KR100900982B1 - A Method For Fitness Measurement By Measuring Signals From A Living Body - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자의 운동 전후 심박수 측정하여 체력을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 측정된 심박수에 대응된 체력정보가 저장된 메모리 부를 포함하며 입력 부, 심박수 측정 부, 제어부, 표시부로 구성된 체력 측정 장치를 통해 측정된 운동 전후의 심박수를 이용해 사용자의 체력상태를 측정하는 방법에 있어서, 상기 체력 측정 장치가, 입력 부를 통해 사용자의 정보를 입력받고, 상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 운동 전(前) 안정상태의 1차 심박수를 측정하고, 이후 사용자의 설정량만큼 운동한 후의 2차 심박수를 측정하고, 사용자가 설정된 시간만큼 휴식을 취한 후의 3차 심박수를 측정하고, 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수의 측정값의 기울기를 연산하고, 이를 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하여, 사용자 체력상태를 판단하도록 구현되며, 이에 의하여, 종래 방식에 비해 간편하면서도 단시간에 사용자의 체력 측정을 실행할 수 있음과 사용자의 육체적/정신적 스트레스 역시 크게 저하시킬 수 있으며, 이에 나이가 어린 청소년층이나 중장년층, 고령자 층에서도 부담없이 간편하게 이용할 수 있다.The present invention relates to a method for measuring fitness by measuring a heart rate before and after a user's exercise, and includes a memory unit in which fitness information corresponding to the measured heart rate is stored and including a fitness unit including an input unit, a heart rate measuring unit, a controller, and a display unit. In the method of measuring the fitness state of the user using the measured heart rate before and after the exercise, the fitness measuring device receives the user's information through the input unit, the user's pre-exercise state of the stable state through the heart rate measuring unit After measuring the first heart rate, after measuring the second heart rate after exercising by the user's set amount, and measuring the third heart rate after the user takes a rest for a set time, the measured heart rate of the first, second, third heart rate Compute the slope of the measured value, and compares the data value of the pre-stored fitness information, it is implemented to determine the user fitness state As a result, the user's physical fitness can be measured in a shorter time than the conventional method, and physical and mental stress of the user can be greatly reduced. Can be.

체력측정방법, 체력 측정 장치, 생체신호, 심박수 측정 부, 심박수 측정 Physical fitness measuring method, physical fitness measuring device, bio signal, heart rate measuring unit, heart rate measuring

Description

생체 신호 계측을 통한 체력측정방법{A Method For Fitness Measurement By Measuring Signals From A Living Body}A method for fitness measurement by measuring signals from a living body

본 발명은 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 운동 전후 심박수 측정함과 동시에 상기 측정된 심박수의 기울기 값과 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하여 사용자의 체력을 측정함으로써, 과도한 운동을 통해 체력측정이 이루어졌던 종래 방식에 비해 간편하면서도 단시간에 사용자의 체력 측정을 실행할 수 있으며, 이와 더불어 체력 측정을 위한 종래 과도한 운동의 심적 부담으로부터 자유로울 수 있음과 아울러 육체적/정신적 스트레스 역시 크게 저하시킬 수 있는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring physical fitness by measuring a bio-signal, and more particularly, to measure a user's physical fitness by comparing a measured heart rate and a data value of pre-stored fitness information while measuring heart rate before and after a user's exercise. By measuring, the user's fitness can be measured in a short time and simpler than the conventional method in which physical fitness was measured through excessive exercise, and in addition to being free from the mental burden of conventional excessive exercise for physical fitness measurement, Stress also relates to a method of measuring physical fitness through the measurement of vital signs that can greatly reduce.

일반적으로, 건강 관련 체력은 전신지구력(cardiorespiratory), 근력/지구력(muscular strength/endurance), 유연성(flexibility), 신체구성의 4요소로 구성 되어 있으며, 그 중 전신지구력이 핵심이다.In general, health-related fitness consists of four elements: cardiorespiratory, muscle strength / endurance, flexibility, and body composition, among which the whole body endurance is the key.

여기서 전신지구력은 폐, 심장, 혈액, 모세혈관 등의 산소 흡수 계, 운반 계나 골격근 조직의 산소 이용 계가 종합적으로 관계하는데, 이러한 전신지구력의 우열은 유산소성 에너지에 의존하는 신체 작업 능력이나 산소 섭취량의 크기에 의해 평가되며, 연령이 증가함에 따라 전신지구력은 점점 감소하지만 그 주된 요인으로서 연령의 증가 요인 외에도 체지방과 체중의 증가, 근육의 감소, 일상생활의 신체 활동량의 감소, 질병 이환율의 상승 등이 있다.Here, general endurance is comprehensively related to oxygen absorption system such as lung, heart, blood, capillaries, oxygen utilization system of transport system or skeletal muscle tissue, and the superiority of this system endurance is determined by the ability of physical work or oxygen intake depending on aerobic energy. As the age increases, the systemic endurance decreases gradually, but the main factors besides the increase in age are the increase of body fat and weight, the reduction of muscles, the decrease in the amount of physical activity in daily life, and the increase in the morbidity rate. have.

이로 인해 개인의 체력을 알아보기 위한 방법으로, 전신지구력 측정, 학생 체력검사, 운동 부하 검사, 기초체력검사 등이 있는데, 현재 학교에서 실시되고 있는 5가지 종목(50m 달리기, 제자리멀리뛰기, 앉아 윗몸 앞으로 굽히기, 윗몸일으키기, 오래달리기, 걷기)의 학생 체력검사는 개인의 체격(신장, 체중)을 고려하지 않은 방법으로 특별한 장비가 없이도 측정 가능하지만, 정확성이 크게 떨어지는 단점이 있었다.Because of this, there are methods to check the physical fitness of the individual, such as whole body endurance measurement, student physical fitness test, exercise load test, basic physical fitness test, etc. There are five events currently conducted in the school (50m running, running in place, sit-ups forward) The physical fitness test of bending, sit-ups, long runs, and walking is a method that does not take into account the individual's physique (height, weight).

또한, 상기한 체력측정방법 중 운동 부하 검사의 경우, 고가의 다양한 장비(운동 중 심장마비 유무, 혈압, 산소섭취량, 심박수, 호흡수, 폐활량, 환기량 측정)들을 사용하여 측정하는 정확한 검사방법이지만 경제성이나 측정방법의 간이성이 떨어지는 단점이 있었다.In addition, in the case of the exercise load test of the above-described physical fitness measurement method, it is an accurate test method to measure by using a variety of expensive equipment (whether having a heart attack, blood pressure, oxygen intake, heart rate, respiratory rate, lung capacity, ventilation amount) during exercise However, the simplicity of the measurement method was inferior.

그리고, 상기한 체력측정방법 중 기초체력검사의 경우 전술한 운동 부하 검사 보다 더 많은 고가의 장비를 필요로 하는 검사이기 때문에 검사비와 검사시간도 많이 소요되어 이 역시 경제성이나 측정방법의 간이성이 떨어지는 등의 단점이 있 었다.In addition, since the basic physical fitness test requires more expensive equipment than the above-described exercise load test, it requires a lot of inspection cost and inspection time, which is also inferior in economy or simplicity of measurement method. There were disadvantages.

