DE202015001313U1 - Apparatus and system for receiving EMG signals and / or transmitting EMS signals to a human body for training - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung und System zum Empfang von EMG-Signalen und/oder übermitteln von EMS-Signalen an einen menschlichen Körper um ihn zu trainieren.Apparatus and system for receiving EMG signals and / or transmitting EMS signals to a human body for training.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum empfangen von elektrischen Signalen (EMG) von einem Körper und die Übertragung elektrischer Signale (EMS) an einen Körper.The invention relates to a method and a device for receiving electrical signals (EMG) from a body and the transmission of electrical signals (EMS) to a body.
Grundlegende Problemstellung waren Klagen von Sportlern und Rehabilitanden über die Nutzung von EMG-Geräten (Elektromyografie: elektrophysiologische Methode in der neurologischen Diagnostik, bei der die elektrische Muskelaktivität gemessen wird und EMS-Geräten bei denen elektrische Muskelstimulationen nicht über die elektrische Impulse vom Gehirn, sondern von außen durch niedrigen Reizstrom übertragen wird, dabei werden durch in Funktionskleidung eingearbeitete Elektroden elektrische Impulse an Muskelpartien gesendet, wodurch der oder die Muskel eine Kontraktion vollziehen. Bei den meisten Systemen ist es eine stationäre Einheit, diese nur EMS-Signale empfangen, oder nur EMG-Signale senden kann. Auch werden keine individuellen Parameter erfasst, wie folgende: Körperzusammensetzung (BIA: Bioelektrische Impedanz- und Ultraschall Methode), Temperatur, keine individuelle Abstimmung der Trainingsintensität in Rückkopplung mit empfangen und gesendeten Signal (EMG und/oder EMS), Bewegungen (Bewegungssensor), Messung der Sauerstoffsättigung des Blutes (NIRS: Nahinfrarotspektoskropie), Magnetwiderstandsmessung (Intensität Steigerung und Muskel-Leistungsdiagnostik durch magnetisches Feld zwischen den Extremitäten), Feuchtigkeitssensoren (zum Erfassen der Dehydrierung), EKG (Elektrokardiogramm: zum Erfassen von HRV (Herzfrequenzvariabilität und Hornsignalen), Dehnmessstreifen zur Messung der Atemfrequenz, Spiroergometrie (Erfassen von O2. und CO2), Laktatsensor (Blutlaktatbestimmung), Temperaturmessung (Körperkerntemperatur und Außentemperatur), Kalorienverbrauchsberechnung, Blutzuckerwerte, Berührungssensor (der durch Berührung die Intensität verändert, oder verschiedene Programme steuern kann usw.). Bei den bestehenden Systemen, findet keine individuelle Anpassung an die körperliche Belastung statt.Basic problems were complaints of athletes and rehabilitants on the use of EMG devices (electromyography: electrophysiological method in neurological diagnostics, in which the electrical muscle activity is measured and EMS devices in which electrical muscle stimulation is not about the electrical impulses from the brain, but by transmitted by low stimulation current, electrical impulses are sent to muscle parts through functional electrodes, causing the muscle or muscles to contract, and in most systems it is a stationary unit receiving only EMS signals, or only EMG signals. Also, no individual parameters are detected, such as: body composition (BIA: bioelectrical impedance and ultrasound method), temperature, no individual tuning of training intensity in feedback with received and transmitted signal (EMG and / or EMS), Be movements (motion sensor), measurement of blood oxygen saturation (NIRS: near-infrared spectroscopy), magnetoresistance measurement (intensity increase and muscle magnetic field between extremities), moisture sensors (to detect dehydration), ECG (electrocardiogram: to record HRV (heart rate variability) and horn signals), strain gauges for measuring the respiratory rate, spiroergometry (detection of O 2 . and CO 2 ), lactate sensor (blood lactate determination), temperature measurement (body core temperature and outside temperature), calorie consumption calculation, blood glucose values, touch sensor (which changes the intensity by touch, or can control various programs, etc.). In the existing systems, there is no individual adaptation to the physical stress.
Durch die bestehenden Geräte ist es nicht möglich eine Anpassung zwischen empfangenen EMG-Signal, und einem gesendetem EMS-Signal, die körperliche Belastung (Training) zu steuern.Due to the existing devices it is not possible to adjust between received EMG signal, and a sent EMS signal to control the physical load (training).
In
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Im Patent
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Weitere Aspekte ergeben sich in Folge von virtual reality (Virtuelle Realität), die heutigen Systeme ermöglichen es, sich in eine einer virtuellen Welt durch Brillen sich zu bewegen, doch es findet keine Rückkopplung zwischen Nutzer und virtueller Welt statt, nur über einfache Signale, aber kein wirklicher Austauschs zwischen Avatar (virtuellen Trainer) und Nutzer. Zumeist sind es einfache Signale, z. B. wenn man in einem Spiel getroffen wird, erfährt man ein einfaches haptisches Feedback, wie ein Vibrationssignal, doch keine direkte Steuerung.Other aspects arise as a result of virtual reality, today's systems make it possible to move into a virtual world through eyeglasses, but there is no feedback between the user and the virtual world, only through simple signals, but no real exchange between avatar (virtual trainer) and users. In most cases, they are simple signals, eg. For example, when you are hit in a game, you experience a simple haptic feedback, such as a vibration signal, but no direct control.
