WO2013018992A2 - 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법 - Google Patents

지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법 Download PDF

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WO2013018992A2
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    • A61B5/024—Measuring pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245—Measuring pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
    • A61B5/02455—Measuring pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals provided with high/low alarm devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for maintaining aerobic exercise for promoting fat burning, and more specifically, the point that distinguishes aerobic exercise from anoxic exercise is an anaerobic threshold point, and below the anaerobic threshold (AT: Anaerobic Threshold) It is a method of calculating the heart rate at the anaerobic threshold point because it burns fat efficiently when continuously exercising at exercise intensity.
  • the present invention also relates to a method for maintaining aerobic exercise by generating a notification sound or showing a notification message when the measured heart rate exceeds the set heart rate by measuring the heart rate in real time.
  • the relative exercise intensity using the maximum heart rate (% HRmax), the relative exercise intensity using the spare heart rate (% HR Reserve), the relative exercise intensity using the maximum oxygen intake (% VO 2 max), exercise intensity using VO 2 reserve, and the like.
  • Types of aerobic exercise include oxygen-intensive walking, jogging and trade milling.
  • aerobic exercise function evaluation which is performed in some general hospitals and public health centers, uses different equipment for each item and uses various aerobic exercise test protocols.
  • Such exercise function evaluation has a very low utilization rate because it is timely and financially easy for the general public to use it, and it is practically impractical to perform regular exercise function evaluation to check the effects of exercise.
  • an athlete uses aerobic exercise equipment, such as a treadmill
  • the athlete wants to perform a proper exercise without difficulty in his or her physical fitness, and by continuing the exercise, improves his or her physical fitness and maintains a healthy life. I want to.
  • the athlete wants to keep a record of his or her athletic state, and based on the recorded exercise history, he wants to train his fitness.
  • there may be various things in the goal of the athlete such as endurance, cardiopulmonary function, calorie consumption for the treatment of obesity.
  • the present invention provides a method for calculating the heart rate at this anaerobic threshold point by calculating the anaerobic threshold (AT) of the user in order to efficiently burn fat, to achieve the problem raised above.
  • AT anaerobic threshold
  • Another object of the present invention is to provide a method of efficiently burning fat during exercise by checking whether the measured heart rate is within the calculated heart rate.
  • the first embodiment of the present invention provides a method for maintaining aerobic exercise for promoting fat burning to achieve the above-mentioned problem.
  • the aerobic exercise maintenance method may include estimating a maximum oxygen intake amount corresponding to a user; Inputting an anaerobic threshold estimation variable for inputting an anaerobic threshold (AT) estimation variable corresponding to a user; An anaerobic threshold value calculating step of calculating an anaerobic threshold value of the user using an anaerobic threshold estimation equation according to an input variable; And calculating a heart rate of the user by substituting the calculated anoxic threshold value into the heart rate regression equation.
  • AT anaerobic threshold
  • the maximum oxygen intake estimation equation is the following equation
  • VO 2 max (ml / kg / min) ⁇ 0 + ⁇ 1x1 +... + ⁇ pxp + ⁇ , ⁇ to N (0, ⁇ 2),
  • VO 2 max (ml / kg / min) is the dependent variable
  • x1,..., xp is the P given dependent variables
  • ⁇ 0, ⁇ 1,..., ⁇ p are unknown regression coefficients
  • ⁇ is the error term
  • A is the slope
  • B is the constant
  • VO 2 (ml / kg / min) is the oxygen consumption at the anaerobic threshold.
  • Independent variables include gender, age, weight, height, body mass index (BMI), Bioelectrical Impedance Analyzer (BIA), resting heart rate, heart rate during submaximal exercise, and submaximal exercise.
  • Respiratory gas parameters Respiratory Exchange Ratio (RER), energy expenditure, waist circumference, waist-to-hip ratio, physical activity data, and exercise Rating of Perceived Exertion (RPE), daily step counts, exercise frequence (sessions per week), maximum work intensity (Wmax), exercise And at least one selected from a period of years, a gas exchange threshold, a long running record of 1000 m or more, and a skeletal muscle mass.
  • the heart rate measuring terminal as the user's exercise begins to measure the heart rate of the user to generate heart rate measurement information; Receiving, by the communication terminal, the generated heart rate measurement information from the heart rate measurement terminal and determining whether the measured heart rate of the heart rate measurement information falls within the calculated heart rate range of the user generated by the first embodiment; And providing a notification information when the communication terminal is out of the user's heart rate range, and may provide an aerobic exercise maintenance method for promoting fat burning.
  • the notification information may include a guide message for an exercise time and an exercise type.
  • the present invention it is possible to efficiently perform fat burning when continuously exercising at an exercise intensity below the anaerobic threshold by calculating the anaerobic threshold of the user and calculating the heart rate at this anaerobic threshold point.
  • another effect of the present invention is to measure the user's heart rate using a heart rate measurement terminal and to check whether the measured heart rate is within the calculated heart rate by outputting alarms and text messages, so that the user burns fat efficiently while steadily exercising It is possible to make it.
  • 1 is a system configuration for maintaining aerobic exercise for promoting fat burning according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit block diagram of the heart rate measuring terminal shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a circuit block diagram of the communication terminal shown in FIG.
  • Figure 4 is a flow chart showing aerobic exercise maintenance process for promoting fat burning according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • a system configuration diagram for maintaining aerobic exercise for promoting fat burning includes receiving a heart rate measurement terminal 100 measuring heart rate of a user and heart rate measurement information measured from the heart rate measurement terminal 100. It consists of a communication terminal 120 for monitoring the maintenance of aerobic exercise.
  • the heart rate measuring terminal 100 may be attached to or detached from the user's body, or may be attached to an exercise device such as a trade mill (ie, a treadmill).
  • a trade mill ie, a treadmill
  • the communication terminal 120 is a smart card, a personal digital assistant (PDA), a mini portable media player (PMP), a treadmill capable of measuring heart rate, aerobic exercise equipment and portable heart rate such as a bicycle ergometer, a granular, a lowing machine, etc. Measuring instrument or the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP mini portable media player
  • a treadmill capable of measuring heart rate, aerobic exercise equipment and portable heart rate such as a bicycle ergometer, a granular, a lowing machine, etc. Measuring instrument or the like.
  • the heart rate measuring terminal 100 includes a heart rate measuring unit 210, an operation unit 220, a microprocessor 200, a display unit 240, a memory 230, a wireless transmitter 250, and the like. .
  • Heart rate measuring unit 210 is to measure the heart rate of the human body (user) as a heart rate measurement sensor.
  • the heart rate measuring unit 210 is displayed as a component of the heart rate measuring terminal 100, but for convenience, the heart rate measuring device may be linked with the existing heart rate measuring device.
  • the operation unit 220 transmits a command for the user to select an operation of the heart rate measuring terminal 110 to the microprocessor 200.
