KR20110023815A - Method of exercise prescription - Google Patents

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KR20110023815A KR1020100083737A KR20100083737A KR20110023815A KR 20110023815 A KR20110023815 A KR 20110023815A KR 1020100083737 A KR1020100083737 A KR 1020100083737A KR 20100083737 A KR20100083737 A KR 20100083737A KR 20110023815 A KR20110023815 A KR 20110023815A
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Abstract

PURPOSE: An exercise prescription method is provided to determine whether to change an exercise prescription based on a PSD(Power Spectrum Density) value and a QT interval using a heart beat variation, thereby realizing a stable exercise in consideration of fatigue of a user. CONSTITUTION: A user terminal detects a bio signal of a user. The detected bio signal is transmitted to an exercise machine terminal through Bluetooth. A slave module(110) is coupled with a chest belt so that the slave module is worn on a chest. A master module(210) and an arm band are worn on a part between a shoulder and an elbow. The exercise machine terminal receives exercise history information of a user from an exercise machine managing server(400).

Description

운동처방 방법{Method of exercise prescription}Method of exercise prescription

본 발명은 운동기구 관리서버, 다수 운동기구 단말기, 사용자 단말기를 구비하여 이루어지는 운동처방 시스템에서 운동처방을 위한 파라미터 추출 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는, VO2(산소소비율), 신체정보, 환기역치로 도달하기 까지의 시간, 심박수를 통해 개인별 VO2max(최대 산소섭취량)를 추정하여 초기 운동처방을 결정하며, 운동 중 실시간으로 측정되는 HR(심박수)가 기 설정된 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도를 재조정하며, HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio의 상태에 따라서 운동강도를 재조정하며, 심전도의 QT간격(QT interval) 안정시 값에 비해 급격한 변화가 생길 경우 운동강도 재조정하도록 이루어진 운동처방 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting a parameter for exercise prescription in an exercise prescription system comprising an exercise machine management server, multiple exercise machine terminals, and a user terminal, and more specifically, to VO2 (oxygen consumption rate), body information, and ventilation thresholds. The initial exercise prescription is determined by estimating individual VO2max (maximum oxygen intake) based on the time to reach and the heart rate.If the HR (heart rate) measured in real time during the exercise is outside the preset target heart rate range, the exercise intensity is readjusted. , Exercise intensity is adjusted according to the state of LF / HF ratio obtained through PSD analysis of HRV, and the exercise intensity is adjusted to adjust the exercise intensity when a sudden change occurs when the QT interval of ECG is stabilized. will be.

운동시 동작의 모니터링은 주로 운동시의 동영상 정보를 기록하여 당사자에게 피드백하는 방법에 의해 이루어지는데, 이러한 영상 정보를 기록하기위해서 사용자는 영상 기록 장치를 별도로 구비하여야하고 이를 조작하는 조력자가 함께 동행해야한다. 이 경우, 사용자는 자신이 운동하는 도중 스스로의 동작을 모니터링하는 것은 어렵다.Monitoring of motion during exercise is mainly done by recording the video information during exercise and feeding back to the party. To record the video information, the user must have a separate video recording device and accompanied by a helper who manipulates it. do. In this case, it is difficult for the user to monitor his or her own movement while exercising.

최근들어, 운동을 수행하는 대상에게 접촉되어 대상자의 생체신호를 측정하고, 대상자 또는 운동기구의 움직임에 따른 운동신호를 측정하여 생체신호 및 운동신호를 송신하는 운동 감지 장치와, 생체신호 및 운동신호로부터 생체정보 및 운동정보를 얻고, 생체정보로부터 대상자가 최적의 생체상태인 회수구간을 얻으며, 회수구간동안 운동정보로부터 최적의 운동결과를 구하여 대상자에게 알리는 이동 단말기를 포함하여 이루어지는 골프나 테니스와 같은 운동시의 운동 동작 모니터링 장치에 대한 연구들이 이루어지고 있다. Recently, a motion detection device for contacting a subject performing exercise to measure a living body signal of the subject, measuring a movement signal according to the movement of the subject or the exercise equipment, and transmitting the living body signal and the movement signal; A mobile terminal which obtains biometric information and exercise information from the subject, obtains a recovery period that is optimal for the patient from the biometric information, obtains an optimal exercise result from the exercise information during the recovery period, and informs the subject. Researches on exercise motion monitoring devices during exercise have been made.

그러나 이러한 연구들에 있어서도 생체신호를 측정하는 장치에 의해 운동자의 몸이 구속되며, 실시간적으로 운동처방을 받기 힘들며, 특히 공식화, 정량화, 개량화된 각 사용자에 맞는 운동처방을 얻기 힘들다.However, even in these studies, the body of the exerciser is constrained by the apparatus for measuring the biosignal, and it is difficult to receive exercise prescription in real time, and it is difficult to obtain the exercise prescription for each user who is formulated, quantified, and improved.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, VO2(산소소비율), 신체정보, 환기역치로 도달하기 까지의 시간, 심박수를 통해 개인별 VO2max(최대 산소섭취량)를 추정하여 초기 운동처방을 결정하며, 운동 중 실시간으로 측정되는 HR(심박수)가 기 설정된 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도를 재조정하며, HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio의 상태에 따라서 운동강도를 재조정하며, 심전도의 QT간격(QT interval) 안정시 값에 비해 급격한 변화가 생길 경우 운동강도 재조정하도록 이루어진 운동처방 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to determine the initial exercise prescription by estimating the individual VO2max (maximum oxygen intake) through the VO2 (oxygen rate), body information, time to reach the ventilation threshold, heart rate, and real-time during exercise If the HR (heart rate) measured is out of the target target heart rate zone, the exercise intensity is readjusted, and the exercise intensity is readjusted according to the state of the LF / HF ratio obtained through PSD analysis of the HRV, and the QT interval of the electrocardiogram (QT interval). ) It provides exercise prescription method to adjust exercise intensity when there is a sudden change compared to the value at rest.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 운동 중 측정된 심박수 및 심박변이도 그리고 운동시설 사용초기에 입력된 기본개인정보 및 기초체력측정정보를 통해 최대 산소섭취량(이하 VO2Max라 함)을 구하여 이를 통해 운동처방을 결정하는 운동처방 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to obtain the maximum oxygen intake (hereinafter referred to as VO2Max) through the basic personal information and basic fitness information input during the use of the heart rate and heart rate variability measured during exercise and the exercise facility It is to provide an exercise prescription method for determining exercise prescription.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 운동중 운동처방변경여부는 심박변이도(HRV) 등을 이용하여 구하여진 PSD(power spectrum density) 수치 및 QT interval을 근거로 결정되는 운동처방 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an exercise prescription method is determined on the basis of the power spectrum density (PS) value and QT interval obtained by using the HRV, etc. will be.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 운동기구 관리서버, 다수 운동기구 단말기, 사용자 단말기를 구비하여 이루어지되, 사용자 단말기 등을 통해 운동 중의 사용자의 생체신호 등을 측정하며, 이렇게 얻어진 기본개인정보, 체력측정정보, 그리고 최대 산소섭취량(이하 VO2Max라 함)를 통해 공식화, 정량화, 개량화된 각 사용자에 맞는 운동처방을 결정하여 실시간적으로 각 운동기구 제어하는 운동처방 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is provided with a sports equipment management server, a plurality of sports equipment terminals, a user terminal, and measures the user's bio-signals during exercise through the user terminal, etc., the basic personal information thus obtained It provides the exercise prescription method to control the exercise equipment in real time by determining the exercise prescription for each user who is formulated, quantified, and improved through fitness, fitness measurement information, and maximum oxygen intake (hereinafter referred to as VO2Max).

본 발명은, 사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서, 사용자들의 운동 부하검사(Modified Balke Protocol) 수행을 통해 환기역치를 검출하고, 상기 환기역치로 도달하기 까지의 시간과 상기 환기역치 시의 개인별 심박수(HR)를 바탕으로 개인별 VO2(산소소비율)를 구하고, 구하여진 상기 VO2, 신체정보, 상기 환기역치로 도달하기 까지의 시간, 심박수를 통해 개인별 VO2max(최대 산소섭취량)를 구하고, 구하여진 VO2max를 이용하여 초기 운동처방을 결정하는 초기 운동처방단계; 를 적어도 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.The present invention, in the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting a bio-signal of the user, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for integrated management of the exercise equipment terminal In addition, the user detects the ventilation threshold by performing a modified balke protocol, and based on the time to reach the ventilation threshold and the personal heart rate (HR) at the ventilation threshold, the individual oxygen VO2 (oxygen ratio) is determined. An initial exercise prescription step of obtaining an individual VO2max (maximum oxygen intake) from the obtained VO2, body information, time to reach the ventilation threshold, heart rate, and using the obtained VO2max; It characterized in that it comprises at least.

또한. 본 발명은, 사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서, 운동기구 관리서버에 개인별 설문 조사 및 기초체력 정보, 개인정보로부터 질환여부를 판단하여 개인별로 정상군 카테고리와 질환군 카테고리 중 하나로 지정 저장하며, 운동기구 단말기는 운동 중 실시간으로 측정되는 HR(심박수)가 기 설정된 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도를 재조정하며, HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio의 상태에 따라서 운동강도를 재조정하며, 심전도의 QT간격(QT interval) 안정시 값에 비해 급격한 변화가 생길 경우 운동강도 재조정하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.Also. The present invention, in the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting a bio-signal of the user, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for integrated management of the exercise equipment terminal In the exercise equipment management server, the individual questionnaire, basic fitness information, and personal information determine whether the disease is classified as one of the normal group and disease group category for each individual, and the exercise equipment terminal measures HR (heart rate) measured in real time during exercise ) Is outside the preset target heart rate range, and the exercise intensity is readjusted, and the exercise intensity is readjusted according to the LF / HF ratio obtained through PSD analysis of HRV, and compared to the QT interval stabilization value of ECG. It is characterized in that it is made to readjust the exercise intensity when a sudden change occurs.

본 발명은 사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서, 심박수(HR), 심박변이도(HRV) 및 기본개인정보와 기초체력측정정보를 바탕으로 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정하는 초기 운동처방단계를 적어도 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a method for prescribing exercise in an exercise prescription system comprising a user terminal detecting a bio signal of a user, an exercise machine terminal mounted on an exercise machine, and an exercise machine management server for integrated management of the exercise machine terminal. At least an initial exercise prescription step of estimating VO2max based on HR, HRV, and basic personal information and basic fitness information, and determining an initial exercise prescription from the estimated VO2max. .

사용자가 남자인 경우, 상기 VO2는, If the user is a male, the VO2 is

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기서, HR은 환기역치에 도달했을 때의 사용자 심박수이며, time은 환기역치에 도달했을 때의 도달 시간)Where HR is the user heart rate when the ventilation threshold is reached and time is the arrival time when the ventilation threshold is reached.

에 의해 구해지며,Saved by

상기 VO2max는,VO2max is,

Figure pat00002
Figure pat00002

(여기서, bodyfat_mass는 체지방양을 의미하고, age는 나이, waist는 허리둘레 크기, var.time은 운동시작부터 환기역치 시점까지 시간변화량, Obesity는 비만치, slop.VO2는 VO2값에서 VO2max까지 변화하는 슬로프의 기울기임)Where bodyfat_mass is the amount of body fat, age is the waist, waist is the size of the waist circumference, var.time is the amount of time change from the start of the exercise to the ventilation threshold, obesity is obesity, and slop.VO 2 is the value of VO2 to VO2max. Slope of the changing slope)

에 의해 구해진다.Obtained by

사용자가 여자인 경우, 상기 VO2는, If the user is a woman, the VO2,

Figure pat00003
Figure pat00003

(여기서, HR은 환기역치에 도달했을 때의 사용자 심박수이며, time은 환기역치에 도달했을 때의 도달 시간)Where HR is the user heart rate when the ventilation threshold is reached and time is the arrival time when the ventilation threshold is reached.

에 의해 구해지지며, Saved by

상기 VO2max는,VO2max is,

Figure pat00004
Figure pat00004

(여기서, age는 나이, SBP는 수축기혈압, var.time은 운동시작부터 환기역치 시점까지 시간변화량, VO2.rest는 안정상태에서의 VO2 값, time.VT는 환기역치에 도달했을 때의 시간임)Where age is age, SBP is systolic blood pressure, var.time is the amount of time change from the start of the exercise to the ventilation threshold, VO2.rest is the VO2 value at steady state, and time.VT is the time when the ventilation threshold is reached. )

에 의해 구해진다.Obtained by

비만치인 상기 Obesity는 Obesity is obese

Figure pat00005
Figure pat00005

(여기서, Weight는 몸무게이고, height는 키이고, ideal.weight는 남자의 경우에 (height - 100)x0.92 이고, 여자의 경우에는 (height - 100)×0.86임)(Weight is weight, height is height, ideal.weight is (height-100) x0.92 for men, (height-100) × 0.86 for women)

에 의해 구해진다.Obtained by

상기 초기 운동처방단계에 앞서, 이용자가 운동시설에 처음 방문시, 사용자 ID를 사용자 단말기내에 저장함과 동시에 운동기구 관리서버에 등록하는 이용자 등록단계, 상기 이용자 등록 단계후, 이용자의 신장, 체중, 성별, 나이, 병력, 현재 질병/치료 유무의 개인 기본정보를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기본정보 조사단계, 기본정보 조사단계후, 기본정보를 바탕으로 한 유연성, 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 근력을 포함하는 기본 체력상태를 측정하여 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기초체력 평가단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.Prior to the initial exercise prescription step, when the user first visits the exercise facility, the user registration step of storing the user ID in the user terminal and registering the exercise equipment management server, and after the user registration step, the height, weight, gender of the user Basic information research step to save personal basic information of age, medical history, current disease / treatment by user ID in exercise equipment management server, basic information research step, flexibility, agility, muscular endurance, quickness based on basic information It further comprises a basic fitness evaluation step of measuring the basic fitness state, including the balance, muscle strength, and stores in the exercise equipment management server for each user ID.

또한 상기 기초체력 평가단계와 상기 초기 운동처방단계의 사이에, 운동기구 단말기에서 설정된 운동 프로토콜을 이행하여 유산소 운동을 행하되, 운동기구 단말기는 상기 유산소 운동에 따른 사용자의 능력을 평가를 행하며, 결과를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 유산소운동 평가단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, between the basic physical fitness evaluation step and the initial exercise prescription step, perform the aerobic exercise by implementing the exercise protocol set in the exercise equipment terminal, the exercise equipment terminal evaluates the user's ability according to the aerobic exercise, the results It characterized in that it further comprises aerobic exercise evaluation step to store in the exercise equipment management server for each user ID.

본 발명인 사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서, 10회 최대 반복량(10RM) 테스트를 통해 1RM(1회 최대 반복량)을 추정하며, 추정된 1RM 값으로부터 운동자의 근력 운동능력을 추정하여 운동시의 횟수, 중량, 세트 수를 결정하는 초기운동 처방단계를 적어도 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.In the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting the bio-signal of the user of the present invention, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for integrated management of the exercise equipment terminal, 10 Initial exercise prescription that estimates 1RM (1st maximum repetition amount) through 10RM (Maximum Repetition Amount) test, and estimates the number of times, weight, and number of sets during exercise by estimating the muscular strength ability of exerciser from estimated 1RM value It characterized in that it comprises at least a step.

상기 1회 최대 반복량(1RM) 추정은 The one-time maximum repetition amount (1RM) estimation

Figure pat00006
Figure pat00006

(단, REPS는 횟수(반복수), load는 중량임.)(However, REPS is the number of times (repeat), load is the weight.)

에 의해 구하여지는 것을 특징으로 한다.It is characterized by being obtained by.

상기 초기 운동처방단계에 앞서, 이용자가 운동시설에 처음 방문시, 사용자 ID를 사용자 단말기내에 저장함과 동시에 운동기구 관리서버에 등록하는 이용자 등록단계, 상기 이용자 등록 단계후, 이용자의 신장, 체중, 성별, 나이, 병력, 현재 질병/치료 유무의 개인 기본정보를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기본정보 조사단계, 기본정보 조사단계후, 기본정보를 바탕으로 한 유연성, 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 근력을 포함하는 기본 체력상태를 측정하여 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기초체력 평가단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.Prior to the initial exercise prescription step, when the user first visits the exercise facility, the user registration step of storing the user ID in the user terminal and registering the exercise equipment management server, and after the user registration step, the height, weight, gender of the user Basic information research step to save personal basic information of age, medical history, current disease / treatment by user ID in exercise equipment management server, basic information research step, flexibility, agility, muscular endurance, quickness based on basic information It further comprises a basic fitness evaluation step of measuring the basic fitness state, including the balance, muscle strength, and stores in the exercise equipment management server for each user ID.

