筋肉酸素センサーは次の優れたフィットネスウェアラブルですか?

May 19, 2023

ミネソタ州の小さな会社は、フィットネス テクノロジーの未来を開発したと信じています。 これからは、残りの人々にその使い方を教えなければなりません。

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スペインのシエラネバダ山脈での典型的なトレーニングライドでは、東京オリンピックのトライアスロンチャンピオンであるクリスチャン・ブルメンフェルトが、グラナダ近郊の海抜約3,000フィートからスタートし、最高10,000フィートの高さでフィニッシュする可能性があります。 世界に誇るノルウェーのトライアスロンチームの重要な信条は強度のコントロールです。各ワークアウトはコーチの指示よりも簡単でも難しくもありません。 しかし、標高の変化によりペースを調整するのが難しくなります。 空気が薄くなるにつれて、酸素レベルが着実に低下することは、心拍数と出力が身体の頑張りを一貫して示すことができなくなることを意味します。 乳酸塩は少量の血液を必要とするが、目標を達成し続けるにはあまりにも扱いにくい手段である。 そのため、ブルメンフェルトと彼のトレーニングパートナーたちは、比較的知られておらず、あまり知られていないウェアラブル技術に依存している。チームのスポーツ科学者でオリンピックコーチのオラフ・アレクサンダー・ブー氏によれば、それは彼らのトレーニング計画において重要なツールとなっているという、筋肉酸素センサーだ。

持久力には酸素が必要であることは周知の事実です。 標準的な臨床検査値は VO2 max テストです。これは、どれだけの酸素を吸入し、肺から血流に拡散し、全身の筋肉に送り込むことができるかを定量化します。 しかし、悪魔は細部に宿ります。 指でぶら下がっているロッククライマーが我慢の限界に達すると、息も絶え絶えになるかもしれません。 体の他の場所には十分な酸素が循環しているにもかかわらず、前腕の筋肉が酸素を十分に素早く取り込むことができません。 スイスのベルン大学のスポーツ科学者アンドリ・フェルドマン氏とその同僚が最近行った、マッチ箱よりわずかに大きい筋肉酸素センサーをその登山家の前腕に貼り付ければ、彼女がいつ転倒するかを予測できる。 フェルドマン氏はスキーヤーやサッカー選手にも使用しました。 「アスリートにとっての主要なバイオマーカーとして、心拍数に代わって筋肉の酸素が使用されるべきだと思います」と彼は言います。

筋肉酸素の測定に使用される技術は、近赤外分光法 (NIRS) と呼ばれます。 皮膚に光を当て、その反射を測定することで、NIRS はその下の筋肉や組織にあるヘモグロビンおよびミオグロビン分子の何パーセントが酸素を運んでいるかを評価できます。 この数値が 100% に向かって増加している場合、酸素供給量が筋肉の需要を超えていることを意味します。 ゼロに向かって下降している場合は、需要が供給を上回っていることになります。 5 分間全力でペダルをこぐと、大腿四頭筋の筋力が 20 パーセントを下回る可能性があり、エリートアスリートはさらに低いレベルでペダルを踏むこともあります。 （基本的な考え方はパルスオキシメーターと似ていますが、パルスオキシメーターは特定の筋肉ではなく血流中の酸素を測定します。）「NIRSは数十年にわたって運動生理学で使用されてきました」とゴンザガ大学の生理学者で元所長のブラッド・ウィルキンス氏は言う。ナイキのスポーツ研究所にて。 しかし、NIRS 装置は扱いにくく、価格も 15,000 ドルからと高価だったので、研究室から離れることはほとんどありませんでした。

