KR102358696B1 - 심폐체력 측정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

심폐체력 측정 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

심폐체력 측정 시스템 및 그 방법이 제공된다. 심폐 체력 측정 시스템은, 측정 대상자의 신체 정보를 저장하는 정보 저장부와, 측정 대상자의 안정시 심박수를 측정하는 안정시 심박수 측정부와, 안정시 심박수에 대한 정보 및 신체 정보를 전달받고 측정 대상자의 여유 심박수를 산출하는 여유 심박수 산출부와, 측정 대상자의 목표 심박수를 계산하고, 목표 심박수에 따라 제1 영역 내지 제5 영역으로 단계를 구획하는 단계별 목표 심박수 계산부와, 제1 영역 내지 제5 영역에 해당하는 목표 심박수에 도달하는 시간을 측정하는 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부와, 목표 심박수에 도달하는 시간을 전달받고 제1 영역 내지 제5 영역 각각의 최대산소섭취량을 산출하는 최대산소섭취량 산출부 및 최대산소섭취량을 전달받고 측정 대상자의 심폐체력을 산출하는 심폐체력 산출부를 포함한다.

Description

심폐체력 측정 시스템 및 그 방법{Cardiorespiratory Fitness measurement system and method thereof}
본 발명은 심폐체력 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
체력(physical fitness)은 인간의 생존과 생활의 기반이 되는 신체적·정신적 능력이다. 이러한 체력은 질환의 조기 발병 위험을 낮춰주는 역할을 하므로 육체적, 정신적, 사회적으로 평안한 상태를 반영하는 건강과 매우 밀접한 관련이 있으며, 질병의 예측인자로서 중요한 의미를 가지고 있다.
특히 체력요소 중 심폐체력(Cardiorespiratory Fitness)은 인간이 건강한 삶을 영위하기 위해서 가장 필요한 신체적 능력이다. 여기서, 심폐체력은 심혈관체력(cardiovascular fitness), 심폐지구력(cardiorespiratory endurance), 유산소체력(aerobic fitness), 유산소능력(aerobic capacity) 등 다양한 용어로 표현될 수 있다. 과거에 심폐체력은 단순히 체력의 한 요소로써 중요성이 인식되었지만, 최근에는 개인의 생활습관, 신체활동, 심혈관 기능, 유전적 요인, 질병상태에 의한 유병률과 사망률 등의 전반적인 건강상태를 평가하는 유용한 지표로써 그 중요성이 더욱 강조되고 있다.
낮은 심폐체력은 조기사망과 심혈관질환 위험요인에 인한 사망의 독립적인 예측인자로써 관련성을 지속적으로 보고되고 있으며, 또한 높은 심폐체력수준은 심장질환, 고혈압과 제2형 당뇨병을 포함한 심장-대사 질환에 보호적 역할을 하고, 독립적으로 만성질환의 유병률 및 사망률의 감소와 관련이 있는 것으로 보고 있어, 각종 질병과 심혈관 질환 위험요인을 예방하고 감소시키기 위해서는 심폐체력을 유지 및 관리하는 것이 중요해지고 있다.
이와 같은 심폐체력을 측정하기 위해서는 최대산소섭취량을 측정을 통한 점증운동부하검사(graded exercise test: GXT)이 사용되고 있으나, 고가의 실험장비, 숙련된 측정요원, 참여자를 탈진시(all-out)까지 운동을 지속하도록 동기부여 필요, 비용의 효율성, 위험성, 1명 측정으로 많은 시간이 소요되는 등의 단점으로 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
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대한민국 공개특허공보 제10-2019-0086102호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 심폐체력 측정의 단점을 보완하고, 개인맞춤형 심박수 zone에 도달하도록 점증부하 방식으로 트레드밀 속도를 조절하여 심폐체력을 측정할 수 있는 심폐체력 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 심폐 체력 측정 시스템은, 측정 대상자의 신체 정보를 저장하는 정보 저장부와, 상기 측정 대상자의 안정시 심박수를 측정하는 안정시 심박수 측정부와, 상기 안정시 심박수에 대한 정보 및 상기 신체 정보를 전달받고 상기 측정 대상자의 여유 심박수를 산출하는 여유 심박수 산출부와, 상기 측정 대상자의 목표 심박수를 계산하고, 상기 목표 심박수에 따라 제1 영역 내지 제5 영역으로 단계를 구획하는 단계별 목표 심박수 계산부와, 상기 제1 영역 내지 제5 영역에 해당하는 상기 목표 심박수에 도달하는 시간을 측정하는 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부와, 상기 목표 심박수에 도달하는 시간을 전달받고 상기 제1 영역 내지 제5 영역 각각의 최대산소섭취량을 산출하는 최대산소섭취량 산출부 및 상기 최대산소섭취량을 전달받고 상기 측정 대상자의 심폐체력을 산출하는 심폐체력 산출부를 포함한다.
상기 제1 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 50%이상 내지 60%미만으로 정의되는 영역이고, 상기 제2 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 60%이상 내지 70%미만으로 정의되는 영역이며, 상기 제3 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 70%이상 내지 80%미만으로 정의되는 영역이고, 상기 제4 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 80%이상 내지 90%미만으로 정의되는 영역이며, 상기 제5 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 90%이상 내지 100%로 정의되는 영역일 수 있다.
상기 제1 영역 내지 제5 영역에 각각의 상기 목표 심박수는 [(최대 심박수 - 안정시 심박수) x 최대심박수%] + 안정시 심박수로 정의될 수 있다.
상기 제1 영역의 상기 최대산소섭취량은, 78.805 - (0.195 × 제1 영역의 소요시간) - (5.330 × 성별) {소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}로 정의될 수 있다.
상기 제2 영역의 상기 최대산소섭취량은, 74.584 - (0.186 × 제2 영역의 소요시간) - (5.468 × 성별){소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}로 정의될 수 있다.