Überblick über die ErfindungOverview of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur individuellen Steuerung über EMS und/oder EMG Signalen anzugeben. Hierbei sollen die individuellen Voraussetzungen des Nutzers (Feedback auf Reize) berücksichtigt werden. Ein weiterer Bestandteil der Erfindung ist es das Verfahren im Weltall (Raumstation) zu nutzen, um Astronauten durch entsprechende Reize das Innervierungsverhalten auf der Erde darzubieten. Auch kann es zur Massage von Sportlern oder im Beauty Bereich genutzt werden. Das Verfahren kann auch dazu dienen, eine Übung eines Profisportlers zu erfahren (über haptisches Empfinden), das die Möglichkeit bietet, Muskel die nicht richtig nach dem vorgegebenen Muster aktiv sind zu erkennen und zur Muskelkontraktion zu stimulieren.The object of the invention is to provide a method and a device for individual control via EMS and / or EMG signals. Here, the individual requirements of the user (feedback on stimuli) should be considered. Another component of the invention is to use the method in space (space station) to offer astronauts by appropriate stimuli Innervierungsverhalten on the earth. It can also be used for massages by athletes or in the beauty area. The procedure can also be used to experience an exercise by a professional athlete (via haptic sensation) that provides the opportunity to recognize muscle that is not properly active according to the given pattern and to stimulate muscle contraction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vielfältig einsetzbares Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht Muskelaktivitätssignale und Muskelstimulationssignale individuell abzustimmen, um einen Menschen zu trainieren! Das Verfahren ermöglicht es, Sportlern optimale Bewegungsabläufe zu erlernen, zu trainieren oder zu verbessern. Der Empfang der Muskelaktivitätssignale (EMG) findet über eine und/oder mehrere Elektroden statt. Diese können in ein Textil eingearbeitet sein einzeln und/oder mehrere. Die Elektroden können drahtgebunden und/oder drahtlos kommunizieren. Sie können über eine Steuereinheit angesprochen werden, Signale an die Steuereinheit senden oder Empfangen. Die Steuer Einheit kann ein mobiles Endgerät (Smartphone) sein, das drahtlos und/oder auch drahtgebunden mit dem System kommuniziert. Darüber hinaus kann durch geeignete Formgebung das System in jedem Kleidungsstück (Anzug, Jacke Hose (unterschiedlicher Länge), Socken, Unterwäsche, Mütze, Hemd (unterschiedlicher Länge), und in jeder denkbaren Kleidung und/oder Kleidungstück integriert sein. Des weiteren Schuhe, Handschuhe und alle Materialien, die an einem Körper getragen werden können.The invention has for its object to provide a versatile method that allows you to tune muscle activity signals and muscle stimulation signals individually to train a person! The procedure allows athletes to learn, train or improve optimal movement sequences. The receipt of the muscle activity signals (EMG) takes place via one and / or several electrodes. These can be incorporated into a textile individually and / or more. The electrodes can communicate by wire and / or wireless. They can be addressed via a control unit, send signals to the control unit or receive. The control unit may be a mobile terminal (smartphone) that communicates wirelessly and / or wired with the system. In addition, by appropriate shaping, the system can be integrated in any garment (suit, jacket trousers (different length), socks, underwear, cap, shirt (different length), and in every conceivable clothing and / or garment.) Shoes, gloves and all materials that can be worn on a body.
Grundlegende Problemstellung waren Klagen von Sportlern und Rehabilitanden über die Nutzung von EMG-Geräten (Elektromyografie: elektrophysiologische Methode in der neurologischen Diagnostik, bei der die elektrische Muskelaktivität gemessen wird und EMS-Geräten bei denen elektrische Muskelstimulationen nicht über die elektrische Impulse vom Gehirn, sondern von außen durch niedrigen Reizstrom übertragen wird, dabei werden durch in Funktionskleidung eingearbeitete Elektroden elektrische Impulse an Muskelpartien gesendet, wodurch der oder die Muskel eine Kontraktion vollziehen.Basic problems were complaints of athletes and rehabilitants on the use of EMG devices (electromyography: electrophysiological method in neurological diagnostics, in which the electrical muscle activity is measured and EMS devices in which electrical muscle stimulation is not about the electrical impulses from the brain, but by transmitted by low electrical stimulation current, it will be sent through in functional clothing electrodes used electrical impulses to muscle parts, whereby the muscle or muscles perform a contraction.