この状況は 2012 年に変わり始めました。ミネソタ州の機械エンジニア、ロジャー シュミッツが、よりシンプルで安価な NIRS センサーの開発を始めたときです。 シュミッツ氏は当初、心不全などの症状に対応する医療機器にこの技術を組み込めると考えたが、ミネソタ大学の心臓専門医は、FDAからの承認を得るのは大きなハードルになるとシュミッツ氏に警告した。 「彼はこう言いました。『アスリート向けに作ってみませんか？ そうすれば、すぐに市場に出すことができますよ』」とシュミッツ氏は振り返る。 彼の Moxy センサーは 2013 年にデビューし、初期価格は約 1,000 ドルでした。 その後数年間で、BSX と Humon 製のより安価なライバルがいくつか登場しましたが、両社とも筋肉酸素センサーの販売を中止しました。 Moxy センサーの現在の価格は 800 ドルです。 それが価格に見合う価値があるかどうかは、シュミッツ氏らが約10年にわたって議論してきた質問、つまり筋肉酸素データは本当にアスリートのトレーニングや競技の向上に役立つのか、という問いへの答え次第である。

Moxy デバイスはすぐに改造愛好家のコミュニティを魅了しました。特に注目に値するのは、筋酸素センサーを使用したアスリート向けの最初の評価プロトコルのいくつかを開発した、アンドリの父親であるユルグ フェルドマンという名前の生理学者兼トレーナーです。 レッドブルは2014年にはすでにサイクリストを対象にセンサーをテストし、カナダ代表カヤックチームのメンバーはセンサーを上腕二頭筋に取り付けました。 シュミッツ氏によると、ツール・ド・フランスのライダーも何人か試したという。 ナイキは、2017 年にマラソン 2 時間切りの挑戦で最高潮に達した Breaking2 プロジェクトを立ち上げたとき、オリンピックのマラソン チャンピオンのエリウド キプチョゲを含むアスリートとともに Moxy センサーを使用しました。

Breaking2 チームは、筋肉酸素を利用して、マラソン 2 時間の壁を突破するのに必要なペースを維持できるかどうかを知らせたいと考えました。 ウィルキンスと元ナイキの同僚らが昨年夏に発表したデータは、筋酸素量が上昇しているか、安定しているか、低下しているかにかかわらず、傾向線が持続可能な努力と持続不可能な努力を区別する「重要な代謝率」を明らかにし、後者の場合、どれくらいの期間続くかを予測することを確認した。壁にぶつかる前に出発しました。 これはスマートウォッチに表示されるような情報ですが、ウォーミングアップの長さや強度などの他の要因が筋肉の酸素レベルに影響を与える可能性があるため、データをリアルタイムで解釈するのは困難です。 これはモクシーチームが現在取り組んでいる課題だ、とシュミッツ氏は言う。

Bu と彼のノルウェーのトライアスリートは、乳酸塩と VO2 max の臨床検査を使用して主要なトレーニング強度を特定し、所定の筋酸素レベルに対するベンチマークを行います。 たとえば、ブルメンフェルトの乳酸閾値は、彼の大腿四頭筋で測定すると、18 ～ 19 パーセントの筋肉酸素レベルで発生します。 オリンピックまでの間、彼はそれを70分から80分間維持することができた。 11月にアイアンマンデビューを果たし、史上最速タイムを記録したが、それを90分程度まで押し上げた。 筋肉酸素の測定値により、高度、暑さ、その他の環境要因の影響に関係なく、彼のトレーニング努力は望ましいレベルに保たれました。 「私は主に強度を規定するためにそれを使用します」とブー氏は言います、「特に新しい気候に入るとき。」

ブのトライアスリートたちが投稿した結果を考慮すると、おそらく全国に数十あるモクシー認定トレーニングセンターのいずれかで、より多くのアスリートが筋肉酸素を実験することは避けられない。 しかしシュミッツ氏も、ユーザーはデバイスからの簡単な答えを期待すべきではないと警告している。 「人間の体は複雑です」と彼は言います。 「それを赤信号や青信号に変換すると、何かを失います。」 ウィルキンス氏も強気だが慎重だ。 「私たちは100年間心拍数を測定してきましたが、人々に心拍数の使い方を教えるというひどい仕事をしてきました」と彼は指摘する。 つまり、課題はテクノロジーに関するものではありません。 それはコミュニケーションに関するものです。 「筋肉と酸素の信号は、人々がトレーニングやパフォーマンスに適用できる有用なデータポイントであると私は絶対に思います」とウィルキンス氏は言う。 「さて、どう訳せばいいでしょうか？」