디지털 케어 운동 프로그램이 과체중 중년 여성의 신체조성, 정신건강 및 운동능력에 미치는 영향 = Effects of Digital Care Exercise Program on Body Composition, Mental Health and Physical Function in Overweight Middle-Aged Women

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Abstract

Effects of Digital Care Exercise Program on Body Composition, Mental Health, and Physical Function in Overweight Middle-Aged Women


Seong Won Park
Graduate School of Physical Education
Korea National Sports University

This study applied a digital care-based exercise program to 45 overweight middle-aged women for 12 weeks to investigate the effects on Body Composition(weight, body fat mass, muscle mass, etc.), Mental Health(brain wave: EEG/pulse wave: PPG, depression and stress, cognitive function, quality of life, etc.), and Physical Function (physical strength test, isokinetic knee joint test, etc.).
The study subjects were divided into control group = 15, digital care face-to-face exercise group = 15, and digital care non-face-to-face exercise group = 15. The in-person exercise program was conducted three times a week for 12 weeks, with each session lasting 80 minutes. The intensity levels were as follows: weeks 1-3 at 50-60% HRmax (heart rate: 100-120bpm), weeks 4-9 at 60-70% HRmax (heart rate: 120-140bpm), and weeks 10-12 at 60-80% HRmax (heart rate: 120-150bpm). The digital care-based exercise program was conducted three times a week for 12 weeks and provided non-face-to-face exercise video content and self-monitoring, including walking, heart rate, and continuous feedback.
The main results were as follows. First, a comparison of body composition before and after the intervention among overweight middle-aged women participating in the digital care exercise program across the control group (CG), exercise group (EXG), and combined exercise and digital care group (UEXG) revealed observable changes within each group. However, no statistically significant differences were found between three groups.
Second, a comparison of mental health and cognitive function before and after the intervention across the same groups indicated notable changes over time. In particular, statistically significant improvements were observed in mental health indicators, including reduced brain stress levels (p<.001) and lower self-reported stress scores based on questionnaire assessments (p<.01).
Third, regarding physical function variables including grip strength, muscular endurance, flexibility, functional reach, one-leg stance with eyes closed, 2.45-meter up-and-go test, and isokinetic strength meaningful improvements were observed following the intervention. a statistically significant improvement was found in the isokinetic test for the peak torque to body weight ratio (PeakTQ/BW) during knee extension (p<.001), indicating a notable training effect.
In conclusion, the digital healthcare-based exercise program, objectively evaluated through scientific assessments of brain and physical function, can be regarded as an effective intervention for improving health management, enhancing physical fitness, and preventing muscle function decline in middle-aged women. These findings underscore the importance of advancing healthcare delivery through both online and offline programs that utilize digital health principles. Continued development in this area is vital for effective health management across the lifespan, potentially mitigating age-related disease burden and improving individual quality of life.

Keyword : Digital HealthCare, Non-face-to-face Coaching, Mental Health, Brain Function: EEG, PPG, Cognitive function, Physical Function

국문 초록 (Abstract)

