運動強度指標としての脈拍数

理学療法学科　和才 嘉昭・須田 勝・薄葉 眞理子・高橋 憲一

要旨：運動時の強度指標に用いられる心拍数の推移について，酸素摂取量との相関で，特にその回復時間に着目し測定した結果,心拍数の回復にはかなりの遅延現象が認められた。この遅延現象を80.100.120.140.160％ＡＴ負荷の実施により段階的に把握分析し，負荷の増量に従い増長する心拍数回復時間より，運動時の強度指標には単に心拍数のみでなく，その回復時間にも着目一考の必要性を痛感した。
キーワード：％ＡＴ・負荷強度・運動指標

１　はじめに
　運動療法では運動強度の指標として，１）酸素摂取量，２）心拍数，３）血中乳酸濃度，４）呼吸ガス，５）METs，６）ＲＭＲ，７）主観的強度とあるが1,11)，必要機器・計器の少なく多忙な臨床の場では，運動推移で酸素摂取量と心拍数が高い相関を示す理由から2)，心拍数を以て強度指標としているのが現状である。（表１）

２　目的
　今回は運動における心拍数の推移が，負荷量の増減で如何なる変化を見せるのか，特に運動後の心拍数の回復時間を測定し，検討してみたので報告する。

３　実験方法
３．１　ＡＴ値の測定8,10）
　運動時の酸素摂取量や分時換気量から求められる各自のＡＴ（無酸素閾値）の決定。
　方法はオランダ・ロード社製・電動式エルゴメーター・コリバル400型，ミナト医科学製エアロ・モニターAE-10を用いて,毎分20Ｗの漸増負荷(ランプ負荷）でＡＴ値を求めた。
３．２　負荷実験
　ＡＴ時点のＷ数を１００％としその８０％・100％・120％・140％・160％つまり％-ＡＴの段階的負荷にてそれぞれ実施し，脈拍の推移を測定した。
３．３　負荷方法3.6.7）
１）３分間安静呼吸，２）３分間の20Ｗウオーミングアップ，３）３分間休息，４）各％-ＡＴ負荷での運動を行った。
　各％-ＡＴ負荷運動の間には30分間の休憩を設け，記録は10秒間隔で，特に心拍数の回復推移を明確に記録するよう努めた。（表２）
３．４　被験者
　筑波技術短期大学・理学療法学科男子学生５名・平均年齢21.4才である。

表１　運動強度指標
表２　％-ＡＴ負荷運動

４　回復時間の算出
　回復時間の算出は，各％-ＡＴ負荷運動後心拍数・酸素摂取量の上昇値がウオーミング・アップ終了後の安静レベルの値まで低下するのに要した時間で計算した。

５　ベース・ラインの決定
　負荷運動で高進した心拍数の回復判断は，各％-ＡＴ負荷時の最大心拍数から，ウオーミング・アップ前の安静時の心拍数の82.6±8.6回と，ウオーミング・アップ後の82.8±7.8回の２つの値が有意差の無いことから，脈拍毎分83回をベース・ラインとし，その値までの復元時間を測定した。
５．１　心拍数と酸素摂取量の回復
　すでに成書に唱われているように4.5)，両者は相関を示したが，酸素摂取量と心拍数の回復度合いは心拍数に著明な時間的延長が記録されている。（図１）
５．２　最大心拍数からの回復
　各％-ＡＴ負荷後の最大心拍数から毎分83回までのベース・ラインにいたる復元状況は，負荷が大きくなるに比例して，要する時間も長くなっている。（図２）
５．３　主観的指標との関係
　ポルグ9)の主観的強度（中等度以上の運動）は，脈拍数と自覚的苦しさの度合いで段階づけしている。即ち９０回―かなり楽，110回―楽，130回―ややきつい，150回－きつい，170回－かなりきつい，190回－非常にきつい，となっている。（図３）
　今回の実験結果の最大心拍数からすれば，％-ＡＴ８０や１００では心拍数は130前後であり，ややきつい域で，％-ＡＴが120や140では心拍数は150前後になり，きつい域に達する。これが％-AT160になると心拍数は170回近くになり，かなりきつい域に達する。
５．４　目標心拍数との関係12）
　次に体力増進時の「目標心拍数」との比較では，Ａ式；最大心拍数180-安静時心拍数×70％＋安静時心拍数で計算すると150回となり，一方Ｂ；式220-年齢―安静時心拍数×70％＋安静時心拍数で計算すると162回と高い心拍数値を示すようになる。従って前者では％-ATl20が，後者では％-ＡＴ140域に相当する値となる。
５．５　アンダーソン基準との関係
　片麻痒患者に適応きれるアンダーソン基準の上域135回で考えれば，％-ＡＴでは１００が妥当な指標となる。（図４）
　何れにしてもこれらの指標は，健康学生各個人の実際値からの割り出しであり，絶対値としての使用は危険が伴う。

図１　O2と心拍数回復時間比較
図２　％ＡＴ負荷と回復時間
図３　ボルグ指標との比較
図４　目標心拍数との比較

６　心拍数回復時間
　最大心拍数からベース・ラインまでに３分間で回復したのは，％-ＡＴ８０の１分32秒と，％ＡＴ－100の２分５６秒のみであり，その他は％-ＡＴが高くなるにつれて，３分間復元に対して２倍，３倍，５倍と回差数列的に長くなっている。（図５）

図５　三分間回復比較

７　考察とまとめ
　今回の実験より運動の強度指標に利用される心拍数の測定は，％-ＡＴ基準での実施により心拍数の上昇，回復時間の両者より成書通りの８０～１００前後が適当と思われるが，心拍数の回復時間が負荷を増す毎に著明に増長することから，単に心拍数の測定のみでなく，回復時間の如何をも考慮にいれるべきだと痛感した。
　この実験結果は，少人数の健康学生の場合である関係から結論は控えたいが，年齢，性差，特に病態の種類や程度の異なる患者の，運動指標に心拍数（脈拍数）を用いる場合には，脈拍の回数は勿論のこと，測定触知時間の刻み（15×４，３０×２，６０×1）の一考，加えてベースラインへの復元に要する時間のチェックも忘れてはなるまい。

参考文献
１）荒川規矩男他編；運動療法の実際,Ｐ23-24,南江堂，１９９１．
２）中村隆一他著；基礎運動学,Ｐ398-405,医歯薬出版，1992.
3）外岡立人著；Herat Rate Training, Ｐ26-33, エイ出版者，１９８９．
４）武者春樹他著；本邦における心疾患運動療法の現状，リハビリテーション医学，ＶＯＬ31,Ｎ０．９，Ｐ641-650,1994.
5）糖尿病治療研究会編；糖尿病運動療法の手引き，Ｐ49-56,医歯薬出版，１９８９．
６）宮村実晴他編；体力トレーニング，Ｐ144-151,真興交易医書出版，１９８９．
７）波多野義郎他編；成人病の運動処方・運動療法，Ｐ53-65,医歯薬出版，1989.
8）塚越和巳他著；Anaerobic Thresholdからみた脳血管傷害片麻揮患者の全身持久力評価の検討，Ｐ585-591,総合リハビリテーション医学，VOL21,N0．７，１９９３．
９）Borg G.; An introduction Borg' RPE Scale Movement Pub. New York 1985.
10）Beaver WL. et al.；A new method for detetecting anaerobic threshold by gass exchange P2020-2027. J Appl Physiol 60, 1986.
11）吉田敏義他編；運動処方，P191-l97，杏林書院，1982.
12）日本体力医学会監訳；運動処方の指針，南江堂，1982.