０３の素材は、熱伝導率を考えると金属体が好ましい。例えば熱伝導率の良い銅、金、銀やこれらを含む合金が好ましい。もっとも、熱吸収体１０３の大きさによってはＡＢＳ樹脂等を使用しても構わない。
【００８５】
（形態例７）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、効率良く皮膚表面から熱を奪うため、熱吸収体１０３を加熱又は冷却する構造を追加する。図６に、熱吸収体１０３に冷却機構を取り付けた場合の構造例を示す。図６は、形態例６（図５）で採用した熱吸収体１０３の下段側表面に冷却ゲル６０３を挟んでペルチェ素子６０４を貼り付けた構造例を示す。ペルチェ素子６０４が冷却構造体である。また、冷却ゲル６０３は、熱吸収体１０３の熱を効率的にペルチェ素子６０４に逃がすのに用いられる。
【００８６】
（形態例８）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、熱吸収体１０３の冷却効果を監視して皮膚温度の測定精度を高める仕組みを採用する。具体的には、熱吸収体１０３のうち皮膚と接触する端面付近に温度計６０１を配置し、吸収した熱を放射する側の端面付近に温度計６０２を配置する。温度計６０１及び６０２には、例えばサーミスタを使用する。
【００８７】
この形態例の場合、信号処理部１１２が、温度計６０１と６０２の温度をそれぞれ検出する。この形態例の場合、信号処理部１１２は、皮膚と接触する側の温度計６０１の温度がある一定の温度になったか否かによって最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスを開始するか否かを判定する。温度が安定していない状態で最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスを開始すると外因によって最大酸素摂取量（VO2Max）の測定精度が低下する可能性があるためである。
【００８８】
また、信号処理部１１２は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスを開始するか否かを判定する際、温度計６０１の温度が室温より低いか否かも判定する。熱吸収体１０３の温度が室温より高いと皮膚温度を効果的に吸収できず、測定条件を満たさないためである。
【００８９】
また、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスが開始され、熱吸収対１０３と皮膚との接触が行われると、信号処理部１１２は、温度計６０１及び６０２の温度差を計測することにより、熱吸収体１０３に移動した熱量を計算する。なお、温度差に基づいた移動熱量の計算は既知であるので説明を省略する。この形態例の場合、信号処理部１１２は、指から熱吸吸収体１０３に移動した吸収量が事前に定めた閾値を越えることを条件に、指との接触位置から熱吸収体１０３を退避させる。このような制御を採用することにより、同じ条件で血流量ωを測定することが可能になる。その結果、血流量ωと持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）の測定精度を向上することができる。
【００９０】
（形態例９）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、測定開始時における熱吸収体１０３の温度や熱量の熱負荷を加えている間の熱移動量を一定値に積極的に制御する方式を採用する。この例の場合、熱吸収体１０３の冷却にはペルチェ素子（図６）や空冷ファンを使用する。また、熱吸収体１０３の加熱には不図示のヒーターを使用する。信号処理部１１２によって、積極的に温度を管理することにより、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定開始時における温度を積極的に最適な温度に制御することができる。ここでの最適値は、室温との関係も考慮して設定された値であることが望ましい。
【００９１】
また、形態例８の場合には、指と熱吸収体１０３との接触時間の調整によって移動熱量が一定になるように制御しているが、この形態例の場合には例えば接触時間が一定の場合にも熱吸収体１０３の冷却又は過熱により一定の接触時間内に移動する熱量を一定にすることが可能になる。いずれにしても、測定条件を同じにできることで、血流量ωの測定精度を向上することができる。結果的に、最大酸素摂取量（VO2Max）と血流量ωの測定精度を高めることできる。
【００９２】
（形態例１０）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、放熱効果を更に高める構造を採用する。具体的には、図７に示すように、熱吸収体１０３に対して放熱ファン７０１と放熱フィン７０２を取り付ける構造を採用する。なお、図７の場合には、形態例７（図６）の構造に放熱ファン７０１と放熱フィン７０２を取り付けた例を示している。なお、放熱ファン７０１だけを取り付ける構造も可能である。また、放熱フィンに代えて放熱用の金属板を取り付けても良い。いずれにしても、前述した形態例に比して、熱吸収体１０３の放熱効率を向上することができる。方熱効率の向上により、最大酸素摂取量測定装置による再計測までに要する時間を短縮することができ、計測効率を向上できる。
【００９３】
（形態例１１）
この形態例１１の場合には、熱吸収体１０３に使用して好適な他の構造例を示す。図８（Ａ）〜（Ｆ）に熱吸収体１０３の構造例を示す。それぞれ、上段側が熱吸収体１０３を上面側から見た図であり、下段側がＡ−Ａ断面図である。因みに、図８（Ａ）に示す熱吸収体１０３ａは、形態例６で説明した円柱の２段重ねたタイプである。図８（Ｂ）に示す熱吸収体１０３ｂは、やはり形態例６で説明した円錐上部を底面と平行に切り落としたタイプである。図８（Ｃ）に示す熱吸収体１０３ａは、形態例１で説明した円柱タイプである。これらの形状を適用する最大酸素摂取量測定装置の筺体サイズ、筺体との取り付け方式や駆動機構、筺体内のレイアウトに応じて選択的に使用する。なお、図８（Ｄ）〜（Ｆ）は、それぞれ図８（Ａ）〜（Ｃ）のうち皮膚との接触面を曲面形状に加工したタイプである。接触面を曲面形状に加工することにより皮膚との密着度を高め、吸熱効果を高めることができる。
【００９４】
（形態例１２）
図９に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図９には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。もっとも、図２に示す最大酸素摂取量測定装置のように固定式の熱吸収体１０３を用いる場合にも応用可能である。この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合、筺体上に測定領域１０２を２つ並べて配置する。勿論、筺体の内部には、熱吸収体１０３を測定位置と退避位置との間で移動させる機構部としての可動板１０７が配置される。
【００９５】
この形態例の場合、測定領域１０２が２つあるので、例えば隣同士に位置する２本の指の血流を測定できる。また例えば右手と左手の各１本の指の血流を測定できる。また例えば隣合う又は近傍に位置する皮膚の血流を測定することができる。なお、血流の測定は同時に行っても良いし、時間差で実行しても良い。いずれにしても複数個所で血流量を測定できることにより、測定位置に依存した血流量のバラツキを平均化することができる。結果的に、被験者についての血流量ωと最大酸素摂取量（VO2Max）の測定結果の信頼性を高めることができる。また、被験者に対する血流量ωと最大酸素摂取量（VO2Max）の計測を複数回実行し、それらの平均値を信号処理部１１２で計算する場合に比して、平均値が算出されるまでの測定時間長を短縮することができる。
【００９６】
また、測定領域１０２を複数配置することにより、いずれかの測定領域１０２についての測定が失敗した場合でも、その他の測定領域１０２についての測定結果を利用することができる。
【００９７】
（形態例１３）
前述した最大酸素摂取量測定装置の場合には、信号処理部１１２において、測定された３種類の測定温度に基づいて血流量ωを計算し、（式４）に示す換算式に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を計算する場合について説明した。しかし、測定温度のデータや計測された血流量ω及び最大酸素摂取量（VO2Max）は、外部通信部１１３を通じて通信可能な他の計測装置の別の指標と連動させても良い。また、前述した最大酸素摂取量測定装置の機能は、他の指標を示す装置の機能を搭載しても良いし、反対に他の指標を示す装置の内部に最大酸素摂取量測定装置を一体的に取り付けても良い。因みに、ここでの他の指標には、例えば代謝、温熱感覚、ストレス、自律神経の働きなどが考えられる。また、外部通信部１１３は、測定された温度や計算した血流値ω及び最大酸素摂取量（VO2Max）を外部に出力するのに用いるだけでなく、最大酸素摂取量測定装置に対する各種の設定値の受信等に用いてもよい。
【００９８】
（形態例１４）
図１０及び図１１に、信号処理部１１２による測定結果の表示例を示す。図１０（Ａ）は測定された血流量（ω）を実数値として表示する例であり、図１０（Ｂ）は測定された最大酸素摂取量（VO2Max）を実数値として表示する例である。実数値による表示は、例えば医療機関やスポーツクラブで使用する最大酸素摂取量測定装置に適している。図１１（Ａ）は測定された血流量（ω）を前回値や平均値との比較によって表示する例である。血流量レベルは、例えば「血流量は（前回値より）低下しました」、「血流量は（前回値）より向上しました」などのレベル分けで表示する。図１１（Ｂ）は測定された最大酸素摂取量（VO2Max）を持久力レベルとして前回値や平均値との比較によって表示する例である。持久力レベルは、実数値とは異なり、数段階又は感覚的な表現形式である。例えば「持久力は（前回値より）低下しました」、「持久力は（前回値）より向上しました」などのレベル分けで表示する。ここでの平均値は、特定個人の過去の測定結果の平均値だけでなく、性別や年代別等に統計的に求められた平均値も含まれる。この表示は、一般家庭などで使用する最大酸素摂取量測定装置に適している。表示には、色分けやその他の表示形態を組み合わせても良い。
