한국콘텐츠학회논문지 (The Journal of the Korea Contents Association)

  • 제19권1호
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  • Pages.86-95
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  • 2019
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  • 1598-4877(pISSN)
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  • 2508-6723(eISSN)
한국콘텐츠학회 (The Korea Contents Association)
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당뇨병 환자를 위한 실내자전거 기반 운동 코칭 시스템

Exercise Coaching System based on Indoor Bicycle for Diabetic Patients

  • 박제창 (강원대학교 공학대학 전자정보통신공학부) ;
  • 이제훈 (강원대학교 공학대학 전자정보통신공학부)
  • 투고 : 2018.11.01
  • 심사 : 2018.12.10
  • 발행 : 2019.01.28
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초록

당뇨 환자는 혈당을 정상 범위로 유지하기 위해 운동, 식이, 투약요법을 병행해야만 한다. 운동은 혈당 강하와 정서적 안정에 효과가 크고, 유산소 운동 부하와 혈당 강하간 관계를 규명하려는 많은 연구들이 있다. 그러나, 환자들이 가정에서 쉽게 적절한 운동 부하를 산출하고, 이에 따라 개인별로 운동을 코칭하는 운동 시스템 연구는 부족하다. 본 논문은 실내자전거를 기반으로 운동 정보 자동취득 장치와 모바일 앱을 개발하였고, 이를 통해 개인별 간이 운동 부하 검사와 운동 코칭 알고리즘을 제안하였다. 실험을 통해, 실내 자전거를 이용한 운동 부하 검사와 코칭에 따른 운동전후 혈당 변화를 측정하였다. 모든 실험자의 혈당은 운동 후 감소되었고, 당뇨 환자는 운동 종료 30분 후에도 낮아진 혈당이 유지되었다.

Diabetic patients need exercise, diet and medication to keep normal glucose levels. Therapeutic exercise is good to control the glucose level and emotional stability. There are many studies to identify the relationship between them glucose drop and exercise load. However, there are few studies on exercise system that patients can easily calculate appropriate exercise tolerance at home and coaching exercise by individual. This paper presents simple exercise tolerance test and exercise coaching algorithm with indoor bicycle. We measure the change of glucose level before and after exercise. Then, the coaching program for the exercise is established by the proposed exercise tolerance test. From the simulation results, glucose levels were decreased after exercise for all experimental participants. The diabetics kept the lowered glucose level after 30 minutes of exercise.

키워드

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그림 1. 제안한 실내자전거와 스마트폰앱 연동

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그림 2. 실내자전거 운동 정보 자동 취득 장치

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그림 3. 실내자전거 운동 정보 신호 취득 방법

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그림 4. 실내자전거와 앱간 데이터 동기화

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그림 5. 시스템 동작 알고리즘

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그림 6. 운동 상태 확인과 자동 종료 알고리즘

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그림 7. 운동 정보 자동 취득 장치 PCB 패턴 결과

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그림 8. 제안한 스마트폰 앱 UI (가) 장치 등록 화면, (나) 실시간 운동 코칭 화면

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그림 9. 운동부하실험 심박수

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그림 10. 운동부하실험시 실험자 혈당 변화

표 1. 실내자전거에 저장하는 운동 정보

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표 2. 제안하는 실내자전거 운동파라미터 실시간 전송, 데이터 동기화를 위한 BLE GATT 프로파일