상기 제3 영역의 상기 최대산소섭취량은, 65.148 - (0.192 × 제3 영역의 소요시간)로 정의될 수 있다.
상기 제4 영역의 상기 최대산소섭취량은, 70.191 - (0.201 × 제4 영역의 소요시간) - (4.530 × 성별){소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}로 정의될 수 있다.
상기 제5 영역의 상기 최대산소섭취량은, 70.037 - (0.219 × 제5 영역의 소요시간) - (5.104 × 성별){소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}로 정의될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 심폐 체력 측정 방법은, 측정 대상자가 4분 내지 6분의 휴식을 취한 후 상기 측정 대상자의 심박수를 측정하는 안정시 심박수를 측정하는 단계와, 상기 안정시 심박수를 전달 받고 여유 심박수를 산출하는 단계와, 상기 안정시 심박수를 전달 받고 단계별 목표 심박수를 계산하는 단계와, 상기 단계별 목표 심박수에 따라 운동을 시작하는 단계와, 상기 단계별 목표 심박수에 따라 단계적으로 운동강도를 조절하는 단계와, 상기 단계별 목표 심박수에 도달하는 시간을 측정하는 단계와, 상기 단계별 목표 심박수에 도달하는 시간을 전달받고 최대산소섭취량을 산출하는 단계 및 상기 최대산소섭취량을 전달받고 심폐체력을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 안정시 심박수를 전달 받고 단계별 목표 심박수를 계산하는 단계는, 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역, 제4 영역 및 제5 영역으로 영역을 구분하는 단계와, 각 영역별 목표 심박수를 계산하는 단계를 포함하며, 상기 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역, 제4 영역 및 제5 영역으로 영역을 구분하는 단계는, 상기 제1 영역을 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 50%이상 내지 60%미만으로 설정하고, 상기 제2 영역을 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 60%이상 내지 70%미만으로 설정하며, 상기 제3 영역을 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 70%이상 내지 80%미만으로 설정하고, 상기 제4 영역을 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 80%이상 내지 90%미만으로 설정하며, 상기 제5 영역을 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 90%이상 내지 100%로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
각 영역별 목표 심박수를 계산하는 단계는, 각 영역별 목표 심박수를 [(최대 심박수 - 안정시 심박수) x 최대심박수%] + 안정시 심박수로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 심폐 체력 측정 시스템 및 그 방법에 의하면, 최대운동부하검사의 일반적 원칙을 준수함과 동시에 고가의 장비 없이도 간편하게 심폐체력을 측정할 수 있게 된다.
나아가, 개인맞춤형 심박수 zone을 통하여 심폐체력을 측정하여, 검사를 받는 사람이 탈진 상태에 이르지 않아도 심폐체력을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 시스템에서 각각의 단계에 개인별 목표 심박수를 나타낸 도면이다.
도 3은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 시작 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 진행 단계를 설명하기 위한 도면으로 심박수 측정 시작 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 진행 단계를 설명하기 위한 도면으로 운동 중 심박수 측정 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 결과 출력 단계를 설명하기 위한 도면으로 운동 결과를 출력하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 결과 출력 단계를 설명하기 위한 도면으로 구간별 심박수 결과를 출력하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 결과 출력 단계를 설명하기 위한 도면으로 체력 측정 리포트를 출력하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예의 심폐 체력 측정 방법을 개략적으로 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 시스템에서 각각의 단계에 개인별 목표 심박수를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 시스템(CS)은, 안정시 심박수 측정부(10)와, 여유 심박수 산출부(20)와, 단계별 목표 심박수 계산부(30)와, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)와, 최대산소섭취량 산출부(60)와, 심폐체력 산출부(70) 및 출력부(80)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 심폐 체력 측정 시스템(CS)을 통하여 심폐 체력을 측정할 측정 대상자(MS)가 있을 수 있다. 측정 대상자(MS)는 심폐 체력 측정 시스템(CS)에서 전송된 프로그램에 따라 운동을 수행할 수 있으며, 측정 대상자(MS)의 심박수(Heart Rate)는 심폐 체력 측정 시스템(CS)으로 전송될 수 있다.
몇몇 실시예에서 심폐 체력 측정 시스템(CS)과 측정 대상자(MS)는 네트워크(network)를 통해 연결될 수 있다.
여기서, 네트워크는, 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는 RF, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5GPP(5rd Generation Partnership Project) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
몇몇 실시예에서 측정 대상자(MS)는 단말을 통하여 심폐 체력 측정 시스템(CS)과 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서 단말은 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등에 연결될 수 있다. 웨어러블 디바이스는 사용자의 몸에 착용 가능한 스마트 글래스, 스마트 워치로 구현될 수 있다.
몇몇 실시예에서 측정 대상자(MS)는 단말을 통하여 심폐 체력 측정 시스템(CS)과 연결될 수 있으며, 측정 대상자(MS)의 심박수는 심폐 체력 측정 시스템(CS)에 자동으로 전송될 수 있다. 예를 들어, 심박 센서를 통하여 측정 대상자(MS)의 심박수는 자동으로 심폐 체력 측정 시스템(CS)에 전송될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측정 대상자(MS)가 자신이 측정한 심박수를 단말을 통하여 심폐 체력 측정 시스템(CS)에 입력할 수도 있다.
측정 대상자(MS)는 단말을 통하여 심폐 체력 측정 시스템(CS)과 연결될 수 있으며, 측정 대상자(MS)는 단말을 통하여 심폐 체력 측정 시스템(CS)에 직접 자신의 신체 정보를 입력할 수도 있다. 여기서, 자신의 신체 정보란 성별, 몸무게, 키 등 다양한 정보를 의미한다. 몇몇 실시예에서 심폐 체력 측정 시스템(CS)은 측정 대상자(MS)의 신체 정보 등을 저장할 수 있는 정보 저장부를 더 포함할 수 있다.