【００９９】
（形態例１５）
前述した形態例においては、被験者の血流量を皮膚温度から測定し、測定結果に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する場合について説明した。しかし、被験者の心拍数に基づいて血流量ωを求め、求められた血流量ωに基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することもできる。
【０１００】
理想的な環境下で最小心拍数を計測できる場合には、末梢血流量最小値（最大酸素摂取量の測定に使用する血流量）と最小心拍数との間には、図１７に示す関係が実験により確認された。図中、○印がサンプル点であり、直線が（式５）で与えられる換算関係である。
血流量ω＝最小心拍数×−0.407＋32.51 （式５）
【０１０１】
従って、（式５）に基づいて血流量ωを算出し、当該血流量ωを（式４）に与えれば最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することができる。なお、（式５）を（式４）に統合した換算式を用意すれば、最小心拍数から最大酸素摂取量を直接算出することもできる。
【０１０２】
なお、前述したように、実際の測定環境下では、安静時での測定が多くなると考えられる。この場合、安静時に測定される安静時心拍数と最小心拍数との間には、図１８に示す関係（式６）が実験により確認された。図中、○印がサンプル点であり、直線が（式６）で与えられる換算関係である。
最小心拍数＝安静時心拍数×1.032−8.252 （式６）
【０１０３】
従って、安静時心拍数が測定された場合、（式６）を用いて最小心拍数に変換する演算処理をコンピュータに実行させ、その後、変換後の最小心拍数を（式５）に与えれば血流量ωを算出することができ、理想的な環境下と同じ処理により最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することができる。
【０１０４】
もっとも、（式５）と（式６）を一つにまとめた以下の換算式（式７）を用いれば、安静時心拍数から血流量ωを直接求めることができる。
血流量ω＝最小心拍数×−0.407＋32.51
＝（安静時心拍数×1.032−8.252）×−0.407＋32.51
≒−0.42×安静時心拍数＋35.87 （式７）
【０１０５】
勿論、この場合も、（式７）を（式４）に統合した換算式を用意すれば、安静時心拍数から最大酸素摂取量を直接算出することもできる。
【０１０６】
なお、最小心拍数から血流量ωを導出する式は（式５）だけに限るものではない。より精度が高い換算式が導出された場合には、精度の高い換算式を適用することが望ましい。同じく、安静時心拍数から最小心拍数や血流量を導出する式は（式６）や（式７）だけに限るものではない。より精度が高い換算式が導出された場合には、精度の高い換算式を適用することが望ましい。
【０１０７】
また、この実施例の場合にも、各換算式と同等の対応関係を有する対応関係テーブルを用意し、最小心拍数や安静時心拍数に対応する値を対応関係テーブルから読み出しても良い。
【０１０８】
図１９に、心拍計１９１と最大酸素摂取量計測装置１９２で構成されるシステム例を示す。心拍計１９１は、既存の装置を使用できる。最大酸素摂取量計測装置１９２は、測定された心拍数を格納する記憶装置１９２１と、前述した演算処理又は対応関係テーブルから心拍数に応じた最大酸素摂取量（VO2Max）を出力する信号処理部１９２２で構成する。形態例１の信号処理部１１２と同様にコンピュータシステムとして実現できる。
【０１０９】
なお、図１９においては、最大酸素摂取量計測装置１９２に対して外付けされた心拍計１９１の例を表しているが、心拍計は最大酸素摂取量計測装置１９２に内蔵されていても良い。
【０１１０】
また、被験者又は補助者が被験者の心拍数の数値を最大酸素摂取量計測装置１９２に入力手段を通じて手入力しても良い。
【０１１１】
（形態例１６）
前述した形態例においては、被験者の血流量を皮膚温度から測定し、測定結果に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する場合について説明した。しかし、被験者の血流量ωをレーザドップラー法や交叉熱電対法を用いて求め、求められた血流量ωに基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することもできる。
【０１１２】
図２０に、レーザドップラー法を適用して血流量を測定する場合に好適な測定システム例を示す。この測定システムは、レーザドップラー血流計２０１と、最大酸素摂取量計測装置２０２で構成される。最大酸素摂取量計測装置２０２は、測定された血流量ωから最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する装置であり、測定された血流量ωを格納する記憶装置２０２１と（式４）に基づく演算処理を実行する信号処理部２０２２で構成される。
【０１１３】
レーザドップラー血流計２０１は、例えば皮膚２０３の測定対象部位にレーザ光２０５を照射する発光部２０１１（例えばレーザダイオード）と、測定対象部位の血管２０４に流れる血液の速度に応じてドップラーシフト成分を有する散乱光２０７と皮膚表面で散乱したドップラーシフト成分を有しない散乱光２０６を受光する受光部２０１２（例えばフォトダイオード）と、２種類の干渉光２０６及び２０７から血流量ωを算出する信号処理部（不図示）とで構成する。
【０１１４】
ここでの信号処理部は、両散乱光の干渉により生じるうなり信号Ｉ（ｔ）を検出する処理部と、うなり信号Ｉ（ｔ）の強度（信号振幅）の２乗平均Ｉ2 とパワースペクトル成分Ｐ（ω0）とに基づいて次の（式８）により血流量を算出する処理部で構成する。ただし、ω0 はドップラーシフト量である。
血流量∝（∫ω0・Ｐ（ω0）・dω0）／I2 （式８）
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
従来より、身体の各部位の血流量は体調や健康などに関係する指標を表すことが知られている。例えば抹消血流が悪化すると、冷えや痺れ、皮膚障害を起こす。また、抹消血管障害に伴うヒビ、アカギレなどを起こす。また、交感神経はアドレナリンを放出する。アドレナリンは血管を収縮させる作用があるため、交感神経の緊張が続き結果的に全身の血行障害がおこる。つまり抹消血流を計測して自律神経の活性度の状態を分析することができる。さらに運動負荷試験やリハビリなどの効果をみるために末梢血流を観察しようという動きも高まっている（非特許文献４）。
【０１１６】
また、メタボリックシンドロームの予防には、全身持久力を高いレベルで維持することが重要であることが明らかになっている。例えば厚生労働省は、「健康づくりのための運動基準２００６」において、健康づくりのため性・年代別の最大酸素摂取量（VO2Max）の基準値を定めている。この基準値によると、日本人はVO2Maxが座位安静時の１０倍（男性）・９倍（女性）以上であれば、循環器疾患の危険因子が少ないと言われている。従って、今まで専門の施設などにおいてアスリートを対象に計測していた持久力（VO2Max）を日常生活で計測できることは、健康チェック装置として使用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０１…本体、１０２…測定領域、１０３…熱吸収体、１０４…蓋、１０５…環境温度計、１０６…皮膚表面温度計、１０７…可動板、１０８…操作ボタン、１０９…表示部、１１０…ＬＥＤ、１１１…断熱構造体、１１２…信号処理部、１１２１…記憶装置、１１３…外部通信部、１１４…核体温計、３０１…熱吸収体用ガイド、４０１…接触温度計、６０１、６０２…温度計、６０３…冷却ゲル、６０４…ペルチェ素子、７０１…放熱フィン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を計測するための技術に関する。例えば血流量（皮膚温度を通じて計測された血流量、レーザドップラー方式で計測された血流量、心拍数に基づいて算出される血流量）や心拍数に基づいて最大酸素摂取量を計算する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
経皮的に皮膚組織中の血流量を計測する技術として、測定対象部位にレーザ光を照射する方法や熱伝導効果を利用する方法が知られている。
【０００３】
前者の例の一つに、レーザ組織血流測定方法がある（特許文献１（図１）及び特許文献２（図１）を参照）。この方法は、測定対象部位（例えば皮膚）に対してレーザ光を照射し、その際に得られる反射光信号又は散乱光信号の強度に重畳する強度変化の周波数を分析することにより血流量を算出することを原理とする。
【０００４】
後者の例の一つに、交叉熱電対法（ユニークメディカル社製品UM-200A資料）がある。この方法では、測定対象となる部位の皮膚表面に加熱点とそれに近接する温度測定点を設け、加熱点における加熱と同時に温度測定点の温度を測定する。この際、温度測定点の温度が一定となるように加熱量をフィードバック制御する。この方法の場合、加熱点における加熱量の変化は、その皮下における血流量に比例するという原理に基づいて血流量を算出する。
【０００５】
この他、被験者の持久力を計測する技術として、運動負荷法が知られている。以下に、現在用いられている持久力計測方式とその概要を表１に示す。
【０００６】
【表１】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−７５５９号公報
【特許文献２】特開平７−１１３７４３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】S.Kashima et al.: Model for measurement of tissue oxygenated blood volume by the dynamic light scattering method, J.J.Appl.Phys.,31,4097-4102(1992)
