KR20090061230A - A method for controlling workload by measuring heart rate in sub-maximal exercise test and a system for controlling workload of fitness apparatus - Google Patents
A method for controlling workload by measuring heart rate in sub-maximal exercise test and a system for controlling workload of fitness apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090061230A KR20090061230A KR1020070128160A KR20070128160A KR20090061230A KR 20090061230 A KR20090061230 A KR 20090061230A KR 1020070128160 A KR1020070128160 A KR 1020070128160A KR 20070128160 A KR20070128160 A KR 20070128160A KR 20090061230 A KR20090061230 A KR 20090061230A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- exercise
- heart rate
- load
- variable
- control
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
- A63B24/0087—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load
- A63B2024/0093—Electric or electronic controls for exercising apparatus of groups A63B21/00 - A63B23/00, e.g. controlling load the load of the exercise apparatus being controlled by performance parameters, e.g. distance or speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/04—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations
- A63B2230/06—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
- A63B2230/062—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only used as a control parameter for the apparatus
Abstract
Description
본 발명은 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동부하 조절 방법 및 운동기구에서 그 방법을 구현하는 운동부하 조절 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 최대하 운동(Sub-maximal Exercise) 검사 과정에서 측정되는 사용자의 심박수 계측치들에 기초하여 무산소성 역치 등의 최대 운동(Maximal Exercise) 검사에서 얻어질 수 있는 제어변수 추정치를 추산하고, 이들 제어변수 추정치에 따라 결정되는 사용자별로 요구되는 각종 운동 방법에 따른 운동 강도 및 지속 시간을 산정하고, 산정된 운동 강도를 달성하도록 운동기구의 기구제어부에 제어신호를 전송하며, 그리고 상기 운동기구의 기구제어부는 전송된 제어신호에 기초하여 기구작동부의 부하 및 부하 지속 시간 등을 조절하는 방법 및 이러한 방법을 구현하는 시스템을 제공함으로써, 최대(부하) 운동에서 무산소성 역치(AT; Anaerobic Threshold)를 측정하기 위하여 젓산 역치(LT; Lactate Threshold)와 환기 역치(VT; Ventilatory Threshold)를 측정할 수 있는 고가의 장비를 사용하여야 하는 부담감 을 해소할 뿐만 아니라, 사용자 개인적인 측면에서도 자신의 체력적 능력을 초과할 수 있는 과도한 운동을 통하지 않고도 체력을 간편하면서도 단시간에 체력 측정을 실행할 수 있으며, 이와 더불어 측정된 체력에 따른 적절한 운동부하 강도와 지속 시간으로써 운동기구를 이용할 수 있도록 하는 운동 부하를 조절하는 수단이 함께 제공되도록 하는 운동부하 조절 방법과, 그리고 운동기구에서 이러한 방법을 구현하는 운동부하 조절 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an exercise load control method through the heart rate measurement in the sub-maximum exercise test and an exercise load control system for implementing the method in the exercise equipment, more specifically in the sub-maximal exercise test process Based on the measured heart rate measurements of the user, the control variable estimates that can be obtained from the maximum exercise test, such as anoxic threshold, are estimated, and the various exercise methods required for each user are determined according to these control variable estimates. Calculates the exercise intensity and duration according to the present invention, and transmits a control signal to the machine control unit of the exercise machine to achieve the calculated exercise intensity, and the machine control unit of the exercise machine loads and loads on the basis of the transmitted control signal. By providing a method of adjusting the duration and the like and a system implementing such a method, Relieve the burden of using expensive equipment that can measure Lactate Threshold (LT) and Ventilatory Threshold (VT) to measure Anaerobic Threshold (AT) in (Load) Exercise In addition to personal fitness, users can perform fitness measurements easily and in a short time without excessive exercise that can exceed their own physical ability. The present invention relates to an exercise load adjustment method for providing an exercise load adjustment means for using an exercise device, and an exercise load adjustment system for implementing such a method in an exercise device.
일반적으로, 건강 관련 체력은 전신지구력(cardiorespiratory), 근력/지구력(muscular strength/ endurance), 유연성(flexibility), 신체 구성의 4요소로 구성되어 있으며, 그 중 전신지구력이 핵심적인 구성요소가 된다.In general, health-related fitness consists of four elements: cardiorespiratory, muscle strength / endurance, flexibility, and body composition, among which the whole body endurance becomes a key component.
여기에서 전신지구력은 폐, 심장, 혈액, 모세혈관 등의 산소 흡수 계, 운반 계나 골격근 조직의 산소 이용계가 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, 일상 생활의 신체 활동량의 감소, 질병 이환율의 상승 등이 있다.Here, systemic 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 systemic endurance is physical work ability or oxygen intake depending on aerobic energy. As the age increases, the overall endurance decreases gradually, but the main factors besides the increase of age are body fat and weight gain, muscle loss, decrease in the amount of physical activity in daily life, and the increase in disease morbidity. There is this.
이로 인해 개인의 체력을 알아보기 위한 방법으로, 학생 체력검사, 운동 부하 검사, 기초체력검사, 및 전신지구력 측정 등이 있는데, 학교 등에서 실시되고 있는 5가지 종목(50m 달리기, 제자리 멀리뛰기, 앉아 윗몸 앞으로 굽히기, 윗몸 일으키기, 오래 달리기, 걷기)의 학생 체력검사는 개인의 체격(신장, 체중)을 고려하 지 않은 방법으로 특별한 정밀 측정 장비가 없이도 측정이 가능하지만 정확성이 크게 떨어지는 단점이 있으며, 운동 부하 검사의 경우에는 운동 중 심장마비 유무, 혈압, 산소섭취량, 심박수, 호흡수, 폐활량, 환기량 등을 측정하는 고가의 다양한 장비들을 사용하는 정확한 검사방법이기는 하지만 경제성이나 측정방법의 간편성이 떨어지는 단점이 있고, 상기 측정방법 중에서 기초체력검사의 경우에는 전술한 운동 부하 검사보다도 더 많은 검사 항목을 필요로 하는 검사이기 때문에 검사 시간이 많이 소요되고 간편성도 떨어지는 단점이 있다.Because of this, there are methods to check the physical strength of the individual, such as student fitness test, exercise load test, basic fitness test, and whole-body endurance measurement, such as five sports (50m running, long jump, sit up front) Student physical test of bending, sit-ups, long running, walking) is a method that does not take into account the individual's physique (height, weight). In the case of the test, although it is an accurate test method using various expensive equipment that measures the presence or absence of a heart attack, blood pressure, oxygen intake, heart rate, respiratory rate, lung capacity, and ventilation during exercise, it is inferior in economy and simplicity. Of the above measurement methods, in the case of the basic physical fitness test is more than the exercise load test described above This test takes a lot of time because the scan that requires inspection items and there is a drawback falling simplicity.