정보 저장부는 측정 대상자(MS)의 단말 등을 통하여 신체 정보를 수신 받고 저장할 수 있다. 또한, 정보 저장부는 저장된 측정 대상자(MS)의 신체 정보를 안정시 심박수 측정부(10), 여유 심박수 산출부(20), 단계별 목표 심박수 계산부(30), 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50), 최대산소섭취량 산출부(60), 심폐체력 산출부(70) 및 출력부(80)에 송신할 수 있다. 또한, 정보 저장부는 안정시 심박수 측정부(10), 여유 심박수 산출부(20), 단계별 목표 심박수 계산부(30), 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50), 최대산소섭취량 산출부(60) 및 심폐체력 산출부(70)의 측정값 또는 산출값을 수신 받아 저장할 수도 있다.
정보 저장부는 RAM(Random Access Memory), 플레시 메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electronically Erasable and Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, 메모리 카드 등과 같은 내장된 형태의 저장소자는 물론, USB 메모리 등과 같은 착탈가능한 형태의 저장 소자로 구현될 수도 있다.
몇몇 실시예에서 정보 저장부는 블록체인 네트워크로 이루어질 수 있다. 블록체인 네트워크는, 알려진 바와 같이 블록에 데이터를 담아 체인 형태로 연결, 수많은 컴퓨터에 동시에 이를 복제해 저장하는 분산형 데이터 저장 기술이다. 공공 거래 장부라고도 부른다. 중앙 집중형 서버에 거래 기록을 보관하지 않고 거래에 참여하는 모든 사용자에게 거래 내역을 보내 주며, 거래 때마다 모든 거래 참여자들이 정보를 공유하고 이를 대조해 데이터 위조나 변조를 할 수 없는 이점이 있다.
정보 저장부는 측정 대상자(MS)의 전달 받은 신체 정보 또는 안정시 심박수 측정부(10), 여유 심박수 산출부(20), 단계별 목표 심박수 계산부(30), 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50), 최대산소섭취량 산출부(60) 및 심폐체력 산출부(70)로부터 고유한 정보를 획득하며, 획득한 정보를 블록체인 네트워크를 통하여 블록체인 방식으로 저장할 수 있다. 그리고, 블록체인 방식으로 저장된 정보에 대한 업데이트 이벤트가 발생되는 경우, 업데이트 이벤트에 매칭되도록 블록체인 네트워크상에서 블록체인 업데이트 저장이 이루어지도록 할 수 있다.
정보 저장부가 블록체인 네트워크로 이루어지는 경우, 정보 저장부는 블록체인 저장 과정, 블록체인 업데이트 과정, 정보 활용 과정을 수행할 수 있다. 다만, 이는 일 예시일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.
블록체인 저장 과정은, 정보 저장부가, 획득한 정보를 블록체인 네트워크를 통하여 블록체인 방식으로 저장하는 과정이다. 예를 들어, 정보 저장부가 측정 대상자(MS)의 단말 또는 안정시 심박수 측정부(10), 여유 심박수 산출부(20), 단계별 목표 심박수 계산부(30), 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50), 최대산소섭취량 산출부(60) 및 심폐체력 산출부(70)로부터 획득한 정보를 블록체인 네트워크에 기록해달라는 요청신호인 블록체인 컨펌을 발생시키면, 블록체인 노드는, 해당 블록체인 컨펌 요청에 따라서 블록체인 트랜잭션을 인접 노드에 전파하여 블록체인 저장이 이루어지도록 한다. 여기서, 측정 대상자(MS)의 단말 또는 안정시 심박수 측정부(10), 여유 심박수 산출부(20), 단계별 목표 심박수 계산부(30), 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50), 최대산소섭취량 산출부(60) 및 심폐체력 산출부(70)로부터 획득한 정보라 함은, 참여 대상자(MS)의 신체 정보, 참여 대상자(MS)의 안정시 심박수, 참여 대상자(MS)의 여유 심박수, 참여 대상자(MS)의 최대산소섭취량, 참여 대상자(MS)의 심폐체력 수치 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 정보 중 일부만을 블록체인 방식으로 저장할 수도 있다. 예를 들어, 참여 대상자(MS)의 신체 정보만을 블록체인 방식으로 저장할 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 전술한 물 참여 대상자(MS)의 신체 정보, 참여 대상자(MS)의 안정시 심박수, 참여 대상자(MS)의 여유 심박수, 참여 대상자(MS)의 최대산소섭취량, 참여 대상자(MS)의 심폐체력 수치에 대한 정보 외의 추가적인 정보를 블록체인 방식으로 저장할 수도 있다.
블록체인 업데이트 과정은, 블록체인 방식으로 저장된 정보에 대한 업데이트 이벤트가 발생되는 경우, 업데이트 이벤트에 매칭되도록 블록체인 네트워크상에서 블록체인 업데이트 저장이 이루어지는 과정이다. 이를 위하여 블록체인 업데이트 과정은, 블록체인 방식으로 저장된 정보에 대한 업데이트 이벤트가 발생되는 경우, 업데이트 이벤트에 의해 업데이트되는 정보에 대한 블록체인 업데이트 컨펌을 블록체인 노드에 요청하는 블록체인 업데이트 컨펌 요청 과정과, 블록체인 업데이트 컨펌이 요청되는 경우, 블록체인 노드가, 블록체인 업데이트 컨펌에 기반한 블록체인 트랜잭션을 인접 노드에 전파하여 블록체인 업데이트 컨펌을 완료하고, 블록체인 업데이트 컨펌의 완료를 통보하는 블록체인 업데이트 컨펌 완료 통보 과정을 가지게 된다. 몇몇 실시예에서 정보 저장부는 업데이터 요청, 업데이터 컨펌 및 업데이터 컨펌 완료를 지시하는 블록체인 관리부를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 심폐 체력 측정 시스템(CS)은 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 어플리케이션 등을 통하여 구현될 수 있다.
