DE102012025345A1

DE102012025345A1 - iT-Shirt ist ein intuitiv applizierbares, kompaktes, mobiles sowie ubiquitäres Mess- und Steuerungssystem, bestehend aus einem T-Shirt mit integrierten textilen Elektroden, welches mit einer lokalen Mess- und Steuereinheit via Micro USB Druckknopf Schnittstelle; verbunden ist und über das Mobiltelefonnetz mit einem Webserver kommuniziert, welcher den Abgleich mit einer Referenzdatenbank und somit der Trainingssteuerung ermöglicht. Über das Gesamtsystem wird die permanente Bestimmung und Steuerung der physiologischen Beanspruchung von Personen, vor, während und nach sportlicher Betätigung, ermöglicht.

Info

Publication number: DE102012025345A1
Application number: DE102012025345.1A
Authority: DE
Inventors: Heiko Weirauch
Original assignee: WESP GmbH
Current assignee: WESP GmbH
Priority date: 2012-12-22
Filing date: 2012-12-22
Publication date: 2014-06-26
Also published as: WO2014108109A3; WO2014108109A2

Abstract

Im Ausdauertraining gibt keine Lösung für eine automatisierte Trainingssteuerung, welche die individuellen physiologischen Voraussetzungen und Ziele berücksichtigt und praktikabel für jeden einsetzbar ist. Dazu ist ein kompaktes, mobiles zuverlässiges sowie intuitiv anwendbares, interaktives Biofeedbacksystem erforderlich, welches permanent mit dem Nutzer interagiert und sowohl die multimodal erfassten Physiologiedaten, als auch adäquate Referenzdaten nutzt, um Validität und Reliabilität zu gewährleisten. iT-Shirt analysiert über, für den Anwender „unsichtbare”, textile Sensoren, unauffällig den physiologischen Zustand und leitet diese Daten über ein Klick-Elektroden-Micro-USB Schnittstelle an das Smartphone weiter. Durch die Schnittstelle ist keine zusätzliche Energieversorgung des T-Shirts notwendig, diese erfolgt über das Smartphone. Die Anzeige der physiologischen Beanspruchung erfolgt in Echtzeit durch die Applikation auf dem Smartphone. Die Datenverarbeitung erfolgt über einen speziell entwickelten Algorithmus, der die erfassten individuellen physiologischen Daten des Einzelnen berücksichtigt und diese mit einer Referenzdatenbank abgleicht, welche Referenzwerte und Trainingsempfehlungen von über 3.000 Probanden (Freizeitsportler, Patienten und Leistungssportler) enthält und durch die Anwendung jedes iT-Shirt Nutzers automatisch erweitert wird. Bei aktiver Internetverbindung werden die erfassten Daten in die persönliche FitnessCloud übertragen zur detaillierten Trainingsanalyse und Datendarstellung.

Description

iT-Shirt ist ein T-Shirt in welches textile Sensoren eingearbeitet sind, die direkt über eine Micro USB Druckknopf Schnittstelle mit einem digitalen Empfänger verbunden sind. Der digitale Empfänger ist mit dem Internet verbunden. Der digitale Empfänger vergleicht die Physiologiedaten des Trägers ständig mit einer Datenbank im Internet und gibt dem Träger akustische und visuelle Rückmeldung zur Steuerung des Ausdauertrainings.
Problematiken und Lösungen
Klassische Herzfrequenzmesser wie Pulsuhren, mobile EKG oder Puls- und Atemmesssysteme sind hierzu ungeeignet, da sie, aufgrund der üblichen Bauart, ein für den Sportler komplizierte und störende Applikationen darstellen. Sie bestehen aus einem Pulsgurt, als Sender der um die Brust geschnallt werden muss oder Elektroden die auf die Haut aufgeklebt werden müssen und einer Uhr als Empfänger, die wie eine übliche Armbanduhr getragen werden kann. Der Sender misst die Herzfrequenz und übermittelt sie per Funktechnik an die Uhr, den Empfänger. Bei den Atemmessystemen muss zusätzlich noch eine Maske getragen werden. Keines der bestehenden Systeme ermöglicht eine. permanente Echtzeitauswertung und -anzeige der gemessenen Parameter.
Mit den Standardangeboten ergeben sich folgende Probleme:

1. Der Nutzer muss zusätzliche zu seiner Trainingsbekleidung einen Gurt oder Elektroden tragen bzw. anlegen.
2. Sender (Brustgurt für Pulsuhr) und Empfänger (Pulsuhr) müssen jeweils separat mit Strom (Batterien) versorgt werden.
3. Die Applikation von Gurten oder Elektroden beeinträchtigt Körperfunktionen wie Atmung und Transpiration sowie die Bewegungsabläufe.
4. Von den bestehenden Systemen wird immer nur ein einzelner physiologischer Parameter erfasst.
5. Die bestehenden Systeme bieten keine permanente Echtzeitauswertung mit individueller Trainingssteuerung.

Mit der Erfindung werden folgende Lösungen geboten:

1. Die Sensoren zur Erfassung der physiologischen Parameter sind komplett in die Textilie integriert und sind somit den marktverfügbaren Systemen in Bezug auf Tragekomfort, Adaptivität und Flexibilität überlegen.
2. Durch die Integration des Systems in die Textilie wird der Sensor nicht als solches wahrgenommen sondern als normale Sportbekleidung.
3. Durch den Einsatz von multimodalen und redundanten Sensoren wird die Erfassung mehrerer physiologischer Parameter möglich.
4. Durch die multimodale Erfassung und Analyse mehrerer physiologischer Parameter mit redundanten und auf unterschiedlichen Messprinzipien basierenden Sensoren, wird die Genauigkeit der Bestimmung der physiologischen Beanspruchung erhöht.
5. Diese neue Technik ermöglicht eine aktuelle und kontinuierliche Überwachung und Darstellung der physiologischen Beanspruchung während des Sports in Echtzeit. So können beispielsweise Überlastungen vermieden werden.
6. Die aufgezeichneten Daten auf werden via Internetverbindung direkt zum Anwendungsserver übertragen und dort erfolgt im Auswertungscluster der Referenzwertabgleich mit einer Physiologiedatenbank, die die Empfehlung an die digitale lokale Einheit zurück gibt, welche die Information in visuelle und akustische Signale, für den Anwender verständlich, umwandelt.