Bei den meisten Systemen ist es eine stationäre Einheit, diese nur EMS-Signale empfangen, oder nur EMG-Signale senden kann. Auch werden keine individuellen Parameter erfasst, wie folgende:
Körperzusammensetzung (BIA: Bioelektrische Impedanz- und Ultraschall Methode), Temperatur, keine individuelle Abstimmung der Trainingsintensität in Rückkopplung mit empfangen und gesendeten Signal (EMG und/oder EMS), Bewegungen (Bewegungssensor), Messung der Sauerstoffsättigung des Blutes (NIRS: Nahinfrarotspektoskropie), Magnetwiderstandsmessung (Intensität Steigerung und Muskel-Leistungsdiagnostik durch magnetisches Feld zwischen den Extremitäten), Feuchtigkeitssensoren (zum Erfassen der Dehydrierung), EKG (Elektrokardiogramm: zum Erfassen von HRV (Herzfrequenzvariabilität und Hornsignalen), Dehnmessstreifen zur Messung der Atemfrequenz, Spiroergometrie (Erfassen von O2. und CO2), Laktatsensor (Blutlaktatbestimmung), Temperaturmessung (Körperkerntemperatur und Außentemperatur), Kalorienverbrauchsberechnung, Blutzuckerwerte, Berührungssensor (der durch Berührung die Intensität verändert, oder verschiedene Programme steuern kann usw.). Bei den bestehenden Systemen, findet keine individuelle Anpassung an die körperliche Belastung statt.For most systems, it is a stationary unit that can only receive EMS signals or only send EMG signals. Also, no individual parameters are detected, such as the following:
Body composition (BIA: bioelectrical impedance and ultrasound method), temperature, no individual coordination of training intensity in feedback with received and transmitted signal (EMG and / or EMS), movements (motion sensor), measurement of oxygen saturation of blood (NIRS: near-infrared spectroscopy), Magnetic resistance measurement (intensity increase and muscle magnetic field between extremities), moisture sensors (to detect dehydration), ECG (electrocardiogram: to record HRV (heart rate variability and horn signals), strain gauges to measure respiratory rate, spiroergometry (detection of O 2 and CO 2 ), lactate sensor (blood lactate determination), temperature measurement (body core temperature and outside temperature), calorie consumption calculation, blood glucose levels, touch sensor (which changes the intensity by touch, or can control various programs, etc.) There is no individual adaptation to the physical strain.
Im Folgenden wird ein Verfahren und Gerät beschrieben, das aufgrund seines Aufbaus zu sehr geringen Kosten hergestellt werden kann. Durch andere Formgebung, Materialauswahl, Art und Lage der Sensoren und Verarbeitung sind viele weitere Ausführungen denkbar. Daher soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass für alle denkbaren Kombinationen Schutzansprüche angemeldet werden.The following describes a method and apparatus that can be manufactured at a very low cost due to its structure. By other design, material selection, type and location of the sensors and processing many more designs are conceivable. It should therefore be explicitly stated that claims for protection are registered for all conceivable combinations.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Ansprüchen.This object is achieved by a device and a method according to the claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ausgebildet zum Tragen am menschlichen Körper, mit Befestigungsmitteln, die die Vorrichtung unmittelbar an ein Köperteil legen. Die Vorrichtung steht in Berührungskontakt mit dem Benutzer. Die Vorrichtungseinheit bestehenden aus Empfangssensor und/oder Sendesensor (EMG und/oder EMS), können einzeln und/oder mehrere in ein Textil eingearbeitet sein, oder auch durch eine Befestigung am Körper positioniert werden. Die Sensoren können auch in Form von einem Garn verarbeitet sein, oder auch als einzelne Elektroden. Die einzelnen und/oder mehrere Elektroden können über eingearbeitete Leitungsbahnen verbunden sein und/oder drahtlos verbunden sein. Die EMG-Signale können über Funk und/oder Drahtgebunden Signale an das Steuergerät übermitteln, die EMS-Sensoren können über Funk und/oder drahtgebunden Signale empfangen, um den Muskel zu stimulieren. The device according to the invention is designed for carrying on the human body, with fastening means, which lay the device directly to a body part. The device is in touching contact with the user. The device unit existing from the receiving sensor and / or transmission sensor (EMG and / or EMS), can be individually and / or more incorporated in a textile, or be positioned by a fastening to the body. The sensors can also be processed in the form of a yarn, or as individual electrodes. The individual and / or a plurality of electrodes can be connected via incorporated conductor paths and / or be connected wirelessly. The EMG signals may transmit signals to the controller via radio and / or wirebound, the EMS sensors may receive signals via radio and / or wired to stimulate the muscle.
