최대하 운동시 3축 가속도계를 이용한 에너지 소비량 추정에 관한 연구

Abstract

[한글]에너지 소비량을 측정하는 기존의 방법들 중 직접열량 측정방법이나 호흡가스 분석을 이용한 간접 측정 방법은 매우 정확한 측정 결과를 보여주지만, 측정을 하는데 제한점들이 있기 때문에 이 방법들을 대신할 수 있을 방법에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

그 중 소형이며 사용이 편리하다는 장점을 갖는 가속도계를 이용하는 에너지 소비량 추정 방법이 최근 들어 많은 주목을 받고 있지만, 아직 기존의 방법을 대신할 만큼의 정확성을 보이지는 못하고 있다.

따라서 본 연구에서는 3축 가속도계를 이용한 보다 더 정확한 에너지 소비량 추정방식을 선정하기 위한 실험으로 트레드밀에서의 최대하 운동 실험을 실시하였고, 운동 동안 호흡가스분석을 통하여 에너지 소비량을 측정하고 신체의 네 위치에서 3축 가속도계의 신호를 획득한 후, 체중과 운동 지속시간 그리고 가속도계의 부착 위치 및 사용 개수에 따라 각 경우에 관한 회귀 모형을 구성하고 선형 회귀 분석을 실시하여 추정방법의 유효성을 최대화 시킬 수 있는 추정 모형을 선정하였으며, 3축 가속도계를 이용하여 에너지 소비량에 관한 추정식을 도출하였다.

추정된 회귀식을 검증해 본 결과 기존의 호흡가스 분석방법으로 측정된 에너지 소비량과 비교하여 매우 유의한 결과를 확인 하였다.

[영문]Although either the direct calorimetry measurement method or the indirect method using respiratory gas analysis among the existing energy expenditure methods reflects good accurate measurement results, it suffers from a measurement. Therefore, many investigations are progressing to replace these methods.

Recently, because the energy expenditure method using accelerometers has some advantages, such as miniaturization and convenience, it is taken notice. But it is not as accurate as the existing methods.

For this reason, in this paper, the submaximal exercise was performed to make a selection of the more accurate energy expenditure estimation method by tri-axial accelerometers. And we proceeded with the signals acquisition of the tri-axial accelerometers as well as the energy expenditure using respiratory gas analysis during exercise. We selected the estimation model to maximize the validity of the estimation method through each regression model, which is comprised of subjects' weight, exercise duration time, the accelerometers' sticking place and number, and the linear regression analysis. And then we drew a the estimation equation of energy expenditure.

As a result of the verification of regression equation estimated, the energy expenditure method using accelerometers is as accurate as the existing method.