歩数から距離へ:歩幅の慣行的換算
歩数計やスマートフォンの歩数計測機能は歩数を記録しますが、歩いた距離を直接記録するわけではありません。歩数を距離に換算するには、1歩あたりの歩幅(ストライドレングス)の推定値が必要です。歩数計やフィットネストラッカーの較正ガイダンスで広く用いられている慣行では、身長に固定の係数を掛けます。おおよそ男性で0.415、女性で0.413です。
計算例:身長165cmの女性の推定歩幅は165×0.413≈68.1cmです。この歩幅で1万歩歩くと、おおよそ10,000×0.681m≈6.81km、すなわち約4.23マイルをカバーすることになります。
この身長ベースの推定値は集団平均であり、個人の測定値ではありません。実際の歩幅は脚の比率、歩行速度、個人の歩き方によって変動します。既知の距離を歩いてその歩数で割ることで求めた個人測定の歩幅の方が、身長ベースの式だけよりも個人にとって正確な換算値になります。
ケイデンスとカロリー推定
歩数をカロリー推定値に換算するには、もう一段階の近似が加わります。まず歩数を、想定ケイデンス(1分あたりの歩数)を用いて推定歩行時間に換算し、その時間を標準的なMET(代謝当量)ベースのカロリー計算式でMET値と体重に組み合わせます。一般的な慣行では、2011年版の身体活動コンペンディウムのMET値を用い、通常ペースで3.5MET、速歩で4.3METとし、想定ケイデンスは通常ペースで約100歩/分、速歩で約130歩/分とします。これは歩行ケイデンスと運動強度の関係を扱う歩数計ベースの研究とおおむね一致しています。
計算例:通常ペース(100歩/分)で1万歩を歩くと、推定所要時間は100分です。体重70kgの人が3.5METの場合、推定カロリー消費は3.5×70×(100÷60)≈408kcalです。同じ1万歩を速歩(130歩/分、4.3MET)で歩くと、推定所要時間は約77分となり、4.3×70×(77÷60)≈386kcalとなります。速歩の方が1分あたりの強度は高いにもかかわらず、同じ歩数をより短い時間で終えるため、合計カロリーは通常ペースの推定値より少なくなります。
歩数計測デバイスは実際どれくらい正確か
歩数を距離やカロリーに換算する際の歩幅やケイデンスの慣行に加えて、その根底にある歩数自体もまた正確な計数ではなく推定値です。Bassettらによる測定上の考慮点に関するレビュー(2017年、Sports Medicine誌)を含む、歩数計測デバイスに関する研究は、精度がデバイス、体のどこに装着するか、歩行速度によって変動することを示しています。加速度計ベースのデバイスは、動きが加速度計の『1歩』とみなすしきい値と区別しにくい低速歩行時に歩数を過少にカウントすることがあり、逆に実際の歩行とは無関係な腕の動きや振動から過剰にカウントすることもあります。
つまり、腰装着型の歩数計であれ、手首装着型のフィットネストラッカーであれ、ポケットに入れたスマートフォンであれ、どのデバイスの歩数も、正確な計数ではなく妥当だが不完全な推定値です。デバイス間の差異や、デバイスの計数と実際の歩数との差異は、これらのツールの仕組み上ごく普通に生じるものであり、必ずしも故障の兆候ではありません。
「1日1万歩」という目標は実際どこから来たのか
広く知られる「1日1万歩」という目標は、その数値を最適なしきい値として特定した特定の健康研究から生まれたものではありません。Tudor-LockeとBassett(2004年、Sports Medicine誌)が文書化しているとおり、これは1960年代の日本の歩数計マーケティングキャンペーン『万歩計』――『1万歩の計』という意味――にさかのぼり、臨床試験や疫学研究から導かれた数値ではなく、製品自体の名称に由来します。
多くの人が想定するような当初からのエビデンスに基づくものではなかったにもかかわらず、この目標はその後の数十年で人気があり、おおむね妥当な活動の目安として定着しました。歩数と健康アウトカムに関する研究は、この1万という具体的な数値のマーケティング上の起源とは別に、その後も発展を続けています。
歩数を実用的な指標として使う