Hierbei werden bestimmte Informationen auf dem mobilen Endgerät/Smartphone oder auch auf einem stationären Endgerät/PC vorbereitet, die dann an die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden. In diesem Fall weißt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen entsprechenden Prozessor und Arbeitsspeicher auf, und gegeben falls auch einen der folgenden Sensoren: BIA-Sensor, Ultraschall-Sensor, EMG-Sensor, EMS-Sensor, Bewegungssensor, NIRS-Sensor, Magnetwiderstands-Sensor, Feuchtigkeitssensor, EKG-Sensoren (und HRV-Messung), Dehnmesssensoren (Atemfrequenz), Laktatsensor, Temperatur-Sensor, Blutzuckersensor und Berührungssensor. Alle Sensoren können in das Textil eingearbeitet sein, und/oder auch im Steuergerät das an der Kleidung befestigt sein kann, und es kann drahtgebunden und/oder drahtlos angesteuert werden. Es handelt sich dabei um eine Einheit, die vorzugsweise offline arbeitet, wenn sie in Benutzung ist. Alternativ kann der Benutzer zwischen beiden Modi online/offline wählen.In this case, certain information is prepared on the mobile terminal / smartphone or on a stationary terminal / PC, which are then transmitted to the device according to the invention. In this case, the device according to the invention has a corresponding processor and memory, and if appropriate also one of the following sensors: BIA sensor, ultrasonic sensor, EMG sensor, EMS sensor, motion sensor, NIRS sensor, magnetoresistance sensor, humidity sensor , ECG sensors (and HRV measurement), strain sensors (respiratory rate), lactate sensor, temperature sensor, blood glucose sensor and touch sensor. All sensors can be incorporated into the textile, and / or in the control unit which can be attached to clothing, and it can be controlled by wire and / or wireless. It is a unit that preferably works offline when in use. Alternatively, the user can choose between both modes online / offline.
Der drahtlose Empfänger ist ausgebildet, um Instruktionen zu empfangen oder zu senden.The wireless receiver is configured to receive or send instructions.
Wie bereits oben aufgeführt wurde, kann das Befestigungsmittel jedes Kleidungsstück sein (Anzug, Jacke, Hose (unterschiedlicher Länge), Röcke, Kleider, Socken, Unterwäsche, Mütze, Oberteile (unterschiedlicher Länge), Stulpen,) Berufskleidung (Feuerwehr, Polizei, Militär usw.), Sportkleidung (Taucheranzug, Surfer Anzug usw.) Überlebungsanzug, Funktionskleidung und in jeder denkbaren Kleidung und/oder Kleidungstück integriert sein. Des weiteren Schuhe, Handschuhe, Gürtel und alle Materialien, die an einem Körper getragen werden können.As mentioned above, the fastener may be any garment (suit, jacket, trousers (different length), skirts, dresses, socks, underwear, cap, tops (of different lengths), cuffs,) work clothes (fire brigade, police, military, etc .), Sportswear (diving suit, surfer suit, etc.) survival suit, functional clothing and be integrated in every conceivable clothing and / or clothing item. Furthermore, shoes, gloves, belts and all materials that can be worn on a body.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mehrere Sensoren, an unterschiedlichen räumlich beabstandeten Positionen innerhalb der Textile, so dass die unterschiedliche Position vom Körperteil erfassbar ist.In a further embodiment, the device comprises a plurality of sensors, at different spatially-spaced positions within the textile, so that the different position of the body part can be detected.
In einer weiteren Ausführung, kann die Elektronik einen und/oder mehrere Kanäle steuern, um einen und/der mehrere Muskel zu stimulieren. Die Steuerung erfolgt über einen Micro Controller, der es ermöglicht über einen und/oder mehrere Kanäle die Sensoren steuert. Zur Bereitstellung von weiteren Informationen zur Unterscheidung der Informationen kann die Elektronik unterschiedliche Reizmuster erzeugen, die von außen ansteuerbar sind, umfassend einen und/oder mehrere der folgenden Parameter: Intensität, Frequenz, Zeitdauer, Zeitabstand, Signalfolge.In another embodiment, the electronics may control one and / or more channels to stimulate one and / or more muscles. It is controlled by a micro controller, which allows the sensors to be controlled via one and / or several channels. In order to provide further information for distinguishing the information, the electronics can generate different stimulus patterns, which can be controlled from the outside, comprising one and / or more of the following parameters: intensity, frequency, time duration, time interval, signal sequence.
Bei der Intensität kann es sich um die Stärke des elektrischen Signals handeln. Bei der Frequenz kann es sich um das Wiederholen des elektrischen Signals handeln, oder um die Frequenz des Impulses selber. Bei der Zeitdauer kann es sich um die Länge des elektrischen Signals handeln. Beim Zeit-Abstand kann es sich um den Abstand zwischen den einzelnen Impulsintervallen handeln. Bei einer Signalfolge kann es sich um ein langsames Ansteigen des elektrischen Signale handeln oder um bestimmte Muster von elektrischen Signalen.The intensity can be the strength of the electrical signal. The frequency may be the repetition of the electrical signal or the frequency of the pulse itself. The duration may be the length of the electrical signal. The time interval can be the distance between the individual pulse intervals. A signal sequence may be a slow increase in the electrical signals or certain patterns of electrical signals.
In einer weiteren Ausführung, kann es bei langen Flügen zur Thromboseprophylaxe verwendet werden, in dem während des Fluges einzelne Muskel in den unteren Extremitäten stimuliert werden, dazu können die Elektroden in den Strümpfen oder Stulpen eingearbeitet sein.In a further embodiment, it may be used in long flights for prophylactic thrombosis in which individual muscles in the lower extremities are stimulated during flight, to which the electrodes may be incorporated in the stockings or cuffs.