  • the operation unit 220 may include a general numeric key, a key button for inputting data, a function selection key button, and the like, and may not include a key button when the display unit 240 is configured as a touch screen.
  • the memory 230 is a storage device that stores data, measures a heart rate of a user, transmits the data to a communication terminal (120 of FIG. 1), or stores a program for operation control.
  • the memory 230 may be a memory provided in the microprocessor or may be a separate memory. Therefore, non-hard disk drives, flash memory, electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), static RAM (SRAM), ferro-electric RAM (FRAM), phase-change RAM (PRAM), magnetic RAM (MRAM), and the like. Volatile memory and / or volatile memory such as random access memory (RAM), dynamic random access memory (DRAM), or the like may be used.
  • EEPROM electrically erasable programmable read-only memory
  • SRAM static RAM
  • FRAM ferro-electric RAM
  • PRAM phase-change RAM
  • MRAM magnetic RAM
  • Volatile memory and / or volatile memory such as random access memory (RAM), dynamic random access memory (DRAM), or the like may be used.
  • the display unit 240 displays a menu screen for an operation state and / or operation of the heart rate measuring terminal 100 and is implemented as a liquid crystal display (LCD), organic light emitting diodes (OLED), a touch screen, or the like.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diodes
  • touch screen or the like.
  • the display unit 240 may not be configured.
  • the wireless transmitter 250 performs a function of wirelessly transmitting the heart rate measurement information processed by the microprocessor 200 and transmitting the wireless heart rate measurement information to the communication terminal 120.
  • a communication technology between the heart rate measurement terminal (100 in FIG. 1) and the communication terminal (120 in FIG. 1) general radio frequency (RF), Bluetooth communication, infrared communication, and near field communication technology are used.
  • RF radio frequency
  • Bluetooth communication infrared communication
  • near field communication technology are used.
  • the present invention is not limited to wireless communication technology, but wired communication technology can be used.
  • the communication terminal 120 includes an anaerobic threshold calculator 330 for calculating an anaerobic threshold of a user; A heart rate calculator 350 for calculating a heart rate of the user using the calculated anoxic threshold; A communication circuit unit 370 communicating with the wireless communication unit 250 of FIG.
  • a control unit (300) for determining whether it is out of range by comparing with a heart rate range of a user calculated using heart rate measurement information transmitted through the communication circuit unit (370) and providing a warning sound and / or a message; And a display unit 320 for displaying a warning sound and / or a message or a voice converting unit 360 for outputting the same according to a command of the controller 300.
  • anoxic threshold value is calculated to calculate the heart rate range of the user at this anaerobic threshold point and the user's heart rate and Aerobic exercise maintenance program for promoting fat burning to implement the algorithm to compare, the storage unit 340 for storing data and the like is provided.
  • the storage unit 340 may be a memory provided in a microprocessor configured in the controller 300 or may be a separate memory. Therefore, non-hard disk drives, flash memory, electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), static RAM (SRAM), ferro-electric RAM (FRAM), phase-change RAM (PRAM), magnetic RAM (MRAM), and the like. Volatile memory and / or volatile memory such as random access memory (RAM), dynamic random access memory (DRAM), or the like may be used.
  • EEPROM electrically erasable programmable read-only memory
  • SRAM static RAM
  • FRAM ferro-electric RAM
  • PRAM phase-change RAM
  • MRAM magnetic RAM
  • Volatile memory and / or volatile memory such as random access memory (RAM), dynamic random access memory (DRAM), or the like may be used.
  • Aerobic exercise maintenance program, data, etc. are transmitted to the communication terminal 120 in the form of an app (app) using a wireless communication technology.
  • Such communication technologies include WiBro (Wireless Broadband), WiPi (Wireless Internet Platform for Interoperability), Bluetooth, Code Division Multiple Access (CDMA), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), and Global System for Mobile Communications. ), Dedicated short-range communications (DSRC), Infrared Data Association (IrDA), and the like can be used.
  • the voice converter 360 converts an analog voice of a user into a digital signal or converts a digital signal into an analog signal.
  • the display unit 320 may include a liquid crystal display (LCD), organic light emitting diodes (OLED), a touch screen, or the like, and the input unit 310 may be omitted in the case of a touch screen.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diodes
  • the anaerobic threshold calculator 330 calculates an anaerobic threshold value (or point). In other words, when the user inputs the anaerobic threshold estimation variable using the input unit 310, the anaerobic threshold calculation unit 330 calculates the anaerobic threshold value of the user.
  • the anaerobic threshold estimation parameters include gender, age, height, weight, body mass index (BMI), body fat mass, and 1,200M running record.
  • Anaerobic threshold is a time greater than the VCO 2 or VO 2 indicates the value of the VO 2 at that time.
  • the AT viewpoint is the boundary from aerobic exercise to anaerobic exercise. At this time, in order to burn a lot of fat aerobic exercise should be performed. Therefore, to do aerobic exercise, you must continue to exercise at the intensity before that point.
  • the point where VCO 2 exceeds VO 2 becomes the anaerobic threshold (AT) time point and the user's heart rate range is calculated using the VO 2 value at this time point.
  • AT anaerobic threshold
  • the aerobic exercise maintenance method for promoting fat burning, estimating the maximum oxygen intake corresponding to the user; Inputting an anaerobic threshold estimation variable for inputting an anaerobic threshold estimation variable corresponding to a user; An anaerobic threshold value calculating step of calculating an anaerobic threshold value of the user using an anaerobic threshold estimation equation according to an input variable; And calculating the heart rate of the user by substituting the calculated anoxic threshold value into the heart rate regression equation.
  • the maximum oxygen intake estimation equation is the following equation
  • VO 2 max (ml / kg / min) ⁇ 0 + ⁇ 1x1 +... + ⁇ pxp + ⁇ , ⁇ to N (0, ⁇ 2),
  • VO 2 max (ml / kg / min) is the dependent variable
  • x1,..., xp is the P given dependent variables
  • ⁇ 0, ⁇ 1,..., ⁇ p are unknown regression coefficients
  • ⁇ is the error term
  • VO 2 (ml / kg / min) value may be characterized in that the oxygen consumption amount at the anaerobic threshold time point.
  • Independent variables include gender, age, weight, height, body mass index (BMI), Bioelectrical Impedance Analyzer (BIA), resting heart rate, heart rate during submaximal exercise, and submaximal exercise.
  • Respiratory gas parameters Respiratory Exchange Ratio (RER), energy expenditure, waist circumference, waist-to-hip ratio, physical activity data, and exercise Rating of Perceived Exertion (RPE), daily step counts, exercise frequence (sessions per week), maximum work intensity (Wmax), exercise And at least one selected from a period of years, a gas exchange threshold, a long running record of 1000 m or more, and a skeletal muscle mass.
  • ⁇ 1 is -0.129
  • ⁇ 2 is 0.171
  • ⁇ 3 is -0.395
  • the constant constant is 17.815.