【非特許文献２】血流循環と生体熱輸送現象に関する数値と実験的研究：理研 賀纓他（2004）
【非特許文献３】スポーツ心臓の形態と機能について：東京女子医大 小堀他（1990）
【非特許文献４】http://ci.nii.ac.jp/naid/110002521799/ 「電磁誘導を用いた非観血末梢血流監視システム」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、いずれの血流測定方法も、計測装置の構成が複雑化する又は得られた測定信号に対する高度な信号処理技術が必要となる問題があり、装置の大型化と高コスト化が不可避である。
【００１０】
また、いずれの持久力計測方法も、被験者が体力の限界まで運動を実施することが必要であり、被験者の身体的負担が大きい問題がある。さらに、呼気ガスを計測する運動負荷法の場合には、大掛かりな装置が必要であるだけでなく、計測に専門知識が必要である。このため、専門家の補助無しには持久力を計測することはできない。
【００１１】
発明者らは、かかる技術課題に着目し、持久力（最大酸素摂取量）を簡便に計測できる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的の実現のため、本発明は、血流量の測定結果に基づいて持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を計測する技術を提供する。なお、血流量の計測方法には、(1) 測定対象部位である皮膚に対する熱負荷の印加を終了した直後から測定対象部位の皮膚温度が熱平衡状態へ回復する過程の温度プロファイルを計測し、計測結果に基づいて血流量を測定する手法、(2) レーザドップラー法に基づいて血流量を測定する方法、(3) 心拍数から血流量を算出する又は取得する方法などを用いることができる。
【００１３】
また、(3) に示す方法の変形として、心拍数の測定結果に基づいて持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を計測する方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被験者に負担を掛けることなく、血流量に基づいて持久力を簡便に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】発明の実施の形態に係る最大酸素摂取量計測装置の概略構成例を示す図である。
【図２】熱吸収体据え置き型の最大酸素摂取量計測装置の構成例を説明する図である。
【図３】熱吸収体スライド型の最大酸素摂取量計測装置の構成例を説明する図である。
【図４】接触型皮膚温度計を用いる最大酸素摂取量計測装置の構成例を説明する図である。
【図５】熱吸収体の構造例を説明する図である。
【図６】冷却部付熱吸収体の構造例を説明する図である。
【図７】放熱部と冷却部を取り付けた熱吸収体の構造例を説明する図である。
【図８】熱吸収体の他の構造例を説明する図である。
【図９】複数指計測型の血流量計測装置の構成例を説明する図である。
【図１０】医療用又は専門家用の表示画面例を示す図である。
【図１１】家庭用の表示画面例を示す図である。
【図１２】測定処理方法例を説明する図である。
【図１３】血流量の計算モデル例を説明する図である。
【図１４】血流量計算モデルと皮膚温度の回復過程を説明する図である。
【図１５】皮膚温度の測定プロファイルを説明する図である。
【図１６】安静時指先血流量最小値と持久力（最大酸素摂取量）の関係を説明する図である。
【図１７】最小心拍数と末梢血流最小値との関係を説明する図である。
【図１８】安静時心拍数と最小心拍数の関係を説明する図である。
【図１９】心拍数を用いて持久力（最大酸素摂取量）を測定する最大酸素摂取量計測装置の概略構成例を示す図である。
【図２０】血流量の測定にレーザドップラー血流計を使用する最大酸素摂取量計測装置の概略構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明に係る形態例を図面に基づいて説明する。なお、図面は、専ら発明の説明を目的として作図したものであり、既知や周知の技術との組み合わせや置換も可能である。
【００１７】
(基本原理)
冷水に浸す、お湯に浸す等のように指に熱負荷を与えた際に観測される表面温度の回復過程は、指内部の血流量（ω）に依存することが、非特許文献２に報告されている。例えば熱平衡状態にある指を冷水に一定時間浸し、その後、冷水から取り出して室温中で安静にする場合、指の表面温度は以下のように変化する。
【００１８】
まず、指を冷水に浸すと、熱平衡状態にあった指表面の温度は、初期温度から一旦低下する。次に、指を冷水から出すと、指表面の温度はゆっくり回復し、最終的には初期温度に到達する。この回復過程において、血流量が多い場合と少ない場合で、温度変化の速度に差異が発生する。すなわち、血流量が多い場合の温度変化の速度は大きく、逆に、血流量が少ない場合の温度変化の速度は小さい。この現象は、熱負荷による指表面の温度の変化、特に熱負荷終了後の温度回復過程における温度測定プロファイルを利用して、指内部の血流が推定できることを示唆している。
【００１９】
持久力が向上すると心臓が肥大化して１回の心拍出量が増加する一方で、スポーツ心臓と言われるように心拍数は減少する。表２に、一般人と運動選手の安静時における血液循環量の違いを示す。表２に示すように、持久力の非常に高いマラソン選手になると心拍数が４０を下回るケースも珍しくない。そこで一般人と持久力が高い人の安静時に１分間当たりに循環する血液量を比較すると、表のように一般人は約４６００〜６４００ｍｌ、持久力の高い人は３３００〜４８００ｍｌであり、持久力が高い人の方が安静時では血液循環量が少ない。ただし、運動時は一般人より運動選手のほうが格段に多く２倍になることもある。
【００２０】
【表２】
【００２１】
実際、スポーツ心臓を持つ一流アイスホッケー選手群と健常男子群の心臓機能を比較した研究によると、アイスホッケー選手群が健常男子群より安静時の心拍出量が少ないことが報告されている（非特許文献３）。また、非特許文献３によると、この現象は複数年についても、他のホッケーチームについても同様に認められ、再現性が確認されたことが報告されている。
【００２２】
身体能力の面から検討すると、持久力の高い人は肺換気能力・細胞ガス交換能力が高いこと、運動することですぐに心拍数を上昇させることが可能なことから日常生活では一般人ほどの血流量の必要がないと考えられる。従って、最大酸素摂取量（VO2Max）が高い人の指先皮膚血流量が少ないのは妥当である。この現象は、安静時での血流量を利用して、持久力（最大酸素摂取量）が推定できることを示唆している。
【００２３】
以下の実施の形態では、手の指の表面温度の測定を通じて最大酸素摂取量（VO2Max）を測定する装置の形態例を説明する。なお、以下の形態例に示す装置は、最大酸素摂取量（VO2Max）だけでなく、その測定過程で被験者の血流量ωも測定できる。従って、測定結果として血流量ωを出力することも可能である。ただし、以下の説明では、発明の目的の観点から最大酸素摂取量（VO2Max）を測定する装置として表現する。
【００２４】
（形態例１）
図１に、最大酸素摂取量測定装置の概略構成例を示す。形態例に係る最大酸素摂取量測定装置は、本体１０１、測定領域１０２、熱吸収体１０３、蓋１０４、環境温度計１０５、皮膚表面温度計１０６、可動板１０７、操作ボタン１０８、表示部１０９、ＬＥＤ１１０、断熱構造体１１１、信号処理部１１２、外部通信部１１３、核体温計１１４を有している。
【００２５】
形態例に係る本体１０１は概略直方体形状を有している。本体１０１は、プラスチック樹脂、金属その他で構成されている。測定領域１０２は、本体１０１の表面に配置される。測定領域１０２は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定時に指を載置するのに用いられる。測定領域１０２のうち測定部位である指先の載置位置には穴１０２Ａが形成されている。この穴１０２Ａは、本体１０１の内部と通じている。
【００２６】
熱吸収体１０３には、皮膚表面から熱を効率的に奪うことができる熱伝導性に優れた材料を使用する。例えば金属、熱吸収ゲルを使用する。この形態例における蓋１０４は回動自在に本体１０１の筐体に取り付けられている。蓋１０４は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定時には測定領域１０２や環境温度計１０５を筐体表面に露出させるように回動され、非使用時や収納時には測定領域１０２や環境温度計１０５を覆うように回動される。もっとも、蓋１０４の開閉にはスライド機構を採用しても良いし、筐体から取り外せる構造であっても良い。蓋１０４を閉じることにより、埃等が穴１０２Ａを通じて筐体内部に進入するのを防ぐことができる。
【００２７】
環境温度計１０５は、最大酸素摂取量計測装置の使用環境である外気温を測定する温度計である。皮膚表面温度計１０６は、被測定部位である指先の温度を測定する温度計である。この形態例の場合、皮膚表面温度計１０６には非接触式の温度計を使用する。このため、皮膚表面温度計１０６は、本体１０１内のうち穴１０２Ａが見える位置に配置する。図１の場合、皮膚表面温度計１０６は、穴１０２Ａの鉛直下部に配置される。
【００２８】
可動板１０７は、熱吸収体１０３の負荷位置（熱吸収体１０３の表面と指が触れる位置）への移動と熱吸収体１０３の筐体内への移動に使用される可動部品である。可動板１０７は不図示の駆動機構によって可動される。可動板１０７は、例えば皮膚温度の測定時には熱吸収体１０３を測定位置から退避させ、熱負荷の印加時には熱吸収体１０３を測定位置に位置決めするように駆動される。図１の場合、熱吸収体１０３が取り付けていない一端側で、可動板１０７は筐体内壁に回動自在に取り付けられており、回動角は不図示のモーター等により調整される。図１では可動板１０７の可動方向を矢印で示している。