歩幅の慣行、ケイデンスの想定、歩数計測の精度そのものといった、重ねられた近似を踏まえると、1日分の歩数、距離、カロリー推定値は、正確な測定値というより妥当な指標として扱うのが最適です。数週間から数か月にわたる歩数の傾向を追うこと、そして距離の精度が重要な場面では個人測定の歩幅を使うことは、いずれも単発の1日の数値を正確なものとして扱う場合に比べて、数値の意味をより高めてくれます。
よくある質問
歩数計はどれくらい正確ですか。
歩数計測デバイスは、正確な計数というより妥当だが不完全な推定値を提供します。Bassettら(2017年)などの測定上の考慮点に関する研究では、精度がデバイス、装着位置、歩行速度によって変動し、一般に低速歩行の方が加速度計ベースのデバイスにとって正確に計数しづらいことが示されています。
「1日1万歩」という目標はどこから来たのですか。
これはTudor-LockeとBassett(2004年)が文書化しているとおり、1960年代の日本の歩数計マーケティングキャンペーン『万歩計』(『1万歩の計』の意)に由来するもので、1万歩を最適な1日の目標として特定した特定の健康研究から生まれたものではありません。それ以来、人気のある一般的な活動の目安として定着しています。
歩数はどのように距離に換算されますか。
歩数に推定歩幅(ストライドレングス)を掛け合わせます。歩幅は一般に身長からおおよそ身長×0.415(男性)、身長×0.413(女性)として近似されます。既知の距離を歩いてその歩数で割ることで求めた個人測定の歩幅の方が、身長ベースの推定値よりも個人にとって正確な換算値になります。
同じ歩数でも通常ペースと速歩でカロリー推定値が異なるのはなぜですか。
速歩は1分あたりのMET値が通常ペースより高いものの、同じ歩数をより短い時間で終えます。計算例では、体重70kgの人が通常ペース(100歩/分、3.5MET)で1万歩を歩くと約408kcalと推定されるのに対し、同じ歩数を速歩(130歩/分、4.3MET)で歩くと約386kcalと推定されます。強度が高いにもかかわらず、より速いペースが合計時間を短縮するため、合計カロリーは少なくなります。
自分自身の傾向を追っているだけなら、歩数計の精度は重要ですか。
個人の傾向を追う場合、日々の比較は相対的なものであるため、絶対的な精度よりも測定条件の一貫性(同じデバイスを同じ方法で装着すること)の方が重要です。より正確な単発の距離やカロリーの数値を求める場合は、個人測定の歩幅を使い、デバイスの計数は正確な計数ではなく推定値であることを意識すると、より現実に近い数値が得られます。
手首装着型トラッカーは腰装着型歩数計と同じくらい正確ですか。
Bassettら(2017年)などの測定上の考慮点に関する研究によれば、精度はどちらか一方の装着位置が一律に優れているというよりも、デバイスと歩行速度によって変動します。どちらの方式も正確な計数ではなく推定値であり、その精度はユーザー、速度、動きの種類によって異なる可能性があります。
参考文献
- Tudor-Locke C, Bassett DR. How many steps/day are enough? Preliminary pedometer indices for public health. Sports Medicine 2004; 34(1): 1–8.
- Bassett DR, Toth LP, LaMunion SR, Crouter SE. Step counting: a review of measurement considerations and health-related applications. Sports Medicine 2017; 47(7): 1303–1315.
- American Council on Exercise (ACE Fitness). Step-length estimation guidance for pedometer-based step counting.
- Ainsworth BE, Haskell WL, Herrmann SD, et al. 2011 Compendium of Physical Activities: a second update of codes and MET values. Medicine & Science in Sports & Exercise 2011; 43(8): 1575–1581.