트레드밀과 자전거 에르고미터의 운동 방법 설정이 심근부담률과 운동자각도에 미치는 영향

Abstract

This study aimed to compare the effects of exercise equipment settings on rate pressure product (RPP) and rating of perceived exertion (RPE) in healthy males in their 20s without cardiovascular disease. Participants performed exercises on a Treadmill (TM) with inclines of 0° and 10°, and on a bicycle ergometer (BE) adjusted to knee extension angles of 25° and 35°, at target intensities corresponding to 50%, 70%, and 90% of their maximum heart rate (HRmax). During each exercise session, systolic and diastolic blood pressure, heart rate, RPP, and RPE were measured and compared.

At low intensity (50% HRmax), no significant differences in systolic blood pressure, RPP, or RPE were observed between the Treadmill and bicycle ergometer, although a significant difference was found in diastolic blood pressure. However, at moderate (70% HRmax) and high (90% HRmax) intensities, significant differences were observed in all variables. Notably, the BE 35° condition elicited the highest RPP values.

These findings suggest that cardiovascular responses may differ depending on the type and settings of exercise equipment, even under the same heart rate conditions. For individuals with cardiovascular disease, selecting the appropriate exercise modality and equipment configuration is crucial for ensuring a safe exercise environment. Moreover, exercise intensity should not be determined solely by heart rate; blood pressure should also be monitored to account for myocardial workload. This study provides foundational data for prescribing more accurate and safer exercise intensities in cardiovascular disease prevention and rehabilitation.|본 연구는 심혈관질환이 없는 건강한 20대 남성들을 대상으로, 운동기구별 운동 설정에 따른 심근부담률(rate pressure product, RPP)과 운동자각도 (rating of perceived exertion, RPE)에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 트레드밀(Treadmill, TM)에서는 경사도를 0°와 10°로, 자전거 에르고미터(bicycle ergometer, BE)에서는 안장 높이를 조절하여 무릎 최대 신전 각도를 25°와 35°로 설정하고, 각 기구별로 최대 심박수(maximum heartrate, HRmax)의 50%, 70%, 90% 수준에서 운동을 수행하였다. 운동 중 수축기 및 이완기 혈압, 심박수, 심근부담률, 운동자각도를 측정하고 그 차이를 분석하였다. 연구 결과, 저강도 운동(50%HRmax)에서는 트레드밀과 자전거 에르고미터간 수축기 혈압, 심근부담률, 운동자각도에서 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 이완기 혈압은 자전거 에르고미터 조건에서 트레드밀보다 유의하게 낮았다. 반면, 중강도(70%HRmax) 운동에서는 트레드밀 0°보다 자전거 에르고미터에서 운동할 시 수축기 혈압이 유의하게 높았으며, 트레드밀보다 자전거 에 르고미터에서 운동할 시 이완기 혈압이 유의하게 낮았다. 심근부담률과 운동자각도 수치는 트레드밀 0°보다 자전거 에르고미터에서 운동할 시 유의하게 높았다. 고강도(90%HRmax) 운동에서는 트레드밀 0°보다 트레드밀 10°에서 운동할 때, 그리고 자전거 에르고미터에서 운동할 때 유의하게 높은 수축기 혈압을 나타내었다. 또한 트레드밀 10°와 자전거 에르고미터 무릎각도를 25°로 설정하여 운동할 때보다 자전거 에르고미터에서 무릎 각도를 35°로 설정하여 운동할 시 수축기 혈압이 유의하게 높았다. 이완기 혈압은 트레드밀보다 자전거 에르고미터 운동환경에서 유의하게 더 낮았으며 심근부담률은 트레드밀 0°보다 트레드밀 10°와 자전거 에르고미터에서 운동할 시 유의하게 높았다. 마지막으로 운동자각도는 트레드밀 0°보다 자전거 에르고미터 운동 시 유의하게 높았으며 트레드밀 10°보다 자전거 에르고미터 무릎각도 35°일 때 유의하게 높았다. 이러한 결과는 운동강도가 높아질수록 동일한 심박수 기반 운동강도에서도 운동기구의 종류 및 사용 자세, 그리고 그에 따른 세부 설정에 따라 심혈관계 생리 반응이 다르게 나타날 수 있음을 시사한다. 따라서 보다 효과적이고 안전한 고강도 인터벌 트레이닝과 같은 고강도의 운동환경 조성을 위해 운동기구의 적절한 선택뿐 아니라, 경사도나 안장 높이와 같은 변수에 대한 정밀한 세부 설정이 필수적으로 고려되어야 한다. 특히 심혈관 질환자의 경우 과도한 심근 부담률을 낮추어 안전하게 운동하기 위해서는 고강도 운동 시 트레드밀에서는 경사도를 높이기보단 평지에서 진행하는 것을 권장하고, 자전거 에르고미터 운동 시에는 안장 높이를 보다 높게 하여 무릎의 최대 굴곡 각도를 적게 하는 것을 권장한다. 본 연구는 심혈관질환 예방과 재활 운동 처방 시보다 정밀하고 안전한 운동 강도 설정을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.