  • ⁇ 1 is -0.658
  • ⁇ 2 is 0.547
  • ⁇ 3 is -0.406
  • ⁇ 4 is -0.123
  • ⁇ 5 is 1.661
  • the constant constant is -46.014.
  • Bodyfat represents body fat and BMI represents Body Mass Index.
  • ⁇ 1 is -0.016 and the constant constant is 37.125.
  • ⁇ 1 is -0.139
  • ⁇ 2 is 0.110
  • ⁇ 3 is -0.670
  • ⁇ 4 is -0.12
  • the constant constant is 39.834.
  • ⁇ 1 is -0.087
  • ⁇ 2 is -0.070
  • ⁇ 3 is -0.305
  • the constant constant is 46.735.
  • ⁇ 1 is -2.408
  • ⁇ 2 is 1.882
  • ⁇ 3 is -1.090
  • ⁇ 4 is -0.031
  • ⁇ 5 is 5.758
  • the constant constant is -246.323.
  • ⁇ 1 is -0.021
  • constant constant is 32.736
  • ⁇ 1 is -0.038
  • ⁇ 2 is 0.220
  • ⁇ 3 is -0.220
  • ⁇ 4 is -0.025
  • the constant constant is 5.492.
  • Equations 1 to 8 may be derived using various data, a standard statistical software (SPSS) program, and a multiple regression analysis method.
  • SPSS standard statistical software
  • the anaerobic threshold estimation equation is based on an estimation equation using basic body information, an estimation equation using basic body information + health examination data, an estimation equation using 1,200m running records, and an estimation equation using basic body information + 1,200m running records. Can be. If this is described in a table as follows.
  • R is the multiple correlation coefficient
  • R2 is the variation
  • SEE is the standard error of the estimate.
  • the anaerobic threshold estimation equation is based on an estimation equation using basic body information, an estimation equation using basic body information + health examination data, an estimation equation using a 1,200m running record, and an estimation equation using a basic body information + 1,200m running record. Can be. If this is described in a table as follows.
  • R is the multiple correlation coefficient
  • R2 is the variation
  • SEE is the standard error of the estimate.
  • the heart rate calculator 350 calculates a user's heart rate range using the points of the anaerobic threshold calculated by the anoxic threshold calculator 330.
  • the heart rate range corresponding to the anaerobic threshold value of the user is calculated using the anaerobic threshold estimation equation (ie, Equation 1).
  • Heart rate regression is as follows.
  • the value of VO 2 (ml / kg / min) is the amount of oxygen consumed at the time of anaerobic threshold.
  • FIG. 4 is a flow chart showing aerobic exercise maintenance process for promoting fat burning according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 includes a preparation process before the start of exercise and an exercise execution process.
  • an anaerobic threshold value and a heart rate range of the user are calculated by using an anaerobic threshold estimation variable, which is information about the user.
  • the user inputs an anaerobic threshold estimation variable corresponding to his information to the communication terminal 120 (step S410).
  • various anaerobic threshold estimation parameters for estimating the anaerobic threshold value are input to the communication terminal 120.
  • the anoxic threshold estimates included sex, age, weight, height, body mass index (BMI), bioelectrical impedance analyzer (BIA), resting heart rate, heart rate during submaximal exercise, and submaximal Respiratory gas parameters during exercise, Respiratory Exchange Ratio (RER), energy expenditure, waist circumference, waist-to-hip ratio, and physical activity data , Rating of Perceived Exertion (RPE), daily step counts, exercise frequence (sessions per week), Wmax (work max) It may be configured to include at least one selected from the period of exercise (years of training), the gas exchange threshold (threshold value), a long running record of more than 1000m and skeletal muscle mass.
  • the anaerobic threshold value of the user is calculated using the anaerobic threshold estimation regression equation (step S420), and the heart rate at the anaerobic threshold point is determined according to the relation between the anaerobic threshold value and the heart rate.
  • the range is calculated (steps S430 and S440).
  • the heart rate range may be displayed through the display unit 320 of FIG. 3 or a guide message may be output through the voice conversion unit 360 of FIG. 3.
  • This heart rate range is a reference value of the aerobic exercise intensity of the user.
  • the communication terminal 120 enters a standby mode for receiving heart rate measurement information measuring the heart rate of the user from the heart rate measuring terminal (100 in FIG. 1) (step S450).
  • step S410 when the heart rate range is generated by step S410 to step S440, the user is informed to the communication terminal 120 that the user is ready to start the exercise (step S461).
  • the manner in which the user notifies the communication terminal 120 may select a specific button provided in the input unit 310 of FIG. 3 or make a voice.
  • the user may automatically enter the standby mode after a certain time.
  • the communication terminal 120 of FIG. 1 receives the heart rate measurement information measuring the heart rate of the user from the heart rate measurement terminal 100, and the calculated heart rate of the heart rate measurement information is calculated through the steps S410 to S440. It is determined whether it is within the range (step S460). Of course, there is a process in which the communication terminal 120 receives the heart rate measurement information from the heart rate measurement terminal 100 in real time.
  • step S460 when the measured heart rate of the heart rate measurement information is out of the calculated heart rate range of the user, the communication terminal 120 provides notification information (step S470).
  • the alert information may be a warning sound or a guide message, which may include aerobic exercise time (e.g., aerobic exercise time, a suitable time for future aerobic exercise, etc.), aerobic exercise type (e.g., light exercise such as jogging). It may include)).
  • aerobic exercise time e.g., aerobic exercise time, a suitable time for future aerobic exercise, etc.
  • aerobic exercise type e.g., light exercise such as jogging. It may include
  • step S450 proceeds.
  • microprocessor 210 heart rate measurement unit
  • operation unit 230 memory
  • control unit 310 input unit

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Abstract

본 발명은 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법에 대한 것으로서, 더 상세하게는 유산소 운동과 무산소 운동을 구분 짓고 있는 지점이 바로 무산소성 역치 지점이 되며, 무산소성 역치 이하의 운동 강도로 지속적으로 운동할 때 효율적으로 지방을 연소하게 되므로 무산소성 역치 지점에서 심박수를 산출하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 심박수를 실시간 측정하여 측정된 심박수가 설정된 심박수를 넘을 경우, 알림음을 내거나 알림 메시지를 보여줌으로써 유산소 운동을 유지하게 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 사용자의 무산소성 역치를 산출하여 이 무산소성 역치 지점에서의 심박수를 산출함으로써 무산소성 역치 이하의 운동 강도로 지속적으로 운동할 때 효율적으로 지방 연소를 수행하는 것이 가능하다.