한편, 상기 전신지구력 측정방법의 경우에는 심박수와 체지방 측정을 통한 간접적인 측정방법으로서 저렴한 측정 기구를 이용하여 짧은 시간에 간단하면서도 비교적으로 정확한 체력측정이 가능하지만 지금까지의 이러한 간접적인 전신지구력측정방법들의 대부분은 12분 달리기검사, 1500m 달리기검사, 20m 셔틀런검사, 10m 셔틀런 스테미나 검사 등과 같이 일정 시간 또는 일정 거리를 측정 대상자가 전력을 다하여 질주하는 방식과 같은 최대 운동 부하에 따른 운동 수행검사를 통하여 전신지구력을 측정하였으며, 이와 같은 방법으로는 고령자나 환자와 같이 체력이 약한 사람이 직접 측정할 경우 설정된 시간 또는 거리를 전력으로 계속 달려야하는 육체적 부담과 정신적 부담이 강요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 안전상에도 커다란 문제점이 발생할 수 있으며, 또한 측정 기준이 되는 전력에 대한 개인별 편차 역시 무시 못할 문제점으로 남는다.On the other hand, the whole body endurance measurement method is an indirect measurement method through the heart rate and body fat measurement using a low-cost measuring instrument in a short time can be a simple and comparatively accurate fitness measurement, but this indirect whole body endurance measurement method so far Most of them perform exercise tests according to the maximum exercise load such as 12 minute running test, 1500m running test, 20m shuttle run test, 10m shuttle run stamina test, etc. The whole body endurance was measured, and in this way, there is a problem that the physical burden and the mental burden are forced to keep running at a set time or distance by electric power when measured by a weak person such as an elderly person or a patient. Even big problems occur In addition, individual deviations in the power used as a measurement standard also remain a problem that cannot be ignored.
이러한 문제점을 해소하기 위해 다음과 같은 기본적인 조건을 만족하는 측정방법이 요구되는데, 이는 1) 측정 대상자가 전력을 다하지 않은 부하 상태에서도 측정이 가능하도록 하는 안전성, 2) 전문적인 고도의 기술을 필요로 하지 않고 측정에 많은 시간이 걸리지 않도록 하는 간편성, 3) 고가의 기기를 필요로 하지 않고 많은 인력동원을 필요로 하지 않도록 하는 경제성, 4) 혈액을 채취하지 않도록 하는 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 requires 1) safety to be able to measure under load without the user performing power, and 2) a high level of technical expertise. The key factors are simplicity that does not take much time for measurement, and 3) economics that does not require expensive equipment and requires much manpower, and 4) non-invasiveness that does not collect blood. Can be.
한편, 전신지구력에 해당하는 지구성 트레이닝의 정도와 효과를 평가하고 지구성 경기능력을 추정하는 척도로서 무산소성 역치(Anaerobic Threshold)가 있는데, 이러한 무산소성 역치(Anaerobic Threshold)를 추정하기 위하여서는 젖산 역치(LT)나 환기 역치(VT)를 측정하여야 하는데, 각종 연구 결과에 따라 젖산 역치(LT)를 결정하는 기준으로는 혈중 젖산 농도가 안정시 농도보다 높은 점(Wasserman, 1973), 혈중 젖산 농도가 2mmol/L 인 점(Hagberg, 1984), 혈중 젖산 농도가 4mmol/L 인 점(MacDougall et al., 1977), 운동강도 증가에 대한 젖산 농도 증가 기울기가 급격히 증가하는 점(Keul et al., 1979) 등이 있으며, 그리고 환기 역치(VT)를 결정하는 기준으로는 운동강도에 비해 VE가 직선적 비례관계를 벗어나는 점(Wasserman et al., 1973), VO2에 대해 VCO2가 직선적 비례관계를 벗어나는 점(Wasserman et al., 1973; Beaver et al., 1973), 호흡상수가 급격히 상승하는 점(Wasserman et al., 1973) 등이 있다. 그러나, 젖산 역치(LT; Lactate Threshold)나 환기 역치(VT; Ventilatory Threshold)를 측정하기 위해서는 고가의 장비가 필요하며, 또한 측정의 신뢰도를 유지하기 위한 관리가 어렵다는 단점이 있어서, 최근에는 측정이 용이한 생리학적 변인인 심박수를 이용하여 무산소성 역치 를 추정하는 연구가 시도되고 있는 상황이다.On the other hand, there is an anaerobic threshold to evaluate the degree and effect of endurance training corresponding to whole body endurance and to estimate the endurance performance. To estimate the anaerobic threshold, the lactate threshold is used to estimate the anaerobic threshold. LT) or ventilation threshold (VT) should be measured. The criteria for determining lactic acid threshold (LT) according to various studies are that blood lactate concentration is higher than resting concentration (Wasserman, 1973), and blood lactate concentration is 2 mmol. / L point (Hagberg, 1984), blood lactate concentration of 4mmol / L (MacDougall et al., 1977), and the rapid increase in the slope of lactic acid concentration with increasing exercise intensity (Keul et al., 1979) And the criteria for determining the ventilation threshold (VT) are that VE is out of linear proportional to exercise intensity (Wasserman et al., 1973), and that VCO 2 is out of linear proportional to VO 2 . (Wasserman et al., 1973; Beaver et al., 1973), and the respiratory constant increases rapidly (Wasserman et al., 1973). However, in order to measure Lactate Threshold (LT) or Ventilatory Threshold (VT), expensive equipment is required, and it is difficult to manage to maintain the reliability of the measurement. A study of estimating anoxic threshold using heart rate, a physiological variable, is being attempted.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 사용자가 되는 측정 대상자가 최대 운동 부하 상태가 아닌 최대하 운동 검사 상태에서의 간단한 측정 방법에 따른 심박수 측정치를 이용하여 최대 운동(Maximal Exercise) 검사에서 얻어질 수 있는 지표 제어변수로서 무산소성 역치(Anaerobic Threshold) 등을 추산할 수 있는 방법을 제공하면서, 추산된 이들 지표 제어변수들에 따라 결정되는 사용자별로 요구되는 각종 운동 방법에 따른 운동부하 강도 및/또는 지속 시간을 산정하고, 산정된 운동부하 강도와 지속 시간을 달성하도록 운동기구의 기구제어부에 제어신호를 전송하며, 그리고 상기 운동기구의 기구제어부는 전송된 제어신호에 기초하여 기구 작동부의 부하 및 부하 지속 시간 등을 조절하는 단계를 포함하여 이루어지는 운동 부하 조절 방법 및 이러한 방법을 구현하는 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is a simple measurement method in the sub-maximum exercise test state is not the maximum exercise load state of the subject to be measured as the user of the present invention According to these estimated index control variables, it provides a method for estimating anaerobic threshold as an index control variable that can be obtained from the maximum exercise test using the heart rate measurement according to the Calculating the exercise load intensity and / or duration according to various exercise methods required for each user, and transmitting a control signal to the machine control unit of the exercise machine to achieve the calculated exercise load intensity and duration, and The instrument control unit adjusts the load and load duration of the instrument operation unit based on the transmitted control signal. Including the steps of: to provide a system for implementing the exercise load control method, and made this way.