【００２９】
操作ボタン１０８は、信号処理部１１２やコンピュータシステムに対する指示入力や電源の供給／供給停止を操作するためのボタンである。例えば表示部１０９に表示する内容の切り替え（測定結果、履歴）や時間設定に使用する。なお、操作ボタン１０８は、スイッチとして構成することもできる。
【００３０】
表示部１０９は、計測手順や計測結果の表示に使用される表示デバイスである。例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイを使用する。ＬＥＤ１１０は、計測時間や測定の進行状況を利用者に教示するために使用される。図１の場合には、点灯の数により４段階の情報を教示する。もっとも、ＬＥＤ１１０の数は４個に限らない。また、ＬＥＤ１１０の発光色や点灯状態の変更（例えば点滅）によって必要な情報を利用者に教示する手法を採用しても良い。また、ＬＥＤ１１０を配置せずに音（音声を含む。）や表示部１０９の表示内容を通じて計測時間や測定の進行状況を利用者に通知する手法を採用することもできる。
【００３１】
断熱構造体１１１は、皮膚表面温度計１０６に対して信号処理部１１２等の熱が影響するのを防ぐために配置される。図１の場合、断熱構造体１１１は、筐体内部の主要な発熱源と皮膚表面温度計１０６の配置される空間とを仕切るように配置される。信号処理部１１２は、(1) 測定された皮膚温度の変化に基づく血流量の演算機能、(2) 血流量と最大酸素摂取量の換算式に基づいた最大酸素摂取量の演算機能、(3) 測定動作に伴う内部システムの制御機能等を提供する。
【００３２】
信号処理部１１２は、例えばコンピュータシステムで構成される。この形態例の場合、信号処理部１１２は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定動作（前処理としての血流量の測定動作中も含む。）の進捗に伴って、可動板１０７の可動位置やＬＥＤ１１０の点灯状態を制御する。前述した機能の提供に必要なプログラムは、半導体メモリその他の記憶装置１１２１に格納されている。また、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定に関連して各温度計から適時又は継続的に測定される温度も記憶装置１１２１に格納されている。外部通信部１１３は、外部装置との通信に使用されるインターフェースである。
【００３３】
核体温計１１４は、被験者の核体温を測定する温度計である。核体温は、中核温や深部温とも呼ばれる。核体温計１１４には測定部位に応じた体温計が用いられる。測定部位には、例えば舌下、内耳、脇、直腸などがある。なお図１の場合には、最大酸素摂取量測定装置内に環境温度計１０５や核体温計１１４を一体的に配置しているが、環境温度や核体温は他の温度計を用いて測定された値が外部通信部１１３を通じて取得する方式を採用しても良いし、被験者自身が操作ボタン１０８等を通じて手入力する方式を採用しても良い。
【００３４】
続いて、形態例に係る最大酸素摂取量測定装置による皮膚温度の計測方法を示す。皮膚表面の温度は、皮膚表面温度計１０６により測定される。
【００３５】
まず、測定領域１０２に被験者の指が載置される。この状態で、熱負荷を加える前の初期温度（熱平衡状態の温度）が皮膚表面温度計１０６により測定される。次に、可動板１０７により熱吸収体１０３が測定領域１０２の穴１０２Ａに位置決めされる。これにより、熱吸収体１０３の表面が指の皮膚表面に接触する。このとき、熱吸収体１０３は、接触面から指の熱を奪う。この熱負荷の印加は、予め設定された一定時間について実行される。
【００３６】
一定時間の熱負荷の印加が終了すると、可動板１０７が、熱吸収体１０３を穴１０２Ａから退避位置に退避する。熱吸収体１０３の退避と同時に、皮膚表面温度計１０６による皮膚表面温度の測定が開始される。この測定は、熱負荷印加後の回復過程における温度プロファイルの測定である。従って、皮膚温度の測定は連続的に実行される。好ましくは、初期温度に戻るまで温度の測定が継続される。
【００３７】
以上説明した皮膚温度の測定が終了すると、核体温計１１４を用いた核体温の測定と環境温度計１０５を用いた環境温度（室温）の測定が実行される。これら３種類の温度計で測定された各温度は信号処理部１１２に与えられる。信号処理部１１２は、後述する演算処理に基づいて、各温度から被験者の血流量を計算する。さらに、信号処理部１１２は、記憶装置１１２１に格納されている血流量と最大酸素摂取量の換算式に基づいて、測定された血流量に対応する最大酸素摂取量を計算する。
【００３８】
この形態例の場合には、血流量を算出する際、皮膚温度の測定後に核体温と環境温度を測定しているが、３種類の温度さえ測定できれば良いので、測定順序は前述した順番に限らない。
【００３９】
次に、皮膚温度の回復過程の温度プロファイルに基づいて血流量を測定し、その測定結果に基づいて被験者の持久力を与える最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する方法について示す。図１５（Ａ）に、血流計測時における皮膚温度の変化と室温との時系列データ例を示す。前述したように、図中の皮膚温度のうち回復過程における温度変化の速度が血流量に応じて異なる特性がある。図１３に、血流量を導出する計算モデルを示す。図１３（Ａ）は指が熱吸収体１０３に接触する前の計算モデルであり、図１３（Ｂ）は指が熱吸収体１０３に接触した後の計算モデルである。
【００４０】
なお、図中のＴａは血流温度（核体温）、Ｔｓは皮膚温度、Ｔｒは室温である。また、Ｒ１は内部熱抵抗、Ｒ２は皮膚表面の空気に対する熱抵抗、Ｃ１は皮膚表面組織の熱容量である。因みに、Ｒ１は、熱伝導率（血流量ωに反比例する成分を含む。）に反比例する特性を有する。また、図１３（Ａ）では、熱吸収体１０３と接触する以前における指の皮膚温度は室温に飽和しているものとし、このときの皮膚温度をＴｓ（０）で表している。また、図１３（Ｂ）では、熱吸収体１０３が皮膚温度にｔ１時間接触した後の皮膚温度をＴｓ（ｔ１）で表している。図１４（Ａ）に、図１３に示す計算モデルの等価回路を示し、図１４（Ｂ）に指温度が回復する様子を示す。
【００４１】
時間ｔ＝０とｔ＝∞のとき、指の皮膚温度は室温と平衡状態にある。この状態の場合、等価回路の容量Ｃ１は充電状態にあると考えられる。従って、図１４の回路図より、次式が成立する。
【００４２】
【数１】
【００４３】
皮膚表面温度がＴｓ（ｔ１）からＴｓ（０）まで回復する過程では、図１４（Ｂ）に示したように、時定数τ＝Ｒ１・Ｃ１に従って温度が上昇する。このため、（式１）と合わせて、次の（式２）が成立する。
【００４４】
【数２】
【００４５】
なお、Ｒ２、Ｃ１の値は、実際の装置構成に応じた最適解を試行錯誤的に求められているものとする。従って、信号処理部１１２は、各温度計で測定された温度Ｔｓ、Ｔｒ、Ｔａを式２に与えることにより、当該式２を満たすＲ１を演算により算出することができる。
【００４６】
ところで、内部熱抵抗Ｒ１と血流量ωの間には、次の（式３）が成立する。
Ｒ１＝k1／ω＋k2 （式３）
【００４７】
すなわち、Ｒ１は血流量ωに対して反比例の関係が成立する。なお、k1及びk2は、実際の装置構成に応じて試行錯誤的に定まる定数である。従って、内部熱抵抗Ｒ１の値が算出されると、信号処理部１１２は、式３に基づいて被験者の手の指先の血流量ωを算出する。
【００４８】
また、精度は落ちるものの、指先皮膚温度から血流を求める簡易的手段として、指先の皮膚表面温度のみを用いる方法もある。具体的には、皮膚温度の回復が不安定な０〜１秒間のデータを削除し，その後の温度データの対数を計算することで血流量ωに比例する値を得ることができる。図１５（Ｂ）に対数処理前のデータ、図１５（Ｃ）に対数処理後のデータを示す。この方法によれば、中性温度域で計測している場合は核体温、環境温度を計測せずに皮膚温度のみで末梢血流を導出することができる。
【００４９】
次に、血流量ωに基づいて被験者の持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）を測定（算出）する方法について説明する。
【００５０】
最大酸素摂取量（VO2Max）の測定は、望ましくは、室内で座位又は仰臥位安静の状態で行う。理想的には、やや涼しさを感じる状態（半そで半ズボンの状態で室温約22度）で約１時間安静にした後に計測するのが良い。一方、運動後、入浴後、食後、温度差のある場所から移動してきた直後の場合のように心拍数が通常と異なり、皮膚温度も環境温度に慣れていない場合は、最大酸素摂取量（VO2Max）の計測に適さない。
【００５１】
理想的な環境（涼しさを感じる室温で１時間安静にした後）で計測した場合における血流量ωと最大酸素摂取量（VO2Max）の間に認められた実験結果を図１６に示す。この図１６より、（式４）に示す換算式を導きだすことができる。なお、本明細書では、理想的な環境における心拍数を最小心拍数という。
VO2Max＝−1159ln(ω)＋4897 （式４）
【００５２】
なお、最大酸素摂取量(VO2Max)の導出に適する式は（式４）だけに限るものではない。より精度が高い換算式が導出された場合には、精度の高い換算式を適用することが望ましい。例えば血流量ωの自然対数値を変数とする他の関数を用いても良い。また、この実施例の場合には、（式４）に基づく演算処理により最大酸素摂取量(VO2Max)を算出しているが、同等の対応関係を有する対応関係テーブルから血流量ωに対応する最大酸素摂取量(VO2Max)を読み出しても良い。
【００５３】
前述したように、最大酸素摂取量（VO2Max）の計測は、理想的な環境下で行われることが好ましい。その一方で、理想的な環境に準じた環境であれば、適切な補間演算により、理想環境下と同等の計測結果を得ることができる。
【００５４】