한편, 상기 전신지구력 측정방법의 경우, 심박수와 체지방측정을 통한 간접적인 측정방법으로서 저렴한 기구를 이용하여 짧은 시간에 간단하고 정확한 체력측정이 가능하지만 지금까지 전신지구력을 간접적으로 측정하기 위한 방법들도 대부분 운동수행검사(12분 달리기검사, 1500m 달리기검사, 20m 셔틀런검사, 10m 셔틀런 스테미나검사, 1마일 보행검사, 12분 걷기검사 등)를 통해 전력으로 질주시켜서 전신지구력을 측정하였으며, 이와 같은 방법으로 고령자나 환자가 직접 측정할 경우 설정된 시간 또는 거리를 전력으로 계속 달려야 하는 육체적 부담과 정신적 부담이 강요되는 안전상의 커다란 문제점이 있으며, 전력에 대한 개인별 편차 역시 심한 문제점도 있었다.On the other hand, the whole body endurance measuring method, as an indirect measurement method through heart rate and body fat measurement, it is possible to measure the physical strength endured indirectly simple and accurate using a low-cost device in a short time Most of the body endurance was measured by sprinting with power through exercise performance test (12 minutes running test, 1500m running test, 20m shuttle run test, 10m shuttle run stamina test, 1 mile walking test, 12 minute walking test, etc.) When the elderly or the patient directly measured by the method, there is a big safety problem that the physical burden and the mental burden is forced to continue running with the power set time or distance, and there is also a serious problem for the individual deviation of the power.

이러한 문제점을 해소하기 위해 다음과 같은 기본적인 조건을 만족하는 측정방법이 요구되는데, 이는 1) 최대 노력을 필요로 하지 않고 심전도 모니터링이 가능한 것 등의 안전성, 2) 전문적인 고도의 기술을 필요로 하지 않고 측정에 많은 시간이 걸리지 않는 것 등의 간이성, 3) 고가의 기기를 필요로 하지 않고 많은 인력동원을 필요로 하지 않는 것 등의 고가성, 4) 혈액을 채취하지 않는 것 등의 비관혈성 등이 중요한 핵심요소라 할 수 있다.In order to solve this problem, a measurement method that satisfies the following basic conditions is required, which includes: 1) safety, such as the ability to monitor ECG without the need for maximum effort, and 2) a high level of technical expertise. 3) non-invasive, such as not requiring expensive equipment and not requiring much manpower mobilization, and 4) not collecting blood. This is an important key factor.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 사용자의 운동 전후의 심박수를 측정함과 동시에, 상기 측정된 심박수들 간의 기울기 값과 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하여 사용자의 체력상태를 측정함으로써, 과도한 운동을 통해 체력 측정이 이루어졌던 종래 방식에 비해 간편하면서도 단시간에 사용자의 체력 측정을 실행할 수 있도록 하는데에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the purpose of the user to measure the heart rate before and after the exercise of the user, by comparing the gradient value between the measured heart rate and the data value of the pre-stored fitness information By measuring the state of fitness of the user, it is possible to execute the user's fitness measurement in a simple and short time compared to the conventional method was made by measuring the fitness through excessive exercise.

또한, 본 발명의 체력측정방법을 이용할 경우 사용자의 체력 측정을 위한 종래 과도한 운동의 심적 부담으로부터 자유로울 수 있음과 아울러 육체적/정신적 스트레스 역시 크게 저하시킬 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.In addition, when using the method of measuring the physical strength of the present invention can be free from the mental burden of the conventional excessive exercise for measuring the user's fitness, and there is another object to significantly reduce the physical / mental stress.

그리고, 상기한 본 발명의 체력측정방법이 과도한 운동의 종래 체력측정방법에 비해 간편하면서도 운동상태 및 운동량의 난이도가 낮기 때문에 나이가 어린 청소년층이나 중장년층, 고령자 층에서도 부담없이 간편하게 이용할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the above-described physical fitness measuring method of the present invention is simpler than the conventional physical fitness measuring method of excessive exercise, and the exercise state and the difficulty of the exercise amount are low, so that it is easy to use easily even in the youth, middle-aged and elderly people. There is a purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 측정된 심박수에 대응된 체력정보가 저장된 메모리 부를 포함하며 입력 부, 심박수 측정 부, 제어부, 표시부로 구성된 체력 측정 장치를 통해 측정된 운동 전후의 심박수를 이용해 사용자의 체력상태를 측정하는 방법에 있어서, 상기 생체 측정 장치가In order to achieve the above object, the present invention includes a memory unit in which fitness information corresponding to the measured heart rate is stored, and measures the heart rate before and after the exercise measured by the fitness measuring device including an input unit, a heart rate measuring unit, a control unit, and a display unit. In the method for measuring the fitness state of the user using, the biometric device is

상기 입력부를 통해 사용자의 정보를 입력받는 단계;Receiving user information through the input unit;

상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 운동 전(前) 안정상태의 1차 심박수를 측정하는 단계;Measuring a first heart rate of a user's pre-exercise stable state through the heart rate measuring unit;

상기 1차 심박수 측정 후, 체력 측정 장치의 신호음 반복에 따라 사용자가 설정량만큼 운동한 후의 2차 심박수를 상기 심박수 측정 부를 통해 측정하는 단계;After measuring the first heart rate, measuring the second heart rate after the user has exercised by a set amount according to the repetition of the beep of the fitness measuring device through the heart rate measuring unit;

삭제delete

상기 2차 심박수 측정 후, 체력 측정 장치의 신호음에 따라 기설정된 시간만큼 사용자가 휴식을 취한 후의 3차 심박수를 상기 심박수 측정부를 통해 측정하는 단계; 및, 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수의 측정값을 기저장된 체력정보 데이터 값과의 비교를 통해 사용자의 체력상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법을 제공한다.After measuring the second heart rate, measuring the third heart rate after the user takes a rest for a predetermined time according to a signal sound of the fitness measuring device through the heart rate measuring unit; And determining the fitness state of the user by comparing the measured values of the measured first, second and third heart rates with previously stored fitness information data values. To provide.

삭제delete

그리고 본 발명에 있어서, 상기 사용자의 체력 상태를 판단하는 단계는, 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수의 측정값의 기울기를 연산하는 단계; In the present invention, the determining of the fitness state of the user may include calculating a slope of the measured values of the measured first, second and third heart rates;

상기 연산된 1, 2, 3차 심박수의 측정값의 기울기와 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하여 사용자의 체력 상태를 산출하는 단계; 및Calculating the fitness state of the user by comparing the calculated slopes of the first, second and third heart rates with data values of pre-stored fitness information; And

상기 기저장된 체력정보 데이터 값과의 비교를 통해 산출된 사용자의 체력 상태를 표시부에 표시하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법을 제공한다.And displaying the fitness state of the user calculated through comparison with the previously stored fitness information data value on a display unit.

또한 본 발명에 있어서, 상기 1, 2, 3차 심박수의 측정값의 기울기를 연산하는 단계는 회귀분석(regression analysis)을 이용하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the step of calculating the slope of the measured value of the first, second, third heart rate provides a method for measuring physical fitness through the measurement of the bio-signal, characterized in that made using a regression analysis (regression analysis).

또한 본 발명에 있어서, 상기 입력 부를 통해 사용자의 정보를 입력받는 단계는, 사용자의 나이, 성별, 기본 체력 수준을 입력받는 단계임을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법을 제공한다.In addition, in the present invention, the step of receiving the user's information through the input unit provides a fitness measurement method through the measurement of the biological signal, characterized in that the step of receiving the user's age, gender, basic fitness level.

그리고 본 발명에 있어서, 상기 1, 2, 3차 심박수를 측정하는 단계는, 10초간 사용자의 심박수를 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법을 제공한다.And in the present invention, the step of measuring the first, second, third heart rate provides a fitness measurement method through the measurement of the biological signal, characterized in that the step of measuring the heart rate of the user for 10 seconds.