또한, 본 발명에 따른 전신지구력 측정 방법을 이용할 경우 사용자의 체력 측정을 위한 종래와 같은 최대 운동 부하에서의 검사 방법에서와 같이 사용자의 실질적 체력 한계에 이르는 격렬한 운동을 수행하는 것에 대한 사용자의 심적 부담을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 체력 검사에 소요되는 측정 장비가 간단하여 간편성이나 경제성을 높이고, 나아가 간단한 방법으로 사용자에게 요구되는 수준의 운동 부하 처방에 따른 운동 부하가 조절될 수 있도록 하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.In addition, when using the whole body endurance measuring method according to the present invention, the user's mental burden for performing a vigorous exercise up to the user's physical fitness limit as in the conventional method for the maximum exercise load for measuring the user's fitness In addition to eliminating the need for physical fitness, the measurement equipment required for physical fitness is simple, increasing the convenience and economy, and in addition, providing a means to adjust the exercise load according to the exercise load prescription required by the user in a simple manner. It is aimed at.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,
다수의 측정 대상자를 상대로 하여 단계적 부하 증가 운동(Stepwise Incremental Exercise) 조건에서의 최대하 운동(Sub-maximal Exercise) 상태에서 측정되고 계산되어 수집되는 심박수 데이터들을 독립변수로써 이용하고 하고 최대 운동(Maximal Exercise) 상태에서 얻어지는 지표 제어변수 데이터를 종속변수로 이용한 회귀 분석을 통하여 얻어지는 지표 제어변수 추정을 위한 회귀식을 산출하는 회귀 분석 단계;Using the heart rate data measured and calculated under sub-maximal exercise under Stepwise Incremental Exercise conditions with multiple subjects as an independent variable and using the maximum exercise A regression analysis step of calculating a regression equation for estimating the indicator control variable obtained through the regression analysis using the indicator control variable data obtained in the) state as the dependent variable;
상기 회귀 분석에 사용된 단계적 부하 증가 조건과 동일한 조건의 단계적 부하 증가 운동 조건에서 수행되는 개별 사용자를 대상으로 하는 최대하 운동 상태에서 초기 안정기와 각 부하 단계의 심박수 측정치를 측정하고 각 부하 단계 사이의 심박수 변화치를 계산하여 수집하는 심박수 데이터 수집 단계;Measure the heart rate measurements of the initial ballast and each load step in sub-maximal exercise conditions for individual users under the step load increase exercise conditions of the same conditions as the step load increase conditions used in the regression analysis. A heart rate data collection step of calculating and collecting heart rate change values;
상기 심박수 데이터 수집 단계에서 수집된 심박수 측정치 및/또는 심박수 변화치를 설정된 상기 지표 제어변수 회귀식의 독립변수에 입력하여 최대 운동(Maximal Exercise) 상태에서의 지표 제어변수의 추정치를 종속변수 값으로 출력하는 지표 제어변수의 추정치 추산 단계;Inputting the heart rate measurement and / or heart rate change collected in the heart rate data collection step into an independent variable of the set index control variable regression equation and outputting an estimate of the index control variable in the maximum exercise state as a dependent variable value Estimating an estimate of the indicator control variable;
상기 지표 제어변수의 추정치 추산 단계에서 추산된 지표 제어변수의 추정치로부터 운동 부하 처방 종류에 따른 운동 부하 강도 및 지속 시간에 대응하는 운동 기구 목표 제어값을 결정하는 운동 기구 목표 제어값 결정 단계; 및An exercise machine target control value determining step of determining an exercise machine target control value corresponding to the exercise load intensity and duration according to the exercise load prescription type from the estimated value of the indicator control variable estimated in the estimating value of the indicator control variable; And
상기 운동 기구 목표 제어값을 운동 기구의 기구 제어부로 전송하여 기구 작 동부의 작동상태를 제어하는 운동 기구 작동 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 기구의 운동 부하 조절 방법을 제공한다.An exercise machine operation control step of transmitting the exercise machine target control value to the machine control unit of the exercise machine to control an operating state of the machine operation part; Provide a load regulation method.
또한, 본 발명은 바람직하기로 사용자의 나이 또는 성별과 같은 정보를 입력하는 사용자 정보 입력 단계를 추가적으로 포함할 수 있으며, 그리고 상기 사용자 정보 입력 단계를 통하여 입력되는 사용자 정보는 상기 지표 제어변수 회귀식을 선택하는 부가적 변수로 이용되도록 하는 것이 바람직하며, 여기에서 상기 사용자 정보는 상기 운동 기구 목표 제어값의 결정 기준 항목으로도 이용될 수도 있을 것이다.The present invention may further include a user information input step of inputting information such as a user's age or gender, and the user information input through the user information input step may include the index control variable regression equation. It is desirable to be used as an additional variable for selecting, wherein the user information may also be used as a criterion for determining the exercise apparatus target control value.
그리고 본 발명에서의 상기 지표 제어변수는, 최대산소섭취량(VO2max), 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR), 최대심박수(HRmax), 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg), 최대 일률(Max-Power, 최대산소섭취량에서의 일률), 및 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 지표 제어변수로 이루어지는 것이 바람직하며, 여기에서 최대산소섭취량(VO2max), 최대심박수(HRmax), 및 최대 일률(Max-Power, 최대산소섭취량에서의 일률)은 운동 중 사용자의 안전도를 담보할 수 있도록 하는 운동부하 강도의 최대치를 산정하는 기준으로 활용될 수 있으며, 그리고 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR), 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg), 및 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power)은 사용자가 원 하는 운동 종류에 따른 기준치(예컨대, 체중 조절 목적의 유산소 운동 또는 심폐지구력 향상 목적의 운동 부하의 기준치)를 산정하는 기준으로 활용될 수 있다.And the indicator control variable in the present invention, the maximum oxygen intake (VO 2 max), the heart rate of the anaerobic threshold level (AT-HR), the maximum heart rate (HR max ), the oxygen intake of the anaerobic threshold level (AT-VO 2 / kg), maximum power (Max-Power, power at maximum oxygen intake), and power at oxygen free threshold (AT-Power). Here, the maximum oxygen intake (VO 2 max), maximum heart rate (HR max ), and maximum work rate (Max-Power) are the maximum values of the exercise load intensity to ensure the safety of the user during the exercise. Can be used as a criterion to calculate the heart rate at the anaerobic threshold level (AT-HR), the oxygen intake at the anaerobic threshold level (AT-VO 2 / kg), and the power at the anaerobic threshold (AT-Power). ) Is the reference value (eg Vs. aerobic exercise for weight control or exercise load for cardiopulmonary endurance improvement).