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표 3. 지원하는 시스템 시나리오

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표 4. 상용 앱들과 제안된 앱의 기능 비교

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참고문헌

  1. Korean Diabetes Association, Diabetes Fact Sheet in Korea 2018, KDA, 2018.
  2. 장수미, "가족유형과 가족지지가 노인 당뇨병환자의 우울에 미치는 영향," 한국가족복지학, 제22권, 제4호, pp.35-66, 2008.
  3. 이한울, 박현순, "당뇨병 환자의 자가-관리 행동에 대한 영향 변인 탐구 : 계획된 행동이론을 적용하여," 한국광고홍보학보, 제12권, 제4호, pp.327-362, 2010.
  4. 남상남, 박정범, 이형주, "당뇨 유.무에 따른 $VO_2$ peak가 복부둘레, 혈중지질 및 혈압에 미치는 영향," 한국콘텐츠학회논문지, 제12권, 제12호, pp.363-371, 2012. https://doi.org/10.5392/JKCA.2012.12.12.363
  5. 이태임, "당뇨 환자에서 자전거 운동 측력계를 이용한 운동 부하 검사," Annals of Rehabilitation Medicine, 제21권, 제2호, pp.414-420, 1997.
  6. 이상현, 박동호, "운동 강도에 따른 제1형 당뇨 환자의 혈당 반응," 운동과학, 제23권, 제2호, pp.139-147, 2014.
  7. 안근희, 민경완, 한경아, "비만하지 않은 제2형 당뇨병 환자에서 유산소 운동훈련과 저항성 운동훈련의 효과," Diabetes and Metabolism Journal, 제29권, 제5호, pp.486-494, 2005.
  8. 안근희, 한경아, 민경완, "한국인 제2형 당뇨병 환자의 운동능력 평가 및 실측한 최대 심박수에 근거한 적절한 운동강도 산출법," Diabetes and Metabolism Journal, 제29권, 제5호, pp.479-758, 2005.
  9. 구윤희, 구보경, 안희정, 정지연, 석희금, 김호철, 한경아, 민경완, "제2형 당뇨병환자에서 유산소운동 강도에 따른 인슐린저항성의 변화," Diabetes and Metabolism Journal, 제33권, 제5호, pp.401-411, 2009. https://doi.org/10.4093/kdj.2009.33.401
  10. 손희정, 김채문, 어수주, 김창근, 김효정, "일회성운동이 제 2형 당뇨환자의 경구당부하에 의한 당대사 및염증지표에 미치는 영향," 한국스포츠학회지, 제9권, 제3호, pp.553-562, 2011.
  11. 제갈윤석, 이미경, 김은성, 박지혜, 이현지, 한승진, 강은석, 이현철, 김소헌, 전용관, "걷기량과 신체활동이 제2형 당뇨병환자들의 혈당에 미치는 영향," Diabetes and Metabolism Journal, 제32권, 제1호, pp.60-67, 2008.
  12. 최은진, "제2형 당뇨병 환자의 신체활동이 혈당조절에 미치는 영향," 성인간호학회지, 제23권, 제3호, pp.298-307, 2011.
  13. 임강일, 김규호, "여성노인 당뇨병 환자의 심폐체력 평가를 위한 Tecumesh step test의 타당성," 한국특수체육학회지, 제25권, 제1호, pp.149-160, 2017.
  14. 최필병, 이명천, "최신 당뇨병과 운동치료," 코칭능력개발지, 제8권, 제2호, pp.23-29, 2006.
  15. R. J. Sigal, G. P. Kenny, D. H. Wasserman, C. Castaneda-Sceppa, and R. D. White, "Physical activity/exercise and type 2 diabetes," Diabetes Care, Vol.29, No.6, pp.1433-1438, 2006. https://doi.org/10.2337/dc06-9910
  16. https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/viewer?attributeXmlFile=org.bluetooth.service.fitness_machine.xml, 2018.9.21.
  17. https://kotlinlang.org, 2018.10.7.
  18. E. Marliss and M. Vranic, "Intense exercise has unique effects on both insulin release and its roles in glucoregulation," Diabetes, Vol.51, No.1, pp.S271-283, 2002. https://doi.org/10.2337/diabetes.51.2007.S271
  19. L. Hermansen and I. Stensvol, "Production and removal of lactate during exercise in man," Acta Physiol Scand, Vol.86, No.2, pp.191-201, 1972. https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1972.tb05325.x
  20. https://play.google.com/store/apps/details?id=com.sec.android.app.shealth&hl=ko, 2018.11.7.
  21. https://play.google.com/store/apps/details?id=com.smc.mobile.diabetesdiary, 2018.11.7.
  22. https://play.google.com/store/apps/details?id=air.SmartLog.android, 2018.11.7.
  23. https://play.google.com/store/apps/details?id=com.sktelecom.sktdmb2c, 2018.11.7.
  24. https://play.google.com/store/apps/details?id=kr.co.mediex.icared, 2018.11.7.
  25. https://play.google.com/store/apps/details?id=kr.co.softnet.inPHRdiab, 2018.11.7.