Description

지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법
본 발명은 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법에 대한 것으로서, 더 상세하게는 유산소 운동과 무산소 운동을 구분 짓고 있는 지점이 바로 무산소성 역치 지점이 되며, 무산소성 역치(AT: Anaerobic Threshold) 이하의 운동 강도로 지속적으로 운동할 때 효율적으로 지방을 연소하게 되므로 무산소성 역치 지점에서 심박수를 산출하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 심박수를 실시간 측정하여 측정된 심박수가 설정된 심박수를 넘을 경우, 알림음을 내거나 알림 메시지를 보여줌으로써 유산소 운동을 유지하게 하는 방법에 관한 것이다.
적절한 운동은 운동부족질환(hypokinetic disease)의 발병위험을 낮추고 기초대사 근력 지구력 유연성 등의 운동기능 유지 및 향상에 큰 도움을 준다. 그러나 운동의 효과는 자신에게 적합한 운동과 운동량을 수행하였을 때 최대가 되고 자신의 운동기능보다 과도한 운동은 심박수와 혈압의 급격한 증가와 함께 심혈관계 사고를 유발시킬 수 있다.
따라서, 자신의 신체조건에 맞는 적당한 운동 및 운동량을 아는 것은 매우 중요한 일이다. 즉, 자신의 운동기능 수준을 정확히 파악하고, 자신에게 적합한 운동강도를 결정하는 것이 매우 중요하다. 각 개인에게 적절한 운동강도를 결정하기 위한 방법으로서, 최대 심박수를 이용한 상대적 운동강도(%HRmax), 여유심박수를 이용한 상대적 운동강도(%HR Reserve), 최대산소 섭취량을 이용한 상대적 운동 강도(%VO2max), 여유 산소섭취량을 이용한 운동 강도(VO2Reserve)를 이용하는 방법 등이 있다.
한편, 현대인의 경우 과도한 체지방으로 인해 비만, 혈관 및 심장 질환을 가지고 있다. 이러한 비만, 혈관 및 심장 질환 등에 대한 해법으로 유산소 운동이 많이 실행되고 있다. 이러한 유산소 운동의 특징은 비만의 원인이 되는 체지방을 효과적으로 소모시켜 준다는 특징이 있다.
유산소 운동의 종류로는 산소를 많이 소모하는 걷기운동이나 조깅 및 트레이드밀 등의 운동을 들 수 있다.
유산소 운동이 지방을 연소시키는 원리는 숨이 차지 않으면서도 큰 힘을 들이지 않고도 할 수 있는 운동으로 몸안에 최대한 많은 양의 산소를 공급시킴으로써 심장과 폐의 기능을 향상시키고 강한 혈관조직을 갖게 하는 것이다.
그런데, 현재의 경우 유산소 운동을 유지하게 하는 방법이 없어 적절한 운동 강도를 유지할 수 없다는 점이다.
현재 일부 종합병원이나 보건소 등에서 수행되고 있는 유산소 운동기능평가에서는 각 항목별로 다른 장비를 사용하고, 여러 가지 유산소 운동검사 프로토콜을 이용하고 있다. 이러한 운동기능 평가는 일반인이 쉽게 이용하기에는 시간적 및 금전적 비용이 크고 운동의 효과를 점검하기 위하여 정기적인 운동기능 평가를 수행하는 것이 사실상 비현실적이어서 이용율이 매우 낮은 실정이다.
또한, 예를 들면, 트레드밀을 비롯한 운동기구를 이용하여 운동자가 유산소 운동을 하는 경우 운동자는 자신의 체력에 무리가 없는 적합한 운동을 하고자 하며, 운동을 계속함으로써 자신의 체력을 증진시켜 건강한 삶을 유지시키고자 한다. 또한, 운동자는 자신의 운동상태를 기록으로 남기고 싶어 하고, 이러한 기록된 운동 이력을 기반으로 자신의 체력을 단련하고자 한다. 또한, 운동자의 목표에도 지구력강화, 심폐기능강화, 비만치료를 위한 칼로리 소모 등 다양한 것들이 존재할 수 있다.
그런데, 종래 기술에 의할 경우, 유산소 운동을 적절하고 효과적으로 하고자 하는 사람들에게 있어, 자신의 유산소 운동기능을 평가하고, 그에 따른 적절한 유산소 운동량을 아는 것이 실질적으로 거의 불가능하다는 단점이 있다.
본 발명은 위에서 제기된 과제를 달성하기 위해, 지방 연소를 효율적으로 하기 위해 사용자의 무산소성 역치(AT: Anaerobic Threshold)를 산출하여 이 무산소성 역치 지점에서의 심박수를 산출하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 심박수를 측정하여 측정된 심박수가 산출된 심박수 내에 있는지를 확인하여 운동시 지방을 효율적으로 연소시키는 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
본 발명의 제 1 실시예는 위에서 제기된 과제를 달성하기 위해 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법을 제공한다. 이 유산소 운동 유지 방법은, 사용자에 해당하는 최대산소섭취량을 추정하는 단계; 사용자에 해당하는 무산소성 역치(AT: Anaerobic Threshold) 추정 변수를 입력하는 무산소성 역치 추정 변수 입력 단계; 입력된 변수에 따라 무산소성 역치 추정식을 이용하여 상기 사용자의 무산소성 역치값을 계산하는 무산소성 역치값 계산 단계; 및 계산된 무산소성 역치값을 심박수 회귀식에 대입하여 상기 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 최대산소섭취량 추정식은 다음식,
VO2max(ml/kg/min)=β0＋β1ｘ1＋…＋βpｘp＋ε, ε ~ N(0, σ2)이고,
(여기서 VO2max(ml/kg/min)는 종속변수, ｘ1, …,ｘp는 P개의 주어진 종속변수들, β0, β1, …, βp는 미지의 회귀계수, ε는 오차항으로서 기대값 0, 분산 σ2인 정규분포를 따른다고 가정한다.)
산소섭취량(VO2(ml/kg/min))과 심박수(HR)와의 관계식으로부터 각 개인의 무산소성 역치 시점에 해당되는 심박수를 도출할 수 있다. 즉, 다음식
HR = VO2(㎖/㎏/min)*A＋B
(여기서 A는 기울기이고 B는 상수이며 VO2(㎖/㎏/min) 값은 무산소성 역치 시점의 산소소비량)인 것을 특징으로 한다.