この明細書では、理想的な環境に準じた環境として、立位又は歩行状態から座位に移行し、その後、１分間以上にわたって安静な状態が継続した状態（以下、「安静状態」という。）を考える。この状態での心拍数を、本明細書においては安静時心拍数という。ただし、安静時心拍数は、最小心拍数よりも心拍数が大きな値になる傾向がある。安静時における最大酸素摂取量（VO2Max）の計測では、皮膚温度や室温だけでなく心拍数も考慮した多変量解析により導出した最小血流量ωの導出式を（式４）に代えて適用すれば良い。
【００５５】
図１２に、形態例に係る最大酸素摂取量計測装置で実行される最大酸素摂取量（VO2Max）の測定手順の一例を示す。操作用ボタン１０８に対する操作入力に伴って最大酸素摂取量（VO2Max）の計測が開始されると、信号処理部１１２は、ＬＥＤ１１０や表示部１０９等を通じて計測開始を被験者に提示する（ステップＳ１）。
【００５６】
計測開始が提示されると、被験者は、指を測定領域１０２に載置する。このとき、信号処理部１１２は、皮膚の初期温度を計測すると共に、環境温度計１０５で室温を計測する(ステップＳ２)。次に、皮膚の熱を奪うため、信号処理部１１２は、可動板１０７を駆動制御し、熱吸収体１０３を一定時間皮膚に接触させる（ステップＳ３）。
【００５７】
一定時間が経過すると、信号処理部１１２は、可動板１０７を駆動制御して熱吸収体１０３を皮膚から退避させる（ステップＳ４）。この退避直後から、信号処理部１１２は、熱吸収体１０３によって熱が奪われることによって低下した皮膚温度が回復する様子を皮膚表面温度計１０６にて計測する（ステップＳ５）。このとき、信号処理部１１２は、環境温度計１０５を通じて室温も計測し、測定中における室温の安定性をチェックする。
【００５８】
皮膚表面温度が回復すると、信号処理部１１２は、ＬＥＤ１１０や表示部１０９を通じて核体温の計測を被験者に提示し、核体温計１１４を通じて被験者の核体温を測定する（ステップＳ６）。
【００５９】
核体温の測定も終了すると、信号処理部１１２は、ＬＥＤ１１０や表示部１０９を通じて計測の終了を被験者に提示する（ステップＳ７）。この後、信号処理部１１２は、測定された皮膚温度を（式２）に与え、前述したように血流量ωに反比例するＲ１の値を算出する（ステップＳ８）。なお、信号処理部１１２は、ステップＳ８において、以下の処理も実行する。Ｒ１の値が算出されると、信号処理部１１２は、算出されたＲ１の値を（式３）に適用し、被験者の血流量ωを算出する。次に、信号処理部１１２は、算出された血流量ωを（式４）に適用し、被験者の最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する。
【００６０】
なお、皮膚温度の測定が安静時心拍数の測定条件で実行されたことは、測定開始時に被験者等が操作ボタン１０８等を通じて入力することが望ましい。
【００６１】
この後、信号処理部１１２は、少なくとも被験者の最大酸素摂取量（VO2Max）を表示部１０９に表示し、一連の処理を終了する（ステップＳ９）。この際、信号処理部１１２は、必要や設定に応じ、最大酸素摂取量（VO2Max）を測定する過程で得られる血流量ωの情報を表示しても良い。
【００６２】
なお、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定に関連して必要になる操作は、蓋１０４の開閉、ブザー音、音声ガイド等を通じて被験者に通知することができる。なお、環境温度や核体温の測定タイミングは必ずしも図１２の手順に限られるものではない。
【００６３】
以上説明したように、この実施の形態に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、熱吸収体１０３の接触により指の皮膚表面に熱負荷を与え、その後、指の皮膚温度が回復する過程の温度プロファイルを継続的に測定することにより血流量を測定し、当該測定された血流量に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する。このため、装置構成と信号処理を従来技術に比して簡素化することができる。因みに、血流量や最大酸素摂取量（VO2Max）の算出に使用する換算式は、実験データの積み重ねなどにより改良された場合に、外部から書き換えられることが望ましい。例えば信号処理部１１２が使用するファームウェアのアップデートや差分プログラムの適用を通じて書き換えられることが望ましい。
【００６４】
また、この実施の形態に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、回動型の蓋１０４を用いるので、穴１０２Ａの下部に位置する皮膚表面温度計１０６に埃等が付着するのを回避できる。この構造により、皮膚表面温度計１０６による検出精度の低下を避けることができる。また、埃等が電子部品や駆動機構に付着して動作不良を発生するのを避けることができる。
【００６５】
（形態例２）
図２に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図２には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。図２に示すように、基本的な装置構成は、形態例１と同じである。
【００６６】
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置と形態例１の装置構成との違いは、熱吸収体１０３を本体１０１の表面に固定的に配置する点である。図２の場合には、測定領域１０２との並び位置に熱吸収体１０３を配置する。
【００６７】
この形態例の場合も、基本的な温度の測定手順は形態例１と同じである。ただし、熱吸収体１０３が固定であるため、指と熱吸収体１０３との接触タイミングを自動的に制御することができない。そこで、この形態例の場合には、表示部１０９の表示内容やＬＥＤ１１０の点灯状態の制御を通じて接触タイミングを使用者に通知する手法を採用する。勿論、この通知に関する制御は信号処理部１１２を通じて実現される。
【００６８】
以下では、皮膚温度を計測する方法を説明する。まず、表示部１０９やＬＥＤ１１０による合図によって、被験者は、測定領域１０２に手の指を載せる。このとき、皮膚表面温度計１０６は、合図に連動して皮膚温度の初期値を測定する。
【００６９】
次に、表示部１０９やＬＥＤ１１０の通知態様が変化する。被験者は、この通知態様の変化を合図として、測定領域１０２に載せていた指を熱吸収体１０３の表面に移動させる。
【００７０】
一定時間が経過すると、表示部１０９やＬＥＤ１１０の通知態様が更に変化する。被験者は、この通知態様の変化を合図として、熱吸収体１０３に載せていた指を測定領域１０２に移動させる。この後、皮膚表面温度計１０６は、皮膚温度が回復過程における温度変化を測定する。
【００７１】
以上のように、この形態例の場合には、被験者自身が、血流量の測定プロセスの進捗に応じて被測定対象である指を移動させる必要がある以外は、形態例１と全く同様の手順により最大酸素摂取量（VO2Max）や血流量ωを測定することができる。
【００７２】
なお、この形態例の場合には、熱吸収体１０３が筐体表面に配置されているので、熱吸収体１０３が汚れた場合にクリーニングすることができる。また、熱吸収体１０３が破損した場合や機能が低下した場合にも簡単に交換することができる。また、素材の異なる熱吸収体１０３と交換することで、冷却効果を調整することもできる。
【００７３】
さらに、この形態例の場合には、可動部品である可動板１０７が不要であるので、装置構成が簡単になり、故障の可能性を一段と減らすことができる。また、この形態例の場合、熱吸収体１０３のサイズを穴１０２Ａの大きさと関係なく定めることが可能になる。形態例１の場合、熱吸収体１０３の表面を指と接触させるために、穴１０２Ａより小さい形状である必要があった。
【００７４】
しかし、この形態例の場合、穴１０２Ａのサイズとの関係により熱吸収体１０３のサイズを決める必要がないため、形態例１の場合よりも熱吸収体１０３の表面サイズを大きくすることができる。従って、指との接触面積を簡単に大きくすることができる。また、熱吸収体１０３の熱容量も簡単に大きくできる。結果的に、この形態例の場合には、熱吸収体１０３による熱吸収効果を高めることができる。このことは、熱負荷を印加する時間を短縮できることを意味する。
【００７５】
（形態例３）
図３に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図３には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。図３に示すように、基本的な装置構成は、形態例１と同じである。
【００７６】
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置と形態例１の装置構成との違いは、熱吸収体１０３の移動に熱吸収体用ガイド３０１を使用する点である。すなわち、この形態例の場合、熱吸収体１０３又はその台は、熱吸収体用ガイド３０１に沿って搬送される。この際、熱吸収体１０３の移動に必要な筐体の厚み方向の空間長は、可動板１０７を回動駆動する場合に比して小さく済む。従って、この形態例の構造を採用することにより、最大酸素摂取量測定装置の図中Ａ−Ａ断面図の高さ方向の長さを小さくすることができる。すなわち、最大酸素摂取量測定装置の体積を小さくすることができる。
【００７７】
（形態例４）
図４に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図４には、図２との対応部分に同一符号を付して示している。図４に示すように、基本的な装置構成は、形態例２と同じである。
【００７８】
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置と形態例２の装置構成との違いは、皮膚表面温度計１０６に代えて接触温度計４０１を使用する点である。なお、この形態例の場合には、測定領域１０２の近傍に固定式の熱吸収体１０３を配置するため、形態例２の場合と同様に被験者自身が指を移動する必要がある。
【００７９】