몇몇 실시예에서 안정시 심박수 측정부(10)는 측정 대상자(MS)의 안정시 심박수(Resting Heart Rate: HRrest)를 측정할 수 있다. 안정시 심박수는, 측정 대상자(MS)가 4분 내지 6분의 휴식을 취한 후 측정된 심박수일 수 있다. 이와 같은, 심박수는 심박 센서부(40)를 통하여 측정될 수 있다. 몇몇 실시예에서 안정시 심박수 측정부(10)는 안정시 심박수를 측정하기 위한 안정시 심박수 측정 타이머를 제공할 수 있다. 예를 들어, 4분 내지 6분의 휴식을 카운팅하기 위한 안정시 심박수 측정 타이머를 측정 대상자(MS)에게 제공할 수 있다. 이에 따라, 측정 대상자(MS)는 안정시 심박수 측정부(10)가 제공하는 안정시 심박수 측정 타이머를 통하여 정확하게 안정시 심박수를 측정할 수 있다.
몇몇 실시예에서 여유 심박수 산출부(20)는 측정 대상자(MS)의 여유 심박수(Heart Rate Reserve: HRR)를 산출할 수 있다. 여유 심박수는 운동시 측정된 최대 심박수(Maximal Heart Rate: HRmax)에서 안정시 심박수를 뺀 값으로 정의될 수 있다. 최대 심박수는 성별, 연령별, 기온, 고도, 훈련 등의 여러 가지 요인에 의해 좌우되고 있으며, 그 중 나이는 최대 심박수에 가장 큰 영향을 주는 요인으로써 일반적으로 220 - 나이(age)로 생리적 최대심박수의 추정이 가능하다. 예를 들어, 18세 이상의 경우 최대 심박수는 220 - 측정 대상자(MS)의 나이"를 통해서 산출될 수 있으며, 17세 이하의 경우 최대 심박수는 208 - (0.7 x 측정 대상자(MS)의 나이)를 통해서 산출될 수 있다. 여유 심박수 산출부(20)는 측정 대상자(MS)의 나이에 대한 정보를 정보 저장부로부터 수신받을 수 있으며, 수신 받은 측정 대상자(MS)의 나이에 대한 정보를 활용하여 최대 심박수를 산출할 수 있다. 또한, 여유 심박수 산출부(20)는 안정시 심박수 측정부(10)로부터 측정 대상자(MS)의 안정시 심박수에 대한 정보를 수신받을 수 있으며, 수신 받은 측정 대상자(MS)의 안정시 심박수에 대한 정보 및 산출된 측정 대상자(MS)의 최대 심박수를 이용하여 측정 대상자(MS)의 여유 심박수를 산출할 수 있다.
몇몇 실시예에서 단계별 목표 심박수 계산부(30)는 각각의 단계에 목표 심박수(Target Heart Rate; THR)를 계산하고 설정할 수 있다.
목표 심박수는 "[(최대 심박수 - 안정시 심박수) x 최대심박수%(비율)(intensity)] + 안정시 심박수"로 정의될 수 있다. 예를 들어, 측정 대상자(MS)의 나이가 30세이고, 안정시 심박수가 80bpm에 목표 심박수 50%인 경우를 설명하면, 최대 심박수는 220-30=190bpm이며, 목표 심박수 50%는 [(190 - 80) x 50%] + 80= 135bpm으로 산출될 수 있다.
몇몇 실시예에서 각각의 단계는 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)으로 구분될 수 있다.
제1 영역(Zone1)은 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 50이상~60%로 정의되는 영역일 수 있다.
제2 영역(Zone2)은 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 60~70%로 정의되는 영역일 수 있다.
제3 영역(Zone3)은 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 70~80%로 정의되는 영역일 수 있다.
제4 영역(Zone4)은 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 80~90%로 정의되는 영역일 수 있다.
제5 영역(Zone5)은 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 90~100%로 정의되는 영역일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 측정 대상자(MS)의 나이가 30세이고, 안정시 심박수가 80bpm인 경우에 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)의 목표 심박수를 계산하면,
제1 영역(Zone1)에서 목표 심박수 50%는 [(190 - 80) x 50%] + 80= 135bpm이며, 목표 심박수 60%는 [(190 - 80) x 60%] + 80= 146bpm이므로, 제1 영역(Zone1)에서의 측정 대상자(MS)의 목표 심박수는 135bpm에서 146bpm 사이로 설정될 수 있다
제2 영역(Zone2)에서 목표 심박수 70%는 [(190 - 80) x 70%] + 80= 157bpm이므로, 제2 영역(Zone2)에서의 측정 대상자(MS)의 목표 심박수는 146bpm에서 157bpm 사이로 설정될 수 있다
제3 영역(Zone3)에서 목표 심박수 80%는 [(190 - 80) x 80%] + 80= 168bpm이므로, 제3 영역(Zone3)에서의 측정 대상자(MS)의 목표 심박수는 157bpm에서 168bpm 사이로 설정될 수 있다
제4 영역(Zone4)에서 목표 심박수 90%는 [(190 - 80) x 90%] + 80= 179bpm이므로, 제4 영역(Zone4)에서의 측정 대상자(MS)의 목표 심박수는 168bpm에서 179bpm 사이로 설정될 수 있다.
제5 영역(Zone5)에서 목표 심박수 100%는 [(190 - 80) x 100%] + 80= 190bpm이므로, 제5 영역(Zone5)에서의 측정 대상자(MS)의 목표 심박수는 179bpm에서 190bpm 사이로 설정될 수 있다.