이때, 독립변수는 성별, 나이, 체중, 키, 체질량지수(BMI: Body Mass Index), 생체전기 저항 분석(BIA: Bioelectrical Impedance Analyzer), 안정시 심박수, 최대하 운동 시의 심박수, 최대하 운동시의 호흡가스 변수, 호홉교환율(RER: Respiratory Exchange Ratio), 에너지 소비량(energy expenditure), 허리둘레, 허리와 힙의 비율(Waist-to-hip ratio), 신체활동 자료(physical activity data), 운동 자각도(RPE: Rating of Perceived Exertion)(주관적 운동 강도), 하루동안의 걸음 수(daily step counts), 운동빈도(exercise frequence(sessions per week)), 최대 운동강도(Wmax: work max), 운동기간(years of training), 가스교환 역치값(gas exchange threshold(문턱값)), 1000m 이상 오래달리기 기록 및 골격근량 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편으로, 본 발명의 제 2 실시예는, 사용자의 운동이 시작됨에 따라 심박수 측정 단말기가 사용자의 심박수를 측정하여 심박수 측정 정보를 생성하는 단계; 통신 단말기가 생성된 심박수 측정 정보를 상기 심박수 측정 단말기로부터 전송받아 상기 심박수 측정 정보의 측정된 심박수가 제 1 실시예에 의해 생성된 상기 사용자의 산출 심박수 범위 내에 해당하는 지를 판단하는 단계; 및 판단결과, 상기 통신 단말기가 상기 사용자의 심박수 범위를 벗어나면 알림 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 알림 정보는 운동 시간 및 운동 종류에 대한 안내 메시지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자의 무산소성 역치를 산출하여 이 무산소성 역치 지점에서의 심박수를 산출함으로써 무산소성 역치 이하의 운동 강도로 지속적으로 운동할 때 효율적으로 지방 연소를 수행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 심박수 측정 단말기를 이용하여 사용자의 심박수를 측정하고 측정된 심박수가 산출된 심박수 내에 있는지를 확인하여 알람, 문자 메시지를 출력함으로써 사용자가 안정적으로 운동하면서도 지방을 효율적으로 연소시키는 것이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지를 위한 시스템 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 심박수 측정 단말기의 회로 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 통신 단말기의 회로 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지를 위한 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지를 위한 시스템 구성도는 사용자의 심박수를 측정하는 심박수 측정 단말기(100)와 이 심박수 측정 단말기(100)로부터 측정된 심박수 측정 정보를 수신하여 사용자의 유산소 운동 유지를 감시하는 통신 단말기(120)로 구성된다.
물론, 심박수 측정 단말기(100)는 사용자의 신체에 착탈될 수 있으며, 또는 트레이드밀(즉 런닝 머신) 등의 운동 기구에 부착될 수 있다.
또한, 통신 단말기(120)는 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), 미니 PMP(Portable Media Player), 심박수 측정이 가능한 트레드밀, 자전거 에르고미터, 입립티컬, 로우잉 머신 등과 같은 유산소 운동기구 및 휴대용 심박수 측정기 등이 될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 심박수 측정 단말기(100)의 회로 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 심박수 측정 단말기(100)는 심박수 측정부(210), 조작부(220), 마이크로프로세서(200), 표시부(240), 메모리(230), 무선 송신부(250) 등을 구비한다.
*심박수 측정부(210)는 심박수 측정 센서로서 인체(사용자)의 심박수를 측정하게 된다. 편의상 심박수 측정부(210)를 심박수 측정 단말기(100)의 구성 요소로 표시하였으나, 편의상 기존에 구비된 심박수 측정기와 연동하는 것도 가능하다.
조작부(220)는 상기 사용자가 심박수 측정 단말기(110)의 동작을 선택하는 명령을 마이크로 프로세서(200)로 전달해준다. 조작부(220)는 일반적인 숫자키와 데이터 입력이 가능한 키버튼, 기능 선택 키버튼 등이 구비될 수 있으며, 표시부(240)가 터치 스크린으로 구성된 경우 키버튼을 구비하지 않을 수 있다.
메모리(230)는 데이터를 저장하거나, 사용자의 심장 심박수를 측정하여 통신 단말기(도 1의 120)쪽으로 전송하거나 동작 제어를 위한 프로그램이 저장된 저장 장치이다. 메모리(230)는 마이크로 프로세서 내에 구비되는 메모리일 수 있고, 별도의 메모리가 될 수 있다. 따라서, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory), SRAM(Static RAM), FRAM(Ferro-electric RAM), PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM) 등과 같은 비휘발성 메모리 및/또는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등과 같은 휘발성 메모리가 사용될 수 있다.
표시부(240)는 심박수 측정 단말기(100)의 동작 상태 및/또는 조작을 위한 메뉴 화면을 표시해주는 것으로, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), 터치 스크린 등으로 구현된다. 물론, 본 발명에서는 표시부(240)를 도시하였으나, 표시부(240)가 구성되지 않을 수 있다.
무선 송신부(250)는 마이크로프로세서(200)에 의해 처리된 심박수 측정 정보를 무선으로 송출하여 통신 단말기(1의 120)로 전송하기 위한 기능을 수행한다. 심박수 측정 단말기(도 1의 100)와 통신 단말기(도 1의 120) 간 통신 기술은, 일반적인 RF(Radio Frequency), 블루투스 통신, 적외선 통신, 근거리 무선통신 기술이 이용된다. 물론, 본 발명은 무선 통신 기술에만 한정되는 것은 아니며, 유선 통신 기술을 이용하는 것도 가능하다.
도 3은 도 1에 도시된 통신 단말기(120)의 회로 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 통신 단말기(120)에는, 사용자의 무산소성 역치를 산출하는 무산소성 역치 계산부(330); 산출된 무산소성 역치를 이용하여 사용자의 심박수를 계산하는 심박수 계산부(350); 무선 통신부(도 2의 250)와 통신하여 심박수 측정 정보를 수신하는 통신 회로부(370); 상기 통신 회로부(370)를 통하여 전송된 심박수 측정 정보를 이용하여 산출된 사용자의 심박수 범위와 비교하여 범위를 벗어나는 지를 판단하여 경고음 및/또는 메시지를 제공하는 제어부(300); 및 상기 제어부(300)의 명령에 따라 경고음 및/또는 메시지를 디스플레이하는 표시부(320) 또는 출력하는 음성 변환부(360) 등이 구성된다.
물론, 이외에도, 사용자의 명령 및/또는 선택을 위한 버튼 등이 구비되는 입력부(310), 무산소성 역치값을 산출하여 이 무산소성 역치 지점에서 사용자의 심박수 범위를 계산하고 실시간 측정된 사용자의 심박수와 비교하는 알고리즘을 구현하는 지방연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 프로그램, 데이터 등을 저장하는 저장부(340) 등이 구비된다.
이 저장부(340)는 제어부(300) 내에 구성된 마이크로 프로세서 내에 구비되는 메모리일 수 있고, 별도의 메모리가 될 수 있다. 따라서, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory), SRAM(Static RAM), FRAM(Ferro-electric RAM), PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM) 등과 같은 비휘발성 메모리 및/또는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등과 같은 휘발성 메모리가 사용될 수 있다.
유산소 운동 유지 프로그램, 데이터 등은 무선 통신 기술을 이용하여 앱(app) 형태로 통신 단말기(120)로 전송된다. 이러한 통신 기술로는 와이브로(WiBro: Wireless Broadband), 위피(WiPi: Wireless Internet Platform for Interoperability), 블루투쓰, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), DSRC(Dedicated short-range communications), IrDA(Infrared Data Association) 등이 사용될 수 있다.
음성 변환부(360)는 사용자의 아날로그 음성을 디지털 신호로 변화하거나 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능을 수행한다.