또한, 본 발명은 앞서 언급한 방법 발명과 다른 형태로서 장치 발명의 태양으로서 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 기구의 운동 부하 조절 방법을 운동 기구에서 구현하기 위한 운동부하 조절 시스템을 제공하는데, 보다 구체적으로 살펴보면,In addition, the present invention provides an exercise load control system for implementing the exercise load control method of the exercise device through the heart rate measurement in the sub-maximal exercise test as an aspect of the device invention in a form different from the method invention described above. , More specifically,
다수의 측정 대상자를 상대로 하여 단계적 부하 증가 운동(Stepwise Incremental Exercise) 조건에서의 최대하 운동(Sub-maximal Exercise) 상태에서 측정되고 계산되어 수집되는 심박수 데이터들을 독립변수로써 이용하고 최대 운동(Maximal Exercise) 상태에서 얻어지는 지표 제어변수 데이터를 종속변수로 이용한 회귀 분석을 통하여 얻어지는 지표 제어변수 추정을 위한 회귀식이 저장되는 제어 메모리부와;Using the heart rate data measured and calculated in the sub-maximal exercise condition in the stepwise incremental exercise condition for a large number of subjects as an independent variable and using the maximum exercise A control memory unit for storing a regression equation for estimating an indicator control variable obtained through regression analysis using the indicator control variable data obtained in a state as a dependent variable;
상기 제어 메모리부(100)에 저장된 회귀식을 얻는 회귀 분석에 사용된 단계적 부하 증가 조건과 동일한 조건의 단계적 부하 증가 운동 조건에서 수행되는 개별 사용자를 대상으로 하는 최대하 운동 상태에서 초기 안정기와 각 부하 단계의 심박수 측정치를 측정하고 각 부하 단계 사이의 심박수 변화치를 계산하여 수집하는 심박수 데이터 수집부와;The initial ballast and each load in the sub-maximum exercise state for the individual user performed under the step load increase exercise condition of the same condition as the step load increase condition used in the regression analysis to obtain the regression equation stored in the control memory unit 100 A heart rate data collection unit for measuring a heart rate measurement value of a step and calculating and collecting a heart rate change value between each load step;
상기 심박수 데이터 수집부에서 수집된 심박수 측정치 및/또는 심박수 변화치를 상기 제어 메모리부의 상기 지표 제어변수 회귀식의 독립변수에 입력하여 최대 운동(Maximal Exercise) 상태에서의 지표 제어변수의 추정치를 종속변수 값으로 출력하는 지표 제어변수의 추정치 연산부와;The heart rate measurement value and / or the heart rate change value collected by the heart rate data collection unit are input to the independent variable of the index control variable regression equation of the control memory unit to estimate the index control variable in the maximum exercise state. An estimation value calculating unit of the indicator control variable to be output;
설정된 운동 부하 처방 종류에 따라서, 상기 지표 제어변수의 추정치 연산부에서 추산된 지표 제어변수의 추정치에 대응하는 운동 기구의 운동 부하 강도 및 지속 시간을 규정하는 운동 기구 목표 제어값이 저장된 운동 기구 목표 제어값 데이터베이스와; 그리고According to the type of exercise load prescription, an exercise machine target control value storing an exercise machine target control value for defining an exercise load intensity and duration of an exercise machine corresponding to the estimated value of the indicator control variable estimated by the estimation calculator of the indicator control variable. A database; And
상기 운동 기구 목표 제어값 데이터베이스로부터 출력되는 운동 기구 목표 제어값을 운동 기구의 기구 제어부로 전송하여 기구 작동부의 작동상태를 제어하는 운동 기구 작동 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 기구의 운동부하 조절 시스템을 제공한다.The exercise machine target control value outputted from the exercise machine target control value database includes an exercise machine operation control unit for controlling the operation state of the machine operating unit by transmitting the exercise machine target control value to the machine control unit of the exercise machine. It provides an exercise load control system of exercise equipment through heart rate measurement.
그리고 본 발명은 바람직하기로 사용자의 나이 또는 성별과 같은 정보를 입력하는 사용자 정보 입력부를 추가적으로 포함하고, 그리고 상기 사용자 정보 입력부로 통하여 입력되는 사용자 정보는 상기 제어 메모리에서 상기 지표 제어변수 회귀식을 선택하는 부가적 변수로 이용되는 것을 특징으로 하는 운동부하 조절 시스템을 제공한다. 여기에서, 상기 사용자 정보 입력부로 통하여 입력되는 사용자 정보는 상기 운동 기구 목표 제어값 데이터베이스의 선택 항목으로 이용될 수도 있을 것이다.The present invention preferably further includes a user information input unit for inputting information such as age or gender of the user, and the user information input through the user information input unit selects the indicator control variable regression equation in the control memory. It provides an exercise load control system, characterized in that used as an additional variable. Here, the user information input through the user information input unit may be used as a selection item of the exercise apparatus target control value database.
본 발명에 따른 방법 발명 및 장치 시스템 발명에 따르면, 최대하 운동 상태의 심박수 측정 데이터로써만 사용자의 체력을 간접적으로 추산하고 나아가 그 추산된 체력 수준에 적절하게 맞는 운동 부하를 자동적으로 간단하게 조절할 수 있도 록 하는 효과를 제공하면서, 최대(부하) 운동에서 무산소성 역치(AT; Anaerobic Threshold)를 측정하기 위하여 젓산 역치(LT; Lactate Threshold)와 환기 역치(VT; Ventilatory Threshold)를 측정할 수 있는 고가의 장비를 사용하여야 하는 부담감을 해소할 뿐만 아니라, 사용자 개인적인 측면에서도 자신의 체력적 능력을 초과할 수 있는 과도한 운동을 통하지 않고도 체력을 간편하면서도 단시간에 체력 측정을 실행할 수 있으며, 이와 더불어 측정된 체력에 따른 적절한 운동부하 강도와 지속 시간으로써 운동기구를 안전하게 이용할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.According to the method invention and the device system invention according to the present invention, it is possible to indirectly estimate the user's fitness only by the heart rate measurement data of the sub-exercise state, and further, to simply and automatically adjust the exercise load appropriately to the estimated fitness level. High cost to measure Lactate Threshold (LT) and Ventilatory Threshold (VT) to measure Anaerobic Threshold (AT) at maximum (load) exercise In addition to relieving the burden of using the equipment of the user, it is possible to perform the fitness measurement in a short time in a simple and short time without excessive exercise that can exceed his or her physical ability in the personal aspect. Safe use of exercise equipment with appropriate exercise load intensity and duration It provides the effect of allowing.
이하에서는, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 부하 조절 방법이 수행되는 단계들을 플로우 차트 형태로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 시스템 발명을 이루는 주요 구성을 블록도의 형태로 나타낸 것이다.1 is a flowchart illustrating the steps performed by the exercise load adjustment method through the heart rate measurement in the sub-maximum exercise test according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the main components of the system invention of the present invention. It is shown in the form.