因みに、接触温度計４０１は、一般に安価であるので、非接触型の温度計を用いて皮膚表面の温度を測る場合に比して装置コストを低下させることができる。また、接触温度計４０１そのものが筐体表面に配置されるので形態例２の場合に比してメンテナンスも容易になる。また、非接触型の温度計の場合のように、測定に適した距離だけ温度計と指との間に距離を設ける必要がないので、その分、最大酸素摂取量測定装置の体積を小さくすることができる。
【００８０】
なお、この形態例の場合、接触温度計４０１を環境温度計１０５と兼用することもできる。この場合、最大酸素摂取量測定装置に搭載する温度計の数を、他の形態例に比して１つ削減できる。
【００８１】
（形態例５）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、測定領域１０２の表面に断熱材を配置する。形態例１〜４のいずれの形態例の場合にも、指の皮膚温度を測定する間、測定箇所の周囲の部分で指は測定領域１０２と接触する。測定領域１０２の材質にもよるが、接触部分では指との間で熱の移動が発生する。特に、熱の移動が大きい場合には、測定される皮膚温度への影響を無視できなくなる。そこで、測定領域１０２のうち、少なくとも指と触れる可能性のある部分を断熱材で覆い、皮膚温度の測定中における指と測定領域１０２（または装置本体）との間の熱移動を極力小さくする。この形態例の場合、前述した４つの形態例に係る最大酸素摂取量測定装置よりも測定精度を高めることができる。
【００８２】
（形態例６）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、図５に示すような断面が凸形状の熱吸収体１０３を使用する。図５（Ａ）は、被験者の指が接触する側（筐体表面側）から見た図であり、図５（Ｂ）はＡ−Ａ断面図である。図５の場合、熱吸収体１０３は、径の異なる円柱を２段重ねた構造を採用する。径の小さい方の円柱が皮膚との接触面となる。なお、指との接触する部分の面積は、指先等の狭い範囲に適応できるサイズにする。
【００８３】
図５の場合には、上段と下段の両方を円柱で構成しているが、角柱その他の形状でも勿論構わない。また、上段と下段で形状が異なっていても良い。ただし、熱吸収体１０３の熱容量を大きくする観点から考えると下段側の体積が上段側の体積よりも大きい方が望ましい。また、図５のように２段構造とするのではなく、熱吸収体１０３は、円錐形その他の錐体形状の上部を底面と並行に切り取った形状でも良い。
【００８４】
なお、熱吸収体１０３の素材は、熱伝導率を考えると金属体が好ましい。例えば熱伝導率の良い銅、金、銀やこれらを含む合金が好ましい。もっとも、熱吸収体１０３の大きさによってはＡＢＳ樹脂等を使用しても構わない。
【００８５】
（形態例７）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、効率良く皮膚表面から熱を奪うため、熱吸収体１０３を加熱又は冷却する構造を追加する。図６に、熱吸収体１０３に冷却機構を取り付けた場合の構造例を示す。図６は、形態例６（図５）で採用した熱吸収体１０３の下段側表面に冷却ゲル６０３を挟んでペルチェ素子６０４を貼り付けた構造例を示す。ペルチェ素子６０４が冷却構造体である。また、冷却ゲル６０３は、熱吸収体１０３の熱を効率的にペルチェ素子６０４に逃がすのに用いられる。
【００８６】
（形態例８）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、熱吸収体１０３の冷却効果を監視して皮膚温度の測定精度を高める仕組みを採用する。具体的には、熱吸収体１０３のうち皮膚と接触する端面付近に温度計６０１を配置し、吸収した熱を放射する側の端面付近に温度計６０２を配置する。温度計６０１及び６０２には、例えばサーミスタを使用する。
【００８７】
この形態例の場合、信号処理部１１２が、温度計６０１と６０２の温度をそれぞれ検出する。この形態例の場合、信号処理部１１２は、皮膚と接触する側の温度計６０１の温度がある一定の温度になったか否かによって最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスを開始するか否かを判定する。温度が安定していない状態で最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスを開始すると外因によって最大酸素摂取量（VO2Max）の測定精度が低下する可能性があるためである。
【００８８】
また、信号処理部１１２は、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスを開始するか否かを判定する際、温度計６０１の温度が室温より低いか否かも判定する。熱吸収体１０３の温度が室温より高いと皮膚温度を効果的に吸収できず、測定条件を満たさないためである。
【００８９】
また、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定プロセスが開始され、熱吸収対１０３と皮膚との接触が行われると、信号処理部１１２は、温度計６０１及び６０２の温度差を計測することにより、熱吸収体１０３に移動した熱量を計算する。なお、温度差に基づいた移動熱量の計算は既知であるので説明を省略する。この形態例の場合、信号処理部１１２は、指から熱吸吸収体１０３に移動した吸収量が事前に定めた閾値を越えることを条件に、指との接触位置から熱吸収体１０３を退避させる。このような制御を採用することにより、同じ条件で血流量ωを測定することが可能になる。その結果、血流量ωと持久力を表す最大酸素摂取量（VO2Max）の測定精度を向上することができる。
【００９０】
（形態例９）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、測定開始時における熱吸収体１０３の温度や熱量の熱負荷を加えている間の熱移動量を一定値に積極的に制御する方式を採用する。この例の場合、熱吸収体１０３の冷却にはペルチェ素子（図６）や空冷ファンを使用する。また、熱吸収体１０３の加熱には不図示のヒーターを使用する。信号処理部１１２によって、積極的に温度を管理することにより、最大酸素摂取量（VO2Max）の測定開始時における温度を積極的に最適な温度に制御することができる。ここでの最適値は、室温との関係も考慮して設定された値であることが望ましい。
【００９１】
また、形態例８の場合には、指と熱吸収体１０３との接触時間の調整によって移動熱量が一定になるように制御しているが、この形態例の場合には例えば接触時間が一定の場合にも熱吸収体１０３の冷却又は過熱により一定の接触時間内に移動する熱量を一定にすることが可能になる。いずれにしても、測定条件を同じにできることで、血流量ωの測定精度を向上することができる。結果的に、最大酸素摂取量（VO2Max）と血流量ωの測定精度を高めることできる。
【００９２】
（形態例１０）
この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合には、放熱効果を更に高める構造を採用する。具体的には、図７に示すように、熱吸収体１０３に対して放熱ファン７０１と放熱フィン７０２を取り付ける構造を採用する。なお、図７の場合には、形態例７（図６）の構造に放熱ファン７０１と放熱フィン７０２を取り付けた例を示している。なお、放熱ファン７０１だけを取り付ける構造も可能である。また、放熱フィンに代えて放熱用の金属板を取り付けても良い。いずれにしても、前述した形態例に比して、熱吸収体１０３の放熱効率を向上することができる。方熱効率の向上により、最大酸素摂取量測定装置による再計測までに要する時間を短縮することができ、計測効率を向上できる。
【００９３】
（形態例１１）
この形態例１１の場合には、熱吸収体１０３に使用して好適な他の構造例を示す。図８（Ａ）〜（Ｆ）に熱吸収体１０３の構造例を示す。それぞれ、上段側が熱吸収体１０３を上面側から見た図であり、下段側がＡ−Ａ断面図である。因みに、図８（Ａ）に示す熱吸収体１０３ａは、形態例６で説明した円柱の２段重ねたタイプである。図８（Ｂ）に示す熱吸収体１０３ｂは、やはり形態例６で説明した円錐上部を底面と平行に切り落としたタイプである。図８（Ｃ）に示す熱吸収体１０３ａは、形態例１で説明した円柱タイプである。これらの形状を適用する最大酸素摂取量測定装置の筺体サイズ、筺体との取り付け方式や駆動機構、筺体内のレイアウトに応じて選択的に使用する。なお、図８（Ｄ）〜（Ｆ）は、それぞれ図８（Ａ）〜（Ｃ）のうち皮膚との接触面を曲面形状に加工したタイプである。接触面を曲面形状に加工することにより皮膚との密着度を高め、吸熱効果を高めることができる。
【００９４】
（形態例１２）
図９に、最大酸素摂取量測定装置の他の概略構成例を示す。図９には、図１との対応部分に同一符号を付して示している。もっとも、図２に示す最大酸素摂取量測定装置のように固定式の熱吸収体１０３を用いる場合にも応用可能である。この形態例に係る最大酸素摂取量測定装置の場合、筺体上に測定領域１０２を２つ並べて配置する。勿論、筺体の内部には、熱吸収体１０３を測定位置と退避位置との間で移動させる機構部としての可動板１０７が配置される。
【００９５】
この形態例の場合、測定領域１０２が２つあるので、例えば隣同士に位置する２本の指の血流を測定できる。また例えば右手と左手の各１本の指の血流を測定できる。また例えば隣合う又は近傍に位置する皮膚の血流を測定することができる。なお、血流の測定は同時に行っても良いし、時間差で実行しても良い。いずれにしても複数個所で血流量を測定できることにより、測定位置に依存した血流量のバラツキを平均化することができる。結果的に、被験者についての血流量ωと最大酸素摂取量（VO2Max）の測定結果の信頼性を高めることができる。また、被験者に対する血流量ωと最大酸素摂取量（VO2Max）の計測を複数回実行し、それらの平均値を信号処理部１１２で計算する場合に比して、平均値が算出されるまでの測定時間長を短縮することができる。
【００９６】
また、測定領域１０２を複数配置することにより、いずれかの測定領域１０２についての測定が失敗した場合でも、その他の測定領域１０２についての測定結果を利用することができる。
【００９７】
（形態例１３）