표시부(320)는 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes), 터치 스크린 등으로 구성될 수 있으며, 터치 스크린인 경우 입력부(310)를 생략하는 것도 가능하다.
무산소성 역치 계산부(330)는 무산소성 역치값(또는 지점)을 계산하는 기능을 수행한다. 부연하면, 사용자가 입력부(310)를 이용하여 무산소성 역치 추정 변수를 입력하게 되면, 무산소성 역치 계산부(330)가 사용자의 무산소성 역치값을 계산한다. 이러한 무산소성 역치 추정 변수로는 성별, 나이, 신장, 체중, BMI(Body Mass Index: 체질량 지수), 체지방량 및 1,200M 달리기 기록 등을 들 수 있다.
무산소성 역치(AT: Anaerobic Threshold)란 VO2보다 VCO2가 커지는 시점 혹은 그 시점에서의 VO2의 값을 의미한다. AT 시점은 유산소 운동에서 무산소 운동으로 바뀌는 경계가 된다. 이때 지방을 많이 연소하기 위해서는 유산소 운동을 행해야 한다. 따라서 유산소운동을 하기 위해서는 그 시점 이전의 강도로 운동을 지속해야 한다.
그러므로, 운동을 함에 따라 변하는 VO2와 VCO2 그래프에서 VCO2가 VO2를 넘어서는 지점이 무산소성 역치(AT) 시점이 되고 이 시점에서의 VO2값을 사용하여 사용자의 심박수 범위를 구한다.
이러한 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법은, 사용자에 해당하는 최대산소섭취량을 추정하는 단계; 사용자에 해당하는 무산소성 역치 추정 변수를 입력하는 무산소성 역치 추정 변수 입력 단계; 입력된 변수에 따라 무산소성 역치 추정식을 이용하여 상기 사용자의 무산소성 역치값을 계산하는 무산소성 역치값 계산 단계; 및 계산된 무산소성 역치값을 심박수 회귀식에 대입하여 상기 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 산출 단계로 구분할 수 있다.
여기서, 상기 최대산소섭취량 추정식은 다음식,
VO2max(ml/kg/min)=β0＋β1ｘ1＋…＋βpｘp＋ε, ε ~ N(0, σ2)이고,
(여기서 VO2max(ml/kg/min)는 종속변수, ｘ1, …,ｘp는 P개의 주어진 종속변수들, β0, β1, …, βp는 미지의 회귀계수, ε는 오차항으로서 기대값 0, 분산 σ2인 정규분포를 따른다고 가정한다.)
산소섭취량(VO2(ml/kg/min))과 심박수(HR)와의 관계식으로부터 각 개인의 무산소성 역치 시점에 해당되는 심박수를 도출할 수 있다. 즉, 다음식
HR = VO2(㎖/㎏/min)*A＋B (여기서 A는 기울기이고 B는 상수임)이다.
여기서, VO2(㎖/㎏/min) 값은 무산소성 역치 시점의 산소소비량인 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 독립변수는 성별, 나이, 체중, 키, 체질량지수(BMI: Body Mass Index), 생체전기 저항 분석(BIA: Bioelectrical Impedance Analyzer), 안정시 심박수, 최대하 운동 시의 심박수, 최대하 운동시의 호흡가스 변수, 호홉교환율(RER: Respiratory Exchange Ratio), 에너지 소비량(energy expenditure), 허리둘레, 허리와 힙의 비율(Waist-to-hip ratio), 신체활동 자료(physical activity data), 운동 자각도(RPE: Rating of Perceived Exertion)(주관적 운동 강도), 하루동안의 걸음 수(daily step counts), 운동빈도(exercise frequence(sessions per week)), 최대 운동강도(Wmax: work max), 운동기간(years of training), 가스교환 역치값(gas exchange threshold(문턱값)), 1000m 이상 오래달리기 기록 및 골격근량 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
신체적 정신적으로 건강한 남녀 20대 339명(남 267명, 여 72명)을 샘플로 하여 몇 가지 예를 들어 살펴보면 다음과 같다.
1) 기본 신체 정보를 이용한 추정식:
수학식 1
Figure PCTKR2012005112-appb-M000001
여기서, β1는 -0.129이고, β2는 0.171이고, β3는 -0.395이며, 상수인 constant는 17.815가 된다. 이러한 수치값이 도출되는 과정은 다음에 설명하는 표 1 내지 표 17에 따라 산출된다.
2) 기본 신체 정보 + 건강 검진 자료를 이용한 추정식:
수학식 2
Figure PCTKR2012005112-appb-M000002
여기서, β1는 -0.658이고, β2는 0.547이고, β3는 -0.406이고, β4는 -0.123이고, β5는 1.661이고, 상수인 constant는 -46.014가 된다. Bodyfat는 체지방을, BMI는 Body Mass Index로서 체질량 지수를 나타낸다.
3) 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식:
수학식 3
Figure PCTKR2012005112-appb-M000003
여기서, β1는 -0.016이고, 상수인 constant는 37.125가 된다.
4) 기본 신체 정보 + 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식:
수학식 4
Figure PCTKR2012005112-appb-M000004
여기서, β1는 -0.139이고, β2는 0.110이고, β3는 -0.670이고, β4는 -0.12이고, 상수인 constant는 39.834가 된다.
여자 대학생의 경우에 따른 무산성 역치 추정식은 다음과 같이 세분화된다.
1) 기본 신체 정보를 이용한 추정식:
수학식 5
Figure PCTKR2012005112-appb-M000005
여기서, β1는 -0.087이고, β2는 -0.070이고, β3는 -0.305이며, 상수인 constant는 46.735가 된다. 이러한 수치값이 도출되는 과정은 다음에 설명하는 표 1 내지 표 17에 따라 산출된다.
2) 기본 신체 정보 + 건강 검진 자료를 이용한 추정식:
수학식 6
Figure PCTKR2012005112-appb-M000006
여기서, β1는 -2.408이고, β2는 1.882이고, β3는 -1.090이고, β4는 -0.031이고, β5는 5.758이고, 상수인 constant는 -246.323가 된다.
3) 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식:
수학식 7
Figure PCTKR2012005112-appb-M000007
여기서, β1는 -0.021이고, 상수인 constant는 32.736이 된다.
4) 기본 신체 정보 + 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식:
수학식 8
Figure PCTKR2012005112-appb-M000008
여기서, β1는 -0.038이고, β2는 0.220이고, β3는 -0.220이고, β4는 -0.025이고, 상수인 constant는 5.492가 된다.
위 수학식 1 내지 8은 여러 가지 데이터, SPSS(표준 통계 소프트웨어) 프로그램 및 다중회귀분석(Multiple Regression Analysis) 방식을 이용하여 도출할 수 있다.
예를 들어, 신체적 정신적으로 건강한 남녀 20대 339명(남 267명, 여 72명)을 샘플로 하여 기본 데이터를 생성하면 피검자의 특징은 표 1과 같다.