우선, 본 발명의 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 부하 조절 방법이 수행되는 단계들은, 도 1에 도시된 바와 같이First, the steps of the exercise load adjustment method by measuring the heart rate in the sub-maximum exercise test of the present invention, as shown in Figure 1
다수의 측정 대상자를 상대로 하여 단계적 부하 증가 운동(Stepwise Incremental Exercise) 조건에서의 최대하 운동(Sub-maximal Exercise) 상태에서 측정되고 계산되어 수집되는 심박수 데이터들을 독립변수로써 이용하고 하고 최대 운동(Maximal Exercise) 상태에서 얻어지는 지표 제어변수 데이터를 종속변수로 이용한 회귀 분석을 통하여 얻어지는 지표 제어변수 추정을 위한 회귀식을 산출하는 회귀 분석 단계(S10);Using the heart rate data measured and calculated under sub-maximal exercise under Stepwise Incremental Exercise conditions with multiple subjects as an independent variable and using the maximum exercise A regression analysis step (S10) of calculating a regression equation for estimating the indicator control variable obtained through the regression analysis using the indicator control variable data obtained in the) state as the dependent variable;
상기 회귀 분석에 사용된 단계적 부하 증가 조건과 동일한 조건의 단계적 부하 증가 운동 조건에서 수행되는 개별 사용자를 대상으로 하는 최대하 운동 상태에서 초기 안정기와 각 부하 단계의 심박수 측정치를 측정하고 각 부하 단계 사이의 심박수 변화치를 계산하여 수집하는 심박수 데이터 수집 단계(S20);Measure the heart rate measurements of the initial ballast and each load step in sub-maximal exercise conditions for individual users under the step load increase exercise conditions of the same conditions as the step load increase conditions used in the regression analysis. A heart rate data collection step of calculating and collecting a heart rate change value (S20);
상기 심박수 데이터 수집 단계에서 수집된 심박수 측정치 및/또는 심박수 변화치를 설정된 상기 지표 제어변수 회귀식의 독립변수에 입력하여 최대 운동(Maximal Exercise) 상태에서의 지표 제어변수의 추정치를 종속변수 값으로 출력하는 지표 제어변수의 추정치 추산 단계(S30);Inputting the heart rate measurement and / or heart rate change collected in the heart rate data collection step into an independent variable of the set index control variable regression equation and outputting an estimate of the index control variable in the maximum exercise state as a dependent variable value Estimating an estimated value of the indicator control variable (S30);
상기 지표 제어변수의 추정치 추산 단계에서 추산된 지표 제어변수의 추정치로부터 운동 부하 처방 종류에 따른 운동 부하 강도 및 지속 시간에 대응하는 운동 기구 목표 제어값을 결정하는 운동 기구 목표 제어값 결정 단계(S40); 및An exercise machine target control value determining step (S40) of determining an exercise machine target control value corresponding to the exercise load intensity and duration according to the exercise load prescription type from the estimated value of the indicator control variable estimated in the estimating step of the indicator control variable ; And
상기 운동 기구 목표 제어값을 운동 기구의 기구 제어부로 전송하여 기구 작동부의 작동상태를 제어하는 운동 기구 작동 제어 단계(S50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 부하 조절 방법을 제공한다.An exercise load through the heart rate measurement in the sub-exercise test, comprising: an exercise machine operation control step (S50) of transmitting the exercise machine target control value to the machine control unit of the exercise machine to control the operation state of the machine operation unit; Provide an adjustment method.
또한, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 바람직하기로 사용자의 나이 또는 성별과 같은 정보를 입력하는 사용자 정보 입력 단계(S15)를 추가적으로 포함할 수 있으며, 그리고 상기 사용자 정보 입력 단계(S15)를 통하여 입력되는 사용자 정보는 바람직하기로 상기 지표 제어변수 회귀식을 선택하는 부가적 변수로 이용될 수 있으며, 나아가 상기 사용자 정보는 상기 운동 기구 목표 제어값의 결정 기준 항목으로도 이용될 수도 있다.In addition, the present invention may further include a user information input step (S15) for inputting information such as the age or gender of the user, as shown in Figure 2, and the user information input step (S15) Preferably, the user information input through the user information may be used as an additional variable for selecting the index control variable regression equation, and the user information may also be used as a criterion for determining the target apparatus control value.
그리고 본 발명에서의 상기 지표 제어변수는, 최대산소섭취량(VO2max), 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR), 최대심박수(HRmax), 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg), 최대 일률(Max-Power, 최대산소섭취량에서의 일률), 및 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power)을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 지표 제어변수로 이루어지는 것이 바람직하며, 여기에서 최대산소섭취량(VO2max), 최대심박수(HRmax), 및 최대 일률(Max-Power, 최대산소섭취량에서의 일률)은 운동 중 사용자의 안전도를 담보할 수 있도록 하는 운동부하 강도의 최대치를 산정하는 기준으로 활용될 수 있으며, 그리고 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR), 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg), 및 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power)은 사용자가 원하는 운동 종류에 따른 기준치(예컨대, 체중 조절 목적의 유산소 운동 또는 심폐지구력 향상 목적의 운동 부하의 기준치)를 산정하는 기준으로 활용될 수 있다.And the indicator control variable in the present invention, the maximum oxygen intake (VO 2 max), the heart rate of the anaerobic threshold level (AT-HR), the maximum heart rate (HR max ), the oxygen intake of the anaerobic threshold level (AT-VO 2 / kg), maximum power (Max-Power, power at maximum oxygen intake), and power at oxygen free threshold (AT-Power). Here, the maximum oxygen intake (VO 2 max), maximum heart rate (HR max ), and maximum work rate (Max-Power) are the maximum values of the exercise load intensity to ensure the safety of the user during the exercise. Can be used as a criterion to calculate the heart rate at the anaerobic threshold level (AT-HR), the oxygen intake at the anaerobic threshold level (AT-VO 2 / kg), and the power at the anaerobic threshold (AT-Power). ) Is a reference based on the type of exercise you want (e.g., , It can be used as the basis for calculating the reference value) of the exercise of the aerobic exercise or enhance cardiorespiratory endurance of weight control purpose object.
본 발명에 사용되는 지표 제어변수, 즉 최대산소섭취량(VO2max), 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR), 최대심박수(HRmax), 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg), 최대 일률(Max-Power, 최대산소섭취량에서의 일률), 및 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power) 등은 독립변수가 되는 최대하 운동 상태에서의 심박수 및 심박수 변화값들로부터 종속변수로서 추정되는데, 독립변수와 종속변수 간의 상호관계를 파악하고 독립변수에 대한 종속변수의 변화를 예측하기 위하여, 다수의 실험 측정 대상자를 상대로 한 다음의 표 1에 예시된 바와 같은 최대하 운동 검사(Sub-maximal exercise test)에서의 단계적 부하 증가 측정 프로토콜에 따른 심박수 측정치(도 4 참조)와 최대 운동 검사(Maximal exercise test)에서의 측정 결과치(도 5 참조)에 대한 다중 회귀분석(Multiple Regression)를 실시하였는데, 변수 선택법으로는 모든 가능한 회귀(All possible regression)를 사용하였으며 회귀분석에 앞서 모든 독립변수들과 종속변수를 상관분석하여 종속변수와 유의한 상관관계가 있는 독립변수들만 회귀분석에 활용하였고, 다만 실험 측정 대상자 중 휴식 시 심박수가 100회 이상이거나 최대하 운동 검사(Sub-maximal exercise test)에서의 산소섭취량(VO2)값이 최대 운동 검사(Maximal test)에서의 최대 산소섭취량(VO2max) 보다 크게 나타난 실험 측정 대상자를 제외한 데이터만 사용하였다.Indicator control variables used in the present invention, namely maximum oxygen intake (VO 2 max), anoxic threshold level heart rate (AT-HR), maximum heart rate (HR max ), anoxic threshold level oxygen intake (AT-VO 2 / kg), maximum power (Max-Power, power at maximum oxygen intake), and power at anaerobic threshold (AT-Power), etc., from independent heart rate and heart rate change values at Estimated as a dependent variable, in order to understand the interrelationship between the independent variable and the dependent variable and to predict the change of the dependent variable for the independent variable, the submaximal motion as illustrated in the following Table 1 for a large number of experimental subjects Multiple regression of heart rate measurements (see FIG. 4) and measurement results from the maximum exercise test (see FIG. 5) in accordance with the protocol for estimating the gradual load increase in the sub-maximal exercise test ) All possible regression was used as the variable selection method, and all independent and dependent variables were correlated before regression analysis, and only independent variables having significant correlation with the dependent variables were used in the regression analysis. , but oxygen uptake (VO 2) the value of the maximum oxygen intake amount at the maximum exercise test (Maximal test) in the test is at rest heart rate of the measurement target person, or at least 100 times a submaximal exercise test (Sub-maximal exercise test) (
본 발명에서는 위 실험을 통하여 얻어진 실험 결과치로부터 6가지 종속변수(지표 제어변수)에 대한 다중회귀분석을 바람직한 실시예로서 실시하였으며 그 결과를 정리하면 다음과 같다.In the present invention, a multiple regression analysis of six dependent variables (indicator control variables) from the experimental results obtained through the above experiments was carried out as a preferred embodiment.