사용자가 사용자 단말기를 장착하고 운동기구를 사용할 때, 운동기구 단말기는 사용자 단말기로부터 사용자 ID를 수신하여 현재 운동기구 사용자를 파악하며, 수신된 사용자 ID를 운동기구 관리서버로 전송하는 사용자인식단계, 사용자인식단계 후, 운동기구 관리서버는 수신된 사용자 ID가 운동기구 관리서버에 기 등록된 사용자ID인지를 확인하여 사용자 인식을 행하고, 운동기구와 제대로 연결되었는지 확인하며, 운동기구의 설정을 확인하는 서버인식단계, 서버인식단계 후, 운동처방 정보가 이미 제공된 바가 있는 경우에는, 현 운동 처방정보를 갱신하거나, 현재 운동 중인 운동의 다음 운동을 위한 기구정보를 갱신하며, 지난번 운동 후에 새롭게 처방된 기구정보를 갱신하는 운동처방정보 갱신단계, 서버인식단계 후, 운동처방 정보가 한번도 제공된 적이 없는 경우에는, 심박수(HR), 심박변이도(HRV) 및 기본개인정보와 기초체력측정정보를 바탕으로 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정하는 초기 운동처방을 포함한 데이터베이스 생성하는 최초 운동처방 정보 제공단계를 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다.When the user mounts the user terminal and uses the exercise equipment, the exercise equipment terminal receives the user ID from the user terminal to identify the current exercise equipment user, and transmits the received user ID to the exercise equipment management server. After the recognition step, the exercise equipment management server checks whether the received user ID is a user ID registered in advance in the exercise equipment management server, and performs user recognition, checks whether it is properly connected with the exercise equipment, and checks the setting of the exercise equipment. After the recognition step and the server recognition step, if the exercise prescription information has already been provided, update the current exercise prescription information, or update the device information for the next exercise of the current exercise, and newly prescribed device information after the last exercise Exercise prescription information update step to update the after, server recognition step, once provided exercise prescription information If not, create a database that includes an initial exercise regimen that estimates VO2max based on heart rate (HR), heart rate variability (HRV), and basic personal and basic fitness measurements, and determines the initial exercise prescription from the estimated VO2max. It characterized in that it comprises at least the first exercise prescription information providing step.

또한 상기 운동처방정보 갱신단계는, 심박변이도를 주파수 도메인 분석을 행하여 PSD(power spectrum density)를 구하고, 심전도의 QT 간격을 구하여, 기준범위와 비교하여 운동처방정보 갱신여부를 결정하는 것을 특징으로 한다. 상기 운동처방정보 갱신단계 후 또는 상기 최초 운동처방 정보 제공단계 후에, 운동기구를 정하고, 운동정보를 확인하여 운동기구를 운동처방에 따라 설정하는 운동처방정보 획득/설정단계, 상기 운동처방정보 획득/설정단계 후, 수신된 운동처방에 따라 운동기구의 로드, 속도, 각도, 시간을 설정하는 운동기구 제어단계, 상기 운동기구 제어단계 후, 운동 중 실시간적으로 수신된 생체신호를 분석하여 운동상태 모니터링 및 기구제어에 대한 적정수준인지를 평가하는 바이오피드백 감시단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the exercise prescription information updating step, by performing a frequency domain analysis of the heart rate variability to obtain a power spectrum density (PSD), to obtain a QT interval of the electrocardiogram, and to determine whether to update the exercise prescription information compared to the reference range . After the exercise prescription information updating step or after the initial exercise prescription information providing step, an exercise prescription information acquiring / setting step of setting an exercise machine according to an exercise prescription by determining an exercise device, checking exercise information, and obtaining the exercise prescription information / After the setting step, the exercise device control step of setting the load, speed, angle, time of the exercise device according to the received exercise prescription, after the exercise device control step, monitoring the exercise state by analyzing the bio-signal received in real time during the exercise And a biofeedback monitoring step of evaluating whether the level is appropriate for the instrument control.

또한 상기 운동기구 제어단계와 상기 바이오피드백 감시단계의 사이에,In addition, between the exercise equipment control step and the biofeedback monitoring step,

사용자 단말기에서 심전도, 광용적맥파(PPG), 활동도(ACC), 체온 등의 생체 신호를 검출하는 생체정보 획득단계, 상기 생체정보 획득단계에서 검출된 생체신호로부터 동잡음 및 간섭잡음을 제거하는 잡음제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 바이오피드백 감시단계 후에, 수신된 생체정보 및 설정된 운동처방을 운동기구 단말기에 저장하는 운동정보 저장단계, 상기 운동정보 저장단계 후에, 운동기구 단말기에 저장된 유산소 운동정보를 운동기구 관리서버로 전송하며 운동종료여부를 판단하는 운동정보 전송단계, 상기 운동정보 전송단계 후에, 운동기구 관리서버는 운동기구 단말기로부터 수신된 정보를 사용자 ID별로 저장하고 관리하는 정보 업데이트단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A biometric information acquisition step of detecting a biosignal such as an electrocardiogram, optical volume pulse wave (PPG), activity (ACC), body temperature, etc. in the user terminal, and removing the dynamic noise and interference noise from the biosignal detected in the biometric information acquisition step Characterized in that it further comprises a noise removing step. After the biofeedback monitoring step, the exercise information storage step of storing the received biometric information and the set exercise prescription in the exercise equipment terminal, after the exercise information storage step, and transmits aerobic exercise information stored in the exercise equipment terminal to the exercise equipment management server After the exercise information transmission step of determining whether the exercise is finished, the exercise information transmission step, the exercise equipment management server further comprises an information update step of storing and managing the information received from the exercise equipment terminal for each user ID.

사용자가 사용자 단말기를 장착하고 운동기구를 사용할때, 운동기구 단말기는 사용자 단말기로부터 사용자 ID를 수신하여 현재 운동기구 사용자를 파악하며, 수신된 사용자 ID를 운동기구 관리서버로 전송하는 사용자인식단계, 상기 사용자인식단계 후, 운동기구 관리서버는 수신된 사용자 ID가 운동기구 관리서버에 기 등록된 사용자ID인지를 확인하여 사용자 인식을 행하고, 운동기구와 제대로 연결되었는지 확인하며, 운동기구의 설정을 확인하는 서버인식단계, 상기 서버인식단계 후에, 운동처방 정보가 이미 제공된바가 있는 경우에는, 현 운동 처방정보를 갱신하거나, 현재 운동 중인 운동의 다음 운동을 위한 기구정보(즉, 다음 세트, 다음운동기구 처방정보)를 갱신하며, 지난 운동 시의 중량, 회수, 세트 수와 저장된 데이터 베이스를 토대로 새로운 운동처방를 행하는 운동처방정보 갱신단계, 상기 서버인식단계 후에, 운동처방 정보가 한번도 제공된 적이 없는 경우에는, 10회 최대 반복량(10RM) 테스트를 통해 1RM(1회 최대 반복량)을 추정하며, 추정된 1RM 값으로부터 운동자의 근력 운동능력을 추정하여 운동시의 횟수, 중량, 세트 수를 결정하는 최초 운동처방 정보 제공단계, 상기 운동처방정보 갱신단계 후 또는 상기 최초 운동처방 정보 제공단계 후에, 운동기구를 설\정하고, 운동정보를 확인하여 운동기구를 운동처방에 따라 설정하는 운동처방 정보 획득/설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.When the user mounts the user terminal and uses the exercise equipment, the exercise equipment terminal receives the user ID from the user terminal to identify the current exercise equipment user, and transmits the received user ID to the exercise equipment management server. After the user recognition step, the exercise equipment management server checks whether the received user ID is a user ID registered in advance in the exercise equipment management server to perform user recognition, check whether it is properly connected to the exercise equipment, and check the setting of the exercise equipment. After the server recognition step and the server recognition step, if the exercise prescription information has already been provided, update the current exercise prescription information, or device information (ie next set, next exercise device prescription for the next exercise of the current exercise) Information based on weights, recalls, set numbers, and stored databases from your last workout. After the exercise prescription information update step for performing exercise prescription and the server recognition step, if the exercise prescription information has never been provided, the maximum maximum repetition amount (RM) is estimated by estimating 1RM (10 times maximum repetition amount) through 10 times maximum repetition amount test. After the initial exercise prescription information providing step, the exercise prescription information updating step or after the initial exercise prescription information providing step of estimating the number of athletes' strength exercise capacity from the 1RM value, the weight, the number of sets during exercise, the exercise equipment It is characterized in that it comprises a step of acquiring / setting the exercise prescription information to set the exercise equipment according to the exercise prescription by setting the exercise information.

또한 상기 운동처방 정보 획득/설정 단계후에, 운동처방정보 (횟수, 중량, 세트 수)를 획득하며, 운동 중 기구에 부착된 센서로부터 근력 능력/상태를 모니터링하며, 다음세트/기구 운동량 적정수준을 평가(센서데이터로부터 중량, 횟수 이용)하는 바이오피드백 감시단계, 상기 바이오피드백 감시단계 후에, 운동처방된 데이터의 마지막 단계의 정보인지, 실시간 운동처방정보(횟수, 중량, 세트 수)를 변경하려 하는지, 운동자가 위험상태인지를 알람으로 알리는 운동중 정보제공단계,상기 운동중 정보제공단계 후에, 운동종료인지, 운동 중 일시중지 상황인지를 판단하는 운동지속여부 판단단계, 상기 운동지속여부 판단단계 후에, 무산소 운동 중 단말기에 저장된 실제/변경 실행된 중량, 횟수, 세트 수관련 운동 정보를 운동기구 관리서버로 전송하며, 운동종료여부를 판단하는 운동정보 저장/전송단계, 상기 운동정보 저장/전송단계 후에, 운동기구 관리서버는 운동기구 단말기로부터 수신된 정보를 사용자 ID별로 저장하고 관리하는 정보 업데이트단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after obtaining / setting the exercise prescription information, the exercise prescription information (number, weight, number of sets) is obtained, the strength capacity / status is monitored from the sensor attached to the machine during exercise, and the next set / mechanism exercise amount is appropriately adjusted. Biofeedback monitoring step of evaluating (using weight, number of times from sensor data), after the biofeedback monitoring step, is information of the last step of exercise prescribed data or whether to change real-time exercise prescription information (number, weight, number of sets) During the exercise information providing step of notifying the exerciser in a dangerous state by the alarm, After the information providing step during the exercise, After the exercise determination step to determine whether the end of the exercise, the pause during exercise, After the exercise duration determination step During the anaerobic exercise, transmits the exercise information related to the actual weight, the number of times, and the number of sets stored in the terminal to the exercise equipment management server. After the exercise information storage / transmission step of determining whether or not the end, the exercise information storage / transmission step, the exercise equipment management server further includes an information update step of storing and managing the information received from the exercise equipment terminal for each user ID It features.

본 발명에서, 운동기구 단말기는 운동 중 실시간으로 측정되는 HR(심박수)이 기 설정된 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도를 재조정하되, 타겟 심박수 영역보다 높은 HR이 1분간 1회 지속되면 일시적으로 처방된 운동강도보다 한단계 낮은 운동으로 재설정하고, 타겟 심박수 영역보다 낮은 HR이 3분간 지속 시 처방된 운동강도보다 한단계 높은 운동강도로 재설정하도록 이루어진다.In the present invention, the exercise device terminal readjusts the exercise intensity when HR (heart rate) measured in real time during exercise is outside the preset target heart rate region, and temporarily prescribed when HR higher than the target heart rate region persists once for one minute. The exercise is reset to one step lower than the exercise intensity, and the HR lower than the target heart rate zone is reset to one step higher than the prescribed exercise intensity for 3 minutes.

본 발명에서 운동기구 단말기는, 2주동안 처방받은 운동이 사용자에게 맞지 않아 타겟 심박수 영역보다 높은 HR로 인한 운동처방 변경이 3회이상 일어난 경우는 운동레벨을 재설정하여 운동처방을 수행하도록 이루어진다.In the present invention, the exercise device terminal is configured to perform the exercise prescription by resetting the exercise level when the prescribed exercise for two weeks does not fit the user and the exercise prescription change due to HR higher than the target heart rate region occurs three or more times.

본 발명에서, 타겟 심박수 영역은, 질환군과 정상군 별로, 최소운동강도에서 최대운동강도로 구비되되,In the present invention, the target heart rate region is provided with a maximum exercise intensity from the minimum exercise intensity, for each disease group and normal group,

질환군의 최소운동강도 = 0.5×(maxHR-restHR)-restHRMinimum exercise intensity of disease group = 0.5 × (maxHR-restHR) -restHR

질환군의 최대운동강도 = 0.75×(maxHR-restHR)-restHRMaximum exercise intensity of disease group = 0.75 × (maxHR-restHR) -restHR

정상군의 최소운동강도 = 0.6×(maxHR-restHR)-restHRMinimum exercise intensity of normal group = 0.6 × (maxHR-restHR) -restHR

정상군의 최대운동강도 = 0.85×(maxHR-restHR)-restHRMaximum exercise intensity of normal group = 0.85 × (maxHR-restHR) -restHR

(여기서, maxHR는 최대 심박수이며, restHR는 안정시 심박수임)Where maxHR is your maximum heart rate and restHR is your resting heart rate

으로 이루어진다.Is done.

본 발명에서, 운동기구 단말기는 HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio의 상태에 따라서 운동강도를 재조정하되,In the present invention, the exercise device terminal readjusts the exercise intensity according to the state of the LF / HF ratio obtained through the PSD analysis of HRV,

LF/HF ratio가 운동 중 실시간으로 1분 단위로 모니터링되며, 2주동안 처방받은 운동에 대해 안정 범위(1.5~2)보다 2배 이상 높거나 낮은 상태가 3회 이상 발생한 경우 처방받은 운동처방보다 낮은 강도로 자동 재설정되도록 이루어진다.The LF / HF ratio is monitored in real-time during exercise during 1 minute, and when exercise occurs over 2 times higher or lower than stable range (1.5 ~ 2) for 2 weeks, Automatic reset to low intensity.

본 발명에서, 상기 운동기구 단말기는 심전도의 QT간격(QT interval) 안정시 값에 비해 급격한 변화가 생길 경우 운동강도 재조정하되, 안정 시 QT 간격을 기준값으로 하고, 운동 시 실시간 감시를 통해 운동으로 인한 증가가 아닌 비정상적인 급격한 증가가 2주 내에 3회이상 발생한 경우 처방받은 운동처방보다 낮은 강도로 자동 재설정되도록 이루어진다.
In the present invention, the exercise device terminal is readjusted to the exercise intensity when a sudden change occurs compared to the QT interval (QT interval) stable value of the electrocardiogram, the QT interval when the stability is set as a reference value, due to exercise through real-time monitoring If abnormal abnormal increase occurs more than 3 times within 2 weeks, it is automatically reset to lower intensity than prescribed exercise prescription.

본 발명의 운동처방방법은 운동 중 측정된 심박수 및 심박변이도 그리고 운동시설 사용초기에 입력된 기본개인정보 및 기초체력측정정보를 통해 최대 산소섭취량(이하 VO2Max라 함)을 구하여 이를 통해 운동처방을 결정한다. 따라서 보다 사용자에게 적합한 운동처방을 제시한다.Exercise prescription method of the present invention obtains the maximum oxygen intake (hereinafter referred to as VO2Max) from the heart rate and heart rate measured during exercise and basic personal information and basic fitness measurement information entered at the beginning of the use of the exercise facility to determine the exercise prescription through this do. Therefore, the exercise prescription suitable for the user is suggested.

본 발명의 운동처방방법에 있어서, 운동중 운동처방변경여부는 심박변이도(HRV) 등을 이용하여 구하여진 PSD(power spectrum density) 수치 및 QT interval을 근거로 결정하여, 사용자의 피로도 등을 감안하여 보다 안정적인 운동이 가능하게 한다.In the exercise prescription method of the present invention, whether to change the exercise prescription during exercise is determined based on the power spectrum density (PS) value and QT interval obtained by using HRV, etc. Make more stable movement.

본 발명의 운동처방방법은, 운동기구 관리서버, 다수 운동기구 단말기, 사용자 단말기를 구비하여 이루어지되, 사용자 단말기 등을 통해 운동 중의 사용자의 생체신호 등을 측정하며, 이렇게 얻어진 기본개인정보, 체력측정정보, 그리고 최대 산소섭취량(이하 VO2Max라 함)를 통해 공식화, 정량화, 개량화된 각 사용자에 맞는 운동처방을 결정하여 실시간적으로 그리고 자동적으로 각 운동기구 제어하도록 이루어져, 사용이 용이하도록 이루어져 있다.The exercise prescription method of the present invention is provided with an exercise equipment management server, a plurality of exercise equipment terminals, a user terminal, and measures the user's bio-signal, etc. during exercise through the user terminal, such as basic personal information, physical strength measurement The information and the maximum oxygen intake (hereinafter referred to as VO2Max) determine the exercise prescription for each user who is formulated, quantified, and improved to control each exercise equipment in real time and automatically.