표 1
변수 남자 여자
Mean SD Mean SD
Age(yrs) 20.79 1.265 20.54 .983
Height(cm) 173.997 5.364 161.914 4.542
Weight(kg) 69.177 12.884 52.600 5.728
%BodyFat 17.212 8.595 25.162 6.027
Body Mass Index(kg/m2) 22.950 5.102 20.085 2.128
표 1을 바탕으로, 남자 대학생의 무산소성 역치 추정식을 먼저 설명하기로 한다. 이 무산소성 역치 추정식은 기본 신체 정보를 이용한 추정식, 기본 신체 정보 + 건강 검진 자료를 이용한 추정식, 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식, 및 기본 신체 정보 + 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식 등이 될 수 있다. 이를 표로 설명하면 다음과 같다.
1). 기본 신체정보를 이용한 추정식은 다음 표 2 및 표 3과 같다.
표 2
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 15.941 17.815 .265
Weight .043 -.129 -.205 .003 .807 1.239
Height .088 .171 .131 .053 .810 1.235
Age .337 -.395 -.071 .243 .997 1.003
표 3
모형 R R2 SEE F p
전체모형 .205 .042 6.912 3.806 .011
여기서, R은 다중상관계수이고, R2은 변동량, SEE는 추정의 표준오차를 나타낸다.
2). 기본 신체정보 + 건강검진 자료를 이용한 추정식은 다음 표 4 및 표 5와 같다.
표 4
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 101.456 -46.014 .651
Weight .702 -.658 -1.324 .350 .004 226.100
Height .568 .547 .481 .338 .035 28.401
Age .480 -.406 -.080 .399 .991 1.009
%BodyFat .140 -.123 -.090 .382 .832 1.202
BMI 2.214 1.661 .979 .455 .005 193.251
표 5
모형 R R2 SEE F p
전체모형 .305 .093 6.069 2.112 .070
3). 1,200m 달리기 기록를 이용한 추정식은 다음 표 6 및 표 7과 같다.
표 6
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 3.512 37.125 .000
1,200m(sec) .009 -.016 -.134 .083 1.000 1.000
표 7
모형 R R2 SEE F P
전체모형 .134 .018 6.797 3.049 .083
4). 기본 신체정보 + 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식은 다음 표 8 및 표 9와 같다.
표 8
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 21.303 39.834 .063
Weight .049 -.139 -.248 .005 .754 1.327
Height .113 .110 .084 .329 .775 1.290
Age .399 -.670 -.127 .095 .990 1.010
1,200m(sec) .009 -.012 -.099 .204 .946 1.057
표 9
모형 R R2 SEE F p
전체모형 .291 .085 6.635 3.749 .006
다음으로, 여자 대학생의 무산소성 역치 추정식을 먼저 설명하기로 한다. 이 무산소성 역치 추정식은 기본 신체 정보를 이용한 추정식, 기본 신체 정보 + 건강 검진 자료를 이용한 추정식, 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식, 및 기본 신체 정보 + 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식 등이 될 수 있다. 이를 표로 설명하면 다음과 같다.
1). 기본 신체정보를 이용한 추정식은 다음 표 10 및 표 11과 같다.
표 10
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 34.889 46.735 .185
Weight .154 -.087 -.071 .576 .921 1.086
Height .191 -.070 -.046 .714 .934 1.071
Age .857 -.305 -.044 .723 .985 1.015
표 11
모형 R R2 SEE F p
전체모형 .101 .010 7.003 .228 .877
여기서, R은 다중상관계수이고, R2은 변동량, SEE는 추정의 표준오차를 나타낸다.
2). 기본 신체정보 + 건강검진 자료를 이용한 추정식은 다음 표 12 및 표 13과 같다.
표 12
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 371.409 -246.323 .515
Weight 3.501 -2.408 -1.823 .500 .007 150.066
Height 2.267 1.882 1.215 .417 .027 36.494
Age 1.561 -1.090 -.161 .494 .880 1.136
%BodyFat .349 -.031 -.024 .929 .671 1.491
BMI 9.044 5.758 1.653 .532 .007 142.724
표 13
모형 R R2 SEE F P
전체모형 .338 .114 7.739 .490 .779
3). 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식은 다음 표 14 및 표 15와 같다.
표 14
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 8.593 32.736 .000
1,200m(sec) .019 -.021 -.169 .291 1.000 1.000
표 15
모형 R R2 SEE F p
전체모형 .169 .029 6.591 1.147 .291
4). 기본 신체정보 + 1,200m 달리기 기록을 이용한 추정식은 다음 표 16 및 표 17과 같다.
표 16
모형 비표준화계수 표준화계수 p 공선성 통계량
표준오차 베타 공차한계 VIF
전체모형 Constant 43.349 5.492 .900
Weight .222 -.038 -.030 .864 .889 1.125
Height .234 .220 .163 .353 .870 1.149
Age 1.186 -.220 -.031 .854 .953 1.049
1,200m(sec) .020 -.025 -.202 .232 .928 1.078
표 17
모형 R R2 SEE F p
전체모형 .230 .053 6.774 .502 .734
계속 도 3을 참조하여 설명하면, 심박수 계산부(350)는 무산소성 역치 계산부(330)에서 산출한 무산소성 역치의 지점을 이용하여 사용자의 심박수 범위를 산출하는 기능을 수행한다. 부연하면, 무산소성 역치 추정식(즉, 수학식 1)을 이용하여 사용자의 무산소성 역치값에 해당하는 심박수 범위를 산출한다. 심박수 회귀식은 다음식과 같다.
수학식 9
Figure PCTKR2012005112-appb-M000009
(여기서 A는 기울기이고 B는 상수임)
여기서, VO2(㎖/㎏/min) 값은 무산소성 역치 시점의 산소소비량이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 도 4는 운동 시작 전 준비 과정과 운동 실행 과정으로 구성된다.
1) 운동 시작 준비 과정
운동 시작 준비 과정에서는, 사용자에 대한 정보인 무산소성 역치 추정 변수를 이용하여 사용자의 무산소성 역치값 및 심박수 범위를 산출하는 과정이 수행된다.
