呼吸数、心拍数、歩調の重要な関係とは？

新しいモデル (Forerunner 945、Fenix 6、MARQ、Vivoactive 4など) では、ハートレートセンサーで、呼吸数 (一部のモデルについてのみ) を検出することができ、また、毎日記録を取り続けることができます。この値は基本的には心拍数の記録と同じ目的に使用され、運動時に適切な強度をモニターすることができます。運動時の呼吸数の使い方を見ていきます。

[呼吸数とは]

1回の呼吸には吸入と呼気の両方が含まれています。呼吸数は1分間に行った呼吸数として定義します。

通常、成人の1分間の呼吸数は約12~20回です。ただし、これは運動をしていない状態での呼吸数を指します。運動をするときは、12回から20回の間隔よりも呼吸数が多くなると思われます。

運動時と安静時の呼吸数の違いを考慮して、運動時と安静時の2つのタイプについて別々に後述します。

パート1：(運動時と安静時の) 呼吸数および心拍数
 [運動期間]

次の表は、最近行った3つのエクササイズの種類です：筋力トレーニング、ランニング、エリプティカル・トレーナー。運動中の最小、最大および平均心拍数と呼吸数を記録し、心拍数÷呼吸数で割合を算出しました。

17年のデータの平均をとると、平均、最小、最大にかかわらず、心拍数÷呼吸数の割合はおよそ4でした。

この奇妙な数字は、インターネットで入手できる情報に非常に近いものです。平均的な成人の呼吸数と心拍数の比率は約1:4で、これは1回の呼吸で心臓が4回拍動することを意味します。

興味深いのは、この資料に記載されている呼吸数と心拍数の比率は、「安静時」に見られた比率ですが、運動時に測定された比率が、実際に安静時の比率と一致しているとは思っていませんでした。

注意：HRM-Triハートレートセンサー+FR 945を使用して、上記の情報の検査を行いました。

全体の平均からすると、データは呼吸数の法則 (心拍数=1:4) と非常によく一致していますが、実際のランニングの変化を分析する場合でも、同じ結果が得られるのでしょうか？

以下のグラフは、私の3月26日のランニング (テンポラン) 時の呼吸数と心拍数の関係のデータです：

このグラフから、20分30秒時の運動時の平均心拍数が171 bpm (ペース：1km: 3分53秒) 程度であり、平均呼吸数が36 brpmであることから、心拍数÷呼吸数=4.75となり、この走行時の平均値（4.2）よりも高いことが分かります。これは主に、より速いペースでの心拍数は比較的高くなりますが、呼吸数はそれほど増加しないためです。

呼吸数：心拍数＝1：4が全体の平均的な比率となりましたが、極端な状況においてはその比率にならない可能性があります。

例えば、私が観察したところ、最大呼吸数は約58~59回、最大心拍数は188回に達していて、換算すると比率は約3.2でした。就寝時の最低心拍数は40回、最低呼吸数は6回であったので、換算すると比率はおよそ6.67でした。つまり、全体の比率は4前後ではありますが、最低の3.2から最高の6.67まではまだ発生する可能性があります。

 [安静時]

安静時に使う機能は、ウォッチにあるGarmin Elevateで、1日の呼吸数を測定します。安静時では、呼吸数は2つのタイプ（：覚醒時の平均呼吸数および睡眠時の平均呼吸数）に細分されます。

ウォッチには24時間の心拍数を表示する機能も持っていますが、傾向チャートのみを表示し、その日の平均心拍数を計算する機能がありません。また、その日に運動をすると、1日の心拍数に運動時の心拍数も含まれます。そこで、安静時の最小、最大及び平均心拍数の基準として「睡眠時の心拍数」を選択しました。安静時の呼吸数の最小値と最大値では、睡眠中に測定した呼吸数の最小値と最大値も使用しました。

心拍数÷呼吸数の算出には、睡眠時のデータを用い、覚醒時の平均呼吸数を参考にしています。

この実験では、3月25日から3月31日までの7日間のデータを収集しました。

「最小」 と 「最大」 (それぞれ6.6と2.9) の両方から計算した比率と、値 [4] の間には、かなり大きな差があることがわかります。主な理由として、これら両方がピーク値であるためと推測しました。それらは睡眠中に起こる極端な外れ値なので、計算された比率の偏差が大きくなります。

しかし、睡眠データ全体の平均呼吸数と心拍数をとると、計算された3.8という比率は [4] の値とかなり一致します。

しかしGarmin Connectでは、1日の呼吸数の傾向グラフを見ることができますが、下の図で確認できるように「安静時」の場合のみです。

24時間の呼吸数機能で各ポイントの呼吸数を確認でき、覚醒時の平均、最小および最大呼吸数の3つの値が表示されます。睡眠時の平均呼吸数を表示する必要がある場合は、睡眠分析グラフから入力して表示する必要があります。

時計はHRVで分析するため、呼吸数は12時から1時 (ランニングを実施) の間は記録されなかったことがわかります。興奮しすぎると、Garmin Elevateは検知することができません。運動時に呼吸数を確認する必要がある場合は、ハートレートセンサー*と互換性のあるデバイス*を装着して記録し、そのエクササイズモードを選択して確認する必要があります。

*HRM-Tri + Forerunner 945

パート2：ランニング時の歩調と呼吸数 (運動時のみ)

Garmin Connect (GC) には、ランニング時の呼吸方法の説明が表示されます。一般的に2歩を踏み出しながら息を吸い込み、2歩を踏み出しながら息を吐き出すなど、異なるスピード要件に応じて異なる歩幅と呼吸法が採用されています。もちろん、実際のランニングでは、呼吸をスムーズに自然に行います。意図的に2回吸って2回吐き出す呼吸法や3回吸って3回吐き出す呼吸法を行う必要はありませんが、Garminの装置では呼吸数を検出できるようになったので、ランニング中に自分の呼吸パターンを分析して理解することも非常に興味深いことです。

以下は、最近実行したデータの分析についてです。

ペース速度が歩幅や呼吸に影響を及ぼすことを考慮し、 「ペース」 欄を参考指標の一つとして挙げました。

ペースが速いか遅いかは問題ではなく、4.3~5.4ステップごとに1回の呼吸サイクルが完了していることが「平均的である」ため、差は大きくありません。GCによって提供される説明と比較すると、これは3から3のモードと2から2のモードの間、すなわち、1回の呼吸のサイクルは4から6ステップ毎に完了していることになります。

注意：表中の最小値と最大値は参考値です。結果として、この2つの値をピーク値とします。

[結論]

自分の呼吸数がわかっていますか？また、呼吸サイクルごとに行うステップ数はわかっていますか？これで、呼吸数：心拍数の比率がおよそ1:4であることがわかりました。これらを知っていても、結局のところ、あなた自身のランニング能力を向上させるのにはあまり役に立ちません。より良く、より速く、より多くの力を使って走るには、ランニングの練習を何年も続けることが必要です。しかし、長期間、観察して比較すると、身体に異常があるかどうかが早く発見できる可能性があります。