이와 같이 설정된 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)을 순차적으로 도달할 수 있도록 운동의 강도를 점차 높일 수 있다. 예를 들어, 측정 대상자(MS)가 트레드밀에서 운동을 하는 경우를 상정하여 설명하면, 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 거리는 320m로 설정될 수 있으며, 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 설정된 심박수 범위에 도달하도록 속도를 조절할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 측정 대상자(MS)는 헬스 사이클, 외부 달리기 등 다양한 운동을 통하여 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 설정된 심박수 범위에 도달할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 트레드밀의 속도는 5km/h에서 시작하여 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 범위에 들어가도록 트레드밀 속도를 매 8초마다 0.2km/h의 속도를 증가시킬 수 있으며, 설정된 영역의 심박수가 도달했을 때 트레드밀의 속도를 고정시킬 수 있다.
이에 따라, 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)을 얼마나 빨리 완주하는 가를 측정하여 심폐체력을 용이하게 측정할 수 있도록 각각의 단계에 목표 심박수(Target Heart Rate; THR)를 계산하고 설정할 수 있다.
몇몇 실시예에서 심박 센서부(40)는 적어도 하나의 심박 센서(HS)를 포함할 수 있고, 심박 센서(HS)를 통하여 측정 대상자(MS)의 심박수를 측정할 수 있다. 심박 센서(HS)는 다양한 유형의 심박 센서(HS)가 사용될 수 있다. 일 예시로, 심박 센서(HS)는 전극과 전극 사이의 커패시턴스의 변화량을 통하여 심박수를 측정할 수 있다. 예를 들어, 심박 센서(HS)는 제1 전극과 제2 전극을 포함할 수 있으며, 측정 대상자(MS)의 손가락이 제1 전극과 제2 전극 부근 위치할 경우에, 측정 대상자(MS)의 손가락(F) 혈관의 이완기와 수축기에 따른 혈액량 변화로 인해 접촉 중 커패시턴스의 미세한 진동이 발생하게 되며, 커패시턴스의 미세한 진동을 감지하여 심박수를 측정할 수 있다.
몇몇 실시예에서 심박 센서부(40)는 심폐 체력 측정 시스템(CS)의 일 구성으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 심박 센서부(40)는 심폐 체력 측정 시스템(CS)에 포함되지 않고 별도의 개별 구성으로 이루어질 수도 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 심박 센서부(40)는 측정 대상자(MS)의 단말에 배치될 수도 있고, 몇몇 실시예에서 심박 센서부(40)는 트레드밀과 같은 운동기구에 배치될 수도 있으며, 몇몇 실시예에서 심박 센서부(40)는 별도의 구성으로 측정 대상자(MS)의 신체에 부착될 수도 있다.
각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 목표 심박수 도달 시간을 측정할 수 있다.
몇몇 실시예에서는 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 중 어느 한 영역에 목표 심박수 도달 시간을 측정할 수 있다. 예를 들어, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 측정 대상자(MS)가 제1 영역(Zone4)에 진입하는 목표 심박수 50%에 도달하는 시간을 측정할 수 있고, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 측정 대상자(MS)가 제2 영역(Zone2)에 진입하는 목표 심박수 60%에 도달하는 시간을 측정할 수 있으며, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 측정 대상자(MS)가 제3 영역(Zone3)에 진입하는 목표 심박수 70%에 도달하는 시간을 측정할 수 있으며, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 측정 대상자(MS)가 제4 영역(Zone4)에 진입하는 목표 심박수 80%에 도달하는 시간을 측정할 수 있으며, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 측정 대상자(MS)가 제5 영역(Zone5)에 진입하는 목표 심박수 90%에 도달하는 시간을 측정할 수 있다.
몇몇 실시예에서 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)을 모두 완주했을 때 시간을 측정할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 소요 시간을 산출할 수도 있다.
예를 들어, 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제1 영역(Zone1)에 도달 시간에 대한 정보와 제2 영역(Zone2)의 도달 시간에 대한 정보를 바탕으로 제1 영역(Zone1)에서의 소요 시간을 계산할 수 있다.
각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제2 영역(Zone2)에 도달 시간에 대한 정보와 제3 영역(Zone3)의 도달 시간에 대한 정보를 바탕으로 제2 영역(Zone2)에서의 소요 시간을 계산할 수 있다.
각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제3 영역(Zone3)에 도달 시간에 대한 정보와 제4 영역(Zone4)의 도달 시간에 대한 정보를 바탕으로 제3 영역(Zone3)에서의 소요 시간을 계산할 수 있다.
각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제4 영역(Zone4)에 도달 시간에 대한 정보와 제5 영역(Zone5)의 도달 시간에 대한 정보를 바탕으로 제4 영역(Zone4)에서의 소요 시간을 계산할 수 있다.
각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)는 제5 영역(Zone5)에 도달 시간에 대한 정보와 제5 영역(Zone5)의 완주 시간에 대한 정보를 바탕으로 제5 영역(Zone5)에서의 소요 시간을 계산할 수 있다.
최대산소섭취량 산출부(60)는 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50)로부터 각 영역별 소요 시간에 관한 정보를 전달 받고 하기와 같은 공식으로 최대산소섭취량(maximal oxygen uptake: VO2max)을 정의할 수 있다.