In einer weiteren Ausführungsform, bestehen die Elektroden aus einem leitfähigen Garn, das von einer Titansicht ummantelt ist, diese ist vorzugsweise wenige Atome dick.In a further embodiment, the electrodes consist of a conductive yarn, which is covered by a titanium view, this is preferably a few atoms thick.
In einer anderen Ausführung, können Elektroden auch als einzelne Zonen in ein Textil eingearbeitet sein, entweder für den Oberkörper (oder einzelne Extremitäten) und/oder Unterkörper (oder einzelne Extremitäten) bestehend aus einzelnen und/oder mehreren Zonen, die stromführenden und/oder nicht stromführend sind.In another embodiment, electrodes may also be incorporated as individual zones in a textile, either for the upper body (or individual extremities) and / or lower body (or individual extremities) consisting of individual and / or multiple zones, the current-carrying and / or not are live.
In einer weiteren Ausführungsform, können die Elektroden aus einem Material bestehen, das Feuchtigkeit benötigt, um die Impulse auf die Haut zu übertragen, diese Elektroden werden mit einem hydrophilen Garn kombiniert und/oder gefacht, gestrickt, gestickt oder gewirkt. Alternativ können die Elektroden mit einer feuchtigkeitsspenden Sicht versehen werden, die zwischen Haut und Leiter liegt.In another embodiment, the electrodes may be made of a material that requires moisture to transfer the pulses to the skin, these electrodes are combined and / or plied, knitted, embroidered or knitted with a hydrophilic yarn. Alternatively, the electrodes may be provided with a moisturizing view which lies between the skin and the conductor.
In einer weiteren Ausführungsform, können die Elektroden aus leitfähigen Polymer gefertigt werden, beispielweise Silikon. Statt einer glatten Oberfläche wird die Oberfläche durch eine geeignete Form beim Exkludieren/spitzen oder einem anderen Herstellungsverfahren bei dem das Silikon in die entsprechende Form gebracht wird, dass es mit einer unebenen Oberfläche versehen werden kann, um eine optimale Anpassung an die Anatomie des Körpers zu gewährleisten. Diese Silikonelektroden können mehrschichtig sein, d. h. aus einer nichtleitenden und einer leitenden Schicht bestehen. Zur Vermeidung der Weiterreißbarkeit können die Silikonelektroden eine integrierte Stofflage enthalten, diese ist vorzugsweise höchstens genauso dehnbar, wie das leitende Silikon.In a further embodiment, the electrodes may be made of conductive polymer be, for example, silicone. Instead of a smooth surface, the surface will be replaced by an appropriate exclusion / tip mold or other manufacturing process in which the silicone is shaped to provide an uneven surface for optimal adaptation to the anatomy of the body guarantee. These silicon electrodes may be multilayer, ie consist of a non-conductive and a conductive layer. To avoid tearability, the silicone electrodes may contain an integrated layer of material, which is preferably at most as extensible as the conductive silicone.
In einer weiteren Ausführungsform, kann die Textile aus leitfähigem Material gefertigt sein. So wird zusätzlich dafür gesorgt, dass der zuführende Strom gleichmäßig in der Elektrode verteilt wird. Durch ein Polster zwischen Elektrode und äußerer Schicht kann zusätzlicher Anpressdruck erzeugt werden, insbesondere bei konkaven Körperregionen, bspw. zwischen den Brüsten. Eine besondere Form der Elektrode kann entweder aus zwei äußeren Ringelektrode und einer inneren Ringelektrode bestehen oder aus einem äußeren und einem inneren Kreis (die Kreise sind jeweils als Elektrode ausgestaltet). Diese Elektroden eigenen sich neben der Verwendung mit bipolaren Strömen für unipolaren Strom.In a further embodiment, the textile can be made of conductive material. This also ensures that the feeding current is distributed evenly in the electrode. By a pad between the electrode and outer layer additional contact pressure can be generated, especially in concave body regions, eg. Between the breasts. A particular shape of the electrode may consist of either two outer ring electrode and an inner ring electrode or of an outer and an inner circle (the circles are each designed as an electrode). These electrodes are suitable for use in addition to bipolar currents for unipolar current.
Hierbei sollte der Eintritt des Stroms in den Körper jeweils über die größere Elektrode erfolgen. Die Textilien in denen die Elektroden eingearbeitet sind, wiesen ein partielle Kompression und/oder unterschiedliche Kompression Zonen auf. Die Leiterbahnen die aufgestickt werden, werden biegsam und/oder elastisch über das Textil geführt.In this case, the entry of the current into the body should take place via the larger electrode. The textiles in which the electrodes are incorporated had partial compression and / or different compression zones. The printed conductors that are embroidered are guided flexibly and / or elastically over the textile.