① 최대산소섭취량(VO2max) 추정에 대한 회귀 분석에서 종속변수는 최대산소섭취량(VO2max)이 되고, 독립변수는 안정(휴식)시의 초기 심박수와, 최대하 운동 검사(Sub-maximal exercise test)에서 부하가 단계적으로 증가되는 각 부하 단계 (Load Phase; 25W, 100W, 125W, 150W)에서의 심박수(Heart rate; HR1, HR2, HR3, HR4)와, 그리고 각 부하 단계별 심박수의 변화값(즉, 각 부하 단계별 심박수의 차이값; HR01, HR12,HR23,HR34,HR40)이 되며 이를 정리하면 다음의 표 2와 같다.① In the regression analysis for the estimation of VO 2 max, the dependent variable is the VO 2 max, and the independent variable is the initial heart rate and the sub-maximal exercise test at rest (rest). Heart rate (HR1, HR2, HR3, HR4) at each load phase (Load phase; 25W, 100W, 125W, 150W) and the change in heart rate at each load phase in the exercise test) (I.e., the difference in heart rate for each load step; HR01, HR12, HR23, HR34, HR40) and summarized as shown in Table 2 below.
이에 대한 회귀 분석 결과를 살펴보면 다음의 표 3과 같은데,The regression analysis results are shown in Table 3 below.
최대산소섭취량(VO2max)과 10개의 독립변수(HR0, HR1, HR2, HR3, HR4, HR01, HR12, HR23, HR34, HR40) 사이의 상관분석 결과에 따르면, HR1, HR2, HR3, HR23, HR34가 최대산소섭취량(VO2max)과 유의한 상관관계가 있었으며, 이와 같은 상관분석 결과를 바탕으로 종속변수를 최대산소섭취량(VO2max)으로, 그리고 독립변수를 HR1, HR2, HR3, HR23, HR34로 회귀분석을 하여 최대산소섭취량(VO2max)을 추정하는 회귀식으로 다음의 수학식으로 산출되었으며, 유의확률은 0.027(<0.05), 수정된 R2은 0.431, 추정값의 표준오차(SEE)는 3.38ml/min/kg의 결과를 보였다.According to the correlation analysis between the maximum oxygen intake (VO 2 max) and 10 independent variables (HR0, HR1, HR2, HR3, HR4, HR01, HR12, HR23, HR34, HR40), HR1, HR2, HR3, HR23, HR34 was significantly correlated with the maximum oxygen uptake (VO 2 max). Based on the results of this correlation analysis, the dependent variable was the maximum oxygen uptake (VO 2 max), and the independent variables were HR1, HR2, HR3, HR23. , Regression analysis using HR34 to estimate the maximum oxygen uptake (VO 2 max), which was calculated by the following equation, with a significant probability of 0.027 (<0.05), modified R 2 of 0.431, and standard error of the estimated value ( SEE) showed 3.38 ml / min / kg.
여기에서, 상기 10개의 독립변수 중에서 HR2는 공선성(독립변수들 사이에 상관관계가 높아지는 경우 발생하고 이럴 경우 종속변수 추정의 정확성이 낮아짐)이 발생하여 독립변수에서 제외되었으며, 회귀분석 결과에서 HR23의 비표준화 계수 B의 절대값이 0.809로 가장 높게 나와 HR2(100W에서 심박수)와 HR3(125W에서 심박수)의 차이(HR23)가 최대산소섭취량(VO2max)에 가장 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.Here, HR2 among the 10 independent variables was excluded from the independent variable due to collinearity (which occurs when the correlation between the independent variables becomes high and in this case, the accuracy of the dependent variable estimation becomes low). The absolute value of the denormalization coefficient of B was highest at 0.809, indicating that the difference between HR2 (heart rate at 100W) and HR3 (heart rate at 125W) (HR23) had the greatest effect on the maximum oxygen uptake (VO 2 max).
② 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR) 추정에 대한 회귀 분석을 수행하여, 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR)를 추정하는 회귀식으로 다음의 수학식이 산출되었다.② Regression analysis was performed to estimate the heart rate (AT-HR) at the anaerobic threshold level, and the following equation was calculated as the regression equation to estimate the heart rate (AT-HR) at the anaerobic threshold level.
③ 최대심박수(HRmax) 추정에 대한 회귀 분석을 수행하여, 최대심박수(HRmax)를 추정하는 회귀식으로 다음의 수학식이 산출되었다.③ Maximum heart rate (HR max) by performing a regression analysis for the estimation, the regression equation was calculated by the following equation in which the estimated maximum heart rate (HR max).
④ 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg) 추정에 대한 회귀 분석을 수행하여, 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg)을 추정하는 회귀식으로 다음의 수학식이 산출되었다.④ by performing a regression analysis for the anaerobic estimated oxygen uptake (AT-VO 2 / kg) of the threshold level, the anaerobic threshold level of oxygen uptake (AT-VO 2 / kg) estimated by regression the following equation in which the Calculated.
⑤ 최대 일률(Max-Power) 추정에 대한 회귀 분석을 수행하여, 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg)을 추정하는 회귀식으로 다음의 수학식이 산출되었다.⑤ By performing a regression analysis on the maximum power (Max-Power) estimation, the following equation was calculated as a regression equation to estimate the oxygen intake (AT-VO 2 / kg) of the anaerobic threshold level.
⑥ 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power) 추정에 대한 회귀 분석을 수행하여, 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power)을 추정하는 회귀식으로 다음의 수학식이 산출되었다.(6) The following equation was calculated as a regression equation for estimating the AT-Power at the anaerobic threshold by performing a regression analysis on the AT-Power at the anaerobic threshold.
이상에서 설명된 회귀 분석 단계(S10)가 종료하면, 심박수 데이터 수집 단계(S20)에서는 개별 사용자를 대상으로 한 단계적 부하 증가 운동 조건(회귀 분석에 사용된 단계적 부하 증가 조건과 동일한 조건)에서의 최대하 운동 상태에서 초기 안정기와 각 부하 단계의 심박수 측정치를 측정하고 각 부하 단계 사이의 심박수 변화치를 계산하여 수집하게 되고, 지표 제어변수의 추정치 추산 단계(S30)에서는 상기 심박수 데이터 수집 단계(S20)에서 수집된 심박수 측정치 및/또는 심박수 변화치를 설정된 상기 지표 제어변수 회귀식의 독립변수에 입력하여 지표 제어변수의 추정치를 종속변수 값으로 출력하게 된다.When the regression analysis step (S10) described above ends, the heart rate data collection step (S20) is the maximum under the step load increase exercise conditions (same conditions as the step load increase conditions used in the regression analysis) for the individual user In the lower exercise state, the heart rate measurement values of the initial ballast and each load stage are measured and the heart rate change between each load stage is calculated and collected.In the step of estimating the estimated value of the indicator control variable (S30), the heart rate data collection stage (S20) is performed. The collected heart rate measurement value and / or heart rate change value are input to the independent variable of the index control variable regression equation which is set, and the estimated value of the index control variable is output as the dependent variable value.