또한 본 발명은, 상기 2차 심박수를 측정하는 단계 이전에, 상기 사용자가 제자리에서 앉았다 일어나기 동작을 30회 반복하도록, 운동 신호음을 반복적으로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized in that it further comprises the step of repeatedly providing the exercise tone, so that the user is sitting in place and wake up 30 times before measuring the second heart rate.

또한, 본 발명은, 상기 3차 심박수를 측정하는 단계 이전에, 사용자가 50초간 휴식하도록 신호음을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention may further include providing a beep sound to allow the user to rest for 50 seconds before measuring the third heart rate.

본 발명의 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법은, 사용자의 운동 전후 심박수 측정함과 동시에 상기 측정된 심박수의 기울기 값과 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하여 사용자의 체력상태 결과 값을 표시하는 등의 방법으로 사용자의 체력을 측정함으로써, 과도한 운동을 통해 체력측정이 이루어졌던 종래 방식에 비해 간편하면서도 단시간에 사용자의 체력 측정을 실행할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.In the present invention, the fitness measurement method using the bio-signal measurement may include measuring the heart rate before and after the user's exercise and comparing the inclination value of the measured heart rate with data values of pre-stored fitness information to display the result of the fitness state of the user. By measuring the user's fitness by the method, there is an excellent effect, such as being able to perform the user's fitness measurement in a simple and short time compared to the conventional method was made through the excessive exercise.

또한, 본 발명의 체력측정방법을 이용할 경우 사용자의 체력 측정을 위한 종래 과도한 운동의 심적 부담으로부터 자유로울 수 있음과 아울러 육체적/정신적 스트레스 역시 크게 저하시킬 수 있는 효과 역시 있다.In addition, when using the fitness measuring method of the present invention can be free from the mental burden of the conventional excessive exercise for measuring the user's fitness, there is also an effect that can significantly reduce the physical / mental stress.

그리고, 상기한 본 발명의 체력측정방법은 과도한 운동의 종래 체력측정방법에 비해 간편하면서도 운동상태 및 운동량의 난이도가 낮기 때문에 나이가 어린 청소년층이나 중장년층, 고령자 층에서도 부담없이 간편하게 이용할 수 있는 효과도 있다.In addition, the above-described physical fitness measuring method of the present invention is simpler than conventional physical fitness measuring methods of excessive exercise, but also has a low level of difficulty in exercise state and exercise amount, so there is also an effect that can be conveniently used even in young adolescents, middle-aged and elderly people. .

이하, 본 발명의 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법(이하, 체력측정방법이라 함)을 도면과 대비하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the physical strength measuring method (hereinafter, referred to as the physical strength measuring method) through the measurement of the biological signal of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 체력측정방법에 대한 블록다이어그램을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 체력측정방법을 순서적으로 예시한 플로우 챠트를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a block diagram of the fitness measuring method of the present invention, Figure 2 shows a flow chart illustrating the fitness measurement method of the present invention in order.

우선, 본 발명의 체력측정방법에 대하여 상세히 설명하기에 앞서, 실험자의 운동 전후 심박수를 측정하기 위한 체력 측정 장치에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.First, before explaining the fitness measuring method of the present invention in detail, briefly described for the fitness measuring device for measuring the heart rate before and after the exercise of the experimenter.

본 발명의 체력측정방법을 위한 체력 측정 장치는, 사용자의 정보인 나이, 성별, 기본 체력 수준 등을 입력하는 입력 부(미 도시)와; 사용자의 운동 전후 심박수를 측정하는 심박수 측정 부(미 도시)와; 상기 심박수 측정 부를 통해 측정된 심박수를 저장함과 동시에 상기 측정 저장된 심박수와 대응된 체력정보의 데이터 값이 저장되어 있는 메모리 부(미 도시)와; 상기 심박수 측정 부를 통해 측정 저장된 사용자의 운동 전후 심박수와 메모리 부에 기저장된 체력정보 데이터 값을 비교 하여 적정한 체력정보를 판단하는 제어부(미 도시)와; 상기 제어부에 의해 판단된 적정한 사용자의 체력상태를 표시하는 표시부(미 도시)를 포함하여 구성되어 있다.A fitness measuring device for a fitness measuring method of the present invention includes an input unit (not shown) for inputting user's information such as age, gender, basic fitness level, and the like; A heart rate measuring unit (not shown) for measuring a heart rate before and after the exercise of the user; A memory unit (not shown) for storing the heart rate measured by the heart rate measuring unit and at the same time storing the data value of the fitness information corresponding to the measured and stored heart rate; A control unit (not shown) which compares the heart rate of the user before and after the exercise stored in the heart rate measuring unit with the fitness information data values previously stored in the memory unit to determine proper fitness information; And a display unit (not shown) for displaying an appropriate fitness state of the user determined by the control unit.

이상과 같이 구성된 체력 측정 장치를 이용해 운동 전후의 심박수를 측정하여 사용자의 체력상태를 알아볼 수 있는 체력측정방법은 다음과 같다.The fitness measurement method which can determine the fitness state of the user by measuring the heart rate before and after the exercise using the fitness measurement device configured as described above is as follows.

본 발명의 체력측정방법은, 도 1에 도시한 바와 같이 체력 측정 장치의 입력 부를 통해 사용자의 정보를 입력하는 단계(S100)와; 상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 운동 전(前) 안정상태 심박수를 1차 측정하는 단계(S110)와; 상기 사용자 심박수의 1차 측정 후 운동시작에 의한 체력 측정 장치의 신호음 반복에 따라 사용자가 설정량만큼 운동하는 단계(S120)와; 상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 운동 종료 후 심박수를 2차 측정하는 단계(S130)와; 상기 사용자 심박수의 2차 측정 후 체력 측정 장치의 신호음에 따라 기설정된 시간만큼 사용자가 휴식을 취하는 단계(S140)와; 상기 기설정시간만큼의 휴식 종료 후 심박수 측정 부를 통해 사용자의 심박수를 3차 측정하는 단계(S150)를 포함한다.Physical fitness measuring method of the present invention, the step of inputting the user's information through the input unit of the physical fitness measuring device as shown in Figure 1 (S100); First measuring the pre-workout steady state heart rate through the heart rate measuring unit (S110); Step S120 of the user exercising according to the repetition of the beeping sound of the fitness measuring device by the start of exercise after the first measurement of the user heart rate (S120); Performing a second measurement of the heart rate after the user's exercise through the heart rate measuring unit (S130); Step (S140) in which the user takes a rest for a predetermined time according to the beep of the fitness measuring device after the second measurement of the user heart rate; And performing a third measurement of the heart rate of the user through the heart rate measuring unit after the rest for the preset time (S150).

그리고 상기 사용자의 심박수를 3차 측정하는 단계(S150) 이후에, 상기 측정 저장된 1, 2, 3차 심박수 측정값의 기울기를 연산하는 단계(S160)와; 상기 연산된 1, 2, 3차 측정 심박수의 기울기 값과 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하는 단계(S170)와; 상기 기저장된 체력정보 데이터 값과의 비교를 통해 사용자 체력상 태의 결과 값을 표시부에 표시하는 단계(S180)를 포함하여 구성된 것이다.And after the third step of measuring the heart rate of the user (S150), calculating the slope of the measured and stored first, second, third heart rate measurement value (S160); Comparing the calculated slope values of the first, second and third measured heart rates with data values of pre-stored fitness information; And displaying the result value of the user's fitness state on the display unit by comparing with the previously stored fitness information data value (S180).