도 1은 본 발명의 운동처방 방법을 적용하는 운동처방 시스템을 개념적으로 설명하기위한 설명도이다.
도 2는 도 1의 운동처방 시스템의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명에서 VO2max를 추정하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에서 질환군과 정상군을 분리하여 운동처방을 결정하는 흐름도의 일예이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 의한 유산소 운동의 최초 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다
도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 무산소 운동의 최초 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다
도 7는 본 발명의 일 실시예에 의한 유산소 운동의 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 무산소 운동의 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다.
1 is an explanatory diagram for conceptually explaining an exercise prescription system to which the exercise prescription method of the present invention is applied.
2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the exercise prescription system of FIG.
3 is a flowchart for estimating VO2max in the present invention.
Figure 4 is an example of a flow chart for determining the exercise prescription by separating the disease group and the normal group in the present invention.
5 is a schematic flowchart of an initial exercise prescription of aerobic exercise according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic flowchart of an initial exercise prescription of an anaerobic exercise according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic flowchart of the exercise prescription of aerobic exercise according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic flowchart of the exercise prescription of the anaerobic exercise according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 운동처방 방법을 적용하는 운동처방 시스템을 개념적으로 설명하기위한 설명도이다.1 is an explanatory diagram for conceptually explaining an exercise prescription system to which the exercise prescription method of the present invention is applied.

본 발명은 다수의 운동기구들을 구비하는 피트니스센터와 같은 운동시설에서 사용되는 운동처방 시스템으로, 운동기구 관리서버(400), 운동기구 단말기(300), 사용자 단말기(100)를 구비한다.The present invention is an exercise prescription system used in an exercise facility, such as a fitness center having a plurality of exercise equipment, the exercise equipment management server 400, exercise equipment terminal 300, the user terminal 100 is provided.

본 발명에 있어서, 먼저 사용자가 처음 피트니스센터에 오게 되면, 가장 먼저 과거 병력을 포함한 의료기록 및 개인 기본정보를 작성하게 되고, 이는 바로 운동기구 관리서버에 “개인 기본정보”로 저장된다. 그 후 기초체력 측정장치를 통해 개인이 가지고 있는 현재의 체력상태를 측정하게 되고 이 정보 역시 “기초체력 정보”로 운동기구 관리서버에 저장된다. 개인 기본정보는 과거 병력, 키, 몸무게, BMI, 혈압, 심박수, 그리고 체성분 분석치가 포함되며, 기초체력정보는 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 유연성, 근력이 포함된다. 후술되는 유산소 운동에서의 운동처방은, 최초 피트니스센터 방문으로 얻은 두 가지 정보, 즉 개인 기본정보와 기초체력 정보를 바탕으로 운동처방 군(群)이 나눠지게 되고, 그 분류는 다시 개인의 VO2max값에 따라 운동처방이 24주 프로그램으로 사용자에게 제공될 수 있다. In the present invention, when a user first comes to the fitness center, first of all, the medical record including the past medical history and personal basic information is created, which is immediately stored in the exercise equipment management server as "personal basic information". Afterwards, the basic physical fitness measuring device measures the current physical condition of the individual and this information is also stored in the exercise equipment management server as "basic fitness information". Personal basic information includes past medical history, height, weight, BMI, blood pressure, heart rate, and body composition analysis. Basic fitness information includes agility, endurance, quickness, equilibrium, flexibility and strength. The exercise prescription in aerobic exercise, which will be described later, is divided into exercise prescription groups based on two pieces of information obtained during the first visit to the fitness center, that is, personal basic information and basic physical fitness information. Depending on the exercise prescription can be provided to the user in a 24-week program.

사용자 단말기(100)는 사용자에게 장착되어, 사용자의 심전도, PPG, 활동도, 체온 등의 생체 신호를 검출하며, 검출된 생체신호는 블루투스(bluetooth)를 통해 사용자 단말기를 장착한 사용자가 운동중인 운동기구 단말기(300)로 전송한다. 사용자 단말기(100)는 슬레이브 모듈(Slave module)과 마스터 모듈(master module)로 이루어지거나, 슬레이브 모듈만으로 이루어질 수 있으며, 이들 모듈들은 배터리 구비하여 구동된다. The user terminal 100 is mounted on the user, and detects a biosignal such as an electrocardiogram, PPG, activity, and body temperature of the user, and the detected biosignal is a workout in which the user who is equipped with the user terminal is exercising via Bluetooth. Send to instrument terminal 300. The user terminal 100 may be composed of a slave module and a master module, or may consist only of a slave module, and these modules are driven with a battery.

슬레이브 모듈(110)은 체스트(chest) 벨트와 함께 결합되어 흉부에 착용되며, 심전도, PPG, 활동도, 체온 등의 생체 신호를 검출하며, 검출된 생체신호는 사용자가 운동중인 운동기구 단말기(300)로 전송된다.Slave module 110 is coupled to the chest belt (chest) belt is worn on the chest, and detects the bio-signal, such as electrocardiogram, PPG, activity, body temperature, the detected bio-signal is the exercise device terminal 300 that the user is exercising Is sent).

마스터 모듈(210)은 암(arm)밴드와 함께 상완에 착용되어, 운동기구(310)의 TV음원수신, 핸즈프리, MP3의 기능을 하며, 슬레이브 모듈로부터 수신된 데이터를 저장하여, 필요에 따라 USB 인터페이스 등을 통해 개인용 컴퓨터(미도시), 전문가 서버(미도시) 또는 운동기구 관리서버(400) 등에 데이터를 전송할 수 있다. 마스터 모듈은 MP3 데이터, 슬레이브 모듈로부터 수신된 데이터를 저장하기 위해 메모리 카드를 내장하고 있으며, 상기 메모리 카드는 마이크로 SD 카드(micro-SD card)일 수있다.The master module 210 is worn on the upper arm together with the arm band, and functions as a TV sound source, hands-free, and MP3 of the exercise device 310, and stores data received from the slave module, if necessary, by USB. Data may be transmitted to a personal computer (not shown), an expert server (not shown), or an exercise equipment management server 400 through an interface. The master module has a memory card for storing MP3 data and data received from the slave module, and the memory card may be a micro-SD card.

즉, 슬레이브 모듈(110)은 생체 데이터 측정 및 전송(Bluetooth)을 행하며, 마스터 모듈은 엔터테인먼트(entertainment) 기능, 즉 운동기구 TV장치와 음원 연결, 휴대폰 핸즈프리, MP3 듣기) 등과, 데이터 저장(micro-SD card) 기능, 그리고 엔터테인먼트 기능구현을 위한 음원 송수신(Bluetooth)의 역할을 수행한다.That is, the slave module 110 performs biometric data measurement and transmission (Bluetooth), the master module entertains (entertainment) function, that is, connecting the sports equipment TV device, sound source, mobile phone hands-free, MP3 listening, etc., data storage (micro-) SD card) function, and plays a role of Bluetooth transmission and reception for the implementation of entertainment functions.

또한, 슬레이브 모듈 내부에 사용자 ID가 저장되어 있으며, 이는 운동기구 단말기와의 통신 프로토콜 속에 존재할 수 있다. 운동기구 단말기가 자동으로 주변 블루투스 장치를 지속적으로 찾고 있는 상태에서, 운동자가 체스트 밸트에 슬레이브 모듈을 결합하여 (또는 슬레이브 모듈이 마스터 모듈과 결합된 형태로 상완에 착용되어) 운동기구 단말기에 접근했을 때, 운동기구 단말기는 주변 블루투스 장치를 운동 기구 출력부 GUI를 통해 사용자에게 보여지고, 자신이 착용하고 있는 단말기의 ID로 검색된 블루투스를 선택하도록 유도한다. 현재 운동자의 ID로 검색된 블루투스 장치가 운동기구 단말기의 블루투스 장치와 연결이 되면, 비로소 운동처방이 운동기구 관리서버로 부터 운동자의 개인 정보들이 운동기구 단말기로 정보를 보내주고, 슬레이브 모듈에서는 운동자의 생체신호를 실시간으로 계측하여 운동기구 단말기로 전송하게 된다.In addition, a user ID is stored inside the slave module, which may exist in a communication protocol with the exercise equipment terminal. With the exercise device automatically searching for peripheral Bluetooth devices, the athlete may have attached the slave module to the chest belt (or the slave module worn on the upper arm in combination with the master module) to access the exercise device. At this time, the exercise equipment terminal is shown to the user via the exercise equipment output GUI GUI, and induces the user to select the searched Bluetooth by the ID of the terminal worn by the exercise equipment terminal. When the Bluetooth device searched by the ID of the current exerciser is connected to the Bluetooth device of the exercise equipment terminal, the exercise prescription sends information of the exerciser's personal information from the exercise equipment management server to the exercise equipment terminal. The signal is measured in real time and transmitted to the exercise equipment terminal.

운동기구 단말기(300)는 유선 또는 무선으로 통신을 통하여 운동기구 관리서버(400)로부터 사용자의 운동 히스토리(History) 정보를 수신하며, 사용자 단말기(100)로부터 사용자의 생체신호들을 수신하며, 이들을 바탕으로 사용자에게 알맞는 운동처방을 결정하여 운동기구(310)를 제어한다. 주어진 정보에 따라 정량적으로 세분화된 운동처방 정보를 받은 운동기구(310)는 처방 정보에 따라 자동으로 기구를 제어함으로써 사용자에게 맞춤형 운동처방을 제시한다.The exercise device terminal 300 receives exercise history information of the user from the exercise device management server 400 through wired or wireless communication, receives the user's bio signals from the user terminal 100, and based on these, By controlling the exercise prescription suitable for the user to control the exercise device (310). The exercise device 310 that receives the exercise prescription information quantitatively divided according to the given information presents a customized exercise prescription to the user by automatically controlling the device according to the prescription information.

운동기구 단말기(300)는 사용자 단말기(100)의 슬레이브 모듈로부터 사용자 ID를 전달받으면, 운동기구 관리서버(400)에서 해당 사용자에 대한 지난 운동정보와 개인 기본 정보 및 기초 체력정보를 요청하고, 이들 정보를 바탕으로 초기 운동처방을 내리게 된다. When the exercise equipment terminal 300 receives the user ID from the slave module of the user terminal 100, the exercise equipment management server 400 requests past exercise information, personal basic information, and basic fitness information for the corresponding user. Based on the information, the initial exercise prescription is given.

지난 운동정보와 최초 개인 기본정보 및 기초 체력 정보를 통한 운동처방뿐만 아니라 슬레이브 모듈에서 실시간으로 계측되는 생체 정보들을 바탕으로 운동 중 생체의 정보가 어떻게 변화하는지를 모니터링하고, 이를 실시간으로 운동처방에 반영하여 처방 및 운동기구(310)의 제어가 이루어지게 한다.Based on the biometric information measured in real time by the slave module as well as the prescription through past exercise information and basic personal information and basic physical fitness information, it monitors how the biometric information changes during exercise and reflects it in the exercise prescription in real time. Control of the prescription and exercise equipment 310 is made.

운동기구 단말기(300)와의 최초 연결은 슬레이브 모듈의 블루투스이고, 이 통신이 확보되면, 2차적으로 마스터 모듈의 블르투스가 운동기구 단말기(300)와 연결되어 통신망이 확보된다.The first connection with the exercise equipment terminal 300 is the Bluetooth of the slave module, and if this communication is secured, the Bluetooth of the master module is secondarily connected with the exercise equipment terminal 300 to secure the communication network.

운동기구 관리서버(400)는 운동 시설을 이용하는 사람들의 기본 개인 정보 데이터를 저장하고 있으며, 운동기구 단말기(300)로부터 해당 사용자의 운동처방 데이터를 수신하여 저장한다. 운동기구 관리서버(400)는 운동 시설 내의 서버로서, TCP-IP통신으로 유선 또는 무선으로 운동기구 단말기(300)와 통신한다.The exercise equipment management server 400 stores basic personal information data of people using exercise facilities, and receives and stores exercise prescription data of the corresponding user from the exercise equipment terminal 300. The exercise apparatus management server 400 is a server in an exercise facility and communicates with the exercise apparatus terminal 300 by wire or wirelessly by TCP-IP communication.

각 슬레이브 모듈(110) 또는 마스터 모듈(210)은 RFID 테그를 구비하여, 사용자별로 사용초기에 운동기구 관리서버(400)에 등록되어 질 수 있으며, 운동기구 단말기(300)는 이를 자동검지할 수 있다. Each slave module 110 or master module 210 is provided with an RFID tag, can be registered in the exercise equipment management server 400 at the beginning of use for each user, the exercise equipment terminal 300 can automatically detect this. have.

본 발명의 운동처방 시스템은 피트니스센터와 같은 운동시설 각각에 설치된 운동기구 관리서버(400)를 통합 관리하기 위한 통합 서버(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 이때 통합 서버는 서비스 제공하는 자, 즉 운동처방 서비스 제공 업체 측에서 관리한다. The exercise prescription system of the present invention may further include an integrated server (not shown) for integrated management of the exercise equipment management server 400 installed in each of the exercise facilities, such as a fitness center, wherein the integrated server is a service provider, In other words, it is managed by the exercise prescription service provider.

통합 서버(미도시)는 운동시설 각각에 설치된 운동기구 관리서버(400)를 통합 관리하기위한 서버로, 인터넷 망을 통해 운동기구 관리서버(400)와 연결된다.Integrated server (not shown) is a server for integrated management of the exercise equipment management server 400 installed in each of the exercise facilities, is connected to the exercise equipment management server 400 through the Internet network.

도 2는 도 1의 운동처방 시스템의 구성을 설명하기위한 설명도이다.2 is an explanatory diagram for explaining the configuration of the exercise prescription system of FIG.

슬레이브 모듈(110)은 생체신호 검출부(120), 신호전처리부(140), A/D변환기(170), 슬레이브모듈 연산처리부(180), 슬레이브모듈 송수신부(190)를 구비한다. 슬레이브 모듈(110)에서 측정하는 파라미터는 심전도, 활동도, 체온 그리고 광용적맥파(PPG)를 측정한다.The slave module 110 includes a biosignal detector 120, a signal preprocessor 140, an A / D converter 170, a slave module operation processor 180, and a slave module transceiver 190. The parameters measured by the slave module 110 measure electrocardiogram, activity, body temperature, and optical volume pulse wave (PPG).

생체신호 검출부(120)는 센서들을 이용하여 생체신호, 즉 심전도 신호, PPG 신호, 활동도신호, 체온신호 등을 검출하는 수단으로, 심전도 전극부(122), PPG 센서부(124), 활동도 센서부(126), 체온 센서부(128)를 포함한다.The biosignal detection unit 120 is a means for detecting a biosignal, i.e., an electrocardiogram signal, a PPG signal, an activity signal, a body temperature signal, etc. using sensors, and the electrocardiogram electrode 122, the PPG sensor 124, and the activity diagram. The sensor unit 126 and the body temperature sensor unit 128 are included.

심전도 전극부(122)는 2개 이상의 심전도 전극을 구비하여, 심전도 신호를 검출한다. 슬레이브 모듈(110)에 심전도 전극을 2개 구비하여 심전도 신호를 검출할 수 있는데, 즉, 심전도 전극을 사용자의 양쪽 가슴에 부착함에 따라 운동 중 사용자의 리드I(Lead I) 심전도 신호를 검출한다. 여기서는 미도시되었지만, 경우에 따라서는, 상완에 장착된 마스터 모듈(210)에 심전도 전극을 1개 더 구비하고, 귀에 장착되는 이어폰부(미도시)에 심전도 전극을 1개 더 구비하여 리드II로 심전도 신호를 검출할 수 있다.The ECG electrode part 122 includes two or more ECG electrodes to detect an ECG signal. The ECG signal may be detected by providing two ECG electrodes in the slave module 110. That is, the ECG signals of the user may be detected during exercise by attaching the ECG electrodes to both chests of the user. Although not shown here, in some cases, one ECG electrode is further provided in the master module 210 mounted on the upper arm, and one ECG electrode is provided in the earphone unit (not shown) mounted on the ear. ECG signals can be detected.

PPG 센서부(124)는 발광부와 수광부를 구비하여, PPG 신호를 검출한다.The PPG sensor unit 124 includes a light emitting unit and a light receiving unit to detect a PPG signal.

활동도 센서부(126)는 가속도 센서를 구비하여 움직임에 따른 활동도를 검출한다. 가속도 센서로 3축 가속도 센서를 사용할 수 있으며, 그럼에 의해 움직임에 따른 3축 가속도 신호를 검출하여 활동도를 측정할 수 있다.Activity sensor unit 126 has an acceleration sensor to detect the activity according to the movement. As an acceleration sensor, a 3-axis acceleration sensor can be used, thereby detecting activity by measuring a 3-axis acceleration signal according to the movement.

체온 센서부(128)는 피부와 접촉가능한 부분에 위치하여 체온을 검출한다.The body temperature sensor unit 128 is located at a part in contact with the skin and detects body temperature.

신호전처리부(140)는 상기 생체신호 검출부(120)로부터 검출된 생체신호, 즉 심전도 신호, PPG 신호, 활동도신호 등을 증폭하고 잡음을 제거하는 등 전처리하는 수단으로, 심전도 전처리부(142), PPG 전처리부(144), 활동도 전처리부(146), 체온 전처리부(148)를 포함한다.The signal preprocessor 140 is a means for preprocessing amplifying a biosignal detected from the biosignal detector 120, that is, an electrocardiogram signal, a PPG signal, an activity signal, and the like, and removing noise. , PPG preprocessor 144, activity preprocessor 146, body temperature preprocessor 148.

심전도 전처리부(142)는 심전도 전극들에서 검출된 심전도 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다. The ECG preprocessor 142 amplifies the ECG signal detected by the ECG electrodes and removes noise.