前述した最大酸素摂取量測定装置の場合には、信号処理部１１２において、測定された３種類の測定温度に基づいて血流量ωを計算し、（式４）に示す換算式に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を計算する場合について説明した。しかし、測定温度のデータや計測された血流量ω及び最大酸素摂取量（VO2Max）は、外部通信部１１３を通じて通信可能な他の計測装置の別の指標と連動させても良い。また、前述した最大酸素摂取量測定装置の機能は、他の指標を示す装置の機能を搭載しても良いし、反対に他の指標を示す装置の内部に最大酸素摂取量測定装置を一体的に取り付けても良い。因みに、ここでの他の指標には、例えば代謝、温熱感覚、ストレス、自律神経の働きなどが考えられる。また、外部通信部１１３は、測定された温度や計算した血流値ω及び最大酸素摂取量（VO2Max）を外部に出力するのに用いるだけでなく、最大酸素摂取量測定装置に対する各種の設定値の受信等に用いてもよい。
【００９８】
（形態例１４）
図１０及び図１１に、信号処理部１１２による測定結果の表示例を示す。図１０（Ａ）は測定された血流量（ω）を実数値として表示する例であり、図１０（Ｂ）は測定された最大酸素摂取量（VO2Max）を実数値として表示する例である。実数値による表示は、例えば医療機関やスポーツクラブで使用する最大酸素摂取量測定装置に適している。図１１（Ａ）は測定された血流量（ω）を前回値や平均値との比較によって表示する例である。血流量レベルは、例えば「血流量は（前回値より）低下しました」、「血流量は（前回値）より向上しました」などのレベル分けで表示する。図１１（Ｂ）は測定された最大酸素摂取量（VO2Max）を持久力レベルとして前回値や平均値との比較によって表示する例である。持久力レベルは、実数値とは異なり、数段階又は感覚的な表現形式である。例えば「持久力は（前回値より）低下しました」、「持久力は（前回値）より向上しました」などのレベル分けで表示する。ここでの平均値は、特定個人の過去の測定結果の平均値だけでなく、性別や年代別等に統計的に求められた平均値も含まれる。この表示は、一般家庭などで使用する最大酸素摂取量測定装置に適している。表示には、色分けやその他の表示形態を組み合わせても良い。
【００９９】
（形態例１５）
前述した形態例においては、被験者の血流量を皮膚温度から測定し、測定結果に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する場合について説明した。しかし、被験者の心拍数に基づいて血流量ωを求め、求められた血流量ωに基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することもできる。
【０１００】
理想的な環境下で最小心拍数を計測できる場合には、末梢血流量最小値（最大酸素摂取量の測定に使用する血流量）と最小心拍数との間には、図１７に示す関係が実験により確認された。図中、○印がサンプル点であり、直線が（式５）で与えられる換算関係である。
血流量ω＝最小心拍数×−0.407＋32.51 （式５）
【０１０１】
従って、（式５）に基づいて血流量ωを算出し、当該血流量ωを（式４）に与えれば最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することができる。なお、（式５）を（式４）に統合した換算式を用意すれば、最小心拍数から最大酸素摂取量を直接算出することもできる。
【０１０２】
なお、前述したように、実際の測定環境下では、安静時での測定が多くなると考えられる。この場合、安静時に測定される安静時心拍数と最小心拍数との間には、図１８に示す関係（式６）が実験により確認された。図中、○印がサンプル点であり、直線が（式６）で与えられる換算関係である。
最小心拍数＝安静時心拍数×1.032−8.252 （式６）
【０１０３】
従って、安静時心拍数が測定された場合、（式６）を用いて最小心拍数に変換する演算処理をコンピュータに実行させ、その後、変換後の最小心拍数を（式５）に与えれば血流量ωを算出することができ、理想的な環境下と同じ処理により最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することができる。
【０１０４】
もっとも、（式５）と（式６）を一つにまとめた以下の換算式（式７）を用いれば、安静時心拍数から血流量ωを直接求めることができる。
血流量ω＝最小心拍数×−0.407＋32.51
＝（安静時心拍数×1.032−8.252）×−0.407＋32.51
≒−0.42×安静時心拍数＋35.87 （式７）
【０１０５】
勿論、この場合も、（式７）を（式４）に統合した換算式を用意すれば、安静時心拍数から最大酸素摂取量を直接算出することもできる。
【０１０６】
なお、最小心拍数から血流量ωを導出する式は（式５）だけに限るものではない。より精度が高い換算式が導出された場合には、精度の高い換算式を適用することが望ましい。同じく、安静時心拍数から最小心拍数や血流量を導出する式は（式６）や（式７）だけに限るものではない。より精度が高い換算式が導出された場合には、精度の高い換算式を適用することが望ましい。
【０１０７】
また、この実施例の場合にも、各換算式と同等の対応関係を有する対応関係テーブルを用意し、最小心拍数や安静時心拍数に対応する値を対応関係テーブルから読み出しても良い。
【０１０８】
図１９に、心拍計１９１と最大酸素摂取量計測装置１９２で構成されるシステム例を示す。心拍計１９１は、既存の装置を使用できる。最大酸素摂取量計測装置１９２は、測定された心拍数を格納する記憶装置１９２１と、前述した演算処理又は対応関係テーブルから心拍数に応じた最大酸素摂取量（VO2Max）を出力する信号処理部１９２２で構成する。形態例１の信号処理部１１２と同様にコンピュータシステムとして実現できる。
【０１０９】
なお、図１９においては、最大酸素摂取量計測装置１９２に対して外付けされた心拍計１９１の例を表しているが、心拍計は最大酸素摂取量計測装置１９２に内蔵されていても良い。
【０１１０】
また、被験者又は補助者が被験者の心拍数の数値を最大酸素摂取量計測装置１９２に入力手段を通じて手入力しても良い。
【０１１１】
（形態例１６）
前述した形態例においては、被験者の血流量を皮膚温度から測定し、測定結果に基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する場合について説明した。しかし、被験者の血流量ωをレーザドップラー法や交叉熱電対法を用いて求め、求められた血流量ωに基づいて最大酸素摂取量（VO2Max）を算出することもできる。
【０１１２】
図２０に、レーザドップラー法を適用して血流量を測定する場合に好適な測定システム例を示す。この測定システムは、レーザドップラー血流計２０１と、最大酸素摂取量計測装置２０２で構成される。最大酸素摂取量計測装置２０２は、測定された血流量ωから最大酸素摂取量（VO2Max）を算出する装置であり、測定された血流量ωを格納する記憶装置２０２１と（式４）に基づく演算処理を実行する信号処理部２０２２で構成される。
【０１１３】
レーザドップラー血流計２０１は、例えば皮膚２０３の測定対象部位にレーザ光２０５を照射する発光部２０１１（例えばレーザダイオード）と、測定対象部位の血管２０４に流れる血液の速度に応じてドップラーシフト成分を有する散乱光２０７と皮膚表面で散乱したドップラーシフト成分を有しない散乱光２０６を受光する受光部２０１２（例えばフォトダイオード）と、２種類の干渉光２０６及び２０７から血流量ωを算出する信号処理部（不図示）とで構成する。
【０１１４】
ここでの信号処理部は、両散乱光の干渉により生じるうなり信号Ｉ（ｔ）を検出する処理部と、うなり信号Ｉ（ｔ）の強度（信号振幅）の２乗平均Ｉ2 とパワースペクトル成分Ｐ（ω0）とに基づいて次の（式８）により血流量を算出する処理部で構成する。ただし、ω0 はドップラーシフト量である。
血流量∝（∫ω0・Ｐ（ω0）・dω0）／I2 （式８）
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
従来より、身体の各部位の血流量は体調や健康などに関係する指標を表すことが知られている。例えば抹消血流が悪化すると、冷えや痺れ、皮膚障害を起こす。また、抹消血管障害に伴うヒビ、アカギレなどを起こす。また、交感神経はアドレナリンを放出する。アドレナリンは血管を収縮させる作用があるため、交感神経の緊張が続き結果的に全身の血行障害がおこる。つまり抹消血流を計測して自律神経の活性度の状態を分析することができる。さらに運動負荷試験やリハビリなどの効果をみるために末梢血流を観察しようという動きも高まっている（非特許文献４）。
【０１１６】
また、メタボリックシンドロームの予防には、全身持久力を高いレベルで維持することが重要であることが明らかになっている。例えば厚生労働省は、「健康づくりのための運動基準２００６」において、健康づくりのため性・年代別の最大酸素摂取量（VO2Max）の基準値を定めている。この基準値によると、日本人はVO2Maxが座位安静時の１０倍（男性）・９倍（女性）以上であれば、循環器疾患の危険因子が少ないと言われている。従って、今まで専門の施設などにおいてアスリートを対象に計測していた持久力（VO2Max）を日常生活で計測できることは、健康チェック装置として使用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０１…本体、１０２…測定領域、１０３…熱吸収体、１０４…蓋、１０５…環境温度計、１０６…皮膚表面温度計、１０７…可動板、１０８…操作ボタン、１０９…表示部、１１０…ＬＥＤ、１１１…断熱構造体、１１２…信号処理部、１１２１…記憶装置、１１３…外部通信部、１１４…核体温計、３０１…熱吸収体用ガイド、４０１…接触温度計、６０１、６０２…温度計、６０３…冷却ゲル、６０４…ペルチェ素子、７０１…放熱フィン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者から測定された血流量を格納する記憶領域と、