한편 상기 체력 측정 장치의 입력 부를 통해 메모리 부에 입력되는 사용자의 정보로는 사용자의 나이, 성별, 기본 체력 수준 등이 입력되게 된다.On the other hand, the user's age, gender, basic fitness level, etc. are input to the user's information input to the memory through the input unit of the fitness measuring device.

또한, 상기 체력 측정 장치의 심박수 측정 부를 통한 사용자의 1, 2, 3차 심박수 측정(S110,S130,S150)은 상기 심박수 측정 부의 측정스위치(미 도시)를 누름과 동시에 10초간 자동으로 이루어지게 되며, 상기와 같이 심박수 측정 부를 통해 측정된 사용자의 1, 2, 3차 심박수는 상기 체력 측정 장치의 측정 완료 신호음과 함께 자동으로 메모리 부에 저장된다.In addition, the user's 1, 2, 3rd heart rate measurement (S110, S130, S150) through the heart rate measuring unit of the fitness measuring device is automatically made for 10 seconds while pressing the measurement switch (not shown) of the heart rate measuring unit. As described above, the first, second and third heart rates of the user measured through the heart rate measuring unit are automatically stored in the memory unit together with the measurement completion signal of the fitness measuring device.

이와 더불어, 상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 심박수 1차 측정(S110) 후 운동시작에 의한 체력 측정 장치의 신호음 반복에 따라 사용자가 설정량만큼 운동(S120)을 하게 되는데, 이때 상기 체력측정을 위한 사용자의 운동방법은 제자리에서 앉았다 일어나기(squat) 동작을 반복하는 것으로, 상기 반복되는 운동의 설정량은 30회이다.In addition, after the user's heart rate measurement unit (S110) through the heart rate measurement unit after the user repeats the beep sound of the fitness measuring device by the start of exercise (S110), the user exercises as much as the set amount (S120), wherein the user for the fitness measurement The exercise method is to repeat sitting and sitting (squat) motion, the set amount of the repeated exercise is 30 times.

그리고, 상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 심박수 2차 측정(S130) 후 체력 측정 장치의 신호음에 따라 기설정된 시간만큼 사용자가 휴식(S140)을 취하게 되는데, 이때 상기 휴식을 취하는 설정시간으로는 50초가 소요되며, 사용자가 휴식을 취하는 과정에서 잔류 휴식 시간은 상기 체력 측정 장치의 표시부 즉, 디스플레이 창에 표시된다.In addition, the user takes a break (S140) for a predetermined time according to the signal sound of the fitness measuring device after the second heart rate measurement (S130) of the user through the heart rate measuring unit. In the process of taking a rest, the remaining rest time is displayed on the display unit of the fitness measuring device, that is, the display window.

이와 같이 구성된 본 발명의 체력측정방법을 실시 예로서 도 2의 순서 도에 맞게 상세히 설명하면 다음과 같다.The fitness measurement method of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 2 as an example.

실시 예Example

우선, 측정된 심박수에 대응된 체력정보가 저장된 메모리 부를 포함하며 입력 부, 심박수 측정 부, 제어부, 표시부로 구성된 체력 측정 장치를 이용해 사용자의 체력상태를 측정하기에 앞서, 상기 체력 측정 장치의 입력 부를 통해 사용자의 정보 즉, 사용자의 나이, 성별, 기본 체력 수준이 입력(S100)되어 상기 입력 부와 연결된 메모리 부에 저장된다.First, a memory unit in which fitness information corresponding to the measured heart rate is stored, and before measuring a user's fitness state by using a fitness measuring device including an input unit, a heart rate measuring unit, a control unit, and a display unit, the input unit of the fitness measuring unit is measured. The user's information, that is, the user's age, gender, and basic fitness level are input (S100) and stored in the memory unit connected to the input unit.

이때, 상기 메모리 부에는 심박수 측정 부를 통해 각기 측정된 1, 2, 3차의 심박수를 저장함과 동시에 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수와 대응된 체력정보의 데이터 값이 저장되어 있다.In this case, the memory unit stores the heart rate of the 1st, 2nd, and 3rd hearts measured by the heart rate measuring unit, and at the same time stores data values of the fitness information corresponding to the measured 1, 2, and 3rd heart rates.

그리고, 상기와 같이 체력 측정 장치의 입력 부를 통해 사용자의 정보가 입력(S100) 되면, 사용자가 상기 체력 측정 장치의 심박수 측정 부를 손으로 잡아 사용자의 운동 전(前) 안정상태의 심박수를 1차적으로 측정(S110)하게 되는데, 이때 사용자는 심박수 측정 부에 설치되어 있는 측정스위치를 누른 상태에서 움직이지 않고 가만히 있어야 하며 상기 심박수 측정 부의 측정스위치를 누름과 동시에 10초간 자동으로 심박수가 측정되어 메모리 부에 저장된다.When the user's information is input through the input unit of the fitness measuring device as described above (S100), the user first grasps the heart rate of the user's pre-workout state by holding the heart rate measuring unit of the fitness measuring device by hand. In this case, the user must be still without moving while pressing the measurement switch installed in the heart rate measuring unit. The heart rate is automatically measured for 10 seconds while pressing the measuring switch of the heart rate measuring unit. Stored.

이와 같이 상기 심박수 측정 부를 통해 사용자의 심박수를 1차적으로 측정(S110)한 다음, 사용자의 운동 후 심박수를 측정하기 위한 방법으로 운동시작을 위해 상기 심박수 측정 부에 설치된 동작스위치(미 도시)를 누른 후 체력 측정 장치로부터 울리는 신호음에 맞춰 반복적으로 제자리에서 앉았다 일어나기 동작의 운동을 30회 실시(S120)한다.As described above, the user's heart rate is primarily measured through the heart rate measuring unit (S110), and then the operation switch (not shown) installed in the heart rate measuring unit is pressed to start the exercise as a method for measuring the heart rate after the user's exercise. After sitting in place repeatedly in response to the ringing tone from the fitness measuring device performs the exercise of the wake up 30 times (S120).

그리고, 상기와 같이 사용자의 운동이 종료되면 다시 사용자의 심박수를 측정하기 위해 상기 심박수 측정 부를 손으로 잡고 측정스위치를 눌러 운동 후 사용자의 심박수를 2차로 측정(S130)하게 되고, 이때 역시 사용자의 운동 전(前) 안정상태의 심박수를 1차적으로 측정(S110)할 때와 마찬가지로 측정스위치를 누른 상태에서 움직이지 않고 가만히 있어야 하며, 상기 심박수 측정 부의 측정스위치를 누름과 동시에 10초간 자동으로 심박수가 측정되어 메모리 부에 저장된다.When the user's exercise is finished as described above, the user's heart rate is measured secondly by holding the heart rate measuring unit by hand and pressing a measurement switch to measure the user's heart rate (S130). As in the case of the first measurement of the heart rate in the pre-stable state (S110), it should be still without moving while the measurement switch is pressed, and the heart rate is automatically measured for 10 seconds while pressing the measurement switch of the heart rate measuring unit. And stored in the memory section.

그 다음 심박수 측정 부를 통해 사용자 심박수의 2차 측정(S130)이 완료되면 체력 측정 장치에서 휴식을 알리는 신호음이 울리면서 기설정된 휴식시간 즉, 50초간 사용자가 휴식(S140)을 취하게 되고, 상기 휴식과정에서 잔류 휴식 시간은 체력 측정 장치의 표시부인 디스플레이 창에 표시된다.Then, when the second measurement (S130) of the user's heart rate through the heart rate measuring unit is completed, the user is taking a break (S140) for a predetermined break time, that is, 50 seconds while the beep signal notifying a break from the fitness measuring device sounds. The remaining rest time in the process is displayed on the display window, which is an indicator of the fitness measuring device.