① 제1 영역의 최대산소섭취량(zone1 VO2max) = 78.805 - (0.195 × zone1 소요시간) - (5.330 × 성별)
② 제2 영역의 최대산소섭취량 (zone2 VO2max) = 74.584 - (0.186 × zone2 소요시간) - (5.468 × 성별)
③ 제3 영역의 최대산소섭취량(zone3 VO2max) = 65.148 - (0.192 × zone3 소요시간)
④ 제4 영역의 최대산소섭취량(zone4 VO2max) = 70.191 - (0.201 × zone4 소요시간) - (4.530 × 성별)
⑤ 제5 영역의 최대산소섭취량(zone5 VO2max) = 70.037 - (0.219 × zone5 소요시간) - (5.104 × 성별)
{소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}
이와 같이, 최대산소섭취량 산출부(60)는 성별과 각 영역의 소요시간 2가지 변인만으로 또는 제1 영역(Zone1)까지만 완주하여 최대산소섭취량을 상기 공식을 통하여 정의할 수 있다. 이에 따라, 종래 산소섭취량(O2) 측정을 위하여 참여자에게 마스크를 씌우고, 공기가 새어나오지 않도록 마스크를 꽉 조이며, 고가의 장비를 착용하도록 한 상태로 측정을 하게 되는 불편함을 해소할 수 있게 된다.
심폐체력 산출부(70)는 최대산소섭취량 산출부(60)로부터 측정 대상자(MS)의 최대산소섭취량에 대한 정보를 전달받고, 심폐체력(Cardiorespiratory Fitness)을 산출할 수 있다. 최대산소섭취량은, 개인의 운동강도를 높여 달성할 수 있는 최대한의 산소섭취능력으로서, 최대산소섭취량이 높을 수록 심폐능력이 우수한 것으로 볼 수 있다. 몇몇 실시예에서 심폐체력 산출부(70)는 측정 대상자(MS)의 최대산소섭취량에 대한 정보를 전달받고 이를 심폐체력 지표로 변환할 수 있다, 예를 들어, 심폐체력 산출부(70)는 최대산소섭취량 산출부(60)로부터 측정 대상자(MS)의 최대산소섭취량에 대한 정보를 전달받고 심폐체력에 대한 지표를 제1 등급, 제2 등급, 제3 등급 등으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 최대산소섭취량 높을수록 심폐체력은 낮은 등급으로 설정할 수 있다. 몇몇 실시예에서는 심폐체력은 1부터 100의 수치로 산출할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 심폐체력은 Very poor, Poor, Fair, Good, Excellent, Superoior로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 측정 대상자(MS)의 나이가 30세이고, 성별이 남자인 경우, 최대산소섭취량이 31.5ml/kg/mim 미만인 경우에 심폐체력은 Very poor로 산출될 수 있으며, 최대산소섭취량이 31.5ml/kg/mim 내지 35.4ml/kg/mim 인 경우에 심폐체력은 Poor로 산출될 수 있고, 최대산소섭취량이 35.5ml/kg/mim 내지 40.9ml/kg/mim 인 경우에 심폐체력은 Fair로 산출될 수 있으며, 최대산소섭취량이 41ml/kg/mim 내지 44.9ml/kg/mim 인 경우에 심폐체력은 Good으로 산출될 수 있고, 최대산소섭취량이 45ml/kg/mim 내지 49.4ml/kg/mim 인 경우에 심폐체력은 Excellent로 산출될 수 있으며, 최대산소섭취량이 49.4ml/kg/mim를 초과하는 경우에 심폐체력은 Superoior로 산출될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 심폐체력 산출부(70)는 최대산소섭취량 산출부(60)로부터 측정 대상자(MS)의 최대산소섭취량에 대한 정보를 전달받고 심폐체력에 대한 다양한 지표로 산출될 수 있다.
몇몇 실시예에서 출력부(80)는 안정시 심박수 측정부(10), 여유 심박수 산출부(20), 단계별 목표 심박수 계산부(30), 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부(50), 최대산소섭취량 산출부(60) 및 심폐체력 산출부(70)의 측정값 또는 산출값에 대한 정보를 수신받고 측정 대상자(MS)에게 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 출력부는 정보 저장부로부터 직접 측정 대상자(MS)에 대한 정보를 수신 받아 측정 대상자(MS)에게 제공할 수도 있다 출력부(80)는 측정 대상자(MS)가 구비한 장치에 연결될 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등에 연결될 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 시스템(CS)은 기존의 현장검사의 단점을 보완하고, 운동부하검사(Graded Exercise Test; GXT) 일반적 원칙을 준수하며, 일반사람들이 건강 및 운동관리 현장에서 쉽게 접하고 활용할 수 있는 트레드 밀 등을 이용하여 효율적으로 심폐체력을 측정할 수 있게 된다.
도 3 내지 도 8은 심폐 체력 측정 시스템(CS)이 어플리케이션으로 적용된 경우를 설명하기 위해 참조되는 도면이며, 심폐 체력 측정 시스템(CS)이 어플리케이션이 측정 대상자(MS)의 스마트 폰(SP)에 구동되는 경우를 일 예시로 설명한다.