前記記憶領域から読み出された血流量に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の最大酸素摂取量計測装置において、
前記信号処理部は、前記血流量の自然対数値を変数とする関数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該対応関係を記憶する対応関係テーブルから最大酸素摂取量を読み出す
ことを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の最大酸素摂取量計測装置は、
血流量の測定時に、被験者の測定対象部位である皮膚表面を接触させる測定領域と、
前記測定領域に載置された前記測定対象部位の皮膚表面温度を測定する皮膚表面温度計と、
血流量の測定時に、前記測定対象部位に対して熱負荷を与える熱負荷印加部と、
前記熱負荷の印加終了後、前記測定対象部位の皮膚温度の温度変化を、前記皮膚表面温度計を通じて測定する温度変化測定部と、
環境温度と、核体温と、前記熱負荷の印加が終了した後の温度変化に基づいて、前記測定対象部位の血流量を演算する信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の最大酸素摂取量計測装置において、
被験者から測定された心拍数を格納する記憶領域と、
前記記憶装置から読み出された心拍数に基づいて前記血流量を算出する信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項５】
請求項１に記載の最大酸素摂取量計測装置において、
前記信号処理部は、レーザドップラー血流計から入力された被験者の血流量を前記記憶領域から読み出す
ことを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項６】
被験者から測定された心拍数を格納する記憶領域と、
前記記憶領域から読み出された心拍数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから心拍数に対応する最大酸素摂取量を読み出す信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項７】
最大酸素摂取量計測装置としての機能を提供するコンピュータに、
被験者について測定された血流量を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された前記血流量の測定値に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を実行させるプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムは、
前記血流量の自然対数値を変数とする関数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す
ことを特徴とするプログラム。
【請求項９】
最大酸素摂取量計測装置としての機能を提供するコンピュータに、
被験者について測定された心拍数を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された心拍数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから心拍数に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を実行させるプログラム。
【請求項１０】
最大酸素摂取量計測装置において実行される最大酸素摂取量の計測方法において、
被験者について測定された血流量を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された前記血流量の測定値に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の最大酸素摂取量計測方法において、
前記血流量の自然対数値を変数とする関数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す
ことを特徴とする最大酸素摂取量計測方法。
【請求項１２】
最大酸素摂取量計測装置において実行される最大酸素摂取量の計測方法において、
被験者について測定された心拍数を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された心拍数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから心拍数に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測方法。
【請求項１】
被験者から測定された血流量を格納する記憶領域と、
前記記憶領域から読み出された血流量に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の最大酸素摂取量計測装置において、
前記信号処理部は、前記血流量の自然対数値を変数とする関数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該対応関係を記憶する対応関係テーブルから最大酸素摂取量を読み出す
ことを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の最大酸素摂取量計測装置は、
血流量の測定時に、被験者の測定対象部位である皮膚表面を接触させる測定領域と、
前記測定領域に載置された前記測定対象部位の皮膚表面温度を測定する皮膚表面温度計と、
血流量の測定時に、前記測定対象部位に対して熱負荷を与える熱負荷印加部と、
前記熱負荷の印加終了後、前記測定対象部位の皮膚温度の温度変化を、前記皮膚表面温度計を通じて測定する温度変化測定部と、
環境温度と、核体温と、前記熱負荷の印加が終了した後の温度変化に基づいて、前記測定対象部位の血流量を演算する信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の最大酸素摂取量計測装置において、
被験者から測定された心拍数を格納する記憶領域と、
前記記憶装置から読み出された心拍数に基づいて前記血流量を算出する信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項５】
請求項１に記載の最大酸素摂取量計測装置において、
前記信号処理部は、レーザドップラー血流計から入力された被験者の血流量を前記記憶領域から読み出す
ことを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項６】
被験者から測定された心拍数を格納する記憶領域と、
前記記憶領域から読み出された心拍数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから心拍数に対応する最大酸素摂取量を読み出す信号処理部と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測装置。
【請求項７】
最大酸素摂取量計測装置としての機能を提供するコンピュータに、
被験者について測定された血流量を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された前記血流量の測定値に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を実行させるプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムは、
前記血流量の自然対数値を変数とする関数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す
ことを特徴とするプログラム。
【請求項９】
最大酸素摂取量計測装置としての機能を提供するコンピュータに、
被験者について測定された心拍数を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された心拍数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから心拍数に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を実行させるプログラム。
【請求項１０】
最大酸素摂取量計測装置において実行される最大酸素摂取量の計測方法において、
被験者について測定された血流量を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された前記血流量の測定値に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の最大酸素摂取量計測方法において、
前記血流量の自然対数値を変数とする関数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから血流量に対応する最大酸素摂取量を読み出す
ことを特徴とする最大酸素摂取量計測方法。
【請求項１２】
最大酸素摂取量計測装置において実行される最大酸素摂取量の計測方法において、
被験者について測定された心拍数を記憶領域から読み出す処理と、
前記記憶領域から読み出された心拍数に基づいて最大酸素摂取量を算出する、又は、当該算出処理に対応する関係を記憶する対応関係テーブルから心拍数に対応する最大酸素摂取量を読み出す処理と
を有することを特徴とする最大酸素摂取量計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−２０６２５２（Ｐ２０１１−２０６２５２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６７９２（Ｐ２０１０−７６７９２）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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