이후 상기 기 설정시간 동안 사용자의 휴식이 종료되면 1, 2차 심박수 측정과 마찬가지로 상기 심박수 측정 부를 손으로 잡고 측정스위치를 눌러서 휴식 후 사용자의 심박수를 3차로 측정(S150)하게 되고, 이때 역시 상기 측정스위치를 누른 상태에서 움직이지 않고 가만히 있어야 하며, 상기 심박수 측정 부의 측정스위치를 누름과 동시에 10초간 자동으로 심박수가 측정되어 메모리 부에 저장된다.After the user rests for the predetermined time, the heart rate measurement unit is held by pressing the measurement switch by hand while holding the heart rate measuring unit in the same manner as the first and second heart rate measurement (S150). It should be still without moving while pressing the switch, and the heart rate is automatically measured for 10 seconds while the measurement switch of the heart rate measuring unit is pressed and stored in the memory unit.

이와 같이 사용자의 1, 2, 3차 심박수 측정이 종료되게 되면 상기 체력 측정 장치의 제어부를 통해 상기 측정 저장된 1, 2, 3차 심박수 측정값의 기울기를 연산(S160) 하게 되는데, 이때 상기한 심박수 측정값의 기울기 연산(S160) 과정에서 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기의 연산(S160) 작업이 완료되었는지를 판단하여 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기의 연산(S160) 작업이 완료되면, 다음 단계인 상기 연산된 1, 2, 3차 측정 심박수의 기울기 값과 메모리 부에 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교(S170)하는 과정으로 이동되고, 이와 반대로 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기의 연산(S160) 작업이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 연산작업이 완료될 때까지 계속적으로 연산작업을 실행하게 된다.When the first, second and third heart rate measurement of the user is ended, the slope of the measured and stored first, second and third heart rate measurement values is calculated through the controller of the fitness measuring apparatus (S160). In operation S160, the calculation of the first, second and third heart rate measurement values is determined in operation S160, and the calculation of the first, second and third heart rate measurement values is performed in operation S160. After this is completed, the next step is a step of comparing the calculated values of the first, second and third measured heart rates with the data values of the fitness information pre-stored in the memory unit (S170). If it is determined that the operation (S160) of the third heart rate measurement slope is not completed, the operation is continuously executed until the operation is completed.

그리고, 상기와 같이 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기의 연산(S160) 작업이 완료되어 다음 단계인 상기 연산된 1, 2, 3차 측정 심박수의 기울기 값과 메모리 부에 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교(S170)하는 과정으로 이동되어 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기와 메모리 부에 저장된 체력정보의 데이터와 상호 일치하는지를 비교(S170) 판단하게 되는데, 이때 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기와 기설정된 체력정보의 데이터 중 상호 일치하는 데이터가 있으면 그 일치된 체력정보의 데이터 즉, 사용자 체력상태의 결과 값을 상기 체력 측정 장치의 표시부 즉, 디스플레이 창에 표시(S180)하여 사용자가 자기 자신의 체력상태를 파악하면서 상기 체력 측정 장치를 통한 사용자의 체력측정방법이 모두 종료되게 되고, 이와 반대로 상기 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기와 기설정된 체력정보의 데이터 중 상호 일치하는 데이터가 없는 것으로 판단되면 상기 연산된 1, 2, 3차 측정 심박수의 기울기 값과 메모리 부에 기저장된 체력정보의 데이터 값을 계속해서 비교(S170)하게 된다.Then, as described above, the operation of calculating the first, second and third heart rate measurement values (S160) is completed, and the next step, the calculated inclination values of the first, second and third measurement heart rates and the fitness information previously stored in the memory unit. In step S170, the data values of the first and second heart rate measurements are compared with the data of the fitness information stored in the memory unit. If the third heart rate measurement value and the data of the predetermined fitness information coincide with each other, the data of the matched fitness information, that is, the result value of the user's fitness state is displayed on the display unit, that is, the display window of the fitness measuring device ( S180) while the user grasps his or her fitness status, all of the user's fitness measurement methods through the fitness measuring device are terminated, and on the contrary, the first, second and third heart rate If it is determined that there is no mutually identical data among the measured value slope and the preset fitness information data, the calculated slope values of the first, second and third measured heart rates are continuously compared with the data values of the fitness information previously stored in the memory unit ( S170).

실험 예Experiment example

본 발명에 따른 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법의 유용성을 검증하기 위하여 일련의 실험을 실시하였다.A series of experiments were conducted to verify the usefulness of the fitness measurement method through the measurement of the biological signal according to the present invention.

본 실험 예는 준 최대운동(submaximal exercise) 도중에 측정된 심박수를 이용하여 최대 산소 섭취능(oxygen uptake)의 예측을 하기 위한 정확하고 손쉬운 준 최대시험에 관련된 것이다.This experimental example relates to an accurate and easy quasi-maximal test for predicting maximum oxygen uptake using heart rate measured during a submaximal exercise.

22명의 건강한 청년들이 본 실험 예에 참가했으며, 그들의 평균 ±SD 연령은 20.2±3.3년, 신장은 173.5±7.2cm, 체중 67.8±7.7kg 이었다. 각각의 대상자들은 30회 앉았다 일어나기(squat)의 준 최대운동시험을 실시한 후, 동일한 날에 각각의 시험 중간에 20분의 휴식 기간을 갖고서 런닝머신 VO2 max시험(단계적인 운동시험:GXT)을 실시하였다. 다수 회의 회귀분석(regression analysis)이 사용되었고, 준 최대운동(submaximal exercise) 도중에 측정된 심박수를 이용하여 수식을 얻었다. 심박수를 포함한 팩터에 관련된 변수들만이 본 분석의 예측 팩터들로서 독 립 변수에 포함되었다.Twenty two healthy young adults participated in this study, with an average age of SD of 20.2 ± 3.3 years, height of 173.5 ± 7.2cm, and weight of 67.8 ± 7.7kg. Each subject took 30 sit-ups and performed a quasi-maximum exercise test of squat, followed by a treadmill VO 2 max test (GXT) with a 20 minute rest period in the middle of each test on the same day. Was carried out. Multiple regression analyzes were used and the equations were obtained using the heart rate measured during the submaximal exercise. Only variables related to the factor including heart rate were included in the independent variables as predictive factors of this analysis.

준 최대 시험으로부터 얻어진 회귀 수식은 아래와 같은 것이었다.The regression formula obtained from the quasi-maximal test was as follows.

VO2 max(ml/kg/min) = 83.893 + 6.102 x (HR1) - 10.328 x (HR2) + 3.921 x (HR3)+ 6.214 x (HR12) + 3.947 x (HR23) + 0.065 x (HR13) 이고, R2 =0.535 이며 SEE = 3.0 ml/kg/min 이다. VO 2 max (ml / kg / min) = 83.893 + 6.102 x (HR1)-10.328 x (HR2) + 3.921 x (HR3) + 6.214 x (HR12) + 3.947 x (HR23) + 0.065 x (HR13), R 2 = 0.535 and SEE = 3.0 ml / kg / min.