PPG 전처리부(144)는 PPG 센서부(124)에서 검출된 PPG 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다. The PPG preprocessor 144 amplifies the PPG signal detected by the PPG sensor 124 and removes noise.

활동도 전처리부(146)는 활동도 센서부(126)에서 검출된 활동도 신호를 증폭하고 잡음을 제거한다. The activity preprocessor 146 amplifies the activity signal detected by the activity sensor unit 126 and removes noise.

체온 전처리부(148)는 체온 센서부(128)에서 검출된 체온 신호를 증폭 등의 전처리를 한다. The body temperature preprocessor 148 performs preprocessing such as amplification of the body temperature signal detected by the body temperature sensor 128.

A/D변환기(170)는 신호전처리부(140)의 출력신호를 디지탈신호로 변환한다.The A / D converter 170 converts the output signal of the signal preprocessor 140 into a digital signal.

슬레이브모듈 연산처리부(180)는 A/D변환기(170)의 출력신호를 슬레이브모듈 송수신부(190)에서 송신하기위한 신호로 변환한다. 슬레이브모듈 송수신부(190)로부터 운동기구 단말기(300)의 요청을 수신하며, 수신된 요청에 따라 사용자 ID 등 사용자 정보를 슬레이브모듈 송수신부(190)를 통해 운동기구 단말기(300)로 전송한다. 경우에따라서, 슬레이브모듈 연산처리부(180)는 생략되어질 수 있다.The slave module operation processor 180 converts the output signal of the A / D converter 170 into a signal for transmission from the slave module transceiver 190. Receives a request of the exercise device terminal 300 from the slave module transceiver 190, and transmits user information such as a user ID to the exercise device terminal 300 through the slave module transceiver 190 according to the received request. In some cases, the slave module calculation processing unit 180 may be omitted.

슬레이브모듈 송수신부(190)는 슬레이브모듈 연산처리부(180)의 출력신호를 운동기구 단말기(300)로 전송한다.The slave module transceiver 190 transmits an output signal of the slave module operation processor 180 to the exercise device terminal 300.

미도시되었지만, 슬레이브 모듈(110)은 슬레이브모듈 메모리부를 더 구비할 수 있다. 슬레이브모듈 메모리부(미도시)는 사용자 ID등 사용자 기본정보를 저장하고 있으며, 운동기구 단말기(300)의 요청에 따라 사용자 ID를 슬레이브모듈 송수신부(190)를 통해 운동기구 단말기(300)로 전송한다.Although not shown, the slave module 110 may further include a slave module memory unit. The slave module memory unit (not shown) stores user basic information such as a user ID, and transmits the user ID to the exercise device terminal 300 through the slave module transceiver 190 according to a request of the exercise device terminal 300. do.

본 발명에서 A/D변환기(170), 슬레이브모듈 연산처리부(180), 슬레이브모듈 송수신부(190)는 슬레이브모듈 데이터 수집부로서, 경우에 따라서는 하나의 데이터 수집 칩으로 이루어질 수 있다.In the present invention, the A / D converter 170, the slave module operation processor 180, and the slave module transceiver 190 are slave module data collectors, and in some cases, may be formed of one data acquisition chip.

마스터 모듈(210)은 음원 연결부(220), MP3(230), 휴대폰 헨즈프리부(240), 메모리카드(250), 마스터모듈 송수신부(290), 마스터모듈 설정부(280)를 구비한다.The master module 210 includes a sound source connection unit 220, an MP3 230, a mobile phone hands-free unit 240, a memory card 250, a master module transceiver 290, and a master module setting unit 280.

음원 연결부(220)는 운동기구(310)의 옆에 장착되어 있는 TV의 음원 또는 운동기구 단말기(300)로부터 마스터모듈 송수신부(290)를 통해 수신되는 음원을 출력한다. 음원 연결부(220)는 스피커 또는 헤드셋을 통해 음원을 출력한다.The sound source connection unit 220 outputs a sound source received through the master module transceiver 290 from the sound source of the TV mounted on the exercise device 310 or the exercise device terminal 300. The sound source connection unit 220 outputs a sound source through a speaker or a headset.

MP3(230)는 일반 MP3 장치를 내장하고 있어, 사용자가 운동중에 스피커, 헤드셋 등을 통해 음원을 들을 수 있다.The MP3 230 includes a general MP3 device so that a user can listen to a sound source through a speaker, a headset, or the like during a workout.

휴대폰 헨즈프리부(240)는 휴대폰 헨즈프리 장치를 내장하고 있어, 사용자가 운동중에 마이크가 장착된 헤드셋 등을 통해 의사소통을 할수 있다.The mobile phone hands-free unit 240 has a mobile phone hands-free device, so that the user can communicate through a headset equipped with a microphone during exercise.

메모리카드(250)는 개인 기본 정보를 저장하고 있으며, 사용자가 운동중 듣는 음원 중 저장하고 싶은 음원 등을 저장할 수 있다. 미도시되었지만, 경우에 따라서는 슬레이브 모듈(110)에서 검출된 생체신호를 무선 수신하여 저장할 수 있다. 메모리카드(250)의 데이터는 경우에 따라서 출력포트(미도시)를 통해 컴퓨터 등에 저장할 수 있다.The memory card 250 stores personal basic information, and may store a sound source that the user wants to store among sound sources that the user listens to during exercise. Although not shown in some cases, the biosignal detected by the slave module 110 may be wirelessly received and stored. Data of the memory card 250 may be stored in a computer or the like through an output port (not shown) in some cases.

마스터모듈 수신부(290)는 운동기구 단말기(300)로부터 TV의 음원 또는 운동기구 단말기(300)에서 생성된 음원을 수신하며, 수신된 음원을 음원 연결부(220)로 전송한다. 또한, 메모리카드(250)로부터의 정보, 즉 개인 기본 정보 등을 수신하여, 운동기구 단말기(300) 또는 인접한 컴퓨터로 전송한다.The master module receiving unit 290 receives a sound source generated from the exercise device terminal 300 or the sound source generated by the exercise device terminal 300, and transmits the received sound source to the sound source connection unit 220. In addition, information from the memory card 250, that is, personal basic information, is received and transmitted to the exercise equipment terminal 300 or an adjacent computer.

미도시되었지만, 마스터모듈 연산처리부를 마스터모듈 수신부(290)의 앞단에 더 구비할 수 있으며, 마스터모듈 연산처리부와 마스터모듈 수신부(290)는 하나의 데이터 수집 칩으로 이루어질 수 있다.Although not shown, the master module calculation processing unit may be further provided at the front end of the master module receiving unit 290, and the master module calculation processing unit and the master module receiving unit 290 may be formed of one data collection chip.

마스터모듈 설정부(280)는 음원 연결모드, MP3모드, 휴대폰 헨즈프리부모드, 메모리 모드 등을 설정한다.The master module setting unit 280 sets a sound source connection mode, an MP3 mode, a mobile phone hands-free unit mode, a memory mode, and the like.

운동기구 단말기(300)는 운동기구 송수신부(310), 운동기구 연산처리부(320), 운동기구 설정부(330), 운동기구 메모리부(340), 운동기구 출력부(350), TV포트(360), 운동기구 제어부(370) 등을 포함한다.The exercise equipment terminal 300 includes a sports equipment transceiver 310, a sports equipment operation processor 320, a sports equipment setup unit 330, a sports equipment memory 340, a sports equipment output unit 350, and a TV port ( 360, the exercise equipment controller 370, and the like.

운동기구 송수신부(310)는 슬레이브모듈 송수신부(190), 마스터모듈 송수신부(290)로부터 수신된 신호를 운동기구 연산처리부(320)로 전송하며, 운동기구 연산처리부(320)에서 출력된 ID 요청신호를 슬레이브모듈 송수신부(190)로 전송하며, 알람신호 등을 마스터모듈 송수신부(290)로 전송한다.The sports equipment transceiver 310 transmits a signal received from the slave module transceiver 190 and the master module transceiver 290 to the sports equipment operation processor 320, and the ID output from the sports equipment operation processor 320 is included. The request signal is transmitted to the slave module transceiver 190, and the alarm signal and the like are transmitted to the master module transceiver 290.

운동기구 연산처리부(320)는 슬레이브모듈 송수신부(190)로부터 운동기구 송수신부(310)를 통해 사용자 ID를 전달받으면, 운동기구 관리서버(400)에게 해당 사용자에 대한 지난 운동정보와 개인 기본 정보 및 기초 체력정보를 요청하고, 이들 정보를 바탕으로 초기 운동처방을 내린다. 또한, 지난 운동정보와 최초 개인 기본정보 및 기초 체력 정보를 통한 운동처방뿐만 아니라 슬레이브모듈 송수신부(190)로부터 운동기구 송수신부(310)를 통해 수신된 실시간으로 계측되는 생체 정보들을 바탕으로 운동 중 생체의 정보가 어떻게 변화하는지를 모니터링하고, 이를 실시간으로 운동처방에 반영하여 운동처방을 내린다. 이렇게 얻어진 운동처방을 근거로 운동기구 제어신호를 생성하여 운동기구 제어부(370)으로 전송하여 운동기구(310)의 제어가 이루어지게 한다.When the exercise machine operation processor 320 receives the user ID from the slave module transceiver 190 through the exercise machine transceiver 310, the exercise machine management server 400 sends the last exercise information and the personal basic information about the user. And basic fitness information, and based on the information, the initial exercise prescription. In addition, based on the biometric information measured in real time received through the exercise equipment transceiver 310 from the slave module transceiver 190 as well as exercise prescription through the last exercise information and the initial personal basic information and basic fitness information. It monitors how the information of the living body changes, and reflects this on the exercise prescription in real time to lower the exercise prescription. The exercise machine control signal is generated based on the exercise prescription thus obtained and transmitted to the exercise machine controller 370 to control the exercise machine 310.

운동기구 설정부(330)는 운동기구 온오프(ON/OFF), 운동기구 사용시간, 운동기구 사용모드 등을 수동 설정할 수 있다.The exercise device setting unit 330 may manually set an exercise device ON / OFF, an exercise device use time, an exercise device use mode, and the like.

운동기구 메모리부(340)는 사용자 ID, 사용자의 생체정보, 운동처방을 임시 저장하며, 운동기구 사용중 또는 종료후에 운동기구 관리서버(400)로 전송한다.The exercise device memory unit 340 temporarily stores the user ID, the user's biometric information, and the exercise prescription, and transmits to the exercise device management server 400 after the use of the exercise device or after the exercise device is finished.

운동기구 출력부(350)는 운동기구 연산처리부(320)의 출력신호를 출력한다. 즉, 사용자의 현재 운동처방, 사용자의 생체신호 및 건강상태 등등을 출력한다.The exercise machine output unit 350 outputs an output signal of the exercise machine operation processor 320. That is, it outputs the user's current exercise prescription, the user's biosignal, health status, and the like.

TV포트(360)는 운동기구(310)의 옆에 장착되어 있는 TV의 음원포트와 연결되어, TV의 음원을 운동기구 송수신부(310)를 통해 마스터 모듈(210)로 전송된다.The TV port 360 is connected to the sound source port of the TV mounted next to the exercise device 310, and transmits the sound source of the TV to the master module 210 through the exercise device transceiver 310.

운동기구 제어부(370)는 운동기구 연산처리부(320)로부터의 운동기구 제어신호에따라 운동기구(310)를 제어한다.The exercise device controller 370 controls the exercise device 310 according to the exercise device control signal from the exercise device calculation processor 320.

운동기구 관리서버(400)는 운동 시설 내의 서버로서, 운동 시설을 이용하는 사람들의 기본 개인 정보 데이터를 저장하고 있으며, 운동기구 단말기(300)로부터 해당 사용자의 운동처방 데이터를 수신하여 저장하며, 운동기구 단말기(300)의 데이터 요청시 요청된 데이터를 운동기구 단말기(300)로 전송한다.The exercise equipment management server 400 is a server in an exercise facility, and stores basic personal information data of people using the exercise facility, receives and stores exercise prescription data of the corresponding user from the exercise equipment terminal 300, and exercise equipment. When the data request from the terminal 300 transmits the requested data to the exercise device terminal (300).

운동기구 단말기(300)는 운동기구 출력포트(395)를 통해 운동기구 관리서버(400)와 데이터 통신할 수 있다.
The exercise equipment terminal 300 may communicate data with the exercise equipment management server 400 through the exercise equipment output port 395.

다음은 본 발명에서 개인별 VO2max를 추정하는 방법에 대해서 설명한다. The following describes a method of estimating the individual VO2max in the present invention.

기본적으로 VO2max를 추정하기 위해서는, 사용자들의 특정 운동 부하검사(수정된 발케 프로토콜: Modified Balke Protocol) 수행을 통해 확인된 환기역치를 바탕으로 환기역치까지 도달한 시간(분)와 그 때의 개인별 심박수(HR)를 바탕으로 먼저 개인별 VO2(산소소비율)를 추정하고, 그 후 신체정보, 추정된 VO2, 시간, 심박수를 통해 개인별 VO2max를 추정한다. 남자와 여자로 구별되어 추정되며 추정된 VO2max를 바탕으로 해당 운동강도를 결정한다. Basically, in order to estimate VO2max, the number of minutes to reach the ventilation threshold based on the ventilation threshold identified through the user's specific exercise test (Modified Balke Protocol) and the personal heart rate at that time ( Based on HR), an individual VO2 (oxygen ratio) is estimated first, and then an individual VO2max is estimated based on body information, estimated VO2, time, and heart rate. It is estimated by distinguishing between male and female, and the corresponding exercise intensity is determined based on the estimated VO2max.

도 3은 본 발명에서 VO2max를 추정하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart for estimating VO2max in the present invention.

수정된 발케 프로토콜 검사를 수행하되(S220), 강도를 증가하면서 수행하여(S230), 환기역치 인지를 확인하며(S240), 환기역치가 아닌경우, 환기역치를 찾을 때까지 계속한다.Perform the modified Valke protocol test (S220), while increasing the intensity (S230), to check whether the ventilation threshold (S240), if not the ventilation threshold, continue until the ventilation threshold is found.

환기역치인 경우, 환기역치까지 도달한 시간(분)과 그 때의 개인별 심박수(HR)를 획득한다(S250).In the case of the ventilation threshold, the time to reach the ventilation threshold (minutes) and the personal heart rate (HR) at that time is obtained (S250).

환기역치까지 도달한 시간(분)과 그 때의 개인별 심박수(HR)를 바탕으로 먼저 개인별 VO2를 추정한다(S260).On the basis of the time (minutes) to reach the ventilation threshold and the personal heart rate (HR) at that time, the individual VO2 is first estimated (S260).

그 후 신체정보, 추정된 VO2, 시간, 심박수를 통해 개인별 VO2max를 추정한다. 이때, 남자와 여자로 구별되어 추정되며 추정된 VO2max를 바탕으로 해당 운동강도를 결정한다. The individual VO2max is then estimated using body information, estimated VO2, time, and heart rate. At this time, the male and female are distinguished and estimated, and the corresponding exercise intensity is determined based on the estimated VO2max.

즉, VO2max를 추정하기 위해서는 먼저 사용자의 운동능력 측청 테스트가 수행되어야 한다. VO2max를 추정하기 위해서는 VO2값과 VO2max까지 변화하는 슬로프(Slope)를 필요로 하게 된다. 환기역치를 발생하는 지점을 획득하기 위해서는 수정된 발케 프로토콜로 트레드밀에서 테스트를 받아야 한다. 개인의 운동 능력에 따라 환기역치에 도달했을 때의 도달 시간(분)과 그리고 그 때의 사용자 심박수(HR)을 이용하여 개인의 운동 능력이 고려된 VO2를 추정할 수 있게 된다. In other words, in order to estimate VO2max, a user's athletic performance measurement test should be performed first. In order to estimate VO2max, a slope varying up to VO2 and VO2max is required. To obtain the point where the ventilation threshold occurs, the treadmill should be tested with the modified Valke protocol. According to the individual's exercise ability, it is possible to estimate the VO2 considering the individual's exercise ability by using the arrival time (minute) when the ventilation threshold is reached and the user's heart rate (HR) at that time.

VO2 추정식은 남녀로 구분되고 식은 수학식 1과 같다The VO2 estimation equation is divided into men and women and the equation is the same as Equation 1.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, HR은 환기역치에 도달했을 때의 사용자 심박수이며, time은 환기역치에 도달했을 때의 도달 시간(분)이다.Here, HR is the user heart rate when the ventilation threshold is reached, and time is the arrival time (minutes) when the ventilation threshold is reached.