도 3은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 시작 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 진행 단계를 설명하기 위한 도면으로 심박수 측정 시작 단계를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 진행 단계를 설명하기 위한 도면으로 운동 중 심박수 측정 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 결과 출력 단계를 설명하기 위한 도면으로 운동 결과를 출력하는 단계를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 결과 출력 단계를 설명하기 위한 도면으로 구간별 심박수 결과를 출력하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션의 운동 결과 출력 단계를 설명하기 위한 도면으로 체력 측정 리포트를 출력하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션은 이어폰 및 볼륨조절로 음성 안내를 받을 준비하고, 운동 시작 버튼 각1회 클릭하여 운동 프로그램을 실행시키는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 운동 프로그램을 실행시키는 단계는 로그인 단계를 더 포함할 수 있다. 로그인 단계는 사용자의 이름, 성별, 주소 등의 사용자 정보 등을 입력 받는 단계를 포함할 수 있으며, 회원 인증 서비스를 제공할 수도 있다. 회원 인증 서비스는 사용자의 아이디 및 패스워드를 입력 받아 이를 수집하고, 로그인 정보로 활용할 수 있다. 몇몇 실시예에서 로그인 단계는 페이스북(Face book)이나 트위터(Twitter) 등과 같은 SNS와 연계하여 SNS 정보를 로그인 정보로 활용할 수도 있다. 몇몇 실시예에서 운동 프로그램을 실행시키는 단계는 측정 대상자(MS)의 신체 정보를 입력하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 운동 프로그램을 실행시키는 단계는 측정 대상자(MS)의 신체 정보를 분석하고 최적의 운동프로그램을 제안하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 운동 프로그램을 실행시키는 단계는 GPS를 활성화하는 단계, 블루투스를 활성화하는 단계 및 심박 센서(HS)와 페어링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션은 음성 안내 및 운동 진행 코칭(텍스트&음성)에 따라 프로그램을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 음성 안내 및 운동 진행 코칭(텍스트&음성)에 따라 프로그램을 수행하는 단계는 측정 대상자(MS)에게 운동 진행을 코칭하는 단계 및 측정 대상자(MS)의 신체 정보를 실시간으로 출력하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 측정 대상자(MS)의 신체 정보는 누적걸음, 심박수, 속도, 칼로리 등의 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 심폐 체력 측정 시스템이 적용된 어플리케이션은 운동 결과를 자동 기록하여 출력하는 단계, 구간별 심박수 변동 추이 및 운동 루트를 출력하는 단계 및 체력 측정 리포트를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 운동 결과를 자동 기록하여 출력하는 단계는, 소요 시간, 평균 속도, 최대 속도, 최대 심박수, 안정 심박수, 회복력, 심폐 체력, 심장건강 점수 및 이에 대한 등급을 측정 대상자(MS)에게 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서 구간별 심박수 변동 추이 및 운동 루트를 출력하는 단계는, 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)에서의 심박수 변동 추이를 측정 대상자(MS)에게 제공할 수 있다. 또한, 측정 대상자(MS)가 운동을 수행한 루트를 지도에 표시하여 제공할 수 있다.
몇몇 실시예에서 체력 측정 리포트를 출력하는 단계는, 심장건강 점수, 체지방률, 기초대사량, 혈압, 심폐체력, 안정시 심박수, 회복력, 소요시간, 최고 속력 등에 대한 종합적인 지표를 측정 대상자(MS)에게 제공할 수 있으며, 측정 대상자(MS)는 체력 측정 리포트를 출력하거나 다른 사람과 공유할 수 있다.
도 9는 일 실시예의 심폐 체력 측정 방법을 개략적으로 도면이다.
도 9 및 도 1을 함께 참조하면, 심폐 체력 측정 방법은, 안정시 심박수를 측정하는 단계(S10), 여유 심박수를 산출하는 단계(S20), 단계별 목표 심박수를 계산하는 단계(S30), 운동을 시작하는 단계(S40), 단계별 목표 심박수에 따라 단계적으로 운동강도를 조절하는 단계(S50), 각 단계별 목표 심박수에 도달하는 시간을 측정하는 단계(S60), 최대산소섭취량을 산출하는 단계(S70) 및 심폐체력을 산출하는 단계(S80)를 포함할 수 있다.
안정시 심박수를 측정하는 단계(S10)는, 측정 대상자(MS)가 4분 내지 6분의 휴식을 취한 후 측정 대상자(MS)의 심박수를 측정하는 단계이다. 몇몇 실시예에서 안정시 심박수를 측정하는 단계(S10)는, 측정 대상자(MS)에게 4분 내지 6분의 휴식을 카운팅하기 위한 안정시 심박수 측정 타이머를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여유 심박수를 산출하는 단계(S20)는, 측정 대상자(MS)의 여유 심박수(Heart Rate Reserve: HRR)를 산출하는 단계이며, 최대심박수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 최대심박수는 220 - 나이(age)로 산출할 수 있으며, 여유 심박수는 최대 심박수에서 안정시 심박수를 뺀 값으로 정의될 수 있다.
단계별 목표 심박수를 계산하는 단계(S30)는, 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)으로 영역을 구분하는 단계와, 각 영역별 목표 심박수를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5)으로 영역을 구분하는 단계는 제1 영역(Zone1)을 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 50~60%로 설정하고, 제2 영역(Zone2)을 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 60~70%로 설정하며, 제3 영역(Zone3)을 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 70~80%로 설정하고, 제4 영역(Zone4)을 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 80~90%로 설정하며, 제5 영역(Zone5)은 측정 대상자(MS)의 목표 심박수(THR)가 90~100%로 설정하는 단계일 수 있다.
몇몇 실시예에서 각 영역별 목표 심박수를 계산하는 단계는, 각 영역별 목표 심박수를 “[(최대 심박수 - 안정시 심박수) x 최대심박수%(intensity)] + 안정시 심박수”로 정의하고, 이에 따라, 각 영역별 목표 심박수를 계산하는 단계일 수 있다
몇몇 실시예에서 운동을 시작하는 단계(S40) 및 단계별 목표 심박수에 따라 단계적으로 운동강도를 조절하는 단계(S50)는, 측정 대상자(MS)가 트레드밀을 통하여 운동하는 단계로써 트레드밀의 속도를 5km/h에서 시작하여 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 범위에 들어가도록 트레드밀 속도를 매 8초마다 0.2km/h의 속도를 증가시킬 수 있으며, 설정된 영역의 심박수가 도달했을 때 트레드밀의 속도를 고정시키는 단계일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 야외에서 걷기 속도 또는 달리기 속도를 고정시키는 단계 등을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 각 단계별 목표 심박수에 도달하는 시간을 측정하는 단계(S60)는, 제1 영역(Zone1), 제2 영역(Zone2), 제3 영역(Zone3), 제4 영역(Zone4) 및 제5 영역(Zone5) 각각의 목표 심박수 도달 시간을 측정하는 단계일 수 있다.