디지털 케어 운동 프로그램이 과체중 중년 여성의 신체조성, 정신건강 및 운동능력에 미치는 영향

박 성 원
한국체육대학교 대학원 체육학과

본 연구는 12주간 과체중 중년 여성 45명을 대상으로 디지털 케어 기반 운동 프로그램의 적용이 신체조성(체중, 체지방량, 근육량 등), 정신건강(뇌파:EEG/맥파:PPG, 우울 및 스트레스, 인지기능, 삶의 질 등) 운동능력(체력검사, 등속성 슬관절 검사 등)에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
연구 대상자는 무작위 배정에 따라 대조군 n= 15, 디지털 케어 대면 운동군 n= 15, 디지털 케어 비대면 운동군 n= 15으로 진행하였다. 디지털 케어 기반 운동 프로그램은 대면 운동군과 비대면 운동군 모두에게 동일하게 적용하였으며, 주 3회, 회당 80분씩, 총 12주간 실시되었다. 전체적인 강도는 1~3주간 HRmax 50~60%(심박수 100~120bpm), 4~9주간은 HRmax 60~70%(심박수 120~140bpm), 10~12주간은 60~80%(심박수 120~150bpm)의 강도로 진행하였다. 비대면 운동군의 경우, 디지털 케어 시스템을 활용하여 운동 영상 콘텐츠 및 자가 모니터링을 비대면으로 제공하며 걷기, 심박수, 자가모니터링 등 지속적인 피드백을 제공하였다.
본 연구는 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 12주간의 디지털 케어 운동 프로그램 중재 전·후 중년여성의 신체조성은 집단 간 변화하는 경향성은 관찰되었으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 둘째, 12주간의 디지털 케어 운동 프로그램 중재 전·후 중년여성의 정신건강 및 인지기능은 사전·사후 변화가 관찰되었으며, 특히, 정신건강의 지표 두뇌스트레스(p<.001), 설문지 검사의 지표 스트레스 자가 검사(p<.01) 등에 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 셋째, 12주간의 디지털 케어 운동 프로그램 중재 전·후 중년여성의 운동능력은 사전·사후 변화가 관찰되었으며, 등속성 검사 PeakTQ/BW(EX)(p<.001)에서 유의한 차이가 있음을 확인하였다.
결론적으로 정신건강과 운동능력의 과학적인 측정을 통해 객관적인 자료로 작성된 디지털 케어 기반 운동 프로그램은 중년 여성의 건강관리 및 체력 향상과 근 기능 예방 및 증진을 위해 긍정적인 훈련 방법으로 활용될 수 있다.
본 연구의 결과를 바탕으로 온·오프라인 통합 헬스케어 프로그램의 발전은 실버세대의 건강관리와 질병 예방에 효과적으로 이바지할 수 있다고 판단된다. 이에 따라, 실버세대의 삶의 질 향상을 위해 디지털 케어를 기반으로 한 온라인 헬스케어 프로그램에 대한 지속적인 연구 및 개발이 필요하다.

주요어 : 디지털 헬스케어, 비대면, 정신건강, 인지기능, 뇌기능:뇌파/맥파, 운동능력

목차 (Table of Contents)

• I. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 4
• 3. 연구의 가설 4
• 4. 연구의 제한점 6
• 5. 용어의 정의 7
• Ⅱ. 이론적 배경 12
• 1. 디지털 헬스케어 개념 12
• 2. 디지털 헬스케어 정의 13
• 3. 디지털 헬스케어 유형 및 발전 방향 14
• 4. 대면 운동 프로그램과 비대면 운동 프로그램 효과 비교 18
• Ⅲ. 연구 방법 29
• 1. 연구 대상자 29
• 2. 연구 절차 및 연구 설계 31
• 3. 운동 프로그램 37
• 4. 검사 방법 및 연구 도구 45
• 5. 자료처리 방법 54
• IV. 연구 결과 55
• 1. 디지털 케어 운동 프로그램에 따른 신체조성 차이 검증 55
• 1) 체중, 근육량 차이 검증 55
• 2) 체지방률(%), 체질량지수(BMI), 복부지방률(WHR) 차이 검증 57
• 2. 디지털 케어 운동 프로그램에 따른 정신건강 차이 검증 60
• 1) Omnifit 뇌파 관련 기능 차이 검증 61
• 2) Omnifit 맥파 관련 기능 차이 검증 66
• 3) MMSE-K, EQ-5D, CES-D, 스트레스 자가 검사 차이 검증 71
• 3. 디지털 케어 운동 프로그램에 따른 운동능력 차이 검증 75
• 1) 운동기능 검사 차이 검증 76
• 2) 등속성 검사 차이 검증 84
• V. 논 의 93
• 1. 디지털 케어 운동 프로그램 적용에 따른 신체조성 변화 94
• 1) 체중, 근육량 변화 94
• 2) 체지방률(%), 체질량지수(BMI), 복부지방률(WHR) 변화 95
• 2. 디지털 케어 운동 프로그램 적용에 따른 정신건강 변화 96
• 1) Omnifit 뇌파 관련 기능 변화 97
• 2) Omnifit 맥파 관련 기능 변화 99
• 3) MMSE-K, EQ-5D, CES-D, 스트레스 자가 검사 변화 101
• 3. 디지털 케어 운동 프로그램 적용에 따른 운동능력 변화 103
• 1) 운동기능 검사 변화 103
• 2) 등속성 검사 변화 106
• VI. 결론 및 제언 110
• 1. 결론 110
• 2. 제언 111
• 참고문헌 113
• Abstract 136
• 부 록 139