VO2max를 추정하기 위해서는 개인별로 추정된 VO2와 VO2를 구하기 위해 쓰였던 환기역치까지 도달 시간(분)과 그때의 심박수가 다시 사용된다. 그리고 이 파라미터에 개인별 신체정보를 추가하여 다시 VO2max를 추정함으로써 정확성을 높이고, 개인 운동 능력 및 개인생체 정보에 최적화된 비침습, 비간섭적 추정방법을 제공한다. VO2max 추정식은 남녀로 구분되며 수학식2와 같다. VO2max 추정식에 사용되는 파라미터는 남녀가 다르며, 남녀간의 생활 습관이나 근육비율 및 지방비율이 동성(同姓)에 비해 상대적으로 차이가 많이 나기 때문에 적용되는 파라미터가 달라지게 된다.In order to estimate VO2max, the arrival time (minutes) and the heart rate at that time are used again to estimate the VO2 and the ventilation threshold used to calculate VO2. In addition, by adding individual body information to this parameter, the VO2max is estimated again to increase accuracy, and provides a non-invasive and non-invasive estimation method optimized for individual exercise ability and personal biometric information. The VO2max estimation equation is divided into men and women and is the same as Equation 2. The parameters used in the VO2max estimation formula are different between men and women, and since the lifestyle, muscle ratio, and fat ratio of men and women are relatively different from those of the same sex, the parameters applied are different.

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, bodyfat_mass는 체지방양(kg)을 의미하고, age는 나이, waist는 허리둘레 크기, SBP(mmHg)는 systolic Blood Pressure으로 수축기혈압, VO2.rest(ml/kg/min)은 안정상태에서의 VO2 값을 의미한다. var.time(min)은 운동시작부터 환기역치 시점까지 시간변화량(분)을 의미하고, time.VT(min)은 환기역치에 도달했을 때의 시간(분)을 의미한다. Obesity는 비만을 나타내며, 수학식 3에 의해 구하여진다. Here, bodyfat_mass means body fat amount (kg), age is age, waist is waist size, SBP (mmHg) is systolic blood pressure, systolic blood pressure, VO2.rest (ml / kg / min) VO2 value. var.time (min) is the amount of time change from the start of the exercise to the ventilation threshold, and time.VT (min) is the time (minutes) when the ventilation threshold is reached. Obesity represents obesity and is obtained by the equation (3).

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, Weight는 몸무게이고, height는 키이고, ideal.weight는 남자의 경우, (height - 100)x0.92 이고, 여자의 경우에는 (height - 100)x0.86 이다.Where Weight is weight, height is height, ideal.weight is (height-100) x 0.92 for men and (height-100) x 0.86 for women.

slope.VO2는 운동시작부터 환기역치 도달시까지의 시간에 대한 VO2값이 변화하는 값에 대한 기울기를 의미한다.
slope.VO2 refers to the slope of the change in the VO2 value over the time from the start of exercise until reaching the ventilation threshold.

다음은 바이오피드백을 위한 파라미터와 기준에 대해서 설명한다.The following describes the parameters and criteria for biofeedback.

첫번째로 심박수(HR)에 대해 설명한다.First, let's talk about HR.

운동 중 실시간으로 측정되는 HR정보를 바탕으로, 운동 중 타겟 심박수 영역(Target HR range)을 설정하여, 타겟 심박수 영역보다 높은 HR이 1분간 1회 지속되면 일시적으로 처방된 운동강도보다 한단계 낮은 운동으로 재설정하고, 타겟 심박수 영역보다 낮은 HR이 3분간 지속 시 처방된 운동강도보다 한단계 높은 운동강도로 재설정하여 안전한 운동이 지속될 수 있도록 자동 제어된다. 2주동안 처방받은 운동이 사용자에게 맞지 않아 타겟 심박수 영역보다 높은 HR로 인한 운동처방 변경이 3회이상 일어난 경우는 운동레벨을 재설정하여 처방된 운동처방을 수행할 수 있도록 자동 제어된다. 타겟 심박수 영역은 질환군과 정상군으로 나뉘며, 운동처방 구간은 수학식 4와 같다.Based on HR information that is measured in real time during exercise, the target HR range is set during exercise.If HR higher than the target heart rate zone persists once for 1 minute, the exercise is temporarily lowered than the prescribed exercise intensity. And HR lower than the target heart rate zone is automatically controlled to maintain a safe workout by resetting to a higher exercise intensity than the prescribed exercise intensity for 3 minutes. If the prescribed exercise does not suit the user for 2 weeks and the exercise prescription changes more than three times due to HR higher than the target heart rate region, the exercise level is automatically controlled to perform the prescribed exercise prescription by resetting the exercise level. The target heart rate region is divided into a disease group and a normal group, and the exercise prescription section is shown in Equation 4.

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서, maxHR는 최대 심박수이며, restHR는 안정시 심박수이다.Where maxHR is the maximum heart rate and restHR is the resting heart rate.

두번째로 심박변이도(HRV)에 대해 설명한다.Second, heart rate variability (HRV) is explained.

HRV의 주파수 분석(PSD: power spectrum density)을 통해 얻어진 HF(high frequency)영역과 LF(low frequency)영역의 비율로 계산되는 LF/HF ratio가 운동 중 실시간으로 1분 단위로 모니터링되며, 2주동안 처방받은 운동에 대해 안정 범위(1.5~2)보다 2배 이상 높거나 낮은 상태가 3회 이상 발생한 경우 처방받은 운동처방보다 낮은 강도로 자동 재설정된다. 운동을 시작하면 초기에 LF영역의 활성화가 가속되어 LF/HF ratio가 안정 범위보다 매우 큰 값을 가질 수 있기 때문에 운동초기에는 범위 이탈 카운트를 제외한다. 처방 받은 운동의 50%이상 수행했을때 부터 카운트는 시작된다.The LF / HF ratio, which is calculated by the ratio of high frequency (HF) and low frequency (LF) regions obtained through power spectrum density (PSD) analysis of HRV, is monitored in real time during the exercise. If more than 2 times higher or lower than the stable range (1.5 ~ 2) occurs for the prescribed exercise during the three times or more, it is automatically reset to a lower intensity than the prescribed exercise prescription. When the exercise starts, the activation of the LF region is initially accelerated so that the LF / HF ratio may have a value that is much larger than the stable range. The count starts when you perform more than 50% of your prescribed exercise.

다음은 세번째로 QT간격(QT interval)에 대해서 설명한다.Next, the QT interval will be described.

안정 시 QT interval을 측정하여 기준값으로 하고, 운동 시 실시간 감시를 통해 운동으로 인한 증가가 아닌 비정상적인 급작스런 증가가 2주 내에 3회이상 발생한 경우 처방받은 운동처방보다 낮은 강도로 자동 재설정된다. Q파는 QRS파가 시작되는 지점, T파는 T파가 끝나는 지점으로 하여 QT interval을 계산하였다.
When resting, the QT interval is measured and used as the reference value, and during exercise, real-time monitoring automatically resets to a lower intensity than the prescribed exercise prescription when abnormal abrupt increase occurs more than three times within two weeks. The QT interval was calculated as the Q wave starts at the QRS wave and the T wave ends at the T wave.

도 4는 본 발명에서 질환군과 정상군을 분리하여 운동처방을 결정하는 흐름도의 일예이다.Figure 4 is an example of a flow chart for determining the exercise prescription by separating the disease group and the normal group in the present invention.

피트니스 센터환경에서 맞춤형 운동처방을 전달받고, 운동을 시작하게 되면(S310), 사용자단말기(100)로부터 사용자의 심전도, PPG, 활동도, 체온의 생체정보를 검출하고 검출된 생체정보를 운동기구단말기(300)로 전달 한다(S320). Upon receiving the customized exercise prescription in the fitness center environment and starting the exercise (S310), the user terminal 100 detects the biometric information of the user's electrocardiogram, PPG, activity, and body temperature, and then uses the detected biometric information to the exercise equipment terminal. Forward to 300 (S320).

운동기구 관리서버(400) 또는 통합서버(미도시)에 기저장되어 있는 사용자의 정보를 수신하여 사용자가 정상군 카테고리에 속하는지, 아니면 질환군의 카테고리에 속하는지 판단한다(S330). 사용자에 따라 개인별로 미리 설문 조사 및 기초체력 정보, 개인정보를 바탕으로 질환여부를 적용하여 정상군과 질환군의 카테고리로 나누어져 운동기구 관리서버(400) 또는 통합서버(미도시)에 기 저장되어 있다.By receiving the user's information previously stored in the exercise equipment management server 400 or integrated server (not shown), it is determined whether the user belongs to the normal group category or the disease group category (S330). According to the user, it is divided into the normal group and the disease group by applying the disease based on the survey, basic fitness information, and personal information in advance for each user, and pre-stored in the exercise equipment management server 400 or integrated server (not shown). It is.

사용자가 정상군이라면, 사용자의 HRR(heart rate reserve, 여유심박수)를 구하여, 사용자의 HR이 수학식 4의 정상군의 최대운동강도와 비교하여, 사용자의 HRR이 1분이상 HRR의 85%보다 크다면(S360) 운동강도를 감소시키고(S370), 사용자의 HRR이 수학식 4의 정상군의 최소운동강도와 비교하여, 사용자의 HR이 3분이상 HRR의 60%보다 작다면(S380) 운동강도를 증가시킨다(S390).If the user is a normal group, the user's HRR (heart rate reserve) is calculated, and the user's HR is compared with the maximum exercise intensity of the normal group of Equation 4, and the user's HRR is greater than 85% of the HRR for 1 minute or more. If it is greater (S360) and the exercise intensity is reduced (S370), the user's HRR compared to the minimum exercise intensity of the normal group of Equation 4, if the user's HR is less than 60% of the HRR for more than 3 minutes (S380) Increase the strength (S390).

또한, HRV의 주파수 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio가 4보다크거나 1보다 작다면(S400), LF/HF ratio가 4보다크거나 1보다 작은 상황이 2주에 3회 이상 인가를 판단하여, 3회 이상이라면(S410), 운동강도를 재조정한다(S420). In addition, if the LF / HF ratio obtained through the frequency analysis of HRV is greater than 4 or less than 1 (S400), it is determined whether the LF / HF ratio is greater than 4 or less than 1 three times in two weeks If more than three times (S410), the exercise intensity is readjusted (S420).

또한, 심전도의 QT interval 이 비정상적인 급작스런 증가가 있었는지를 판단하여, 있었다면(S430), QT interval 의 비정상적인 급작스런 증가가 2주에 3회 이상 인가를 판단하여, 3회 이상이라면(S440), 운동강도를 재조정한다(S450). In addition, it is determined whether there is an abnormal sudden increase in the QT interval of the electrocardiogram (S430), and if it is determined that the abnormal sudden increase in the QT interval is three or more times in two weeks, if it is three or more times (S440), the exercise intensity To readjust (S450).

사용자가 질환군이라면, 사용자의 HRR를 구하여, 사용자의 HRR이 수학식 4의 질환군의 최대운동강도와 비교하여, 사용자의 HR이 1분이상 HRR의 75%보다 크다면(S460) 운동강도를 감소시키고(S470), 사용자의 HRR이 수학식 4의 질환군의 최소운동강도와 비교하여, 사용자의 HR이 3분이상 HRR의 50%보다 작다면(S480) 운동강도를 증가시킨다(S490).If the user is a disease group, the user's HRR is calculated, and if the user's HRR is greater than 75% of the HRR for more than 1 minute compared to the maximum exercise intensity of the disease group of Equation 4 (S460) If the user's HRR is less than 50% of the HRR for more than 3 minutes (S480), the exercise intensity is increased (S490).

또한, HRV의 주파수 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio가 4보다크거나 1보다 작다면(S500), LF/HF ratio가 4보다크거나 1보다 작은 상황이 2주에 3회 이상 인가를 판단하여, 3회 이상이라면(S510), 운동강도를 재조정한다(S520). In addition, if the LF / HF ratio obtained through the frequency analysis of HRV is greater than 4 or less than 1 (S500), it is determined whether the situation LF / HF ratio is greater than 4 or less than 1 three or more times in two weeks If more than three times (S510), the exercise intensity is readjusted (S520).

또한, 심전도의 QT interval 이 비정상적인 급작스런 증가가 있었는지를 판단하여, 있었다면(S530), QT interval 의 비정상적인 급작스런 증가가 2주에 3회 이상 인가를 판단하여, 3회 이상이라면(S540), 운동강도를 재조정한다(S550). In addition, it is determined whether there is an abnormal sudden increase in the QT interval of the electrocardiogram (S530), and if it is determined that the abnormal sudden increase in the QT interval is three or more times in two weeks, and the exercise intensity is three or more times (S540). To readjust (S550).

여기서, HRR는 최대심박수에서 평상시 심박수(안정시 심박수)를 뺀 것이다.Here, HRR is the maximum heart rate minus the normal heart rate (stable heart rate).

도 4를 부연설명하면, 피트니스 센터환경에서 맞춤형 운동처방을 전달받고, 운동을 시작하게 되면 사용자단말기(100)를 통해 생체정보가 운동기구단말기(300)로 전달이 된다. 먼저, 개인별로 미리 설문 조사 및 기초체력 정보, 개인정보를 바탕으로 질환여부를 적용하여 정상군과 질환군의 카테고리로 나누어 저장되어 있다. 정상군의 경우 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도가 재조정되고, HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio(교감신경계와 부교감신경계의 활동 비율)의 상태에 따라서 운동강도 재조정 필요성을 지속적으로 판단한다. QT interval도 마찬가지로 안정시 값에 비해 급작스런 변화(특히 증가)가 생길 경우 운동강도 재조정을 실시한다. 재조정 기준이 2주인 것은 기본적으로 이용자에게 제공되는 운동프로그램이 2주단위로 갱신되고 총 24주 프로그램으로 구성되어 있기 때문에 개별 프로그램에서의 변화를 확인하기 위해 2주 단위로 실시한다.
Referring to FIG. 4, when the customized exercise prescription is received in the fitness center environment and the exercise is started, the biological information is transmitted to the exercise device terminal 300 through the user terminal 100. First, by applying the disease status based on the survey, basic fitness information, and personal information in advance for each individual, it is divided into normal and disease groups. In the normal group, the exercise intensity is readjusted when it is out of the target heart rate range, and the necessity of re-adjusting the exercise intensity is continuously determined according to the state of the LF / HF ratio (activity ratio of the sympathetic nervous system and the parasympathetic nervous system) obtained through PSD analysis of HRV. . Similarly, the QT interval should be re-adjusted when there is a sudden change (especially an increase) compared to the resting value. The two-week readjustment standard is basically a two-week program to check for changes in individual programs because the exercise program provided to the user is updated every two weeks and consists of a total of 24 weeks.

본 발명에 있어서, 먼저 사용자가 처음 피트니스센터에 오게 되면, 가장 먼저 개인 기본정보를 작성하여 운동기구 관리서버에 저장한다. 그 후 기초체력 측정장치를 통해 현재의 체력상태를 측정하여 “기초체력 정보”로 운동기구 관리서버에 저장한다. 운동처방은 유산소 운동에 대한 운동처방과 무산소 운동에 대한 운동처방이 있으며, 이하 이들 운동처방 방법에 대하여 설명한다.In the present invention, when a user first comes to the fitness center, first, the basic personal information is created and stored in the exercise equipment management server. After that, the current fitness state is measured through the basic fitness measuring device and stored in the exercise equipment management server as "basic fitness information". Exercise prescription includes exercise prescription for aerobic exercise and exercise prescription for anaerobic exercise, and these exercise prescription methods will be described below.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 의한 유산소 운동의 최초 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다.5 is a schematic flowchart of an initial exercise prescription of aerobic exercise according to an embodiment of the present invention.

이용자 등록단계로서, 이용자가 운동시설에 처음 방문시, 사용자 단말기(100)를 지급하고, 각 개인별로 사용자 ID 지급되되, 상기 사용자 ID를 사용자 단말기(100)내에 저장함과 동시에, 운동기구 관리서버(400)에도 등록한다(S110).As a user registration step, when the user first visits the exercise facility, the user terminal 100 is paid, and a user ID is paid for each individual, and the user ID is stored in the user terminal 100 and the exercise equipment management server ( 400 is also registered (S110).

기본정보 조사단계로, 이용자의 신장, 체중, 성별, 나이, 병력, 현재 질병/치료 유무 등의 개인 기본정보를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버(400)에 저장한다(S120). 여기서 기본 개인정보로, 신장, 체중, BMI, 수축기 혈압(mmHg), 확장기 혈압(mmHg), 안정시 심박수(Rest HR), 최대 심박수(Max HR) 등이 있다.In the basic information research step, the user's height, weight, gender, age, medical history, and the current personal information such as the presence or absence of the disease is stored in the exercise device management server 400 for each user ID (S120). The basic personal information may include height, weight, BMI, systolic blood pressure (mmHg), diastolic blood pressure (mmHg), resting heart rate (Rest HR), and maximum heart rate (Max HR).

기초체력 평가단계로, 기본정보를 바탕으로 한 이용자의 기본 체력상태 파악함과 동시에 최초운동 처방을 위한 데이터 수집하여 사용자 ID별로 운동기구 관리서버(400)에 저장하는데(S130), 이때 일반적인 운동시설 등에 비치되어 있는 기초체력 측정장비를 이용한다. 기초체력 측정장비로 얻어지는 데이터는 유연성, 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 근력 등등이다. 여기서, 기초 체력 측정정보로, 민첩성(Side Step), 민첩성(근육반응), 민첩성(신경반응), 근 지구력, 순발력(ms), 평형성, 유연성(Cm), 근력 등이 있다. In the basic fitness evaluation step, to grasp the user's basic fitness status based on the basic information and at the same time to collect data for the first exercise prescription to store in the exercise equipment management server 400 for each user ID (S130), the general exercise facility Use basic fitness equipment on your back. The data obtained with basic strength measuring equipment is flexibility, agility, endurance, quickness, equilibrium, strength, and so on. Here, the basic physical fitness measurement information includes agility (Side Step), agility (muscle reaction), agility (nerve reaction), muscle endurance, quickness (ms), equilibrium, flexibility (Cm), muscle strength and the like.