In einer anderen Ausführung, kann per Kabel und/oder drahtlos mit der Stimulationseinheit verbundene Einheit, die vorzugsweise an der Hand bzw. dem Handgelenk die Stimulation verdeutlicht, Insbesondere den Wechsel zwischen Impuls und Pause signalisieren. Dies kann per akustischen Signalen und/oder visuellen Signalen und/oder haptischen (vibrieren) Signalen geschehen. Diese Einheit kann zeitgleich zur Steuerung der Intensität verwendet werden. Oder auch die Signale per LEDs anzeigen, dieses über ein Band, dass eben kein Armband ist, sondern um den Handrücken getragen wird. Vorzugsweise wird es mittels einer Schlaufe am Daumen befestigt.In another embodiment, a unit connected by cable and / or wirelessly to the stimulation unit, which preferably illustrates the stimulation on the hand or the wrist, can in particular signal the change between pulse and pause. This can be done by acoustic signals and / or visual signals and / or haptic (vibrate) signals. This unit can be used at the same time to control the intensity. Or the signals via LEDs, this about a band, that just no bracelet, but is worn around the back of the hand. Preferably, it is attached by means of a loop on the thumb.
Noch ein weiterer Teil der Erfindung ist ein Trainingsverfahren und/oder Überwachungsverfahren unter Verwendung einer Vorrichtung, wie Sie oben beschrieben wurde, wobei Trainingsinformationen oder Überwachungsinformationen für einen Benutzer als taktile Reize an den Benutzer weitergeleitet werden und/oder von ihm empfangen werden.Yet another part of the invention is a training method and / or method using a device as described above wherein training information or monitoring information for a user is forwarded to and / or received by the user as tactile stimuli.
Ein weiterer Teil der Erfindung ist ein Anzug, in dem Sensoren verarbeitet sind, der durch EMG-Signal Messungen, lokale Muskelaktivität analysiert, und mit der kontralateralen Seit vergleicht. Kommt es zum Erkennen einer Hyperaktivität, kann auf der Kontralateralen Seite der Muskel stimuliert werden, um bei dem verspannten Muskel eine Antagonistische Hemmung auszulösen, um ihn zu entspannen.Another part of the invention is a suit in which sensors are processed, which analyzes by EMG signal measurements, local muscle activity, and compared with the contralateral side. If it comes to the detection of hyperactivity, on the contralateral side of the muscle can be stimulated to trigger the tense muscle antagonistic inhibition to relax it.
Noch ein weiterer Teil der Erfindung ist ein Verfahren aus einem Anzug mit einem und/oder einer Vielzahl von Sensoren, der mit einer virtuellen Welt über eine Schnittstelle (Brille, oder jegliche denkbar Ausführung und Kombination) verbunden wird. Die Daten können offline und/oder online übertragen werden, der Nutzer bekommt über den Anzug haptische Signale. Er kann in der Brille sich entscheiden in einem Online und/oder Offline Trainingsstudio einen Kurs zu wählen. Wenn er sich für einen Kurs entschieden hat, kommt er in einen virtuellen Kurs, in dem ihn ein Avatar begrüßt. Der Avatar/Trainer (virtueller Trainer) gibt eine Übung vor, und der Nutzer simuliert sie. Durch Sensoren im Anzug erkennt das Verfahren welche Extremität wie schnell, wo und ob sie sich richtig im Raum bewegen. Der Körper ist bei dieser Methode in eine vertikale Körperhauptachse unterteilt, und zwei horizontale Achsen, einmal die Schulterachse und einmal die Beckenachse. An der Schulterachse sind die oberen Extremitäten und an der Beckenachse sind die unteren Extremitäten. Durch entsprechende Algorithmen in der Software, kann das virtuelle Modell mit den Nutzer (Sensoren im Anzug) verglichen werden, und individuell vom Avatar (virtuellen Trainer) trainiert werden, über ein haptisches Feedback, aber auch akustisch oder optisch. Auch kann in der virtuellen Welt ein Training erfolgen über EMS (Elektrostimulationstraining), der Avatar macht die Übungen vor, und ein spezielles Programm löst dann einen muskelstimulierenden Reiz aus, wenn die Übungen richtig eingenommen wurde, bekommt er dann einen Stimulationsreiz (Trainingsreiz)! Eine weitere Ausführungsform ist es, eine Bewegungsform simuliert zu bekommen (Golfschwung und alle denkbaren sportlichen Übungen und Bewegungen), die man dann simuliert, durch die Sensoren im Anzug erkennt das Programm, das im Hintergrund abläuft, welche Muskel aktiv sind oder nicht. Es kann dann während der Übungen einzelne Muskel aktivieren, um eine Bewegung zu erlernen, oder zu verbessern. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist es, im Weltall einen Anzug zu tragen (Raumstation), um durch ein pulsierendes aufsteigendes Signal, die Nerven zu reizen, von unten nach oben, um das Innervierungsverhalten auf der Erde zu simulieren, doch es soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass für alle denkbaren Kombinationen Schutzansprüche angemeldet werden. Auch kann ein Astronaut diese spezielle Wäsche tragen, um den Körper zu überwachen und/oder zu stimulieren. Yet another part of the invention is a method of a suit having one and / or a plurality of sensors which is connected to a virtual world via an interface (goggles, or any conceivable design and combination). The data can be transmitted offline and / or online, the user gets over the suit haptic signals. He can decide in the glasses to choose a course in an online and / or offline training studio. When he has chosen a course, he enters a virtual course where an avatar greets him. The avatar / trainer (virtual trainer) gives an exercise and the user simulates it. With sensors in the suit, the procedure detects which extremity, how fast, where and if they are moving correctly in the room. The body is divided in this method into a vertical main body axis, and two horizontal axes, once the shoulder axis and once the pelvic axis. At the shoulder axis are the upper extremities and at the pelvic axis are the lower extremities. Through appropriate algorithms in the software, the virtual model can be compared with the users (sensors in suit) and individually trained by the avatar (virtual trainer), via a haptic feedback, but also acoustically or optically. Also, in the virtual world, training can be done via EMS (electro-stimulation training), the avatar does the exercises, and a special program then triggers a muscle-stimulating stimulus, if the exercises were taken properly, then he gets a stimulation stimulation (training stimulus)! Another embodiment is to get simulated a movement form (golf swing and all conceivable sports exercises and movements), which is then simulated by the sensors in the suit recognizes the program that runs in the background, which muscles are active or not. It can then activate individual muscles during exercise to learn or improve movement. Another embodiment is to wear a suit in space (space station) to stimulate the nerves from bottom to top by a pulsating ascending signal to simulate the innervation behavior on Earth, but it should be explicitly pointed out that claims for protection are registered for all conceivable combinations. Also, an astronaut can wear this special underwear to monitor and / or stimulate the body.
