자전거 운동 번역(한국어 원본)1. 서 론
대부분의 aerobic fitness machine는 제조사가 자체적으로 개발한 exercise program이 내장되어 있다. 이로 인해 사용자는 전문적인 운동에 관한 지식을 알지 못하더라도 machine 내에서 제공하는 운동 프로그램을 선택하여 운동을 실시하게 된다.
cardiorespiratory functional capacity를 측정하고 비교하기 위한 cardiorespiratory 관련 요인들로서 VO2, heart rate, MET 등이 있다. 최근 heart rate을 수집할 수 있는 센서가 포함된 제품이 출시되고 있어 운동 중에 heart rate를 실시간으로 확인 가능하다.
유산소 운동 중 exercise intensity가 증가함에 따라 나타나는 heart rate의 변화는 산소소비량의 변화와 직선적인 정적관계를 갖는다(David P, 2006). 만일 일정량의 산소소비를 할 때 heart rate는 산소 소비에 직선 비례하여 증가하기 때문에 직선의 기울기만큼 증가할 것이다. 이 직선적인 관계 때문에 heart rate를 exercise intensity의 척도로 유용하게 사용할 수 있는 것이다.
운동처방 시, exercise intensity는 개인의 심폐능력을 고려하여 결정되어야 함에도 불구하고 대부분의 aerobic fitness machine는 개인의 차이는 고려하지 않은 채, 단순히 자체적인 연구결과를 토대로 개발된 exercise program을 사용해야 한다.
exercise intensity와 시간은 칼로리 소모, 즉 energy expenditure와 밀접한 관계가 있다(Whaley MH, etc, 2005). exercise load와 시간으로 구성되는 exercise program들의 intensity를 비교하기 위해서는 energy expenditure를 반드시 확인해야 한다. 또한 운동 중의 energy expenditure를 실시간으로 확인하는 것은 운동의욕을 고취하는데 도움을 줄 것이다.
본 연구의 목적은 stationary bicycle 운동 시 실시간으로 사용자의 신체적 특성을 고려하여 적절한 exercise load를 제공하고 energy expenditure를 추정할 수 있는 알고리즘을 개발하기 위한 연구이다.
2. 연구방법
2.1 연구 대상
본 연구는 의학적으로 질환이 없으며 전문체육과 같은 특정분야에 속해 있지 않은 20대 남성을 대상으로 자발적으로 참여의사를 밝힌 분들로 구성하였다. 연구대상자의 신체적 특성은 <Table 1>에 제시된 바와 같다.
2.2 연구 내용
실험은 천안에 소재한 N대학교의 운동처방실에서 실시하였으며, pre-test로서 bike ergometer를 이용한 maximal test를 통해 maximal heart rate를 측정하였다. exercise load의 측정방법은 Ramp protocol을 이용하였으며 이때의 검사도구는 metabolic test system인 Quark b2(Cosmed,USA)와 Polar system(Finland)을 사용하였다. 데이터 수집은 5초 간격으로 필터링하였다.
운동 프로그램은 graded exercise test를 통해 얻어진 maximal heart rate에 대한 백분율(%HRmax)을 이용하였으며 서로 다른 4개의 강도를 가진 interval exercise program을 적용하였다. interval exercise program은 ACSM의 guideline(Jason R, 2000)을 참조하여 개발하였다. Warm-up과 cool-down은 60%HRmax로 각각 5분씩 적용하였으며 상세한 내용은 <Table 2>에 나타나 있다.
exercise intensity의 조절은 interval exercise program에 주어진 target heart rate range내에 피실험자의 heart rate가 들어오게 하기 위해 bike ergometer의 부하(watt)를 전문 sports curer가 직접 조절하였다.
실시간 exercise load 조절을 위한 알고리즘 개발을 위해 회귀분석을 실시하였다. 통계처리는 Minitab R16.0 통계프로그램을 이용하였다. |
자전거 운동 번역(영어 번역본)1. Introduction
Most aerobic fitness machines are equipped with exercise programs developed by manufacturers. These programs allows for users without expertise in physical exercise to workout using the provided exercise programs.
Cardiorespiratory factors for measuring and comparing cardiorespiratory functional capacity consist of oxygen consumption (VO2), heart rate (HR), and metabolic equivalent of task (MET), etc. Latest products are equipped with heart rate sensors, allowing for real-time monitoring of heart rate during exercise.
Change in heart rate due to increase in exercise intensity during aerobic exercise showed linear and positive relationship to change in oxygen consumption (David P, 2006). When certain amount of oxygen is consumed, heart rate is linearly proportional to oxygen consumption and will increase by the amount of the slope of the line. From this linear relationship, heart rate is useful as a measure of exercise intensity.
In exercise prescription, exercise intensity must take into consideration the individual respiratory abilities. However, most aerobic fitness machines ignore individual differences and simply use exercise program developed by internal research data.
Exercise intensity and time has close relationship to calorie consumption, and consequently energy expenditure (Whaley MH, etc, 2005). Energy expenditure must be verified in order to compare intensities of exercise programs that are composed of exercise load and time. Also, real-time monitoring of energy expenditure during exercise will encourage exercise.
The purpose of this study is to develop real-time algorithm for providing real-time exercise load that is appropriate to the user’s physical characteristics and estimating energy expenditure during exercise using stationary bicycle.
2. Experimental Method
2.1 Subjects
Subjects were selected from healthy and untrained males in their twenties who volunteered for the study. Physical characteristics of subjects are given in <Table 1>.
2.2 Experiment Content
Experiment was performed in Exercise Prescription Room in N University (located in Cheonan), and maximal heart rate was measured using bike ergometer through maximal test as a pre-test. Ramp protocol was used for measurement of exercise load, using metabolic test systems Quark b2 (Cosmed,USA) and Polar system (Finland). Data collection was filtered every 5 seconds.
%HRmax with respect to maximal heart rate obtained from graded exercise test was chosen as the exercise program. Interval exercise program with four different intensities was applied. Interval exercise program was developed by referring to ACSM guideline (Jason R, 2000). Warm-up and cool-down were performed at 60%HRmax for 5 minutes each. Details are given in <Table 2>.
Professional sports curers manually adjusted load (watt) of bike ergometer to maintain heart rate of the subjects within the target heart rate range given by the interval exercise program.
Regression analysis was performed in order to develop algorithm for real-time adjustment of exercise load. Statistical processing was performed using the statistical program Minitab R16.0. |
