The two heart rate based calorie burn calculator (also known as “heart rate based caloric expenditure calculators”) provides estimate of rate at which you are burning calories during aerobic (i = i’s in). また、「心拍数消費カロリー計算機」とも呼ばれるこの装置は、有酸素運動中の平均心拍数に基づいて、有酸素運動中にカロリーを消費している割合を推定します。
心拍数に基づく消費カロリーの計算
心拍数に基づく消費カロリーの計算（VO2maxが既知の場合）
これらの計算機について
運動中に筋肉はその収縮に必要なカロリーを消費しなければなりません。 カロリーを貯蔵栄養素の状態から筋肉細胞で燃焼できる形に変換するのは、有酸素運動中、細胞呼吸のプロセスで達成されます。 この関係から、心拍数からエネルギー消費量（＝消費カロリー）を予測することができるのです。 基本的に、運動強度が高くなると、筋肉はより多くのカロリーを消費しなければならないので、そのカロリーを筋肉で燃焼できるエネルギーに変換するのに必要な酸素を供給するために、心臓の鼓動を速くしなければならないのです。
これらの計算機は、LR Keytel、JH Goedecke、TD Noakes、H Hiiloskorpi、R Laukkanen、L van der Merwe、および EV Lambert が「Prediction of energy expenditure from heart rate monitoring during submaximal exercise」と題する研究のために導いた数式（以下に示す）を基にしています。”
この計算機のベースとなる実験データは、VO2maxの41%から80%の範囲の運動強度レベルをカバーしています。 心拍数とカロリー消費量の関係は、実験データの下限値以下では信頼できないと考えられるため、計算機はVO2maxの41%以下（またはSwainらの相関によると最大心拍数の約64%）では心拍数に基づくカロリー消費量の推定値を提供しません。 しかし、この計算機は、最大心拍数200拍/分までのテストデータ上限値VO2maxの80％（またはSwainらの相関による最大心拍数の約89％）以上の心拍数に基づくカロリー消費量の推定値を提供し、平均以上の最大心拍数のユーザーや高い強度レベルで運動するユーザーが計算機を使用できるようにします。 したがって、VO2maxの80％（または最大心拍数の約89％）以上のカロリー消費量の推定は、補間ではなく、実験データの外挿（収集したデータポイントの限界の外側でデータ相関が成り立つという仮定）に基づくことにユーザーは注意する必要があります。
この計算機で許可されるVO2maxの41%という下限強度を超えるカロリー消費推定を確実に行うために、心拍数とVO2maxの相関関係が計算機内で使用されて、ユーザーからの心拍入力がVO2maxの割合に変換されます。 最大心拍数の決定は、H Tanaka、KD Monhan、およびDG Sealsが「Age-predicted maximal heart rate revisited」と題する研究で定義した式に基づいて行われ、その後、DP Swain、KS Abernathy、CS Smith、SJ Lee、およびSA Bunnが「Target heart rates for the development of cardiorespiratory fitness」と題する研究で集めた実験データからShapeSense.comによって導いた線形回帰式（以下に示す）により最大心拍数の割合からVO2mの割合に変換が実行される。”
計算式
VO2maxが不明の場合の消費カロリーの決定式
- 男性：((-55.0969 + (0.6309 x HR) + (0.1988 x W) + (0.2017 x A))/4.184) x 60 x T
- 女性: ((-20.4022 + (0.4472 x HR) – (0.1263 x W) + (0. 0.0)) x T
- 女性: ((-20.4022 + (0.4472 x HR) + (0.1263 x W) + (0. 0)) x 60 x T
ここで、HR = 心拍数（拍/分）W = 体重（キログラム）A = 年齢（歳）T = 運動継続時間（時間）
VO2maxがわかっている場合の消費カロリー決定の公式
- 男性：（-95.7735 + (0.634 x HR) + (0.404 x VO2max) + (0.394 x W) + (0.271 x A))/4.184) x 60 x T
- 女性： ((-59.3954 + (0.45 x HR) + (0.380 x VO2max) + (0.103 x W) + (0.274 x A))/4.184) x 60 x T
- 女性： ((-95.634 x HR) + (0.440 x VA2max) + (1.040 x W) + (1.040 x A)) + 4.184 x T
ここで、HR＝心拍数（拍／分）VO2max＝最大酸素消費量（mL・kg-1・分）W＝体重（kg）A＝年齢（歳）T＝運動継続時間（時間）
年齢に応じた最大心拍数の決定式
- Maximum Heart Rate（beat/minute）= 208 -（0.7×年齢）
運動強度を%MHRから%VO2maxに変換する式
- %VO2max = 1.5472×%MHR – 57.53
ここで%MHR = 最大心拍数の割合%VO2max = VO2maxの割合
Keytel LR, Goedecke JH, Noakes TD, Hiiloskorpi H, Laukkanen R, van der Merwe L, Lambert EV. 最大下運動時の心拍数モニタリングによるエネルギー消費量の予測。 J Sports Sci. 2005 Mar;23(3):289-97.
Swain DP, Abernathy KS, Smith CS, Lee SJ, Bunn SA.（スウェインDP、アバナシーKS、スミスCS、リーSJ、バンSA）。 心肺機能発達のための目標心拍数． Med Sci Sports Exerc. 1994年1月号。 26(1): 112-116.
Tanaka, H., Monhan, K.D., Seals, D.G., Age-predicted maximal heart rate revisited.「年齢予測最大心拍数の再検討」. Am Coll Cardiol 2001; 37:153-156.
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