Noch ein weiterer Teil der Erfindung ist ein Verfahren, das für die PMR-Methode (progressive Muskelrelaxation) nach Edmond Jacobsen eingesetzt werden kann. Das Verfahren dient zur willentlichen und bewussten Anspannung und/oder Entspannung bestimmter Muskelgruppen, wodurch ein Zustand tiefer Entspannung des ganzen Körpers erreicht werden soll. Dabei werden nacheinander die einzelnen Muskelpartien in einer bestimmten Reihenfolge zunächst angespannt, die Muskelspannung wird kurz gehalten, und anschließend wird die Spannung gelöst. Die Konzentration der Person wird dabei auf den Wechsel zwischen Anspannung und Entspannung gerichtet und auf die Empfindungen, die mit diesen unterschiedlichen Zuständen einhergehen. Ziel des Verfahrens ist eine Senkung der Muskelspannung unter das normale Niveau aufgrund einer verbesserten Körperwahrnehmung. Mit der Zeit soll die Person lernen, muskuläre Entspannung herbeizuführen, wann immer sie dies möchte. Zudem sollen durch die Entspannung der Muskulatur auch andere Zeichen körperlicher Unruhe oder Erregung reduziert werden können wie beispielsweise Herzklopfen, Schwitzen oder Zittern. Darüber hinaus können Muskelverspannungen aufgespürt und gelockert und damit Schmerzzustände verringert werden. Diese Methode wird mit einer speziellen Software und Anzug gekoppelt. Der Nutzer bekommt über den Kopfhörer, oder ein anderes akustisches Ausgabegerät Musik vorgespielt, und die Sensoren im Anzug, vollziehen eine und/oder mehrere Muskelkontraktion um den Nutzer zu entspannen. Auch kann eine Körperreise auditiv vorgeben werden, und der Nutzer bekommt an den entsprechenden Extremitäten, haptische Signale, um ihn zu entspannen, oder seine Körperwahrnehmung zu schulen.Yet another part of the invention is a method that can be used for the PMR method (progressive muscle relaxation) according to Edmond Jacobsen. The procedure is used for voluntary and conscious tension and / or relaxation of certain muscle groups, whereby a state of deep relaxation of the whole body should be achieved. The individual muscle parts are first tensed in a certain order, the muscle tension is kept short, and then the tension is released. The concentration of the person is directed to the alternation between tension and relaxation and to the sensations associated with these different states. The aim of the procedure is to lower the muscle tension below the normal level due to improved body awareness. Over time, the person should learn to induce muscular relaxation whenever they want to. In addition, the relaxation of the muscles and other signs of physical restlessness or excitement can be reduced, such as palpitations, sweating or tremors. In addition, muscle tensions can be detected and loosened and pain can be reduced. This method is coupled with a special software and suit. The user gets music played over the headphone, or other acoustic output device, and the sensors in the suit, perform one and / or more muscle contraction to relax the user. Also, a body journey can be pretended auditory, and the user gets at the corresponding extremities, haptic signals to relax him, or to train his body perception.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist, das während dem EMS/EMG Training Sensoren den aktuellen Zustand des Körpers erfassen, und sie an eine Einheit senden, Sensoren können wie folgt sein: BIA-Sensor, Ultraschall-Sensor, EMG-Sensor, EMS-Sensor, Bewegungssensor, NIRS-Sensor, Magnetwiderstands-Sensor, Feuchtigkeitssensor, EKG-Sensoren (und HRV-Messung), Dehnmesssensoren (Atemfrequenz), Laktatsensor, Temperatur-Sensor, Blutzuckersensor und Berührungssensor. Danach wird drahtgebunden und/oder drahtlos die Daten an eine Recheneinheit übermittelt, und das Feedback erfolgt über EMS an den Muskel, um ihn zu trainieren.Another application example is that during EMS / EMG training sensors detect the current state of the body and send it to a unit, sensors can be as follows: BIA sensor, ultrasonic sensor, EMG sensor, EMS sensor, motion sensor , NIRS sensor, magnetoresistance sensor, humidity sensor, ECG sensors (and HRV measurement), strain sensors (respiratory rate), lactate sensor, temperature sensor, blood glucose sensor and touch sensor. Thereafter, the data is transmitted to a computing unit via wired and / or wireless, and the feedback is sent to the muscle via EMS in order to train it.