몇몇 실시예에서 최대산소섭취량을 산출하는 단계(S70)는, 각 영역별 소요 시간에 관한 정보를 바탕으로 하기와 같은 공식으로 최대산소섭취량(maximal oxygen uptake: VO2max)을 정의하여, 산출하는 단계일 수 있다.
① 제1 영역의 최대산소섭취량(zone1 VO2max) = 78.805 - (0.195 × zone1 소요시간) - (5.330 × 성별)
② 제2 영역의 최대산소섭취량 (zone2 VO2max) = 74.584 - (0.186 × zone2 소요시간) - (5.468 × 성별)
③ 제3 영역의 최대산소섭취량(zone3 VO2max) = 65.148 - (0.192 × zone3 소요시간)
④ 제4 영역의 최대산소섭취량(zone4 VO2max) = 70.191 - (0.201 × zone4 소요시간) - (4.530 × 성별)
⑤ 제5 영역의 최대산소섭취량(zone5 VO2max) = 70.037 - (0.219 × zone5 소요시간) - (5.104 × 성별)
{소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}
몇몇 실시예에서 심폐체력을 산출하는 단계(S80)는, 측정 대상자(MS)의 최대산소섭취량에 대한 정보를 바탕으로, 심폐체력에 대한 다양한 지표로 산출하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 심폐체력은 최대산소섭취량에 따라 Very poor, Poor, Fair, Good, Excellent, Superoior로 나타낼 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 심폐체력에 대한 다양한 지표로 산출될 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 심폐 체력 측정 방법은 기존의 현장검사의 단점을 보완하고, 운동부하검사(Graded Exercise Test; GXT) 일반적 원칙을 준수하며, 일반사람들이 건강 및 운동관리 현장에서 쉽게 접하고 활용할 수 있는 트레드 밀 등을 이용하여 효율적으로 심폐체력을 측정할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
CS: 심폐 체력 측정 시스템
MS: 측정 대상자
SP: 스마트 폰
HS: 심박센서
10: 안정시 심박수 측정부
20: 여유 심박수 산출부
30: 단계별 목표 심박수 계산부
40: 심박 센서부
50: 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부
60: 최대산소섭취량 산출부
70: 심폐체력 산출부
80: 출력부

Claims (11)

  1. 측정 대상자의 신체 정보를 저장하는 정보 저장부;
    상기 측정 대상자의 안정시 심박수를 측정하는 안정시 심박수 측정부;
    상기 안정시 심박수에 대한 정보 및 상기 신체 정보를 전달받고 상기 측정 대상자의 여유 심박수를 산출하는 여유 심박수 산출부;
    상기 측정 대상자의 목표 심박수를 계산하고, 상기 목표 심박수에 따라 제1 영역 내지 제5 영역으로 단계를 구획하는 단계별 목표 심박수 계산부;
    상기 제1 영역 내지 제5 영역에 해당하는 상기 목표 심박수에 도달하는 시간을 측정하는 각 단계별 목표 심박수 도달 시간 측정부;
    상기 목표 심박수에 도달하는 시간을 전달받고 상기 제1 영역 내지 제5 영역 각각의 최대산소섭취량을 산출하는 최대산소섭취량 산출부; 및
    상기 최대산소섭취량을 전달받고 상기 측정 대상자의 심폐체력을 산출하는 심폐체력 산출부를 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 50%이상 내지 60%미만으로 정의되는 영역이고,
    상기 제2 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 60%이상 내지 70%미만으로 정의되는 영역이며,
    상기 제3 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 70%이상 내지 80%미만으로 정의되는 영역이고,
    상기 제4 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 80%이상 내지 90%미만으로 정의되는 영역이며,
    상기 제5 영역은 상기 측정 대상자의 상기 목표 심박수가 90%이상 내지 100%로 정의되는 영역이고,
    상기 측정 대상자는 트레드밀의 초기속도 5km/h에서 운동을 시작하며, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역, 상기 제4 영역, 상기 제5 영역 각각의 목표 심박수가 도달할 때까지 트레드밀의 속도는 8초마다 0.2km/h 증가되고, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역, 상기 제4 영역, 상기 제5 영역 각각의 목표 심박수에 도달한 경우 트레드밀의 속도는 고정되며, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역, 상기 제4 영역, 상기 제5 영역 각각의 거리는 320m로 설정되며,
    상기 목표 심박수 도달 시간 측정부는, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역, 상기 제4 영역, 상기 제5 영역 각각에 대한 완주시간을 측정하는 심폐 체력 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역 내지 제5 영역에 각각의 상기 목표 심박수는
    [(최대 심박수 - 안정시 심박수) x 최대심박수 비율] + 안정시 심박수
    로 정의되는 심폐 체력 측정 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역의 상기 최대산소섭취량은,
    78.805 - (0.195 × 제1 영역의 소요시간) - (5.330 × 성별)
    {소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}
    로 정의되는 심폐 체력 측정 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 최대산소섭취량은,
    74.584 - (0.186 × 제2 영역의 소요시간) - (5.468 × 성별)
    {소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}
    로 정의되는 심폐 체력 측정 시스템.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 영역의 상기 최대산소섭취량은,
    65.148 - (0.192 × 제3 영역의 소요시간)
    로 정의되는 심폐 체력 측정 시스템.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 제4 영역의 상기 최대산소섭취량은,
    70.191 - (0.201 × 제4 영역의 소요시간) - (4.530 × 성별)
    {소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}
    로 정의되는 심폐 체력 측정 시스템.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 제5 영역의 상기 최대산소섭취량은,
    70.037 - (0.219 × 제5 영역의 소요시간) - (5.104 × 성별)
    {소요시간: 초, 성별: 남자=1, 여자=2}
    로 정의되는 심폐 체력 측정 시스템.
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