Dieses intuitiv applizierbare, kompakte, mobile sowie ubiquitäres Mess- und Steuerungssystem mit vernetzter Sensorik ermöglicht eine intelligente, permanente, zuverlässige und störungsarme Trainingssteuerung durch die kontinuierliche Bestimmung der physiologischen Beanspruchung mit Hilfe der physiologischen Parameter Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität, Körpertemperatur und Atemrate.
Das System besteht aus 3 Systemkomponenten

1. Das T-Shirt mit den integrierten textilen Sensoren und der Zuleitungen zur Schnittstelle, die Druckknopf-Micro-USB-Verbindung.
2. Der digitalen lokalen Einheit mit Anschlüssen für Druckknopf-Micro-USB-Kabel. Die erfassten Biosignale werden von der Elektronik verstärkt, gespeichert und via Internetverbindung zum Anwendungsserver übermittelt und die Rückmeldung des Auswertungsclusters wird in visuelle und akustische für den Anwender verständlich aufbereitet.
3. Dem Auswertungscluster auf einem Webserver, in welchem die aufgezeichneten Biosignale analysiert und mit der Referenzdatenbank verglichen werden und als Trainingsempfehlung an die digitale lokale Einheit zurück gegeben werden.

Mit der Erfindung wird zudem erreicht, dass jeder unabhängig von Körpergewicht, Körpergröße und physiologischen Voraussetzungen wie Alter und Kondition eine individuelle Trainingssteuerung in Echtzeit erfährt, die immer die momentane physiologische Verfassung (Beanspruchung) des Nutzers berücksichtigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen 1 und 2 erläutert:
1, schematische Darstellung der Funktionalität
2 schematische Darstellung der Schnittstelle T-Shirt und lokale Einheit via Micro-USB-Druckknopf-Kabel
In den Figuren wird schematisch die Anwendung dargestellt. 1 zeigt schematisch wie das System im komplexen funktioniert. In das T-Shirt (1) sind an ausgewählten Positionen verschiedene textile Sensoren (4) integriert. Diese erfassen über verschiedene Messprinzipien verschieden physiologische Parameter und leiten diese weiter an die lokale digitale Einheit (2). Diese Einheit überträgt die Daten über das Mobilfunknetz an den Webanwendungsserver (5) auf dem der Auswertungsscluster (3) installiert ist. Dort erfolgt der Abgleich mit der Physiologiereferenzdatenbank (6). Von dieser aus werden die Trainingssteuerungsdaten zurück an die lokale digitale Einheit (2) übertragen, welche sie in für den Nutzer verständliche akustische und visuelle Signal umwandelt.
2 zeigt schematisch, dass die Schnittstelle zwischen T-Shirt (1) mit der lokalen digitalen Einheit (2) das Micro-USB-Druckknopf-Kabel (7) darstellt.

Claims

Trainingssteuerungssystem für das sportliche und präventive Training in Form eines T-Shirts (1) mit integrierten textilen Sensoren (4) in spezieller Anordnung und Sensorik, sowie einer Schnittstelle zu einer lokalem digitalen Erfassungs- und Steuerungseinheit (2), welche mit einer Webservereinheit (5) kommuniziert, die eine Datenanalyse und Aufbereitung (3) mit Hilfe eines Referenzdatenbankabgleiches (6) durchführt dadurch gekennzeichnet, dass es als T-Shirt (1) intuitiv applizierbar und mit redundaten textilen Sensoren (4) ausgestattet ist, die eine multimodale Erfassung physiologischer Parameter ermöglichen und das es mit einer digitalen lokalen Datenerfassungseinheit (2) und einem Webauswertungscluster (3) mit angeschlossener Referenzdatenbank (6) vernetzt ist und somit eine individuelle Trainingssteuerung ausgehend von den spezifischen aktuellen physiologischen Daten, also der individuellen körperlichen Beanspruchung, in Echtzeit ermöglicht. Die Sensoren (4) werden über die lokale digitale Einheit (2) mit Strom versorgt und benötigen keine separate Energieversorgung.
iT-Shirt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die multimodalen und redundanten textilen, auf unterschiedlichen Messprinzipien basierenden Sensoren (4) die Erfassung mehrerer, verschiedener physiologischer Parameter ermöglichen und somit eine höhere Genauigkeit der Bestimmung der physiologischen Gesamtbeanspruchung ermöglichen.
iT-Shirt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer lokalen Mess- und Steuereinheit (2) via Micro USB Druckknopf Schnittstelle (7); verbunden ist, die als Eingabeeinheit sowohl eine Erfassung der gemessenen Parameter als auch als Ausgabeeinheit eine akustische und visuelle Darstellung der aufbereiteten Parameter ermöglicht und das in Echtzeit.
iT-Shirt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die erfassten Parameter von der lokalen digitalen Einheit (2) über das Mobilfunknetz an einen Webserver (5) übermittelt werden, welcher als Auswertungscluster (3) alle Daten mit einer Physiologiereferenzdatenbank (6) abgleicht und auf dieser Basis individuelle Trainingssteuerungsdaten zurück an die lokale digitale Einheit (2) über das Mobilfunknetz übermittelt.