나아가, 상기 지표 제어변수의 추정치 추산 단계에서 추산된 지표 제어변수의 추정치로부터 운동 부하 처방 종류(예컨대, 추정된 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR) 또는 최대심박수의 70-80% 수준으로 진행되는 심폐지구력 운동, 추정된 최대심박수의 60-70%로 진행하는 유산소 운동 등)에 따른 운동 부하 강도 및 지속 시간에 대응하는 운동 기구 목표 제어값(예컨대, 트레드 밀의 경우에는 주행판의 경사 각도와 주행 속도 등)을 결정하는 운동 기구 목표 제어값 결정 단계(S40)를 지나서, 상기 운동 기구 목표 제어값을 운동 기구의 기구 제어부로 전송하여 기구 작동부의 작동상태를 작동 제어 단계(S50)를 수행하게 된다.Furthermore, from the estimated value of the indicator control variable estimated in the estimating step of the indicator control variable, the exercise load prescription type (for example, the heart rate (AT-HR) of the estimated anaerobic threshold level or the 70-80% level of the maximum heart rate) is progressed. Exercise device target control values (e.g., in the case of treadmills), corresponding to the exercise load intensity and duration according to the cardiopulmonary endurance exercise, aerobic exercise progressing to 60-70% of the estimated maximum heart rate, After passing through the exercise apparatus target control value determining step (S40) for determining the traveling speed, etc., the exercise apparatus target control value is transmitted to the machine controller of the exercise machine to perform the operation control step (S50). do.
앞서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 최대하 운동 검사에서의 심박수 계측을 통한 운동 부하 조절 방법을 실제로 운동 기구에서 구현하도록 하는 운동 부하 조절 시스템의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 운동 부하 조절 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 제어 메모리부(100), 심박수 데이터 수집부(200), 지표 제어변수의 추정치 연산부(300), 운동 기구 목표 제어값 데이터베이스(400), 및 운동 기구 작동 제어부(500)를 포함하여 이루어지며, 바람직하기로는 도시된 바와 같이 사용자 정보 입력부(150)를 추가적으로 포함하고 있으며, 더욱 바람직하기로는 관련 제어 데이터 등을 화면 형태로 출력하는 디스플레이부(도시하지 않음)를 포함하여 이루어질 수 있다.With reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the exercise load control system to actually implement the exercise load adjustment method through the heart rate measurement in the sub-exercise test according to the present invention as described above with reference to Figure 3, the present invention Exercise load control system according to the
상기 제어 메모리부(100)는, 다수의 측정 대상자를 상대로 하여 단계적 부하 증가 운동(Stepwise Incremental Exercise) 조건에서의 최대하 운동(Sub-maximal Exercise) 상태에서 측정되고 계산되어 수집되는 심박수 데이터들을 독립변수로써 이용하고 최대 운동( Maximal Exercise ) 상태에서 얻어지는 지표 제어변수 데이터(최대산소섭취량(VO2max), 무산소성 역치수준의 심박수(AT-HR), 최대심박수(HRmax), 무산소성 역치수준의 산소섭취량(AT-VO2/kg), 최대 일률(Max-Power, 최대산소섭취량에서의 일률), 및 무산소성 역치에서의 일률(AT-Power) 등)들을 종속변수로 이용한 회귀 분석을 통하여 얻어지는 지표 제어변수 추정을 위한 회귀식(수학식 1, 2, 3, 4, 5, 6)들이 저장된다.The
그리고, 상기 심박수 데이터 수집부(200)는, 실제로 운동 처방을 받게 되는 개별 사용자를 대상으로, 상기 제어 메모리부(100)에 저장된 회귀식을 얻는 회귀 분석에 사용된 단계적 부하 증가 조건과 동일한 조건의 단계적 부하 증가 운동 조건에서 수행되는 최대하 운동 상태에서 초기 안정기와 각 부하 단계의 심박수 측정치를 측정하고, 각 부하 단계 사이의 심박수 변화치를 계산하여 수집하게 되고, 이들 값은 지표 제어변수의 추정치 연산부(300)를 통하여 상기 지표 제어변수 회귀식의 독립변수에 입력된다.In addition, the heart
상기 지표 제어변수의 추정치 연산부(300)는 상기 심박수 데이터 수집부(200)에서 수집된 심박수 측정치 및/또는 심박수 변화치들이 상기 제어 메모리부(100)의 상기 지표 제어변수 회귀식의 독립변수에 입력하여 지표 제어변수의 추정치를 종속변수 값으로 출력하게 된다. The estimated
상기 운동 기구 목표 제어값 데이터베이스(400)에는 설정된 운동 부하 처방 종류에 따라서 상기 지표 제어변수의 추정치 연산부에서 추산된 지표 제어변수의 추정치에 대응하는 운동 기구의 운동 부하 강도 및 지속 시간을 규정하는 운동 기구 목표 제어값이 저장되어 있으며, 그리하여 상기 운동 기구 목표 제어값 데이터 베이스(400)로부터 출력되는 운동 기구 목표 제어값은 운동 기구 작동 제어부(500)를 통하여 운동 기구의 기구 제어부(600)로 전송되어서 기구 작동부의 작동 상태를 제어하게 되는데, 여기에서 기구 작동부의 작동 상태 제어는 예컨대, 헬쓰 바이크 또는 헬쓰 사이클의 경우에 마그네틱 브레이킹 시스템에 의해 제어 작동되는 회전체의 회전 부하의 강도 및 부하 지속 시간 등을 조절하는 것을 의미하고, 트레드 밀의 경우 주행판의 경사 각도 조절 또는 주행 속도, 주행 시간 등을 조절 제어하는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.The exercise machine target
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
도 1은 본 발명에 따른 방법 발명 실시예의 플로우 차트를 나타낸 도면.1 is a flow chart of a method invention embodiment according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 방법 발명의 다른 실시예의 플로우 차트를 나타낸 도면.2 shows a flow chart of another embodiment of a method invention according to the invention.
도 3은 본 발명에 따른 장치 발명의 구성과 작동 상태를 나타낸 도면.3 shows the construction and operating state of the device invention according to the invention.
도 4는 최대하 운동 검사에서의 점증 부하 단계별 측정 프로토콜에 따른 측정 대상자에 대한 심박수 측정치를 도표로 나타낸 도면.FIG. 4 is a graphical representation of heart rate measurements for subjects subject to incremental loading step measurement protocols in submaximal exercise testing. FIG.