이를 위해, 사용자는 통신 단말기(도 1의 120)에 자신의 정보에 해당하는 무산소성 역치 추정 변수를 입력한다(단계 S410). 부연하면, 무산소성 역치값을 추정할 수 있는 여러 가지 무산소성 역치 추정 변수들을 통신 단말기(120)에 입력한다. 여기서 무산소성 역치 추정 변수들로는 성별, 나이, 체중, 키, 체질량지수(BMI: Body Mass Index), 생체전기 저항 분석(BIA: Bioelectrical Impedance Analyzer), 안정시 심박수, 최대하 운동 시의 심박수, 최대하 운동시의 호흡가스 변수, 호홉교환율(RER: Respiratory Exchange Ratio), 에너지 소비량(energy expenditure), 허리둘레, 허리와 힙의 비율(Waist-to-hip ratio), 신체활동 자료(physical activity data), 운동 자각도(RPE: Rating of Perceived Exertion)(주관적 운동 강도), 하루동안의 걸음 수(daily step counts), 운동빈도(exercise frequence(sessions per week)), 최대 운동강도(Wmax: work max), 운동기간(years of training), 가스교환 역치값(gas exchange threshold(문턱값)), 1000m 이상 오래달리기 기록 및 골격근량 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
입력된 무산소성 역치 추정 변수에 따라 무산소성 역치 추정 회귀식을 이용하여 상기 사용자의 무산소성 역치값을 산출하고(단계 S420), 무산소성 역치값과 심박수간의 관계식에 따라 무산소성 역치 지점에서의 심박수 범위를 계산한다(단계 S430, S440).
이 심박수 범위는 표시부(도 3의 320)를 통하여 디스플레이되거나 음성 변환부(도 3의 360)를 통하여 안내 멘트가 출력될 수 있다. 이 심박수 범위는 사용자의 유산소 운동 강도의 기준값이 된다.
2) 운동 실행 과정
사용자의 운동이 시작됨에 따라 통신 단말기(도 1의 120)는 심박수 측정 단말기(도 1의 100)로부터 사용자의 심박수를 측정한 심박수 측정 정보를 수신하는 대기 모드 상태로 진입하게 된다(단계 S450).
부연하면, 단계 S410 내지 단계 S440에 의해 심박수 범위가 생성되면, 사용자가 운동을 시작할 준비가 완료되었음을 통신 단말기(120)에 알리게 된다(단계 S461). 물론, 통신 단말기(120)에 사용자가 알리는 방식은 통신 단말기(120)의 입력부(도 3의 310)에 구비된 특정 버튼을 선택하거나 음성으로 할 수도 있다. 또는 사용자의 심박수 범위가 결정되면 일정 시간 이후에 자동적으로 대기 모드 상태로 진입하게 하는 것도 가능하다.
통신 단말기(도 1의 120)는 심박수 측정 단말기(100)로부터 사용자의 심박수를 측정한 심박수 측정 정보를 수신하여 심박수 측정 정보의 측정된 심박수가 단계 S410 내지 단계 S440)를 통해 산출된 사용자의 산출 심박수 범위 내에 해당하는 지를 판단한다(단계 S460). 물론, 통신 단말기(120)가 심박수 측정 단말기(100)로부터 심박수 측정 정보를 실시간으로 수신하는 과정이 있게 된다.
단계 S460의 판단결과, 심박수 측정 정보의 측정된 심박수가 상기 사용자의 산출 심박수 범위를 벗어나면 통신 단말기(120)는 알림 정보를 제공한다(단계 S470).
알림 정보는 경고음 또는 안내 메시지가 될 수 있으며, 안내 메시지는 유산소 운동 시간(예를 들면, 유산소 운동한 시간, 앞으로 유산소 운동에 적당한 시간 등), 유산소 운동 종류(예를 들면, 조깅과 같은 가벼운 운동을 들 수 있음)를 포함할 수 있다.
단계 S460의 판단결과, 심박수 측정 정보의 측정된 심박수가 상기 사용자의 심박수 범위를 벗어나지 않으면, 단계 S450이 진행한다.
[부호의 설명]
100: 심박수 측정 단말기 120: 통신 단말기
200: 마이크로프로세서 210: 심박수 측정부
220: 조작부 230: 메모리
240: 표시부 250: 무선 통신부
300: 제어부 310: 입력부
320: 표시부 330: 무산소성 역치 계산부
340: 저장부 350: 심박수 계산부
360: 음성 변환부 370: 통신 회로부

Claims (5)

  1. 사용자에 해당하는 최대산소섭취량을 추정하는 단계;
    사용자에 해당하는 무산소성 역치 추정 변수를 입력하는 무산소성 역치 추정 변수 입력 단계;
    입력된 변수에 따라 무산소성 역치 추정식을 이용하여 상기 사용자의 무산소성 역치값을 계산하는 무산소성 역치값 계산 단계; 및
    계산된 무산소성 역치값을 심박수 회귀식에 대입하여 상기 사용자의 심박수를 산출하는 심박수 산출 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최대산소섭취량 추정식은 다음식,
    VO2max(ml/kg/min)=β0＋β1ｘ1＋…＋βpｘp＋ε, ε ~ N(0, σ2)이고,
    (여기서 VO2max(ml/kg/min)는 종속변수, ｘ1, …,ｘp는 P개의 주어진 종속변수들, β0, β1, …, βp는 미지의 회귀계수, ε는 오차항으로서 기대값 0, 분산 σ2인 정규분포를 따른다고 가정한다.)
    산소섭취량(VO2(ml/kg/min))과 심박수(HR)와의 관계식으로부터 각 개인의 무산소성 역치 시점에 해당되는 심박수를 도출할 수 있다. 즉, 다음식
    HR = VO2(㎖/㎏/min)*A＋B
    (여기서 A는 기울기이고 B는 상수이며 VO2(㎖/㎏/min) 값은 무산소성 역치 시점의 산소소비량)인 것을 특징으로 하는 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    독립변수는 성별, 나이, 체중, 키, 체질량지수(BMI: Body Mass Index), 생체전기 저항 분석(BIA: Bioelectrical Impedance Analyzer), 안정시 심박수, 최대하 운동 시의 심박수, 최대하 운동시의 호흡가스 변수, 호홉교환율(RER: Respiratory Exchange Ratio), 에너지 소비량(energy expenditure), 허리둘레, 허리와 힙의 비율(Waist-to-hip ratio), 신체활동 자료(physical activity data), 운동 자각도(RPE: Rating of Perceived Exertion)(주관적 운동 강도), 하루동안의 걸음 수(daily step counts), 운동빈도(exercise frequence(sessions per week)), 최대 운동강도(Wmax: work max), 운동기간(years of training), 가스교환 역치값(gas exchange threshold(문턱값)), 1000m 이상 오래달리기 기록 및 골격근량 중 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법.
  4. 사용자의 운동이 시작됨에 따라 심박수 측정 단말기가 사용자의 심박수를 측정하여 심박수 측정 정보를 생성하는 단계;
    통신 단말기가 생성된 심박수 측정 정보를 상기 심박수 측정 단말기로부터 전송받아 상기 심박수 측정 정보의 측정된 심박수가 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 의해 생성된 상기 사용자의 산출 심박수 범위 내에 해당하는 지를 판단하는 단계; 및
    판단결과, 상기 통신 단말기가 상기 사용자의 심박수 범위를 벗어나면 알림 정보를 제공하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 알림 정보는 운동 시간 및 운동 종류에 대한 안내 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 지방 연소 촉진을 위한 유산소 운동 유지 방법.
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