運動プログラムの背後にある数値とは？
どんなフィットネスのルーティンも — 気軽なウォーキングでも、マラソン練習でも、筋力サイクルでも — 最終的にはいくつかの指標に還元されます。体がどれだけ懸命に働いているか（心拍数、METs）、どれだけの酸素を使えるか（VO₂max）、特定の筋肉がどれだけ強いか（1RM）、地面上をどれだけ速く動くか（ペース）、日常の活動がどれだけ積み重なるか（歩数と距離）。このページはそれぞれの計算機です。どれも現場で直接測定されるものではなく、少数の入力（年齢、体重、時間、距離、心拍数）から、小さな参照集団に当てはめた回帰方程式で推定されます。個々の誤差幅は広く（±5–10% が典型）ですが、式はゾーン設定、数週間にわたる変化の追跡、活動の横並び比較に役立ちます。
整理すべき 3 つの用語の区別：心拍数 (HR) は毎分拍数。最大心拍数は維持できる最高の HR。目標心拍ゾーンは特定のトレーニング適応が起こる HR の窓（最大の 50–90%）。MET（代謝当量）は 1 MET ≈ 安静時酸素消費という努力の単位で、5 METs ＝ 安静の 5 倍。1RM（1 レップ最大）は正しいフォームで 1 回挙げられる最も重い重量で、サブマキシマルのセット（例 80 kg × 8 回）からの推定 1RM で、毎週実際の最大を試すことなく練習を計画できます。
最大心拍数 — 5 つの式、5 つの答え
最大心拍数の測定は難しい（段階的プロトコルでトレッドミルか自転車で、理想的には限界まで運動する必要）なので、ほとんどの計算機は年齢から推定します。古典的な Fox 式 220 − 年齢（1971）は最も古く最も引用されますが、標準誤差 ±10–12 bpm とかなり広い。Tanaka（2001）はメタ分析：208 − 0.7 × 年齢。ほとんどの年齢で Fox より低く、より正確とされます。Gulati（2010）は女性に特化して当てはめた式：206 − 0.88 × 年齢で、中年期では Tanaka よりわずかに低い。サンプル（年齢 30）でページは Fox 190、Tanaka 187、Gulati 180、Gellish 186、Inbar 185 bpm を返します — 10 bpm の幅です。どれもトレーニング状態、遺伝、測定プロトコルを考慮せず、粗い集団既定値です — Tanaka が最良の汎用既定、Gulati は女性向け、Fox は暗算の便利さで生き残っています。
トレーニングゾーン — Karvonen 対 Zoladz
最大心拍数（と理想は安静時心拍数）があれば、5 つのトレーニングゾーンに切り分けられます。ゾーン 1（50–60%、回復/ウォームアップ）、ゾーン 2（60–70%、持久/脂肪燃焼）、ゾーン 3（70–80%、有酸素/心肺）、ゾーン 4（80–90%、閾値/テンポ）、ゾーン 5（90–100%、無酸素/スプリント）。Karvonen 法（HRR ベース）は 目標 ＝ 安静時 + % × (最大 − 安静時) を使い、フィットネスのある人は安静時 HR が低いため同じ努力レベルでより高い絶対目標になるなど、個人の有酸素ベースを考慮します。Zoladz 法（最大 HR 基準）はもっと単純：目標 ＝ % × 最大 HR で安静時を無視します。最大 190、安静 65（Karvonen）では：ゾーン 1 ＝ 128–140、ゾーン 2 ＝ 140–153、ゾーン 3 ＝ 153–165、ゾーン 4 ＝ 165–178、ゾーン 5 ＝ 178–190 bpm。一般的な練習計画は週の時間の 80% をゾーン 1–2 に、20% をゾーン 3–5 に配分します（分極トレーニング）。
VO₂max — 体の有酸素能力の上限
VO₂max（最大酸素摂取量）は全身運動中に体重 1 kg あたり毎分使える酸素の体積で、心肺フィットネスのゴールドスタンダードです。実験室でマスクとガス分析装置で測定しますが、このページはフィールドテストから推定します。Cooper（1968）：12 分間でできるだけ遠くまで走り、VO₂max（mL/kg/min）＝ (距離_m − 504.9) / 44.73。サンプル（2400 m）では VO₂max ＝ 42.4（成人男性の Fair — Poor <32、Fair 38–44、Good 44–51、Excellent 51–57、Superior ≥57）。Rockport（1987）：1 マイルをできるだけ速く歩き、終了時の HR を記録し、5 変数の回帰（体重、年齢、性別、時間、HR）を使います。Cooper は全力が要求され、Rockport は高齢やフィットネスの低い成人に向きます。
1RM — サブマキシマルのセットから筋力を
1 レップ最大（1RM）は正しいフォームで 1 回挙げられる最も重い重量です。直接テストは疲労が激しく危険なため、ページは 1–10 回のサブマキシマルのセットに当てはめた回帰方程式を使います。Epley w × (1 + 回数/30)（最も単純）、Brzycki w × 36 / (37 − 回数)、Lander w / (1.013 − 0.0267 × 回数)、Lombardi w × 回数^0.10、O'Conner w × (1 + 回数/40)。サンプル（80 kg × 8 回）では各式は 101.3、99.3、100.1、98.5、96.0 kg を返します — 5 kg の幅。各式は線形の疲労を仮定し、10 回を超えると破れます（実際の 1RM の予測性が落ちる）。
ペース — 距離にわたる速度
ランニングペースは単位距離あたりの時間 — 通常 min/km か min/マイルです。サンプル（5 km を 25:00）ではペース ＝ 5:00 /km ＝ 8:03 /mi、速度 ＝ 12.0 km/h（7.5 mph）。ページは 400 m、800 m、1000 m、マイルのスプリットも報告します — インターバル練習（例「400 m × 10 @ 2:00、90 秒休」）に有用。ペースは速度の逆数で、式は：ペース（s/km）＝ 時間（s）/ 距離（km）、速度（km/h）＝ 距離 / 時間 × 3600。
カロリー — METs × 体重 × 時間
活動のカロリーは kcal = METs × 体重 (kg) × 時間 (h) で推定します。MET（代謝当量）は 1 MET ＝ 安静時代謝（約 3.5 mL O₂/kg/min、約 1 kcal/kg/時）の単位です。身体活動コンペンディウムは数百の活動の METs をカタログ化しています。ウォーキング 3、速歩 5、ジョギング 7、ランニング 10 km/h 9.8、12 km/h 12、14 km/h 14、普通のサイクリング 6、水泳 8、筋力トレーニング 5。サンプル（ランニング 10 km/h、9.8 METs、70 kg、30 分）ではカロリー ＝ 9.8 × 70 × 0.5 ＝ 343 kcal。式はEPOC（運動後過剰酸素消費）も無視します — 非常にきついセッションの翌 24 時間に 6–15% を上乗せする小さなアフターバーンです。
歩数 — カウントから距離とカロリー
歩数計は歩数を数えます。それを距離に変えるには利用者の歩幅が必要です。ページは身長から歩幅を推定します。約 0.414 × 身長 cm（性別と歩く速さを無視した集団平均）。サンプル（10000 歩、身長 170 cm）では autoStride は 170 × 0.414 ＝ 70.4 cm、距離 ＝ 7040 m ＝ 7.04 km（4.37 マイル）。カロリー：10000 × 0.04 ≈ 400 kcal（非常に大まか — 典型的成人で歩あたり約 0.04 kcal と仮定。実際は体重とペースで変わります）。「1 日 1 万歩」の目標は 1960 年代の日本のマーケティング数字（万歩計）で、臨床的閾値ではありません — 現代の文献では 7000–8000 歩ですでにかなりの死亡率低減と結び付き、10000 超では効果が逓減するとされています。
よくある誤解
- 最大心拍数の式は個人向けではない。最良の式でも標準誤差 ±10 bpm です。ゾーンが違和感あれば、段階的運動負荷テストで最大 HR を測るか、30 分のタイムトライアルを代理に使ってください（訓練されたアスリートでは最後の 20 分の平均 HR ≈ 最大の 95–100%）。
- フィールドテストの VO₂max は実験室の VO₂max ではない。実際の実験室測定は 1 呼吸ごとのガス分析と、自発的限界までの段階的プロトコルを使います。フィールドテストは意欲が尽きたところで止まります。実験室の値は、同じ人を Cooper や Rockport で測った値より 5–15% 高く出ます。
- 1RM 推定は少ない回数で最も信頼できる。5 回未満では式は非常に正確（2–3% 以内）。10 回超ではずれて 10% 以上過大評価し得ます。最も正確な数字には直接の 1RM テストを。
- MET ベースのカロリー消費はアフターバーン、体組成、効率を無視。70 kg の自転車乗りと 70 kg のランナーは MET では同程度の kcal/時ですが、訓練された自転車乗りは機械的に効率的で（燃焼 kcal あたりのワット数が多い）実際には少なく燃やし得ます。フィットネスウォッチは個別較正でこの差を減らしています。
関連ツール：体重 × METs のカロリー消費を決める BMI・体脂肪・BSA の文脈は身体指標、エネルギー収支の側（摂取 vs 消費カロリー）は栄養 & 食事、上昇した安静時心拍数や回復不良の心血管リスクの側は臨床医学。