유산소운동 평가단계로, 운동기구 단말기(300)에서 설정된 운동 프로토콜을 이행하여 유산소 운동을 행하되, 운동기구 단말기(300)는 상기 유산소 운동에 따른 사용자의 능력을 평가를 행하며, 그 결과를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버(400)에 저장한다(S140).In the aerobic exercise evaluation step, the aerobic exercise is performed by implementing the exercise protocol set in the exercise equipment terminal 300, the exercise equipment terminal 300 evaluates the user's ability according to the aerobic exercise, and the results for each user ID The exercise equipment management server 400 is stored (S140).

최초 운동처방 제공단계로, 개인별 운동능력 기반의 운동처방을 포함하는 최초 데이터 베이스가 생성된다(S150). 즉, 슬레이브 모듈로부터 수신된 심전도신호, PPG신호 등으로 부터 심혈관계 정보를 나타내는 심박수(HR), 심박변이도(HRV)와, 기초정보 수신단계에 수신된 기본개인정보, 기초체력측정정보를 바탕으로 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정한다.As an initial exercise prescription providing step, an initial database including an exercise prescription based on individual exercise ability is generated (S150). That is, based on HR, HRV, and cardiopulmonary heart rate information indicating cardiovascular information from an ECG signal and a PPG signal received from a slave module, and basic personal information and basic fitness measurement information received in the basic information receiving step. Estimate VO2max and determine the initial motion prescription from the estimated VO2max.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 무산소 운동의 최초 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다.5 is a schematic flowchart of an initial exercise prescription of an anaerobic exercise according to an embodiment of the present invention.

이용자 등록단계로서, 이용자가 운동시설에 처음 방문시, 사용자 단말기(100)를 지급하고, 각 개인별로 사용자 ID 지급되되, 상기 사용자 ID를 사용자 단말기(100)내에 저장함과 동시에, 운동기구 관리서버(400)에도 등록한다(S210).As a user registration step, when the user first visits the exercise facility, the user terminal 100 is paid, and a user ID is paid for each individual, and the user ID is stored in the user terminal 100 and the exercise equipment management server ( Also register 400) (S210).

기본정보 조사단계로, 이용자의 신장, 체중, 성별, 나이, 병력, 현재 질병/치료 유무 등의 개인 기본정보를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버(400)에 저장한다(S220). In the basic information research step, the user's height, weight, gender, age, medical history, and current personal information such as disease or treatment is stored in the exercise device management server 400 for each user ID (S220).

기초체력 평가단계로, 기본정보를 바탕으로 한 이용자의 기본 체력상태 파악함과 동시에 최초운동 처방을 위한 데이터 수집하여 사용자 ID별로 운동기구 관리서버(400)에 저장하는데(S230), 이때 일반적인 운동시설 등에 비치되어 있는 기초체력 측정장비를 이용한다. 기초체력 측정장비로 얻어지는 데이터는 유연성, 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 근력 등등이다. In the basic fitness evaluation step, to grasp the user's basic fitness status based on the basic information and at the same time to collect data for the first exercise prescription and stores in the exercise equipment management server 400 for each user ID (S230), the general exercise facility Use basic fitness equipment on your back. The data obtained with basic strength measuring equipment is flexibility, agility, endurance, quickness, equilibrium, strength, and so on.

운동정보 측정단계로, 기본정보를 토대로 10회 최대 반복량 테스트인 10RM(repetition maximum) 테스트를 통해 1RM(1회 최대 반복량)을 추정한다(S240). 이때, 1RM의 추정을 위해서는 중량, 횟수, 세트 수 등은 중요한 파라미터이다.As a step of measuring exercise information, 1RM (once maximum repetition amount) is estimated through a 10RM (repetition maximum) test, which is a 10 times maximum repetition amount test, based on the basic information (S240). At this time, the weight, the number, the number of sets, etc. are important parameters for estimating 1RM.

즉, 무산소운동의 운동처방의 경우, 최초 방문 시 10회 최대 반복량 테스트인 10RM(repetition maximum) 테스트를 통해 1RM(1회 최대 반복량)을 추정하며, 1RM 값을 추정함으로써 운동자의 근력 운동능력을 판단하고 이에 맞게 횟수, 중량, 세트 수를 제공하게 된다. 1회 최대 반복량(1RM) 추정식은 가장 오차가 적다고 알려진 Wathan의 수학식 1을 통해 1차적으로 추정한다.That is, in the case of exercise prescription of anaerobic exercise, 1RM (1st maximum repetition amount) is estimated through 10RM (repetition maximum) test, which is 10 times maximum repetition test at the first visit, and the exerciser's strength exercise ability by estimating 1RM value Determine and provide the number, weight, and number of sets accordingly. The one-time maximum repetition amount (1RM) estimate is primarily estimated from Wathan's Equation 1, which is known to have the least error.

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(단, REPS는 반복수임.)(However, REPS is a repetition number.)

최초 운동처방 제공단계로, 개인별 운동능력 기반의 운동처방을 포함하는 각 파라미터별 데이터베이스가 생성되며. 무산소운동의 운동처방의 경우, 횟수, 중량, 세트 수 조합으로 운동처방을 결정하되, 이용자의 기호에 따라 운동처방한다(S250).As the initial exercise prescription step, a database is created for each parameter including exercise prescription based on individual exercise ability. In the case of exercise prescription of the anaerobic exercise, the exercise prescription is determined by the combination of the number of times, the weight, the number of sets, and the exercise prescription according to the user's preference (S250).

도 6는 본 발명의 일 실시예에 의한 유산소 운동의 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다. 즉, 도 5의 유산소 운동의 최초 운동처방이 행하여진 후, 다시 유산소 운동의 운동처방을 하는 경우를 도 6에서 설명한다.Figure 6 is a schematic flowchart of the exercise prescription of aerobic exercise according to an embodiment of the present invention. That is, the case where the exercise prescription of the aerobic exercise is performed again after the initial exercise prescription of the aerobic exercise of FIG. 5 will be described with reference to FIG. 6.

사용자인식단계로, 사용자가 사용자 단말기(100)를 장착하고 운동기구를 사용할때, 운동기구 단말기(300)는 사용자 단말기(100)로부터 사용자 ID를 수신하여 현재 운동기구 사용자를 파악하며, 수신된 사용자 ID를 운동기구 관리서버(400)으로 전송한다(S310). 운동기구 단말기와 사용자 단말기 간의 통신은 블루투스를 통하여 이루어지며, 운동기구 단말기와 운동기구 관리서버 간의 통신은 LAN을 통해 이루어진다. 경우에 따라서는 수동, 즉, 사용자의 선택에 의해 이루어질 수 있다.In the user recognition step, when the user mounts the user terminal 100 and uses the exercise equipment, the exercise equipment terminal 300 receives the user ID from the user terminal 100 to identify the current exercise equipment user and receives the received user. The ID is transmitted to the exercise equipment management server 400 (S310). Communication between the exercise equipment terminal and the user terminal is performed via Bluetooth, and communication between the exercise equipment terminal and the exercise equipment management server is performed through a LAN. In some cases, it may be made manually, that is, by the user's selection.

서버인식단계로, 운동기구 관리서버는 수신된 사용자 ID가 운동기구 관리서버에 기 등록된 사용자ID인지를 확인하여 사용자 인식을 행하고, 운동기구와 제대로 연결되었는지 확인하며(ECHO), 운동기구의 설정을 확인한다(ECHO)(S320).In the server recognition step, the exercise equipment management server checks whether the received user ID is a user ID registered in advance in the exercise equipment management server, performs user recognition, checks whether it is properly connected to the exercise equipment (ECHO), and sets the exercise equipment. Check (ECHO) (S320).

운동처방정보 갱신단계로, 운동처방 정보가 이미 제공되어 있는 경우에는, 현 운동 처방정보를 갱신하거나, 현재 운동 중, 다음 운동을 위한 기구정보를 갱신하며, 지난번 운동 후, 새롭게 처방된 기구정보를 갱신한다(S330).In the exercise prescription information update step, if exercise prescription information is already provided, update the current exercise prescription information, or update the device information for the next exercise during the current exercise; Update (S330).

즉, 상기 운동처방정보 갱신단계에서 현재사용중인 운동기구의 운동처방정보를 갱신한다. 또는 상기 운동처방정보 갱신단계에서 현재 운동 중인 운동기구 다음에 운동할 운동기구에 대한 정보를 갱신한다. 또는 상기 운동처방정보 갱신단계에서 지난번 운동 후, 새롭게 처방된 기구정보를 갱신한다.
That is, in the exercise prescription information updating step, exercise prescription information of the exercise apparatus currently being used is updated. Alternatively, in the exercise prescription information updating step, information on the exercise device to be exercised next to the exercise device currently being exercised is updated. Or after the last exercise in the exercise prescription information update step, newly prescribed instrument information is updated.

여기서, 운동처방변경 여부는 자동적으로 이루어지는데, 이는 현재 실시간 계측되고 있는 생체 파라미터를 바탕으로 판단하게 된다. 현재 계측되고 있는 심전도로부터 심박 정보와 심박변이도에서 자율신경계의 변화를 알 수 있는 주파수 분석을 실시간으로 평가하여 현재 주어진 운동 처방을 제대로 수행할 수 있는지를 지속적으로 실시간 모니터링하게 된다. 자율신경계의 주로 활성화된 주파수 영역의 PSD(power spectrum density) 수치에 따라 현재 운동자의 피로도를 분석하고 심전도의 QT interval/QTc를 계산하여 이를 바탕으로 현재 운동처방을 지속할 것인지, 변경할 것인지, 멈출 것인지를 판단하게 된다. 이때 운동기구 메모리부(340)에는 질환별, 연령별, 성별에 대하여 VO2max 값을 얻어, 이를 바탕으로 생체 신호 표준화 작업을 행하여, 각 생체신호에 대한 기준범위가 기저장되어 있다.Here, whether to change the exercise prescription is made automatically, which is determined based on the biometric parameters that are currently measured in real time. From the current electrocardiogram, the heart rate information and the frequency analysis that shows the changes in the autonomic nervous system in the heart rate variability are evaluated in real time to continuously monitor whether the current exercise regimen can be properly performed. Analyzes the current fatigue of the exerciser according to the power spectrum density (PSD) values of the autonomic nervous system, and calculates the QT interval / QTc of the ECG. Based on this, the current exercise prescription is continued, changed or stopped. Will be judged. At this time, the exercise device memory unit 340 obtains the VO2max value for each disease, age, and sex, and performs standardization of the biosignal based on this, and a reference range for each biosignal is stored in advance.

최초 운동처방 정보 제공단계, 운동처방 정보가 한번도 제공된 적이 없는 경우에는, 개인별 운동능력 기반의 운동처방을 포함한 최초 데이터베이스 생성한다(S340). 즉, 심박수(HR), 심박변이도(HRV)와, 기초정보 수신단계에 수신된 기본개인정보, 기초체력측정정보를 바탕으로 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정한다.If the first exercise prescription information providing step, exercise prescription information has never been provided, the first database including the exercise prescription based on individual exercise ability is generated (S340). That is, VO2max is estimated based on HR, HRV, basic personal information and basic physical fitness information received in the basic information receiving step, and an initial exercise prescription is determined from the estimated VO2max.

운동처방 정보 획득/설정 단계로, 운동기구 설정하고, 운동정보를 확인하여 운동기구를 운동처방에 따라 설정한다(S350). 즉, 최초 운동처방에 의한 운동기구를 설정하거나, 현재 운동정보에 의한 운동기구를 설정하거나, 지난 운동정보에 의한 운동기구를 설정하며, 운동정보를 제대로 받았는지 확인(ECHO)하고, 속도, 각도, 시간 처방정보(T)를 수신하거나, 로드, 시간 처방정보(C)를 수신한다. 운동기구 단말기가 사용자, 즉 사용자 ID가 접근하여 단독으로 연결하게 되면 운동기구 관리서버로 부터 데이터를 수신하여 운동기구에 운동 정보가 세팅 된다.In the exercise prescription information acquisition / setting step, the exercise apparatus is set, and the exercise apparatus is set by checking the exercise information (S350). That is, the exercise equipment is set by the first exercise prescription, the exercise equipment is set by the current exercise information, the exercise equipment is set by the past exercise information, and whether the exercise information is properly received (ECHO), the speed, the angle Receives the time prescription information (T), or receives the load, time prescription information (C). When the exercise equipment terminal connects to the user, that is, the user ID alone, the exercise equipment receives data from the exercise equipment management server and sets the exercise information on the exercise equipment.

운동기구 제어단계로, 수신된 운동처방에 따라 운동기구의 로드, 속도, 각도, 시간 등을 설정한다(S360). 이는 차후에 슬레이브 모듈에서 측정되는 생체신호 등에 따라 운동처방 갱신여부를 결정하며 이에따라 운동기구 설정도 변경된다. 즉, 바이오피드백에 의한 기구 제어 정보가 변경된다.In the exercise device control step, the load, speed, angle, time, etc. of the exercise device are set according to the received exercise prescription (S360). This determines whether or not to update the exercise prescription according to the bio-signals measured in the slave module later, and the setting of the exercise equipment is changed accordingly. That is, the instrument control information by the biofeedback is changed.

생체정보 획득단계로, 슬레이브 모듈에서 심전도, 광용적맥파(PPG), 활동도(ACC), 체온 등의 생체 신호를 검출한다(S370). 심전도 전극으로 Active 전극을 사용하며, 전극부착은 최적 위치에 부착하며, 노이즈 등을 고려한 재질로 상기 전극은 이루어져 있다.In the bio information acquisition step, the slave module detects bio signals such as electrocardiogram, optical volume pulse wave (PPG), activity (ACC), and body temperature (S370). An electrocardiogram electrode is used as an active electrode, and the electrode is attached at an optimal position, and the electrode is made of a material in consideration of noise and the like.

잡음제거단계로, 검출된 생체신호로부터 동잡음을 제거하며, 60Hz 잡음 등의 간섭잡음을 제거한다(S380).In the noise removing step, the dynamic noise is removed from the detected biosignal, and the interference noise such as 60 Hz noise is removed (S380).

바이오피드백 감시단계로, 운동 중 실시간적으로 수신된 생체신호를 분석하여 운동상태 모니터링 및 기구제어에 대한 적정수준 평가하는 바이오피드백 감시를 행하며, 응급시 등에 알람을 울린다. 여기서, 운동상태 모니터링은 운동량, 운동능력, 위험상황 등을 모니터링하는 것이다(S390). 기구제어에 대한 적정수준 평가는 심박변이도(HRV)와 QT간격을 이용하여 평가하는데, 심박변이도(HRV)는 시간 도메인과 주파수 도메인 분석을 행한다. 알람은 운동위험상태, 운동처방변경, 기구 종료시에 울린다.In the biofeedback monitoring step, the biofeedback monitoring is performed to analyze the bio signals received in real time during the exercise, and to evaluate the appropriate level for the monitoring of the exercise state and the control of the instrument. Here, the exercise state monitoring is to monitor the amount of exercise, exercise ability, dangerous situation, etc. (S390). Appropriate level evaluation for instrument control is performed using HRV and QT intervals, which perform time domain and frequency domain analysis. The alarm is sounded when the exercise state is changed, the exercise prescription changes, and the instrument is shut down.

운동정보 저장단계로, 수신된 생체정보 및 설정 / 변경하는 운동처방을 운동기구 단말기의 메모리에 저장한다(S400).In the exercise information storage step, the received biometric information and the exercise prescription to set / change is stored in the memory of the exercise equipment terminal (S400).

운동정보 전송단계로, 운동기구 단말기에 저장된 모든 유산소 운동정보를 운동기구 관리서버로 전송하며, 운동종료여부를 판단한다(S410). 즉, 정말 운동을 끝냈는지여부판단 후 통신변경(Network)을 행한다.In the exercise information transmission step, all the aerobic exercise information stored in the exercise equipment terminal is transmitted to the exercise equipment management server, it is determined whether the exercise is finished (S410). In other words, after determining whether the exercise is really completed, the network is changed.

정보 업데이트단계로, 운동기구 관리서버는 운동기구 단말기로부터 수신된 정보를 사용자 ID별로 저장하고 관리한다(S420). 수신된 정보는 기존 정보와 함께 다음의 운동처방을 위한 정보로 활용된다.In the information update step, the exercise equipment management server stores and manages the information received from the exercise equipment terminal for each user ID (S420). The received information is used as information for the next exercise prescription together with the existing information.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 무산소 운동의 운동처방에 대한 개략적 흐름도이다. 즉, 도 6의 유산소 운동의 최초 운동처방이 행하여진 후, 다시 유산소 운동의 운동처방을 하는 경우를 도 7에서 설명한다.Figure 7 is a schematic flowchart of the exercise prescription of the anaerobic exercise according to an embodiment of the present invention. That is, the case where the exercise prescription of the aerobic exercise is performed again after the initial exercise prescription of the aerobic exercise of FIG. 6 will be described with reference to FIG. 7.