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist im Sport, um Menschen zu trainieren, oder zu massieren. Im Anzug sind haptische Sensoren verbaut, die eine Massagefunktion übernehmen, zum Beispiel ein Profifußballer hat nach einem Spiel eine erhöhte Muskelspannung, so kann die Kleidung individuell am Bein den Oberschenkel lockern, und einen Abfluss des Blutes im Bein verbessern. Zuerst wird über einen speziellen Algorithmus der Oberschenkel gelockert über Vibrationen, oder auch mechanisch, dann wird das ganze Bein Fuß aufwärts massiert. Kann auch zu Ganzkörper und/oder Teilkörpermassage eingesetzt werden, wobei Infrarotsensoren in den Anzug eingearbeitet sind, die lokal und/oder global die einzelne und/oder mehrere Muskelpartien erwärmen.Another application example is in sports, to train people, or to massage. The suit includes haptic sensors that perform a massage function, for example, a professional footballer has increased muscle tension after a game, so the clothes individually on the leg loosen the thigh, and improve a drain of the blood in the leg. First, a thigh is loosened via a special algorithm via vibrations, or mechanically, then the whole leg is massaged foot up. Can also be used for full body and / or partial body massage, where infrared sensors are incorporated into the suit, which locally and / or globally heat the individual and / or multiple muscle parts.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist, wenn eine Person über Board geht, und erschöpft ist, kann der Anzug, einzelne Muskel aktivieren, um Wärme zu erzeugen, oder die Vitalfunktionen überwachen, um der Person Zeit zu verschaffen bis zur Rettung.Another application example is when a person goes overboard and is exhausted, the suit may activate individual muscles to generate heat, or monitor the vital signs to give the person time to rescue.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist, wenn man ein Astronaut ist, kann man auch durch das EMS Training gezielt trainiert werden, oder Bewegungsabläufe simuliert werden und/oder trainiert. Zum Beispiel Astronaut hat Rückenschmerzen, dann können bestimmte Muskel trainiert werden, die nach vorgeben und individuellen Trainingsprogrammen mit Sensoren am Astronaut in Verbindung stehen und/oder sich austauschen. Es könnte auch ein GPS Sender verbaut sein, der dem Astronauten die Höhe und Position haptisch übermittelt.Another application example is, if you are an astronaut, you can also be specifically trained by the EMS training, or movements are simulated and / or trained. For example, astronauts have back pain, then certain muscles can be trained, which pretend and individual training programs with sensors on the astronaut and / or communicate. It could also be a GPS transmitter installed, which gives the astronaut the height and position haptically.
Ein weitere Anwendung ist, das im virtuellen Raum, ein Nutzer haptische angewiesen werden kann, nach links, rechts, oben oder unten zu springen, um alle nur denkbaren Bewegungen zu vollziehen, durch haptisches Feedback und/oder oder seine Position über einen GPs-Sender zu erfassen, um ihn zu lokalisieren.Another application is that in virtual space, a haptic user can be instructed to jump left, right, up or down to make all imaginable movements, through haptic feedback and / or position via a GPs transmitter to capture to locate it.
In einer weiteren Ausführung ist es möglich Elektroden aufzubügeln, und auch die stromführenden und/oder nicht stromführenden Pfade (aufzubügeln), in Form von vorgefertigten bügelbaren PADs, und auch die Steuereinheit die mobil und/oder drahtgebunden mit dem Textil befestigt ist und/oder nicht bügelbare ist, um die Sensoren zu steuern, daran wird dann die Stromversorgung in jeder denkbaren Weise angeschlossen, wie oben beschrieben, um das System mit Energie zu versorgen, das über ein mobiles Endgerät (Smartphone) und/oder kabelgebunden gesteuert wird.In a further embodiment, it is possible to iron electrodes, and also the current-carrying and / or non-current-carrying paths (ironing), in the form of prefabricated ironing PADs, and also the control unit which is mobile and / or wired attached to the textile and / or not is ironable to control the sensors, then the power supply is then connected in any conceivable manner, as described above, to power the system, which is controlled via a mobile terminal (smartphone) and / or wired.
Figurenbeschreibung:Brief Description:
im Folgenden werden die Figuren beschrieben, die sich die folgende detaillierte Beschreibung bezieht.In the following, the figures are described, which refers to the following detailed description.
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Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung:Description of the embodiment of the invention:
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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