VO2 max의 예측 및 측정 평균은 51.3 ± 3.6 ml/kg/min 이고, 51.3 ± 4.4 ml/kg/min 이었다. 예측 피크 산소 소모량(VO2 max)과 측정된 것 사이의 상관 계수는 r = 0.82였고 큰 편차(p<0.01)는 없었다. 준 최대운동 시험(30회 앉았다 일어나기)로부터 예측된 VO2 max값은 GXT로부터 측정된 VO2 max값과 함께 양호한 신뢰도와 일치하는 유효성을 얻었다.The predicted and measured mean of VO 2 max was 51.3 ± 3.6 ml / kg / min and 51.3 ± 4.4 ml / kg / min. The correlation coefficient between the predicted peak oxygen consumption (VO 2 max) and the measured one was r = 0.82 and there was no significant deviation (p <0.01). The VO 2 max value predicted from the semimaximal exercise test (30 sit ups) was obtained with good reliability consistent with the VO 2 max value measured from GXT.

실험 방법)Experimental method)

실험 참가자는 18세 내지 29세의 건강한 지역 거주자(남자 22명)들이 자원봉사자로 지원하였다. 각각의 실험 참가자들의 신체적 특성이 표 1에 제시되어 있다. 참가자들은 모두 참가 동의서에 서명하였고, 건강 이력 설문지를 작성하여 본 실험에 참가하기 전에 선발 기준(예를 들면, 심장 혈관계 또는 근골격계 이상 진단)을 확인하였다.Participants were volunteers from healthy community residents (22 men) aged 18 to 29 years. The physical characteristics of each participant are shown in Table 1. All participants signed an entry agreement and completed a health history questionnaire to confirm selection criteria (eg, diagnosis of cardiovascular or musculoskeletal abnormalities) prior to entering the experiment.

표 1. 참가자들의 신체적 특성(N = 22명)Table 1. Physical characteristics of participants (N = 22 people)

변수      variable 평균      Average SD       SD 최소      at least 최대     maximum 나이(년) 체중(kg) 신장(cm) HRmax(bpm) VO2 maxAge (years) Weight (kg) Height (cm) HRmax (bpm) VO 2 max 20.2 67.8 173.5 194.1 51.3      20.2 67.8 173.5 194.1 51.3 3.3 7.7 7.2 6.1 4.4      3.3 7.7 7.2 6.1 4.4 18 58 157 181 43.3       18 58 157 181 43.3 29 90 184 204 59.7      29 90 184 204 59.7

운동 시험)Exercise test)

참가자들은 시험 전 12 시간에 걸쳐 심한 육체적 활동을 금하고, 시험 4시간 전에는 식사 및 흡연을 금하도록 하였다. 실험자들 각각은 같은 날에 준 최대운동 시험(30-앉았다 일어나기)과 최대운동 시험(VO2 max)을 마쳤다.Participants were prohibited from severe physical activity over 12 hours before the test and no eating and smoking 4 hours before the test. Each of the experimenters completed the maximal exercise test (30-sit and rise) and the maximal exercise test (VO 2 max) on the same day.

이와 관련된 내용 설명이 도 3에 도시되어 있다.A description of the related contents is shown in FIG. 3.

준 최대운동 시험: 30회 앉았다 일어나기의 준 최대 시험의 시행 전에, 참가자들은 시험을 어떻게 할 것이라고 지시를 받았고, 3~5분에 걸쳐서 준비 운동을 하였다. 준비 운동 후, 참가자들은 안정된 상태로 회복될 때까지 휴식을 취하였고, 이는 심박수를 측정하여 검사하였다. 메트로늄(metronome)의 부저 소리와 함께, 참가자들은 30회의 앉았다 일어나기를 시작하였고, 매회의 앉았다 일어나기(1.5초)는 메트로늄에 의해서 조절되어 참가자들이 균일한 앉았다 일어나기를 하도록 확인하였다. 이러한 준 최대운동 시험 도중에 심박수를 3회 측정하였는데, 30회 앉았다 일어나기 시행 전후에 측정되었다. 첫 번째 측정(HR1)은 운동 전의 휴식 상태에서 측정되었다. 두 번째 측정(HR2)은 30번째 앉았다 일어나기 후 측정되었으며, 세 번째 측정(HR3)은 상기 두 번째 측정의 종료 후에 이루어진 50초의 휴식 기간 후에 실시되었다.Semi-maximal exercise test: 30 sitting and waking up Before conducting the semi-maximal test, participants were instructed to do what the test was, and spent 3 to 5 minutes warming up. After the warm-up, the participants took a break until they returned to a stable state, which was checked by measuring heart rate. With the buzzing sound of the metronome, the participants sat 30 times and started waking up, each sitting and waking up (1.5 seconds) controlled by metronium to ensure that the participants sat and wake up uniformly. The heart rate was measured three times during this semimaximum exercise test, and was taken 30 times before and after waking up. The first measurement (HR1) was taken at rest before exercise. The second measurement (HR2) was taken after the 30th sitting and waking up, and the third measurement (HR3) was taken after a 50 second rest period made after the end of the second measurement.

최대운동 시험: 피크 산소 소모량(VO2 max)이 모터 작동식 런닝 머신(treadmill) 상에서 개량된 브루스 프로토콜(Bruce protocol)을 사용하여 측정되었다. 최대운동 시험을 시행하기 전에, 참가자들은 3분 동안 0%의 경사(grade)에서 1.7 mph의 속도로 걷기를 실시하였고, 그 후에 프로토콜이 시행되었다. 상기 프로토콜은 3분 동안 10%의 경사에서 1.7 mph의 속도로 걷기(단계 1)를 실시하였고, 그 단계는 참가자가 지칠 때까지 0.8~0.9 mph의 속도 및 2%의 경사로 증가되었다. 아래의 적어도 2가지의 기준이 충족될 때, 시험은 최대로 간주되었다; 1) 작업 속도를 유지할 수 없음, 2) 최대 호흡 교환비(RER) ≥ 1.1, 3) 작업 부하의 증가에 따라 VO2 의 더 이상의 증가가 없음(안정 상태).Maximum Kinetic Test: Peak oxygen consumption (VO 2 max) was measured using an improved Bruce protocol on a motorized treadmill. Before conducting the maximum exercise test, participants walked at a speed of 1.7 mph at 0% grade for 3 minutes, after which the protocol was implemented. The protocol was followed by walking at a speed of 1.7 mph (step 1) at 10% incline for 3 minutes, which step was increased to a speed of 0.8-0.9 mph and 2% incline until the participant was tired. The test was considered maximum when at least two of the following criteria were met; 1) unable to maintain working speed, 2) maximum respiratory exchange rate (RER) ≥ 1.1, 3) no further increase in VO 2 with increasing workload (steady state).

통계적인 분석)Statistical analysis)

심폐 기능 추정에 관한 회귀 모델을 수립하기 위하여, 최대 산소 소모량(VO2 max)이 종속 변수들로서 채택되었고, 신장, 체중, 체질량 지수(body mass index), 심박수 등이 독립 변수들로서 채택되었다. 이러한 독립 변수들 가운데, 심박수가 아래와 같이 6가지의 다른 독립 변수들로 나누어져서 준 최대 시험 도중에 제시된 임의의 조건들에 대해 보다 정확하게 참가자들의 생리학적 반응을 분석하도록 하였다. HR1, HR2 및 HR3 들은 30번의 앉았다 일어나기 시험 도중에 측정된 3회의 심박수 측정으로부터 얻은 것이고, HR12(HR2-HR1), HR23(HR2-HR3) 및 HR13(HR3-HR1) 들은 상기 3회의 측정된 심박수 중의 계산된 심박수로부터 얻은 것들이다.To establish a regression model for cardiopulmonary function estimation, maximum oxygen consumption (VO 2 max) was adopted as dependent variables, height, weight, body mass index, heart rate, etc. were adopted as independent variables. Among these independent variables, the heart rate was divided into six different independent variables as follows, to more accurately analyze the participants' physiological responses to any of the conditions presented during the maximum test. HR1, HR2 and HR3 were obtained from three heart rate measurements measured during the 30 sitting and waking tests, and HR12 (HR2-HR1), HR23 (HR2-HR3) and HR13 (HR3-HR1) were among the three measured heart rates. These are obtained from the calculated heart rate.

이와 같이 측정된 실험 데이터들이 도 4에 도표로서 기재되어 있다.The experimental data thus measured are shown in the diagram in FIG. 4.

그리고 다수의 회귀 분석이 실행되어 VO2 max를 추정하기 위한 수식을 수립하였다. 상기 회귀 분석 전에, 피어슨(Pearson) r 이 계산되어 상기 언급된 각각의 신장, 체중, 체질량 지수(body mass index), 심박수 등과 같은 독립 변수들과 VO2 max 와 같은 종속 변수 사이의 상관 관계를 분석하기 위하여 계산되었다. 모든 분석들은 Social Sciences의 통계 패키지, 버젼 12.0(SPSS Inc., Chicago, IL)를 이용하여 실행되었다.A number of regression analyzes were performed to establish the formula for estimating VO 2 max. Prior to the regression analysis, Pearson r was calculated to analyze the correlation between independent variables such as each of the above mentioned height, weight, body mass index, heart rate, etc. and dependent variables such as VO 2 max. Calculated to All analyzes were performed using the Social Sciences statistical package, version 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL).

실험 결과)Experiment result)

최대 산소 섭취능(oxygen uptake)을 추정하기 위하여 다수의 선형 회귀 분석으로 수식을 수립하기 위한 준 최대운동 시험의 결과로부터 얻은 독립 변수들로서 사용된 데이터들이 표 2에 도시되어 있다. The data used as independent variables from the results of the quasi-maximal exercise test to formulate multiple linear regression analyzes to estimate the maximum oxygen uptake are shown in Table 2.

표 2. 다수의 회귀 분석에 포함된 독립 변수들Table 2. Independent variables included in multiple regression analysis

변 수    variable B      B Sig T    Sig t R2 R 2 Sig F    Sig F Std.error  Std.error 상수 (constant) HR1 HR2 HR3 HR12 HR23 HR13    Constant HR1 HR2 HR3 HR12 HR23 HR13 83.893 6.102 -10.328 3.921 6.214 3.947 0.065   83.893 6.102 -10.328 3.921 6.214 3.947 0.065 0.000 0.007 0.003 0.110 0.007 0.109 0.455    0.000 0.007 0.003 0.110 0.007 0.109 0.455 0.535       0.535 0.005       0.005 3.00        3.00

이러한 독립 변수들 가운데, 신장, 체중, 체질량 지수(body mass index)들은 낮은 상관 관계로 인하여 다수 회의 회귀 분석에서 제외되었다. 단지 심박수 팩터에 관련된 변수들만이 본 분석에서의 예측 팩터들로서 상기 독립 변수에 포함되었다. 상기 준 최대운동시험으로부터 생성된 회귀 수식(R2 = 0.535 및 SEE = 3.0 mlㆍkg-1ㆍmin-1)은 아래와 같은 것이었다: Among these independent variables, height, weight, and body mass indexes were excluded from multiple regression analyzes due to low correlations. Only variables related to the heart rate factor were included in the independent variable as prediction factors in this analysis. The regression equations (R 2 = 0.535 and SEE = 3.0 ml · kg −1 min −1 ) generated from the quasi-maximum exercise test were as follows:

VO2 max(ml/kg/min) = 83.893 + 6.102 x (HR1) - 10.328 x (HR2) + 3.921 x (HR3)+ 6.214 x (HR12) + 3.947 x (HR23) + 0.065 x (HR13). VO 2 max (ml / kg / min) = 83.893 + 6.102 x (HR1)-10.328 x (HR2) + 3.921 x (HR3) + 6.214 x (HR12) + 3.947 x (HR23) + 0.065 x (HR13).

이와 같이 측정되고 예측된 VO2 max 에 대한 분포도(scattered plot)는 도 5에 도시된 바와 같은 것이다.The scattered plot for this measured and predicted VO 2 max is as shown in FIG. 5.

VO2 max 에 대한 측정값 및 예측 값들이 표 3에 도시되어 있다. 상기 30회 앉았다 일어나기 시험을 이용한 참가자(22 명) 평균 예측 VO2 max 값은 51.3 ± 3.6 mlㆍkg-1ㆍmin- 1 였으며, 이는 측정된 VO2 max 값(51.3 ± 4.4 mlㆍkg-1ㆍmin-1) 과 유 사한 것이었다. 측정 및 예측 VO2 max 값들 사이의 피어슨 상관 계수는 0.01 레벨에서 r = 0.817 였다. The measured and predicted values for VO 2 max are shown in Table 3. The 30 times sat occur participant (22) the average prediction using the test VO 2 max value of 51.3 ± 3.6 ml kg -1 and and min - was 1, which the VO 2 max values (51.3 ± 4.4 ml kg -1 and measured Min -1 ). The Pearson's correlation coefficient between the measured and predicted VO 2 max values was r = 0.817 at the 0.01 level.

표 3. 측정 및 예측 VO2 max 값(N = 22)Table 3. Measured and predicted VO 2 max values (N = 22)

시 험       exam M          M SD         SD 범위       range 측정값 예측값       Measured value predicted value 51.3 51.3       51.3 51.3 4.4 3.6        4.4 3.6 43.5 ~ 59.7 43.3 ~ 58.9   43.5 ~ 59.7 43.3 ~ 58.9

상기와 같은 본 발명의 실험에서, 본 발명자들은 계획된 운동 시험 과정, 30회- 앉았다 일어나기 운동 시험 도중에 심박수 변화를 측정할 수 있는 이동식 장치를 개발하여 예비 임상 연구를 수행하였고, 최대 산소 섭취능을 추정하기 위한 간략화된 방법을 개발하였다. 3 단계(휴식, 주어진 운동 직후 및 50초의 추가적인 휴식 후)에서 측정된 심박수를 이용한 다수 회의 회귀 분석을 통하여 VO2 max를 추정하기 위한 회귀 수식을 도출하였다. 실험 결과들은 상기 실험 그룹의 추정 값 평균이 상기 그룹의 측정된 VO2 max의 평균에 큰 편차 없이 밀접하게 관련된다는 것을 보여 주고 있다. 개발된 체질 실험의 유용성을 검증하기 위하여, ACSM 기준에 따라서 퍼센트 값(percentile values)(10 등급)으로 각각의 참가자들의 전신지구력(cardio-respiratory fitness) 레벨을 분류하였다. 참가자의 36.4%(8명)은 측정값에 비교하여 동일한 "추정" 전신지구력 레벨을 보여 주었다. 참가자의 59.1%(13명)은 2가지의 평가값들 사이에서 단지 1 등급의 차이만을 보여 주었고, 단지 참가자의 4.9%(1명)은 2등급의 차이를 보여 주었다. In the experiment of the present invention as described above, the inventors developed a mobile device that can measure the heart rate change during the planned exercise test procedure, 30-sit-up exercise test, performed preliminary clinical studies, and estimated the maximum oxygen uptake capacity. A simplified method was developed to: Regression equations for estimating VO 2 max were derived through multiple regression analyzes using heart rate measured in phase 3 (rest, immediately after a given exercise, and after 50 seconds of additional rest). The experimental results show that the mean of the estimated value of the experimental group is closely related to the mean of the measured VO 2 max of the group without significant deviation. In order to verify the usefulness of the developed constitution experiment, the cardio-respiratory fitness level of each participant was classified by percent values (grade 10) according to ACSM criteria. 36.4% (8) of the participants showed the same “estimated” systemic endurance levels compared to the measurements. 59.1% of the participants (13) showed only one grade difference between the two assessments, and only 4.9% (1) of the participants showed a grade 2 difference.

이와 같은 실험 결과로부터 본 발명에 따라서 개발된 간단한 운동 실험은 간접적으로 전신지구력(cardio-respiratory fitness) 레벨의 판단에 사용될 수 있음을 알 수 있다. From these experimental results, it can be seen that the simple exercise experiment developed in accordance with the present invention can be used to indirectly determine the cardio-respiratory fitness level.

본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명의 실시 예를 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 실시 예의 수정 또는 설계변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such a specific structure. Those skilled in the art will be able to variously modify or change the embodiments of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. Nevertheless, it will be apparent that all such modifications or design modifications to such simple embodiments will clearly fall within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 체력측정방법에 대한 블록다이어그램.1 is a block diagram of a fitness measuring method of the present invention.

도 2는 본 발명의 체력측정방법을 순서적으로 예시한 플로우 챠트.2 is a flow chart sequentially illustrating the physical fitness measuring method of the present invention.

도 3은 본 발명의 체력측정방법에 따라 실시된 실험 예에서 30회-앉았다 일어나기와 심박수 측정 과정을 나타낸 그래프도.Figure 3 is a graph showing a 30-sit-up and heart rate measurement process in the experimental example carried out according to the fitness measuring method of the present invention.

도 4는 본 발명의 체력측정방법에 따라 실시된 실험 예에서 얻어진 실험 데이터를 전체적으로 나타낸 도표.Figure 4 is a diagram showing the overall experimental data obtained in the experimental example carried out in accordance with the physical fitness measuring method of the present invention.

도 5는 본 발명의 체력측정방법에 따라 실시된 실험 예에서 얻어진 측정 대 예측 VO2 max 값들을 그래프로 나타낸 분포도.5 is a graph illustrating a graph of measured versus predicted VO 2 max values obtained in an experimental example performed according to the physical fitness measuring method of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

S100. 사용자 정보 입력단계S100. Enter user information

S110. 운동 전 심박수 1차 측정단계S110. Preliminary Heart Rate Pre-Workout

S120. 운동단계S120. Exercise stage

S130. 운동 후 심박수 2차 측정단계S130. Heart rate second measurement after exercise

S140. 휴식단계S140. Rest stage

S150. 휴식 후 심박수 3차 측정단계S150. Heart rate 3rd step after rest

S160. 1, 2, 3차 심박수 측정값 기울기 연산단계S160. 1st, 2nd, 3rd heart rate measurement slope calculation

S170. 1, 2, 3차 측정 심박수의 기울기 값과 기저장된 체력정보 데이터 값 비교단계S170. Comparing the slope values of the 1st, 2nd, 3rd measured heart rate with the prestored fitness data values

S180. 사용자 체력상태 표시단계S180. User Health Status Display Step

Claims (7)

측정된 심박수에 대응된 체력정보가 저장된 메모리부를 포함하며 입력부, 심박수 측정부, 제어부, 표시부로 구성된 체력 측정 장치를 통해 측정된 운동 전후의 심박수를 이용해 사용자의 체력상태를 측정하는 방법에 있어서, 상기 체력 측정 장치가,A method of measuring a fitness state of a user by using a heart rate before and after a workout measured by a fitness measuring device including a memory unit having fitness information corresponding to the measured heart rate and including an input unit, a heart rate measuring unit, a controller, and a display unit, wherein Fitness measuring device, 상기 입력부를 통해 사용자의 정보를 입력받는 단계;Receiving user information through the input unit; 상기 심박수 측정부를 통해 사용자의 운동 전(前) 안정 상태에서의 1차 심박수를 측정하는 단계;Measuring a first heart rate in a stable state before exercise of the user through the heart rate measuring unit; 상기 1차 심박수 측정 후, 상기 심박수 측정부를 통해 사용자가 운동시작에 의한 체력 측정 장치의 신호음 반복에 따라 설정량만큼 운동한 후의 2차 심박수를 측정하는 단계;After measuring the first heart rate, measuring the second heart rate after the user exercises by the set amount according to the repetition of the beep of the fitness measuring device by the start of exercise through the heart rate measuring unit; 상기 2차 심박수 측정 후, 상기 심박수를 측정부를 통해 사용자가 기설정된 시간만큼 사용자가 휴식을 취한 후의 3차 심박수를 측정하는 단계; 및After measuring the second heart rate, measuring the third heart rate after the user takes a rest for a predetermined time through the heart rate measuring unit; And 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수의 측정값을 기저장된 체력정보 데이터 값과의 비교를 통해 사용자의 체력상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.And determining the fitness state of the user by comparing the measured values of the measured first, second and third heart rates with previously stored fitness information data values. 제1항에 있어서, 상기 사용자의 체력 상태를 판단하는 단계는,The method of claim 1, wherein the determining of the fitness state of the user comprises: 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수의 측정값의 기울기를 연산하는 단계;Calculating a slope of the measured values of the measured first, second and third heart rates; 상기 연산된 1, 2, 3차 심박수의 기울기 값과 기저장된 체력정보의 데이터 값을 비교하여 사용자의 체력 상태를 산출하는 단계; 및Calculating the fitness state of the user by comparing the calculated slope values of the first, second, and third heart rates with previously stored data values; And 상기 기저장된 체력정보 데이터 값과의 비교를 통해 산출된 사용자 체력상태의 결과 값을 표시부에 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.And displaying the result value of the user's fitness state calculated through comparison with the previously stored fitness information data value on a display unit. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 측정된 1, 2, 3차 심박수의 측정값의 기울기를 연산하는 단계는 회귀분석(regression analysis)을 이용하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.Computing the slope of the measured value of the first, second, third heart rate measured by using a regression analysis (regression analysis) characterized in that the physical signal measurement method. 제1항에 있어서, 상기 입력부를 통해 사용자 정보를 입력받는 단계는The method of claim 1, wherein the receiving of the user information through the input unit comprises: 사용자의 나이, 성별, 기본 체력 수준을 입력받는 단계인 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.Physical strength measurement method by measuring the biological signal, characterized in that the step of receiving the user's age, gender, basic fitness level. 제1항에 있어서, 상기 1, 2, 3차 심박수를 측정하는 단계는,The method of claim 1, wherein the measuring of the first, second, third heart rate is performed. 10초간 사용자의 심박수를 측정하는 단계인 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.Physical fitness measurement method by measuring the heart rate of the user for 10 seconds. 제1항에 있어서, 상기 2차 심박수를 측정하는 단계 이전에,The method of claim 1, wherein prior to measuring the second heart rate, 상기 사용자가 제자리에서 앉았다 일어나기 동작을 30회 반복하도록, 운동 신호음을 반복적으로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.And repeatedly providing an exercise signal sound to repeat the operation of the user sitting and waking up 30 times. 제1항에 있어서, 상기 3차 심박수를 측정하는 단계 이전에,The method of claim 1, wherein prior to measuring the third heart rate, 사용자가 50초간 휴식을 취하도록 사용자에게 신호음을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 신호 계측을 통한 체력측정방법.And providing a beep sound to the user such that the user rests for 50 seconds.
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