사용자인식단계로, 사용자가 사용자 단말기(100)를 장착하고 운동기구를 사용할때, 운동기구 단말기(300)는 사용자 단말기(100)로부터 사용자 ID를 수신하여 현재 운동기구 사용자를 파악하며, 수신된 사용자 ID를 운동기구 관리서버(400)으로 전송한다(S510). 운동기구 단말기와 사용자 단말기 간의 통신은 블루투스를 통하여 이루어지며, 운동기구 단말기와 운동기구 관리서버 간의 통신은 LAN을 통해 이루어진다. 경우에 따라서는 수동, 즉, 사용자의 선택에 의해 이루어질 수 있다.In the user recognition step, when the user mounts the user terminal 100 and uses the exercise equipment, the exercise equipment terminal 300 receives the user ID from the user terminal 100 to identify the current exercise equipment user and receives the received user. The ID is transmitted to the exercise equipment management server 400 (S510). Communication between the exercise equipment terminal and the user terminal is performed via Bluetooth, and communication between the exercise equipment terminal and the exercise equipment management server is performed through a LAN. In some cases, it may be made manually, that is, by the user's selection.

서버인식단계로, 운동기구 관리서버는 수신된 사용자 ID가 운동기구 관리서버에 기 등록된 사용자ID인지를 확인하여 사용자 인식을 행하고, 운동기구와 제대로 연결되었는지 확인하며(ECHO), 운동기구의 설정을 확인한다(ECHO)(S520).In the server recognition step, the exercise equipment management server checks whether the received user ID is a user ID registered in advance in the exercise equipment management server, performs user recognition, checks whether it is properly connected to the exercise equipment (ECHO), and sets the exercise equipment. Check (ECHO) (S520).

운동처방정보 갱신단계로, 운동처방 정보가 이미 제공되어 있는 경우에는, 현 운동 처방정보를 갱신하거나, 현재 운동 중인 운동의 다음 운동을 위한 기구정보(즉, 다음 세트, 다음운동기구 처방정보)를 갱신하며, 지난 운동 시의 중량, 회수, 세트 수와 저장된 데이터 베이스를 토대로 새로운 운동처방를 행한다(S530).In the exercise prescription information update step, if exercise prescription information is already provided, the current exercise prescription information is updated or device information (ie, next set, next exercise equipment prescription information) for the next exercise of the current exercise is performed. It updates and performs a new exercise prescription based on the weight, the number of times, the set number of the last exercise, and the stored database (S530).

최초 운동처방 정보 제공단계, 운동처방 정보가 한번도 제공된 적이 없는 경우에는, 개인별 운동능력 기반의 운동처방을 포함한 각 파라미터별 데이터베이스 생성하며, 중량,회수,세트 수를 결정하며, 이용자 기호에 따른 운동처방을 행한다(S540). If the initial exercise prescription information provision step and exercise prescription information have never been provided, create a database for each parameter including exercise prescription based on individual exercise ability, determine weight, number of times, set number, exercise prescription according to user's preference (S540).

운동처방 정보 획득/설정 단계로, 운동기구 설정하고, 운동정보를 확인하여 운동기구를 운동처방에 따라 설정한다(S550). 즉, 최초 운동처방에 의한 운동기구를 설정하거나, 현재 운동정보에 의한 운동기구를 설정하거나, 지난 운동정보에 의한 운동기구를 설정하며, 운동정보를 제대로 받았는지 확인(ECHO)하고, 속도, 각도, 시간 처방정보(T)를 수신하거나, 로드, 시간 처방정보(C)를 수신한다. 운동기구 단말기가 사용자, 즉 사용자 ID가 접근하여 단독으로 연결하게 되면 운동기구 관리서버로 부터 데이터를 수신하여 운동기구에 운동 정보가 세팅 된다.In the exercise prescription information acquisition / setting step, the exercise apparatus is set, and the exercise apparatus is set by checking the exercise information (S550). That is, the exercise equipment is set by the first exercise prescription, the exercise equipment is set by the current exercise information, the exercise equipment is set by the past exercise information, and whether the exercise information is properly received (ECHO), the speed, the angle Receives the time prescription information (T), or receives the load, time prescription information (C). When the exercise equipment terminal connects to the user, that is, the user ID alone, the exercise equipment receives data from the exercise equipment management server and sets the exercise information on the exercise equipment.

바이오피드백 감시단계로, 운동처방정보 (횟수, 중량, 세트 수)를 획득하며, 운동 중 기구에 부착된 센서로부터 근력 능력/상태를 모니터링하며, 다음세트/기구 운동량 적정수준을 평가(센서데이터로부터 중량, 횟수 이용)하며, 센서로부터 획득되는 부하정보를 저장하고, HR 정보를 전달할 수 있는 통신망 확보한다(S560).As a biofeedback monitoring step, it obtains exercise prescription information (number, weight, number of sets), monitors muscle strength / status from sensors attached to the instrument during exercise, and evaluates the next level of exercise / set of exercise (from sensor data). Weight, the number of times), and stores the load information obtained from the sensor, and secures a communication network capable of transmitting HR information (S560).

운동중 정보제공단계로, 처방된 데이터의 마지막 단계의 정보인지, 실시간 운동처방정보(횟수, 중량, 세트 수)를 변경하려 하는지, 운동자가 위험상태인지를 알람으로 알리며, 또한 운동자의 심박(HR) 정보를 바이오피드백 전달을 위한 알람으로 알린다(S570).It provides the information during exercise, which informs you whether it is the last step of the prescribed data, changes the real-time exercise prescription information (number, weight, number of sets), whether the exerciser is in danger, and also the exerciser's heart rate (HR). Inform the information to the alarm for biofeedback (S570).

운동지속여부 판단단계로, 운동종료인지, 운동 중 일시중지상황인지를 판단한다(S580).As a determination of whether to continue the exercise, it is determined whether the exercise is terminated or suspended during the exercise (S580).

운동정보 저장/전송단계로, 무산소 운동 중 단말기에 저장된 실제/변경 실행된 중량, 횟수, 세트 수 등 모든운동 정보를 운동기구 관리서버로 전송하며, 운동종료여부를 판단한다(S590). In the exercise information storage / transmission step, all the exercise information such as the weight, the number of times, and the number of sets executed in the terminal during the anaerobic exercise is transmitted to the exercise equipment management server and determines whether the exercise is finished (S590).

정보 업데이트단계로, 운동기구 관리서버는 운동기구 단말기로부터 수신된 정보를 사용자 ID별로 저장하고 관리한다(S600). 수신된 정보는 기존 정보와 함께 다음의 운동처방을 위한 정보로 활용된다.In the information update step, the exercise equipment management server stores and manages the information received from the exercise equipment terminal for each user ID (S600). The received information is used as information for the next exercise prescription together with the existing information.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것이 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
The present invention is not limited to the above described and illustrated in the drawings, and of course, more modifications and variations are possible to those skilled in the art within the scope of the following claims.

100: 사용자 단말기 110: 슬레이브 모듈 120: 생체신호 검출부
122: 심전도 전극부 124: PPG 센서부 126: 활동도 센서부
128: 체온 센서부 140: 신호전처리부 142: 심전도 전처리부
144: PPG 전처리부 146: 활동도 전어리부 148: 체온 전처리부
170: A/D변환기 180: 슬레이브 모듈 연산처리부
190: 슬레이브 모듈 송수신부 210: 마스터 모듈 230: MP3
240: 휴대폰 헨즈프리부 250: 메모리카드 280: 마스터 모듈 설정부
300: 운동기구 단말기 310: 운동기구 320: 운동기구 연산처리부
330: 운동기구 설정부 340: 운동기구 메모리부 350: 운동기구 출력부
360: TV 포트 370: 운동기구 제어부 400: 운동기구 관리서버
Reference Signs List 100 user terminal 110 slave module 120 biosignal detection unit
122: electrocardiogram electrode portion 124: PPG sensor portion 126: activity sensor portion
128: body temperature sensor 140: signal preprocessor 142: electrocardiogram preprocessor
144: PPG pretreatment unit 146: activity activity predecessor 148: body temperature pretreatment unit
170: A / D converter 180: slave module operation processing unit
190: slave module transceiver 210: master module 230: MP3
240: mobile phone hands-free unit 250: memory card 280: master module setting unit
300: exercise equipment terminal 310: exercise equipment 320: exercise equipment calculation processing unit
330: fitness equipment setting unit 340: fitness equipment memory 350: fitness equipment output unit
360: TV port 370: exercise equipment control unit 400: exercise equipment management server

Claims (25)

사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서,
사용자들의 운동 부하검사(Modified Balke Protocol) 수행을 통해 환기역치를 검출하고, 상기 환기역치로 도달하기 까지의 시간과 상기 환기역치 시의 개인별 심박수(HR)를 바탕으로 개인별 VO2(산소소비율)를 구하고, 구하여진 상기 VO2, 신체정보, 상기 환기역치로 도달하기 까지의 시간, 심박수를 통해 개인별 VO2max(최대 산소섭취량)를 구하고, 구하여진 VO2max를 이용하여 초기 운동처방을 결정하는 초기 운동처방단계; 를 적어도 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
In the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting a biological signal of the user, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for managing the exercise equipment terminal,
The user detects the ventilation threshold by performing the Modified Balke Protocol, and calculates the oxygen consumption rate (VO2) based on the time to reach the ventilation threshold and the HR (HR) at the ventilation threshold. An initial exercise prescription step of obtaining an individual VO2max (maximum oxygen intake) from the obtained VO2, body information, time to reach the ventilation threshold, heart rate, and using the obtained VO2max; Exercise prescription method characterized in that it comprises at least.
사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서,
운동기구 관리서버에 개인별 설문 조사 및 기초체력 정보, 개인정보로부터 질환여부를 판단하여 개인별로 정상군 카테고리와 질환군 카테고리 중 하나로 지정 저장하며,
운동기구 단말기는 운동 중 실시간으로 측정되는 HR(심박수)가 기 설정된 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도를 재조정하며, HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio의 상태에 따라서 운동강도를 재조정하며, 심전도의 QT간격(QT interval) 안정시 값에 비해 급격한 변화가 생길 경우 운동강도 재조정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
In the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting a biological signal of the user, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for managing the exercise equipment terminal,
Determine whether the disease from the individual survey and basic fitness information, personal information to the exercise equipment management server, and designate and store as one of the normal group category and disease group category for each individual,
The exercise equipment terminal readjusts the exercise intensity when the HR (heart rate) measured in real time out of the target target heart rate zone is adjusted during the exercise, and readjusts the exercise intensity according to the state of the LF / HF ratio obtained through the PSD analysis of the HRV. Exercise regimen, characterized in that the exercise intensity is adjusted to adjust when the sudden change in the QT interval (QT interval) of the electrocardiogram.
사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서,
심박수(HR), 심박변이도(HRV) 및 기본개인정보와 기초체력측정정보를 이용하여 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정하는 초기 운동처방단계;
를 적어도 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
In the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting a biological signal of the user, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for managing the exercise equipment terminal,
An initial exercise prescription step of estimating VO2max using heart rate (HR), heart rate variability (HRV), basic personal information and basic fitness measurement information, and determining an initial exercise prescription from the estimated VO2max;
Exercise prescription method characterized in that it comprises at least.
제1항에 있어서,
상기 VO2는, 사용자가 남자인 경우,
Figure pat00012

(여기서, HR은 환기역치에 도달했을 때의 사용자 심박수이며, time은 환기역치에 도달했을 때의 도달 시간)
에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 1,
The VO2, if the user is a man,
Figure pat00012

Where HR is the user heart rate when the ventilation threshold is reached and time is the arrival time when the ventilation threshold is reached.
Exercise prescription method characterized by the above-mentioned.
제1항에 있어서,
상기 VO2는, 사용자가 여자인 경우,
Figure pat00013

(여기서, HR은 환기역치에 도달했을 때의 사용자 심박수이며, time은 환기역치에 도달했을 때의 도달 시간)
에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 1,
The VO2, if the user is a woman,
Figure pat00013

Where HR is the user heart rate when the ventilation threshold is reached and time is the arrival time when the ventilation threshold is reached.
Exercise prescription method characterized by the above-mentioned.
제4항에 있어서,
상기 VO2max는,
Figure pat00014

(여기서, bodyfat_mass는 체지방양을 의미하고, age는 나이, waist는 허리둘레 크기, var.time은 운동시작부터 환기역치 시점까지 시간변화량, Obesity는 비만치, slop.VO2는 VO2값에서 VO2max까지 변화하는 슬로프의 기울기임)
에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 4, wherein
VO2max is,
Figure pat00014

Where bodyfat_mass is the amount of body fat, age is the waist, waist is the size of the waist circumference, var.time is the amount of time change from the start of the exercise to the ventilation threshold, obesity is obesity, and slop.VO 2 is the value of VO2 to VO2max. Slope of the changing slope)
Exercise prescription method characterized by the above-mentioned.
제5항에 있어서,
상기 VO2max는,
Figure pat00015

(여기서, age는 나이, SBP는 수축기혈압, var.time은 운동시작부터 환기역치 시점까지 시간변화량, VO2.rest는 안정상태에서의 VO2 값, time.VT는 환기역치에 도달했을 때의 시간임)
에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 5,
VO2max is,
Figure pat00015

Where age is age, SBP is systolic blood pressure, var.time is the amount of time change from the start of the exercise to the ventilation threshold, VO2.rest is the VO2 value at steady state, and time.VT is the time when the ventilation threshold is reached. )
Exercise prescription method characterized by the above-mentioned.
제6항에 있어서,
비만치인 상기 Obesity는
Figure pat00016

(여기서, Weight는 몸무게이고, height는 키이고, ideal.weight는 남자의 경우에 (height - 100)x0.92 이고, 여자의 경우에는 (height - 100)×0.86임)
에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운동처방 시스템.
The method of claim 6,
Obesity is obese
Figure pat00016

(Weight is weight, height is height, ideal.weight is (height-100) x0.92 for men, (height-100) × 0.86 for women)
Exercise prescription system characterized in that obtained by.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초기 운동처방단계에 앞서,
이용자가 운동시설에 처음 방문시, 사용자 ID를 사용자 단말기내에 저장함과 동시에 운동기구 관리서버에 등록하는 이용자 등록단계;
상기 이용자 등록 단계후, 이용자의 신장, 체중, 성별, 나이, 병력, 현재 질병/치료 유무의 개인 기본정보를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기본정보 조사단계;
기본정보 조사단계후, 기본정보를 바탕으로 한 유연성, 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 근력을 포함하는 기본 체력상태를 측정하여 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기초체력 평가단계;
를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
Prior to the initial exercise prescription step,
A user registration step of storing a user ID in a user terminal at the first visit to a sports facility and registering it with the exercise equipment management server;
After the user registration step, the basic information investigation step of storing the user's height, weight, gender, age, medical history, personal basic information of the current disease / treatment for each user ID in the exercise equipment management server;
After the basic information investigation step, the basic fitness evaluation step of measuring the basic fitness state, including flexibility, agility, muscular endurance, quickness, balance, muscle strength based on the basic information stored in the exercise equipment management server for each user ID;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
제9항에 있어서,
상기 기초체력 평가단계와 상기 초기 운동처방단계의 사이에,
운동기구 단말기에서 설정된 운동 프로토콜을 이행하여 유산소 운동을 행하되, 운동기구 단말기는 상기 유산소 운동에 따른 사용자의 능력을 평가를 행하며, 결과를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 유산소운동 평가단계;
를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
10. The method of claim 9,
Between the basic fitness evaluation step and the initial exercise prescription step,
Performing aerobic exercise by implementing an exercise protocol set in an exercise equipment terminal, wherein the exercise equipment terminal evaluates a user's ability according to the aerobic exercise and stores the result in an exercise equipment management server for each user ID;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
사용자의 생체 신호를 검출하는 사용자 단말기, 운동기구에 장착되어 있는 운동기구 단말기, 상기 운동기구 단말기를 통합 관리하는 운동기구 관리서버를 포함하여 이루어진 운동처방 시스템에서의 운동처방 방법에 있어서,
10회 최대 반복량(10RM) 테스트를 통해 1RM(1회 최대 반복량)을 추정하며, 추정된 1RM 값으로부터 운동자의 근력 운동능력을 추정하여 운동시의 횟수, 중량, 세트 수를 결정하는 초기운동 처방단계;
를 적어도 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
In the exercise prescription method in the exercise prescription system comprising a user terminal for detecting a biological signal of the user, an exercise equipment terminal mounted on the exercise equipment, an exercise equipment management server for managing the exercise equipment terminal,
Initial exercise that estimates 1RM (1st maximum repetition amount) through 10 times maximum repetition amount (10RM) test, and estimates the number of times, weight, and number of sets when exercising Prescription step;
Exercise prescription method characterized in that it comprises at least.
제11항에 있어서,
상기 1회 최대 반복량(1RM) 추정은
Figure pat00017

(단, REPS는 횟수(반복수), load는 중량임.)
에 의해 구하여지는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 11,
The one-time maximum repetition amount (1RM) estimation
Figure pat00017

(However, REPS is the number of times (repeat), load is the weight.)
Exercise prescription method characterized by the above-mentioned.
제11항에 있어서,
상기 초기 운동처방단계에 앞서,
이용자가 운동시설에 처음 방문시, 사용자 ID를 사용자 단말기내에 저장함과 동시에 운동기구 관리서버에 등록하는 이용자 등록단계;
상기 이용자 등록 단계후, 이용자의 신장, 체중, 성별, 나이, 병력, 현재 질병/치료 유무의 개인 기본정보를 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기본정보 조사단계;
기본정보 조사단계후, 기본정보를 바탕으로 한 유연성, 민첩성, 근지구력, 순발력, 평형성, 근력을 포함하는 기본 체력상태를 측정하여 사용자 ID별로 운동기구 관리서버에 저장하는 기초체력 평가단계;
를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 11,
Prior to the initial exercise prescription step,
A user registration step of storing a user ID in a user terminal at the first visit to a sports facility and registering it with the exercise equipment management server;
After the user registration step, the basic information investigation step of storing the user's height, weight, gender, age, medical history, personal basic information of the current disease / treatment for each user ID in the exercise equipment management server;
After the basic information investigation step, the basic fitness evaluation step of measuring the basic fitness state, including flexibility, agility, muscular endurance, quickness, balance, muscle strength based on the basic information stored in the exercise equipment management server for each user ID;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
사용자가 사용자 단말기를 장착하고 운동기구를 사용할때, 운동기구 단말기는 사용자 단말기로부터 사용자 ID를 수신하여 현재 운동기구 사용자를 파악하며, 수신된 사용자 ID를 운동기구 관리서버로 전송하는 사용자인식단계;
사용자인식단계 후, 운동기구 관리서버는 수신된 사용자 ID가 운동기구 관리서버에 기 등록된 사용자ID인지를 확인하여 사용자 인식을 행하고, 운동기구와 제대로 연결되었는지 확인하며, 운동기구의 설정을 확인하는 서버인식단계;
서버인식단계 후, 운동처방 정보가 이미 제공된바가 있는 경우에는, 현 운동 처방정보를 갱신하거나, 현재 운동 중인 운동의 다음 운동을 위한 기구정보를 갱신하며, 지난번 운동 후에 새롭게 처방된 기구정보를 갱신하는 운동처방정보 갱신단계;
서버인식단계 후, 운동처방 정보가 한번도 제공된 적이 없는 경우에는, 심박수(HR), 심박변이도(HRV) 및 기본개인정보와 기초체력측정정보를 바탕으로 VO2max를 추정하고, 추정된 VO2max로부터 초기 운동처방을 결정하는 초기 운동처방을 포함한 데이터베이스 생성하는 최초 운동처방 정보 제공단계;
를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
When the user wears the user terminal and uses the exercise equipment, the exercise equipment terminal receives the user ID from the user terminal to identify the current exercise equipment user, and transmits the received user ID to the exercise equipment management server;
After the user recognition step, the exercise equipment management server checks whether the received user ID is a user ID registered in advance in the exercise equipment management server to perform user recognition, check whether it is properly connected to the exercise equipment, and check the setting of the exercise equipment. Server recognition step;
After the server recognition step, if the exercise prescription information has already been provided, update the current exercise prescription information, or update the device information for the next exercise of the current exercise, and update the newly prescribed device information after the last exercise Exercise prescription information updating step;
After the server recognition step, if exercise prescription information has never been provided, VO2max is estimated based on HR, HRV, and basic personal information and basic fitness measurement information, and the initial exercise prescription is estimated from the estimated VO2max. Initial exercise prescription information providing step of generating a database including the initial exercise prescription to determine the;
Exercise prescription method characterized in that it comprises at least.
제14항에 있어서,
상기 운동처방정보 갱신단계는,
심박변이도를 주파수 도메인 분석을 행하여 PSD(power spectrum density)를 구하고, 심전도의 QT 간격을 구하여, 기준범위와 비교하여 운동처방정보 갱신여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 14,
The exercise prescription information updating step,
Frequency domain analysis of the heart rate variability to obtain a power spectrum density (PSD), the QT interval of the electrocardiogram to determine the exercise prescription information to determine whether to update the exercise prescription information.
제14항에 있어서,
상기 운동처방정보 갱신단계 후 또는 상기 최초 운동처방 정보 제공단계 후에, 운동기구를 정하고, 운동정보를 확인하여 운동기구를 운동처방에 따라 설정하는 운동처방정보 획득/설정단계;
상기 운동처방정보 획득/설정단계 후, 수신된 운동처방에 따라 운동기구의 로드, 속도, 각도, 시간을 설정하는 운동기구 제어단계;
상기 운동기구 제어단계 후, 운동 중 실시간적으로 수신된 생체신호를 분석하여 운동상태 모니터링 및 기구제어에 대한 적정수준인지를 평가하는 바이오피드백 감시단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 14,
After the exercise prescription information updating step or after the initial exercise prescription information providing step, an exercise prescription information obtaining / setting step of setting an exercise machine according to an exercise prescription by determining exercise equipment and checking exercise information;
An exercise equipment control step of setting a load, a speed, an angle, and a time of the exercise equipment according to the received exercise prescription after the exercise prescription information obtaining / setting step;
A biofeedback monitoring step of evaluating whether the exercise level is appropriate for the exercise state monitoring and the device control by analyzing the bio signals received in real time during the exercise device control step;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
제16항에 있어서,
상기 운동기구 제어단계와 상기 바이오피드백 감시단계의 사이에,
사용자 단말기에서 심전도, 광용적맥파(PPG), 활동도(ACC), 체온 등의 생체 신호를 검출하는 생체정보 획득단계;
상기 생체정보 획득단계에서 검출된 생체신호로부터 동잡음 및 간섭잡음을 제거하는 잡음제거단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 16,
Between the exercise equipment control step and the biofeedback monitoring step,
Biometric information acquisition step of detecting a biosignal such as electrocardiogram, optical volume pulse wave (PPG), activity (ACC), and body temperature in a user terminal;
A noise removing step of removing dynamic noise and interference noise from the biological signal detected in the biometric information obtaining step;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
제16항에 있어서,
상기 바이오피드백 감시단계 후에, 수신된 생체정보 및 설정된 운동처방을 운동기구 단말기에 저장하는 운동정보 저장단계;
상기 운동정보 저장단계 후에, 운동기구 단말기에 저장된 유산소 운동정보를 운동기구 관리서버로 전송하며 운동종료여부를 판단하는 운동정보 전송단계;
상기 운동정보 전송단계 후에, 운동기구 관리서버는 운동기구 단말기로부터 수신된 정보를 사용자 ID별로 저장하고 관리하는 정보 업데이트단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 16,
An exercise information storage step of storing the received biometric information and the set exercise prescription in an exercise device terminal after the biofeedback monitoring step;
After the exercise information storage step, the exercise information transmission step of transmitting the aerobic exercise information stored in the exercise equipment terminal to the exercise equipment management server to determine whether to finish the exercise;
After the exercise information transmitting step, the exercise equipment management server information update step of storing and managing the information received from the exercise equipment terminal for each user ID;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
사용자가 사용자 단말기를 장착하고 운동기구를 사용할때, 운동기구 단말기는 사용자 단말기로부터 사용자 ID를 수신하여 현재 운동기구 사용자를 파악하며, 수신된 사용자 ID를 운동기구 관리서버로 전송하는 사용자인식단계;
상기 사용자인식단계 후, 운동기구 관리서버는 수신된 사용자 ID가 운동기구 관리서버에 기 등록된 사용자ID인지를 확인하여 사용자 인식을 행하고, 운동기구와 제대로 연결되었는지 확인하며, 운동기구의 설정을 확인하는 서버인식단계;
상기 서버인식단계 후에, 운동처방 정보가 이미 제공된바가 있는 경우에는, 현 운동 처방정보를 갱신하거나, 현재 운동 중인 운동의 다음 운동을 위한 기구정보(즉, 다음 세트, 다음운동기구 처방정보)를 갱신하며, 지난 운동 시의 중량, 회수, 세트 수와 저장된 데이터 베이스를 토대로 새로운 운동처방를 행하는 운동처방정보 갱신단계;
상기 서버인식단계 후에, 운동처방 정보가 한번도 제공된 적이 없는 경우에는, 10회 최대 반복량(10RM) 테스트를 통해 1RM(1회 최대 반복량)을 추정하며, 추정된 1RM 값으로부터 운동자의 근력 운동능력을 추정하여 운동시의 횟수, 중량, 세트 수를 결정하는 최초 운동처방 정보 제공단계;
상기 운동처방정보 갱신단계 후 또는 상기 최초 운동처방 정보 제공단계 후에, 운동기구를 설\정하고, 운동정보를 확인하여 운동기구를 운동처방에 따라 설정하는 운동처방 정보 획득/설정 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
When the user wears the user terminal and uses the exercise equipment, the exercise equipment terminal receives the user ID from the user terminal to identify the current exercise equipment user, and transmits the received user ID to the exercise equipment management server;
After the user recognition step, the exercise equipment management server checks whether the received user ID is a user ID registered in advance in the exercise equipment management server to perform user recognition, check whether it is properly connected with the exercise equipment, and check the setting of the exercise equipment. Server recognition step of doing;
After the server recognition step, if the exercise prescription information has already been provided, update the current exercise prescription information, or update the device information (ie, next set, next exercise equipment prescription information) for the next exercise of the current exercise An exercise prescription information updating step of performing a new exercise prescription based on the weight, the number of times, the number of sets, and the stored database of the last exercise;
After the server recognition step, if the exercise prescription information has never been provided, the maximum repetition amount (1RM) is estimated through 10 maximum repetition amount (10RM) tests, and the exerciser's strength exercise ability is estimated from the estimated 1RM value. A first exercise prescription information providing step of estimating the number of times of exercise, weight, and number of sets;
After the exercise prescription information updating step or after the initial exercise prescription information providing step, setting up the exercise equipment, checking the exercise information, and setting up the exercise equipment according to the exercise prescription;
Exercise prescription method comprising a.
제19항에 있어서,
상기 운동처방 정보 획득/설정 단계후에, 운동처방정보 (횟수, 중량, 세트 수)를 획득하며, 운동 중 기구에 부착된 센서로부터 근력 능력/상태를 모니터링하며, 다음세트/기구 운동량 적정수준을 평가(센서데이터로부터 중량, 횟수 이용)하는 바이오피드백 감시단계;
상기 바이오피드백 감시단계 후에, 운동처방된 데이터의 마지막 단계의 정보인지, 실시간 운동처방정보(횟수, 중량, 세트 수)를 변경하려 하는지, 운동자가 위험상태인지를 알람으로 알리는 운동중 정보제공단계;
상기 운동중 정보제공단계 후에, 운동종료인지, 운동 중 일시중지 상황인지를 판단하는 운동지속여부 판단단계;
상기 운동지속여부 판단단계 후에, 무산소 운동 중 단말기에 저장된 실제/변경 실행된 중량, 횟수, 세트 수관련 운동 정보를 운동기구 관리서버로 전송하며, 운동종료여부를 판단하는 운동정보 저장/전송단계;
상기 운동정보 저장/전송단계 후에, 운동기구 관리서버는 운동기구 단말기로부터 수신된 정보를 사용자 ID별로 저장하고 관리하는 정보 업데이트단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동처방 방법.
The method of claim 19,
After the exercise prescription information acquisition / setting step, the exercise prescription information (number, weight, number of sets) is obtained, the strength capacity / status is monitored from the sensor attached to the apparatus during the exercise, and the next set / mechanism exercise amount is evaluated. A biofeedback monitoring step (using the weight and the number of times from the sensor data);
After the biofeedback monitoring step, during the exercise information providing step of notifying whether the information of the last step of the exercise prescription data, real-time exercise prescription information (number, weight, number of sets), or whether the exerciser is in danger;
After the information providing step of the exercise, whether to continue the exercise, whether to stop the exercise during the exercise determination step of continuing;
After the exercise continuity determination step, during the anaerobic exercise transmits the actual / modified weight, the number of times, and the set number of the exercise information stored in the terminal to the exercise equipment management server, the exercise information storage / transmission step of determining whether to end the exercise;
After the exercise information storage / transmission step, the exercise equipment management server information update step of storing and managing the information received from the exercise equipment terminal for each user ID;
Exercise prescription method characterized in that it further comprises.
제2항에 있어서,
상기 운동기구 단말기는 운동 중 실시간으로 측정되는 HR(심박수)이 기 설정된 타겟 심박수 영역을 벗어나게 되면 운동강도를 재조정하되,
타겟 심박수 영역보다 높은 HR이 1분간 1회 지속되면 일시적으로 처방된 운동강도보다 한단계 낮은 운동으로 재설정하고,
타겟 심박수 영역보다 낮은 HR이 3분간 지속 시 처방된 운동강도보다 한단계 높은 운동강도로 재설정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 운동처방 시스템.
The method of claim 2,
The exercise equipment terminal readjusts the exercise intensity when the HR (heart rate) measured in real time during the exercise is out of the preset target heart rate region,
If HR higher than your target heart rate zone lasts for 1 minute, temporarily reset your workout to one level lower than your prescribed workout intensity,
Exercise prescription system, characterized in that the HR lower than the target heart rate zone is configured to reset to the exercise intensity one step higher than the prescribed exercise intensity for 3 minutes.
제21항에 있어서,
상기 운동기구 단말기는, 2주동안 처방받은 운동이 사용자에게 맞지 않아 타겟 심박수 영역보다 높은 HR로 인한 운동처방 변경이 3회이상 일어난 경우는 운동레벨을 재설정하여 운동처방을 수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 운동처방 시스템.
The method of claim 21,
The exercise device terminal, if the exercise prescribed for 2 weeks does not fit the user, if the exercise prescription changes due to HR higher than the target heart rate region occurs more than three times, the exercise is characterized in that to perform the exercise prescription by resetting the exercise level Prescription system.
제21항에 있어서,
상기 타겟 심박수 영역은, 질환군과 정상군 별로, 최소운동강도에서 최대운동강도로 구비되되,
질환군의 최소운동강도 = 0.5×(maxHR-restHR)-restHR
질환군의 최대운동강도 = 0.75×(maxHR-restHR)-restHR
정상군의 최소운동강도 = 0.6×(maxHR-restHR)-restHR
정상군의 최대운동강도 = 0.85×(maxHR-restHR)-restHR
(여기서, maxHR는 최대 심박수이며, restHR는 안정시 심박수임)
으로 이루어진 것을 특징으로 하는 운동처방 시스템.
The method of claim 21,
The target heart rate region is provided to the maximum exercise intensity from the minimum exercise intensity, for each disease and normal group,
Minimum exercise intensity of disease group = 0.5 × (maxHR-restHR) -restHR
Maximum exercise intensity of disease group = 0.75 × (maxHR-restHR) -restHR
Minimum exercise intensity of normal group = 0.6 × (maxHR-restHR) -restHR
Maximum exercise intensity of normal group = 0.85 × (maxHR-restHR) -restHR
Where maxHR is your maximum heart rate and restHR is your resting heart rate
Exercise prescription system, characterized in that consisting of.
제2항에 있어서,
상기 운동기구 단말기는 HRV의 PSD 분석을 통해 얻어진 LF/HF ratio의 상태에 따라서 운동강도를 재조정하되,
LF/HF ratio가 운동 중 실시간으로 1분 단위로 모니터링되며, 2주동안 처방받은 운동에 대해 안정 범위(1.5~2)보다 2배 이상 높거나 낮은 상태가 3회 이상 발생한 경우 처방받은 운동처방보다 낮은 강도로 자동 재설정되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 운동처방 시스템.
The method of claim 2,
The exercise device terminal readjusts the exercise intensity according to the state of the LF / HF ratio obtained through the PSD analysis of HRV,
The LF / HF ratio is monitored in real-time during exercise during 1 minute, and when exercise occurs over 2 times higher or lower than stable range (1.5 ~ 2) for 2 weeks, Exercise prescription system, characterized in that configured to automatically reset to a low intensity.
제2항에 있어서,
상기 운동기구 단말기는 심전도의 QT간격(QT interval) 안정시 값에 비해 급격한 변화가 생길 경우 운동강도 재조정하되,
안정 시 QT 간격을 기준값으로 하고, 운동 시 실시간 감시를 통해 운동으로 인한 증가가 아닌 비정상적인 급격한 증가가 2주 내에 3회이상 발생한 경우 처방받은 운동처방보다 낮은 강도로 자동 재설정되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 운동처방 시스템.



The method of claim 2,
The exercise device terminal readjusts the exercise intensity when a sudden change occurs compared to the QT interval stabilization value of the electrocardiogram,
Precise QT interval at rest, and during exercise, real-time monitoring, if an abnormal sudden increase occurs more than three times in two weeks, rather than due to exercise, exercise prescription characterized in that it is automatically reset to a lower intensity than the prescribed exercise prescription system.



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