도 5는 측정 대상자에 대한 최대 운동 부하 검사 결과를 도표로 나타낸 도면.5 is a diagram showing the results of the maximum exercise load test for the measurement subjects.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
S10: 회귀 분석 단계 S20: 심박수 데이터 수집 단계S10: Regression Analysis Step S20: Heart Rate Data Collection Phase
S30: 지표 제어변수의 추정치 추산 단계S30: estimating the estimated value of the indicator control variable
S40: 운동 기구 목표 제어값 결정 단계S40: determination of the exercise apparatus target control value
S50: 운동 기구 작동 제어 단계S50: exercise equipment operation control step
100: 제어 메모리부 200: 심박수 데이터 수집부100: control memory 200: heart rate data collection unit
300: 지표 제어변수 추정치 연산부 300: indicator control variable estimation unit
400: 운동 기구 목표 제어값 데이터베이스400: fitness equipment target control value database
500: 운동 기구 작동 제어부 600: 기구 제어부500: exercise machine operation control unit 600: mechanism control unit
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070128160A KR100953371B1 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | A Method For Controlling Workload by Measuring Heart Rate in Sub-maximal Exercise Test And A System For Controlling Workload OF Fitness Apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070128160A KR100953371B1 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | A Method For Controlling Workload by Measuring Heart Rate in Sub-maximal Exercise Test And A System For Controlling Workload OF Fitness Apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090061230A true KR20090061230A (en) | 2009-06-16 |
KR100953371B1 KR100953371B1 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=40990749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070128160A KR100953371B1 (en) | 2007-12-11 | 2007-12-11 | A Method For Controlling Workload by Measuring Heart Rate in Sub-maximal Exercise Test And A System For Controlling Workload OF Fitness Apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100953371B1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013002568A2 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 한국과학기술원 | Method for suggesting appropriate exercise intensity through estimation of maximal oxygen intake |
WO2013018992A2 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | 한국과학기술원 | Method of maintaining aerobic exercise for promoting fat burning |
KR101301305B1 (en) * | 2009-08-28 | 2013-09-10 | 주식회사 누가의료기 | Method of exercise prescription |
KR101379666B1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-04-01 | 한국생산기술연구원 | Apparatus and method for adjusting exercise load of aeribic exercise equipment and estimating energe consumption of people who exercise according to the exercise load |
KR20190094785A (en) | 2018-02-06 | 2019-08-14 | 힐라리스 주식회사 | Test apparatus for health care |
KR102358696B1 (en) * | 2020-09-11 | 2022-02-07 | 황은진 | Cardiorespiratory Fitness measurement system and method thereof |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101428780B1 (en) | 2012-07-31 | 2014-08-08 | 한국생산기술연구원 | Apparatus and method for estimating heart-lung ability using treadmill |
KR101723404B1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-04-05 | (주)컨시더씨 | Method of providing virtual riding using bicycle |
KR20190086102A (en) | 2018-01-12 | 2019-07-22 | 대전과학기술대학교 산학협력단 | Exercise load monitoring system for heart rate and heart rate measurement |
KR20230101518A (en) | 2021-12-29 | 2023-07-06 | 주식회사 티알 | System for evaluating of cardiopulmonary respiratory rehabilitation using radar sensor and wearable device and method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002253538A (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-10 | Tanita Corp | Physical fitness measuring device |
JP3979182B2 (en) * | 2002-05-24 | 2007-09-19 | オムロンヘルスケア株式会社 | Exercise intensity determination apparatus, exercise intensity determination method, and exercise apparatus |
JP2005237538A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fitness device |
-
2007
- 2007-12-11 KR KR1020070128160A patent/KR100953371B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101301305B1 (en) * | 2009-08-28 | 2013-09-10 | 주식회사 누가의료기 | Method of exercise prescription |
WO2013002568A2 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 한국과학기술원 | Method for suggesting appropriate exercise intensity through estimation of maximal oxygen intake |
WO2013002568A3 (en) * | 2011-06-30 | 2013-04-11 | 한국과학기술원 | Method for suggesting appropriate exercise intensity through estimation of maximal oxygen intake |
WO2013018992A2 (en) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | 한국과학기술원 | Method of maintaining aerobic exercise for promoting fat burning |
WO2013018992A3 (en) * | 2011-08-04 | 2013-04-04 | 한국과학기술원 | Method of maintaining aerobic exercise for promoting fat burning |
KR101379666B1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-04-01 | 한국생산기술연구원 | Apparatus and method for adjusting exercise load of aeribic exercise equipment and estimating energe consumption of people who exercise according to the exercise load |
KR20190094785A (en) | 2018-02-06 | 2019-08-14 | 힐라리스 주식회사 | Test apparatus for health care |
KR102358696B1 (en) * | 2020-09-11 | 2022-02-07 | 황은진 | Cardiorespiratory Fitness measurement system and method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100953371B1 (en) | 2010-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100953371B1 (en) | A Method For Controlling Workload by Measuring Heart Rate in Sub-maximal Exercise Test And A System For Controlling Workload OF Fitness Apparatus | |
TWI321465B (en) | Automatic evaluation method and system of cardio-respiratory fitness | |
WO2013002568A2 (en) | Method for suggesting appropriate exercise intensity through estimation of maximal oxygen intake | |
Arena | Exercise testing and training in chronic lung disease and pulmonary arterial hypertension | |
Plato et al. | Predicting lactate threshold using ventilatory threshold | |
Austin et al. | Reliability of near-infrared spectroscopy for determining muscle oxygen saturation during exercise | |
EP3113676A1 (en) | Real-time and continuous determination of excess post-exercise oxygen consumption and the estimation of blood lactate | |
KR101428780B1 (en) | Apparatus and method for estimating heart-lung ability using treadmill | |
Roecker et al. | Increase characteristics of the cumulated excess-CO2 and the lactate concentration during exercise | |
Dalleck et al. | Development of a metabolic equation for the NuStep recumbent stepper in older adults | |
CN109350069A (en) | A method of teenager's daily routines oxygen uptake and exercise intensity are calculated by load heart rate | |
Hollmann et al. | Methods for measurement of physical fitness and training recommendations in studies on humans | |
US20230165537A1 (en) | Method and system for predicting a vo2max measurement | |
KR101456470B1 (en) | System for diagnosis and treatment of cold hypersensitivity, and method of controlling thereof | |
KR20080014614A (en) | A method for fitness measurement by measuring signals from a living body | |
CN115512834A (en) | Exercise rehabilitation evaluation system suitable for heart failure patients | |
US20230138921A1 (en) | A method and system for determining exercise parameters including aerobic endurance based on heart rate curve analysis | |
Wang et al. | Graded exercise test with or without load carriage similarly measures maximal oxygen uptake in young males and females | |
Ries | The role of exercise testing in pulmonary diagnosis | |
Agarwal et al. | Acute effect of uphill and downhill treadmill walk on cardiovascular response and perceived exertion in young sedentary individual | |
Dolmage et al. | Learning from the learning effect in the six-minute-walk test | |
Jamison et al. | Exponential protocols for cardiopulmonary exercise testing on treadmill and cycle ergometer | |
Wisén et al. | Exercise testing using a cycle or treadmill: a review of various protocols | |
Clark et al. | Exercise dynamics at submaximal workloads in patients with chronic heart failure | |
RU2794609C1 (en) | Training load management method (embodiments) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130329 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130409 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150713 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160328 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170327 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180406 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |