DE102018101544A1

DE102018101544A1 - Bekleidungsstück und Anordnung zur Stimulation von Körperbereichen und Datenerfassung sowie Verfahren zur Steuerung der Anordnung

Info

Publication number: DE102018101544A1
Application number: DE102018101544.5A
Authority: DE
Inventors: Malte Binting
Original assignee: Moduu GmbH
Current assignee: Inerventions AB
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-07-25
Also published as: WO2019145891A1

Abstract

Ein Bekleidungsstück (3, 3, 3), eine Anordnung zur Stimulation von Körperbereichen (21) und ein Verfahren zur Steuerung der Anordnung sind offenbart. Das Bekleidungsstück (3, 3, 3) umfasst ein gestricktes, textiles und reversibel dehnbares Material (100), das zumindest aus einem leitenden Garn (105) und einem nicht leitenden Garn (106) gestrickt ist. Bei Strickprozess des Bekleidungsstücks (3, 3, 3) wird ein dehnbares Elektrodenpaar (5) aus Anode (52) und Kathode (51), zwei Anschlusspads (7A, 7K) und gestrickte elektrische Leitungen (23, 24) ausgebildet. Mindestens eine lokale Steuereinheit (10) ist in einer elastisch deformierbaren Aufnahmetasche (11) des Bekleidungsstücks (3, 3, 3). Eine Bedieneinheit (70) ist drahtlos zum Einstellen mit einer der lokalen Steuerungseinrichtungen (10) kommunikativ verbunden. Eine der lokalen Steuerungseinrichtungen (10) wird dann eine zentrale Steuerungseinrichtung (50).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bekleidungsstück zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers und zur Datenerfassung des das Bekleidungsstück tragenden Benutzers, wobei das Bekleidungsstück insbesondere ein textiles Material mit einer Außenseite und einer den zu stimulierenden Körperbereichen zugewandten Innenseite umfasst.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers und zur Datenerfassung des die Anordnung benutzenden Benutzers.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers und zur Datenerfassung des trainierenden Benutzers.
Aus dem Stand der Technik sind diverse Bekleidungsstücke zur Elektrostimulation (EMS, electrical muscle stimulation) von Muskeln bekannt.
DE 10 2013 106 864 A1 offenbart ein Bekleidungsstück aus einem textilen Material mit wenigstens zwei an dem Bekleidungsstück angeordneten Elektroden. Die Elektroden sind am Bekleidungsstück angenäht oder eingewebt und kontaktieren beim Tragen des Bekleidungsstücks wenigstens einen Körperbereich der dieses Bekleidungsstück tragenden Person. Im Bekleidungsstück sind elektrische Leitungsverbindungen angeordnet, die die Elektroden mit elektrischer Energie versorgen. Das Bekleidungsstück weist eine Steuerungseinrichtung auf, die die Elektroden mit einer Wechselspannung ebenfalls über Leitungen ansteuert. Ebenso kann jeder Elektrode eine Steuerungseinrichtung und ein eigener Akku zugeordnet sein. Eine Datenkommunikationseinheit (Tablet PC) kann über bis zu 200m mit dem Bekleidungsstück kommunizieren und dient zum Einstellen des Ansteuerprogramms für die Elektroden.
Weitere Anordnungen und Bekleidungsstücke für die Elektrostimulation sind aus DE 10 2008 003 158 A1 , DE 10 2007 046 886 A1 , DE 20 2011 109 226 U1 , DE 20 2014 103 548 U1 , WO 2014/000736 A2 , WO 2009/138961 A2 , US 2008/0097530 A1 , KR 10 2010 0024265 A , WO 2014/123812 , DE 10 2009 013 627 A1 , DE 10 2009 013 627 A1 , DE 202 092 19 U1 , DE 202 092 19 U1 , DE 10 2005 058 850 A1 , WO 2014/135636 A1 , DE 10 2013 106 864 A1 , DE 10 2015 002 565 A1 , DE 20 2014 102 735 U1 , DE 20 2014 102 737 U1 , DE202015005645U1 , WO 2014/000736A2 und WO 20161/31935A1 bekannt.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 113 420.9 ist eine Anordnung zur Elektrostimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen bekannt. Die Anordnung umfasst mindestens ein Bekleidungsstück aus einem textilen Material mit einer Außenseite und einer den zu stimulierenden Körperbereichen zugewandten Innenseite. Die Anordnung umfasst zudem mindestens ein Elektrodenpaar, das an der Innenseite des mindestens einen Bekleidungsstücks angebracht ist, so dass das mindestens eine Elektrodenpaar beim Tragen des Bekleidungsstücks wenigstens einen Körperbereich eines das Bekleidungsstück tragenden Benutzers kontaktiert. Jedes Elektrodenpaar ist aus einer Kathode und einer Anode aufgebaut ist. Je eine lokale Steuerungseinrichtung ist mindestens einem des mindestens einen Elektrodenpaars zuordenbar und an der Außenseite des Bekleidungsstücks anordenbar. Im zugeordneten Zustand ist die jeweilige lokale Steuerungseinrichtung mit der Kathode des mindestens einen Elektrodenpaars über eine erste elektrische Leitung und mit der Anode des mindestens einen Elektrodenpaars über eine zweite elektrische Leitung verbunden. Eine zentrale Steuerungseinrichtung ist mit der mindestens einen lokalen Steuerungseinrichtung kommunikativ und drahtlos verbunden.
Die DE 10 2015 113 420.9 offenbart zudem ein Bekleidungsstück zur Elektrostimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen aus einem textilen Material, mit einer Außenseite und einer den zu stimulierenden Körperbereichen zugewandten Innenseite. Das Bekleidungsstück umfasst mindestens ein Elektrodenpaar, das an der Innenseite des Bekleidungsstücks angebracht sind, so dass das mindestens eine Elektrodenpaar beim Tragen des Bekleidungsstücks wenigstens einen Körperbereich eines dieses Bekleidungsstück tragenden Benutzers kontaktiert. Jedes Elektrodenpaar ist aus einer Kathode und einer Anode aufgebaut, die mit entsprechenden elektrischen Leitungen versehen sind. Die Kathode und die Anode sind als dehnbare Silberelektroden ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Bekleidungsstück zu schaffen, mit dem Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers stimuliert werden können und gleichzeitig auch eine Datenerfassung des Benutzers durchgeführt werden kann, wobei das Bekleidungstuck einfach zu handhaben ist und eine sichere und dauerhafte Übertragung der Stimulation vom Bekleidungsstück auf die Körperbereiche und eine Datenerfassung ermöglicht.
Die obige Aufgabe wird durch ein Bekleidungsstück zur Stimulation von Körperbereichen und der zur Datenerfassung eines Benutzers gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen und zur Datenerfassung eines Benutzers zu schaffen, mit welcher Anordnung die Stimulation der Körperbereiche benutzerfreundlich und ortsungebunden durchführbar ist und damit ein funktionssicheres Training ermöglicht und wobei auch während des Trainings eine umfangreiche Datenerfassung durchführbar ist.
Die obige Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen und zur Datenerfassung eines Benutzers gelöst, welche Anordnung die Merkmale des Patentanspruchs 6 umfasst.
Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung der Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen und zur Datenerfassung eines Benutzers zu schaffen, welches Verfahren einfach durchzuführen ist und dabei während der Benutzung eine sichere, dauerhafte und zuverlässige Stimulation und Erzeugung von Daten beim Training eines Benutzers ermöglicht.
Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung der Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers und zur Datenerfassung eines Benutzers gelöst, welches Verfahren die Merkmale des Anspruchs 11 umfasst.
Bezüglich des Begriffes „Benutzer“ ist anzumerken, dass im Sinne der Erfindung generell bei allen Ausführungsformen sowohl ein Mensch als auch ein Tier, beispielsweise ein Pferd, Kamel, Hund oder ein anderes beliebiges Tier mit einer ähnlichen Anatomie, gemeint sein kann. Entsprechend ist unter dem Begriff „Bekleidungsstück“ generell ein Bekleidungsstück für einen Menschen beziehungsweise ein Bekleidungsstück oder ein Textilelement für ein Tier zu verstehen.
Bezüglich des Begriffes „Stimulation“ ist anzumerken, dass im Sinne der Erfindung die Stimulation eine Elektrostimulation, eine Elektromagnetstimulation oder eine Wärme-/Kältestimulation umfassen kann. Eine Kombination aus den vorgenannten Stimulationen ist ebenso denkbar.
Bezüglich des Begriffes „Datenerfassung“ ist anzumerken, dass im Sinne der Erfindung die Datenerfassung eine Körperdatenmessung, wie z.B. die Herzfrequenzvariabilität (HRV), Elektroenzephalografie (EEG), die Atemfrequenz, die Temperatur, die Bewegungsanalyse, die Muskelaktivität, die Muskelermüdung, die Leistungsfähigkeit oder die Schweißanalyse umfasst. Zur Schweißanalyse kann ein Sensor des Fraunhofer Instituts mit dem Sensornamen „ELECSA“ zu Einsatz kommen. Dieser Sensor kann gemäß der Erfindung in das textile Material für das Bekleidungsstück integriert werden, weil die Elektronik auch vor Ort platziert werden kann.
Der Begriff „gestrickt“ ist dahingehend weit auszulegen, dass allgemein das Verarbeiten von einem oder mehreren Garnen zu einem textilen Material gemeint ist.
Durch das erfindungsgemäße Bekleidungsstück ist es somit möglich die Elektromuskelstimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers zu ermöglichen, die ein benutzerfreundliches, ortungebundenes und funktionssicheres Training erlaubt, sowie die Nachhaltigkeit des Trainings sicherzustellen, wobei das Setup der Anordnung beziehungsweise das Anlegen des mindestens einen Bekleidungsstücks auf einfache Weise erfolgt.
Der Begriff „gestrickt“ ist dahingehend weit auszulegen, dass allgemein das Verarbeiten von einem oder mehreren Garnen zu einem textilen Material gemeint ist.
Erfindungsgemäß definiert jedes Bekleidungsstück zur Stimulation und Datenerfassung von Körperbereichen eines Benutzers eine Außenseite und eine Innenseite. Das Bekleidungsstück kann im Wesentlichen aus einem gestrickten, textilen und reversibel dehnbaren Material bestehen, das zumindest aus einem leitenden Garn und einem nicht leitenden Garn aufgebaut ist. Bei der Herstellung des textilen Materials werden das leitende Garn und das nicht leitende Garn derart miteinander verstrickt oder anderweitig miteinander verarbeitet, dass sich ein reversibel dehnbares Bekleidungsstück ergibt. Das Bekleidungsstück hat den Vorteil, dass es eng an den entsprechenden Körperteilen des Benutzers abliegt.
Beim Strick- beziehungsweise Verarbeitungsprozess des textilen Materials für das Bekleidungsstück wird mindestens ein elektrisch leitfähiges und reversibel dehnbares Elektrodenpaar gebildet, das aus einer Kathode und einer Anode besteht. Auch wird ein Anschlusspad für die Anode und ein Anschlusspad für die Kathode des mindestens einen Elektrodenpaars gebildet. Das Elektrodenpaar und die beiden Anschlusspads umfassen ein leitendes und elastisches Garn, das bei der Ausbildung des textilen Materials durch Stricken in das textile Material integriert ist. Dabei ist das elektrisch leitfähige und dehnbare Elektrodenpaar zu der Innenseite des textilen Materials hin ausgerichtet. Dies bedeutet, dass das dehnbare Elektrodenpaar mit den entsprechenden Körperbereichen des Benutzers in elektrisch leitendem Kontakt ist, wenn der Benutzer das Bekleidungsstück angezogen hat.
Das Anschlusspad für die Anode und das Anschlusspad für die Kathode sind zu der Außenseite des textilen Materials hin ausgerichtet. Somit können die Anschlusspads mit einer lokalen Steuereinrichtung, die an der Außenseite des textilen Materials angebracht werden kann, mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss einer lokalen Steuereinrichtung in elektrischen Kontakt treten. Eine gestrickte erste elektrische Leitung verbindet die Kathode und das Anschlusspad für die Kathode. Eine gestrickte zweite elektrische Leitung verbindet die Anode und das Anschlusspad für die Anode.
An der Außenseite des Bekleidungsstücks kann zur Aufnahme einer lokalen Steuerungseinrichtung mindestens eine gestrickte Aufnahmetasche ausgebildet sein. Die Aufnahmetasche besteht im Wesentlichen ebenfalls aus dem textilen Material. Im Strick- beziehungsweise Verarbeitungsprozess wird die Aufnahmetasche derart gestaltet, dass die Aufnahmetasche ein integraler Bestandteil des Bekleidungsstücks ist. Die lokale Steuerungseinrichtung wird in Bezug auf das Anschlusspad für die Anode und das Anschlusspad für die Kathode derart positioniert, dass die lokale Steuerungseinrichtung elektrisch mit dem mindestens einen Elektrodenpaar verbunden ist.
In einer Ausführungsform ist das gestrickte, textile Material des mindestens einen Bekleidungsstücks, das aus dem nicht leitenden Garn und dem leitenden Garn gebildet ist, gleichmäßig und reversibel und elastisch deformierbar. Die mindestens eine Aufnahmetasche kann in vorteilhafter Weise derart hinsichtlich Form und elastischer Deformation sein, dass die mindestens eine lokale Steuerungseinrichtung in der entsprechenden Aufnahmetasche durch elastische Deformation des Materials des Bekleidungsstücks in der Aufnahmetasche sicher gehaltert ist. Die elastische Deformation der Aufnahmetasche stellt sicher, dass der elektrisch leitende Kontakt mit dem Anschlusspad für die Anode und dem Anschlusspad für die Kathode in allen Situationen, insbesondere beispielsweise bei Bewegung, Trainingsstellungen, etc., gegeben ist.
Die Dehnbarkeit des Bekleidungsstücks hat den Vorteil, dass somit auch die Elektrodenpaare immer flächig und an den zu stimulierenden Körperbereichen anliegen. Hinzu kommt, dass dadurch die lokale Steuerungseinrichtung sicher in der Aufnahmetasche gehaltert ist. Um die lokale Steuerungseinrichtung beziehungsweise deren elektrische Anschlüsse perfekt zu platzieren, um die Signale von der lokalen Steuerungseinrichtung entsprechend genau an die Elektrodenpaare zu übertragen, ist die Dehnbarkeit des textilen Materials von Vorteil. Wenn das textile Material maximal gedehnt wird, ist die Fläche beispielsweise doppelt so groß gegenüber der Ausgangsfläche ohne Dehnung. Gemäß der Erfindung funktioniert die Übertragung der Signale und somit die elektrische Leitfähigkeit weiterhin problemlos. Alle Elemente des textilen Materials, wie beispielsweise Basistextilie, Elektrodenpaare (Anode, Kathode), Aufnahmetaschen für die lokalen Steuereinrichtungen, Anschlusspads, elektrische Leitungen, dehnen sich im Wesentlichen gleichmäßig.
Zur Verbesserung oder Sicherstellung der elektrischen Leitfähigkeit kann beim textilen Material im Bereich des mindestens einen Elektrodenpaars ein Feuchtigkeit spendendes Garn vorgesehen sein. Das Feuchtigkeit spendende Garn kann zwischen dem leitenden Garn und dem nicht leitenden Garn eingearbeitet sein. Das Feuchtigkeit spendende Garn kann die Feuchtigkeit an das mindestens eine Elektrodenpaar abgeben. In einer Ausführungsform ist das Feuchtigkeit spendende Garn eine Hohlfaser, die eine Außenwand und mindestens einen sich in axialer Länge des Garns erstreckenden Hohlraum definiert. Die Außenwand weist eine hydrophile Außenseite auf. Der mindestens eine Hohlraum weist eine hydrophobe Innenseite auf, die mit der Feuchtigkeit in Kontakt ist.
In einer Ausführungsform ist das Feuchtigkeit spendende Garn dehnbar, so dass eine durch die Deformation beim Tragen entstehende Druckkraft zumindest einen Teil der Feuchtigkeit aus dem mindestens einen Hohlraum des Feuchtigkeit spendenden Garns durch Öffnungen in der Außenwand an das mindestens eine Elektrodenpaar abgibt. Beim Eintauchen des ungetragenen Bekleidungsstücks in Feuchtigkeit wird zumindest ein Teil der Feuchtigkeit durch die Öffnungen in den mindestens einen Hohlraum des Feuchtigkeit spendenden Garns transportiert. Für eine optimale Übertragung ist es erforderlich, den Hautwiderstand (500 Ohm) durch Feuchtigkeit zu überwinden. Die Hautfeuchtigkeit reicht bei den meisten Menschen dafür jedoch nicht aus, da sie „zu ausgetrocknet“ sind. In einer weiteren Ausführungsform ist das textile Material an Anode und Kathode auf Nano-Ebene mit kleinen Wasserkügelchen besetzt, die mit verschieden starken Ummantelungen mit fortschreitender Tragezeit (circa 100-mal tragen und gewaschen) nach und nach platzen und so immer für eine Grundfeuchtigkeit auf dem textilen Material sorgen.
Gemäß einem weiteren möglichen Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen eines Benutzers und zur Datenerfassung des Benutzers vorgestellt. Die Anordnung umfasst mindestens ein Bekleidungsstück, das aus einem gestrickten textilen Material besteht. Das textile Material besteht zumindest aus einem nicht leitenden und elastischen Garn und einem leitenden und elastischen Garn. Das textile Material definiert eine Außenseite und eine den zu stimulierenden Körperbereichen zugewandte Innenseite. Das gestrickte textile Material umfasst mindestens ein elektrisch leitfähiges, reversibel dehnbares Elektrodenpaar, das im Wesentlichen zu der Innenseite des Bekleidungsstücks hin ausgerichtet ist. Das Elektrodenpaar besteht aus einer Kathode und einer Anode. Die Form und Größe der textilen Elektroden (Kathode und Anode) kann frei gewählt werden und somit an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden. Die Elektroden sind somit individualisierbar. Ferner umfasst das Bekleidungsstück ein Anschlusspad für die Anode und ein Anschlusspad für die Kathode. Die Anschlusspads sind im Wesentlichen zu der Außenseite des Bekleidungsstücks hin ausgerichtet. Ebenso verbindet eine gestrickte erste elektrische Leitung das Anschlusspad für die Kathode mit der Kathode, und eine gestrickte zweite elektrische Leitung verbindet das Anschlusspad für die Anode mit der Anode. Dabei wurden die erste und zweite Leitung üblicherweise während des Herstellungsprozesses für das Bekleidungsstück aus dem elektrisch leitenden Garn gestrickt. Eine gestrickte und elastisch deformierbare Aufnahmetasche ist integraler Bestandteil des mindestens einen Bekleidungsstücks. Die Aufnahmetasche wird beim Strickprozess des Bekleidungsstücks derart positioniert, dass diese über dem Anschlusspad für die Anode und dem Anschlusspad für die Kathode vorgesehen ist. Das Anschlusspad für die Anode und das Anschlusspad für die Kathode werden somit von der Aufnahmetasche überdeckt.
Bei der Anordnung ist bei jedem Bekleidungsstück mindestens eine lokale Steuereinheit lösbar in der elastisch deformierbaren Aufnahmetasche gehaltert. Die lokale Steuereinheit umfasst in einer Ausführungsform ein hermetisch geschlossenes Gehäuse, in dem zumindest eine Stimulationseinheit, eine Kommunikationselektronik, Prozessoreinrichtung und eine Sensoreinheit ausgebildet sind. Jede lokale Steuereinheit hat mindestens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss ausgebildet, die an einer Außenwand des Gehäuses vorgesehen sind und mit dem Anschlusspad für die Anode und dem Anschlusspad für die Kathode des mindestens einen Bekleidungsstücks in Kontakt sind, wenn die lokale Steuereinheit in die Aufnahmetasche eingesetzt ist.
Die Anordnung umfasst ferner eine Bedieneinheit, mit der die in der elastisch deformierbaren Aufnahmetasche lösbar gehalterte lokale Steuerungseinrichtung drahtlos verbunden sein kann. Mit der Bedieneinheit kann ein Einstellen einer der lokalen Steuerungseinrichtungen durchgeführt werden. Diejenige lokale Steuerungseinrichtung, die mit der Bedieneinheit zuerst kommuniziert, ist die zentrale Steuerungseinrichtung für die anderen lokalen Steuereinrichtungen des mindestens einen Bekleidungsstücks.
Die Bedieneinheit kann verschiedenartig gestaltet sein. Die Bedieneinheit kann beispielsweise sein, ohne Beschränkung der Erfindung: eine smarte Brille, ein Spracheingabemodul, ein Smartphone, eine Smartwatch, ein in dem mindestens einen Bekleidungsstück integriertes Detektorsystem zur Auswertung der Handbewegungen des Benutzers oder mindestens ein drucksensitives Detektorsystem, das in dem mindestens einen Bekleidungsstück integriert ist. Mit dem drucksensitiven Detektorsystem kann durch gezielten Druck auf das Bekleidungsstück die Steuerung des Stimulation oder Datenerfassung durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform sind die lokalen Steuereinheiten jeweils in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse anordenbar. Das hermetisch geschlossene Gehäuse einer einzelnen lokalen Steuereinheit ist in einer Ausführungsform ein wasserdichtes Gehäuse. In einer weiteren Ausführungsform ist im Gehäuse ein induktiv aufladbarer Energiespeicher vorgesehen. Das Bekleidungsstück inklusive den lokalen Steuereinheiten beziehungsweise das textile Material ohne oder mit den lokalen Steuereinheiten ist in einer noch weiteren Ausführungsform bei bis zu 90°C waschbar. Von dem Bekleidungsstück kann es zwei Varianten geben, wobei die lokalen Steuereinheiten voll integriert oder die lokalen Steuereinheiten vom Bekleidungsstück abnehmbar sind.
In einer Ausführungsform dient die Prozessoreinrichtung zum Verarbeiten und Berechnen von Vitaldaten, Sensordaten sowie zum Speichern und Senden von Daten.
In einer Ausführungsform kann mit der Stimulationseinheit über das Anschlusspad für die Anode und das Anschlusspad für die Kathode ein stufenloses Umschalten von einer Frequenz zwischen 0,1 und 7500 Hz und einer Intensität zwischen 1 und 100mA pro Anode und Kathode bereitstellt werden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Stimulationseinheit ferner eine Wärmeinheit, insbesondere zum stufenlosen Regeln der Wärme oder Kälte von verschiedenen Körperbereichen. Ferner kann der Stimulationseinheit eine Magnetostimulationseinheit zugeordnett sein.
In einer Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit zumindest einen Temperatursensor, einen 4-achsigen Beschleunigungssensor, einen Herzfrequenz- und Vitalitätssensor und einen Elektromyografie-Sensor. Ferner kann ein Schweißanalysesensor in dem Bekleidungsstück integriert werden, so dass damit ortungebunden der Schweiß des Benutzers analysiert werden kann.
Die lokale Steuereinrichtung kann einen integrierten Lautsprecher besitzen, der beispielsweise das Gehäuse als Signalverstärkung nutzt und somit Töne wiedergeben kann. Ebenso können gemäß einer Ausführungsform kapazitive Tasten, wie beispielsweise ON/OFF, RESTART, START, STOP und/oder TALK an der Aufnahmetasche vorgesehen sein. Ferner kann die Steuereinrichtung aber auch knopflos sein und nur über die Stimme bedient werden.
In einer Ausführungsform kann eine der lokalen Steuerungseinrichtungen der Bekleidungsstücke in Kommunikation mit der Bedieneinheit sein. Diese lokale Steuerungseinrichtung übernimmt die Funktion einer zentralen Steuerungseinrichtung, die selbst mit den lokalen Steuerungseinrichtungen in einer berührungslosen Master/Slave-Schaltung in einem drahtlosen Netzwerk geschaltet sind. Ferner kann die Ausführungsform aber auch so sein, dass jede lokale Steuerungseinrichtung gleich gestellt ist. Ein Algorithmus fragt die Daten der einzelnen lokalen Steuerungseinrichtung an den jeweiligen Positionen derSteuerungseinheiten ab, die dann zentral in der Bedieneinheit ausgewertet werden.
Ferner ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen offenbart. Die Anordnung kann gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen konfiguriert sein. Hierzu wird mindestens einem Bekleidungsstück mindestens eine lokale Steuereinrichtung zugeordnet, die über einen ersten Anschluss für eine Kathode und über einen zweiten Anschluss für eine Anode eines Elektrodenpaars verbunden ist. Die Kathode und die Anode sind zu einer Innenseite des Bekleidungsstücks hin ausgerichtet. Eine Bedieneinheit weist der mindestens einen lokalen Steuereinrichtung ein Programm zur Stimulierung der Körperbereiche zu. Die mindestens eine lokale Steuereinrichtung wird damit zu einer zentralen Steuerungseinrichtung. Mit einer Stimulationseinheit der mindestens einen lokalen Steuereinrichtung wird ein stufenloses Umschalten von einer Frequenz zwischen 0,1 und 7500 Hz und einer Intensität zwischen 1 und 100mA pro Anode und Kathode bereitstellt.
In einer Ausführungsform werden über eine Kommunikationselektronik der zentralen Steuerungseinrichtung zwei oder drei Funkverbindungen mit anderen lokalen Steuerungseinrichtungen auf unterschiedlichen Frequenzen hergestellt. In einer weiteren Ausführungsform werden über eine Prozessoreinrichtung von dem mindestens einen Bekleidungsstück kommende Vitaldaten oder Sensordaten verarbeitet und berechnet. Die Daten können auch gespeichert und gesendet werden. In einer noch weiteren Ausführungsform werden über eine Sensoreinheit mit dem mindestens einen Bekleidungsstück Daten zur Bewegung, Geschwindigkeit, Temperatur, Puls, Blutdruck und Vitaldaten eines Körpers eines Benutzers erfasst. Unter den Vitaldaten eines Benutzers können auch die Muskelaktivität, Muskelermüdung, Leistungsfähigkeit oder Schweißanalyse des Benutzers subsumiert werden.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die lokalen Steuerungseinrichtungen in einer berührungslosen Master/Slave-Schaltung in einem drahtlosen Netzwerk zusammengeschaltet. Dabei wird diejenige lokale Steuerungseinrichtung, die zuerst in einem Betriebszustand ist, zu der zentralen Steuerungseinrichtung bestimmt und stellt somit einen Master dar. Jede weitere lokale Steuerungseinrichtung loggt sich im Netzwerk bei der zentralen Steuerungseinrichtung ein und erhält Befehle. In einer Ausführungsform sind die lokalen Steuerungseinrichtungen und das drahtlose Netzwerk derart eingerichtet, dass sobald bei der zentralen Steuerungseinrichtung eine drohende Überlastung festgestellt wird, die zentrale Steuerungseinrichtung eine andere lokale Steuerungseinrichtung als einen Assistenten benennt, der der zentralen Steuerungseinrichtung Aufgaben abnimmt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Master/Slave-Schaltung eine mögliche die Alternative ist. Unter den lokalen Steuereinrichtungen kann es auch keine Hierarchie geben und alle lokalen Steuereinrichtungen sind gleichgestellt. Ein Algorithmus fragt die Daten von jeder lokalen Steuereinrichtungen einzeln ab und verwertet diese.
Generell ist bei allen Ausführungsformen unter dem Begriff „Körperbereich“ im Sinne der Erfindung entweder ausschließlich ein Muskelbereich (für Elektromyostimulation (EMS)) oder ausschließlich ein Nervenbereich (für Nervenstimulation) oder die Vitaldatenmessung oder eine Kombination eines Muskel- und Nervenbereichs und Vitaldatenmessung zu verstehen, abhängig vom gewählten Trainingsprogramm. Die Körperbereiche sind beispielsweise, jedoch ohne Einschränkung der Erfindung, Nackenbereiche, Schulterbereiche, Schulterblätter, Brustbereiche, Rückenbereiche, Bizepsbereiche, Trizepsbereiche, vordere Bauchmuskelbereiche, seitliche Bauchmuskelbereiche, vordere Oberschenkelbereiche, hintere Oberschenkelbereiche, Wadenmuskelbereiche und Schienbeinbereiche und/oder einzelne Muskeln, Muskelpartien, einzelne Nerven oder Gruppen von Muskeln und/oder Nerven des Benutzers oder Kopf, Füße, Hände (Handschuh, Mütze, Socken). Letztendlich kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung jeder Muskel und jeder Nerv, auch ein beschädigter Nerv, separat stimuliert werden, wenn das mindestens eine Elektrodenpaar entsprechend angeordnet ist. Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Bekleidungsstück zur Bewegungsunterstützung von alten Menschen oder Tieren.
Vorteilhaft bei der beschriebenen erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass das Anlegen des Bekleidungsstückes beziehungsweise der mehreren Bekleidungsstücke durch den Benutzer auf einfache Weise und ohne fremde Hilfe erfolgt, da die zentrale Steuerungseinrichtung und die lokalen Steuerungseinrichtungen ohne Kabel beziehungsweise Drähte miteinander verbunden sind und kommunizieren. Dies resultiert zusätzlich in einem erhöhten Komfort und Sicherheit beim Training, da der Trainierende beispielsweise nicht mit den äußerlichen Versorgungskabeln der einzelnen lokalen Steuerungseinrichtungen an Hindernissen hängen bleibt. Ebenso ist das Anschließen und Lösen von Versorgungskabeln und somit auch die Gefahr von Kurzschlüssen daher vermieden. Das Platzieren der lokalen Steuerungseinrichtungen und der ihr zugeordneten Elektroden an dem mindestens einen EMS-Bekleidungsstück ist definiert und eindeutig. Eine einfache und sichere Steuerung und Regelung ist gewährleistet. Weitere Sensoren, beispielsweise Lage- und/oder Bewegungssensoren und/oder Vitalsensoren zum Erfassen wenigstens einer physikalischen Größe (beispielsweise Pulsfrequenz, Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität (HRV), Elektroenzephalografie (EEG), Körpertemperatur, Fettverbrennung, Kalorienverbrauch, Bewegungsanalyse, Muskelaktivität, Muskelermüdung, Muskelschwingung, Muskelverletzungen, Leistungsfähigkeit Nervenaktivität und Schweißanalyse) können bei der erfindungsgemäßen Anordnung integriert werden. Der Sensor zur Schweißanalyse kann z.B. vom Fraunhofer Institut - Sensorname: „ELECSA“ - kommen. Dieser Sensor kann gemäß der Erfindung erstmals in einem textilen Material integriert werden. Erfindungsgemäß kann die Elektronik im Textilen Material vor Ort platziert werden.
Die zentrale Steuerungseinrichtung ist bevorzugt dazu ausgestaltet, dass sie beispielweise Folgendes an alle lokalen Steuerungseinrichtungen oder an eine durch die zentrale Steuerungseinrichtung vorbestimmte Auswahl der lokalen Steuerungseinrichtungen sendet: eine Programmauswahl für eine Auswahl an zu stimulierenden Körperbereichen (Trainingsprogramm), die Arten, Dauern, Intensitäten (Stromstärke und/oder deren Spannungsgröße für die (Wechsel-) Spannung an den Elektrodenpaaren) und/oder Frequenzen zu den jeweiligen zu stimulierenden Körperbereichen und/oder Start-, Pausen-, Stopp-Signale für die zu stimulierenden Körperbereiche. Wie oben bereits beschrieben, ist jede lokale Steuerungseinrichtung einem bestimmten Körperbereich zugeordnet, so dass die genannten draht- und kabellosen Sendesignale der zentralen Steuerungseinrichtung über die jeweiligen lokalen Steuerungseinrichtungen die entsprechenden Körperbereiche zur Stimulation ansteuern. Gemäß der Erfindung gibt es nur einen Typ von einer lokalen Steuerungseinrichtung, welche alle Funktionen beinhaltet. Dies bedeutet, dass jede lokale Steuerungseinrichtung in jede Aufnahmetasche getan werden kann. Jede lokale Steuerungseinrichtung teilt über den Beschleunigungssensor und die ausgeführte Lageveränderung (auf den Achsen) mit, wo sie am Bekleidungsstück platziert wurde.
Die zentrale Steuerungseinrichtung und die lokalen Steuerungseinrichtungen sind zudem bevorzugt dazu ausgestaltet, dass die lokalen Steuerungseinrichtungen beispielweise folgende Daten und Signale an die zentrale Steuerungseinrichtung senden: den Betriebsstatus (ein- oder ausgeschaltet) einer jeweiligen lokalen Steuerungseinrichtung, den Ladezustand der Energieversorgung (Batterie) einer jeweiligen lokalen Steuerungseinrichtung und/oder mindestens ein Signal, falls mindestens eine Elektrode nicht mehr mit der ihr zugeordneten lokalen Steuerungseinrichtung verbunden ist.
Ein einzelner Benutzer kann ein oder mehrere solcher Bekleidungsstücke tragen. Dabei sind die Bekleidungsstücke über ihre jeweiligen lokalen Steuerungseinrichtungen kommunikativ und drahtlos (kabellos) mit der zentralen Steuerungseinrichtung verbunden. Die Bekleidungsstücke können beispielsweise sein: lang- oder kurzärmeliges oder ärmelloses Hemd, lang- oder kurzärmelige Hose, Hand- und/oder Arm-Manschetten, Socken oder Strümpfe beziehungsweise Fuß- und/oder Bein-Manschetten oder Kombinationen davon bis hin zum Anzug.
In einer Ausführungsform der Anordnung sind zwei Elektrodenpaare jeweils einer lokalen Steuerungseinrichtung zugeordnet.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Anordnung ist jeder lokalen Steuerungseinrichtung eine eigene und lokale Energieversorgung zugeordnet, die bevorzugt sowohl die elektronischen Bestandteile der lokalen Steuerungseinrichtung als auch die ihr zugeordneten Elektroden mit Strom versorgt. Die Energieversorgung ist beispielsweise eine wieder aufladbare Batterie. Falls zudem, wie oben beschrieben, zwei Elektrodenpaare jeweils einer lokalen Steuerungseinrichtung zugeordnet sind, dann können auf diese Weise vier Elektroden durch eine einzige lokale Steuerungseinrichtung angesteuert und mit elektrischer Energie versorgt werden und bilden eine Einheit. Die Energieversorgung für eine lokale Steuerungseinrichtung kann als Akkumulator ausgebildet sein. Zusätzlich kann eine zentrale Ladestation zum Aufladen mindestens einer lokalen Energieversorgung ausgebildet sein. Die zentrale Ladestation kann dabei derart ausgebildet sein, dass mehrere lokale Steuerungseinrichtungen gleichzeitig geladen werden können.
Mit dem Begriff „App“ (Abkürzung für „application“ (englisch)) ist eine „Applikation“ beziehungsweise Anwendungssoftware jeglicher Art gemeint, insbesondere auch für Mobilgeräte beziehungsweise mobile Betriebssysteme („Mobile App“, „Mobile Application“ (englisch)), beispielsweise für Smartphones, Smartwatches und Tablet-Computer.
In einer weiteren Ausführungsform ist das textile Material des Bekleidungsstücks atmungsaktiv.
In weiteren Ausführungsformen sind Einrichtungen für den Kurzschlussschutz für die Schaltkreise der erfindungsgemäßen Anordnung, für einen Notfallstopp, ein Energieversorgungs-Management und/oder zur Regulierung der Spannung vorgesehen.
In den bevorzugen Ausführungsformen der Erfindung sind die Elektroden (Anoden, Kathoden) eines jeweiligen Elektrodenpaars derart flächig ausgeformt, dass benachbarte Ränder der beiden Elektroden des jeweiligen Elektrodenpaars unmittelbar aneinander grenzen, also ohne Zwischenraum und nicht voneinander beabstandet. Die Ränder, also auch die Elektroden des Elektrodenpaars, sind voneinander elektrisch isoliert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist sogar nur genau ein einziges Elektrodenpaar vorgesehen, das im Wesentlichen die gesamte Innenseite des Bekleidungsstücks bedeckt. Auf diese Weise kann das gesamte Bekleidungsstück sämtliche der vom Bekleidungsstück bedeckten Körperbereiche des Benutzers gezielt und selektiv elektrisch stimulieren.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks und des Bekleidungsstücks der erfindungsgemäßen Anordnung sind zumindest die Kathoden und die Anoden durch den Strickprozess nahtlos in das textile Material eingearbeitet. Zusätzlich oder alternativ können die Aufnahmetaschen nahtlos in dem textilen Material eingearbeitet sein.
Nachfolgend werden die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Vorderansicht eines Benutzers, der eine Ausführungsform des mindestens einen erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks trägt, bei dem eine Vielzahl von Elektrodenpaaren an der Innenseite des Bekleidungsstücks vordere Körperbereiche des Benutzers kontaktieren;
2 eine schematische Darstellung der Anordnung nach 1 mit einer Rückansicht des Benutzers, bei dem eine Vielzahl von Elektrodenpaaren an der Innenseite des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks hintere Körperbereiche des Benutzers kontaktieren;
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in Seitenansicht, wobei in den Bereichen der hier nicht zu sehenden Elektrodenpaare jeweils eine lokale Steuerungseinrichtung an der Außenseite des mindestens einen Bekleidungsstücks zugeordnet ist;
4 eine schematische Draufsicht auf die Innenseite eines textilen Materials, aus dem das erfindungsgemäße Bekleidungsstück hergestellt ist;
5 eine schematische Draufsicht auf die Innenseite eines textilen Materials mit zwei zu einer Einheit zusammengefassten Elektrodenpaaren;
6 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks (T-Shirt) mit einer möglichen Ausführungsform der Anordnung des Elektrodenpaars im Brust- und Bauchbereich eines Benutzers des Bekleidungsstücks;
7 eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks (T-Shirt) aus 6 mit einer möglichen Ausführungsform der Anordnung des Elektrodenpaars im Rückenbereich eines Benutzers des Bekleidungsstücks;
8 eine Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Bekleidungsstück entlang der in 6 gezeigten Schnittlinie A-A;
9 eine Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Bekleidungsstück entlang der in 6 gezeigten Schnittlinie B-B;
10 einen Querschnitt durch eine mögliche Ausführungsform einer lokalen Steuerungseinrichtung;
11 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der elektronischen Komponenten, die in dem Gehäuse der lokalen Steuerungseinrichtung verbaut sein können;
12 ein schematisches Diagramm für die Verbindung der Spannungsquelle (Energieversorgung), eines Aufwärtswandlers und eines Pulsgenerators mit den Anoden beziehungsweise Kathoden;
13 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei je Bekleidungsstück ein einziges Elektrodenpaar vorgesehen, so dass die gesamte Innenseite des jeweiligen Bekleidungsstücks von dem einen jeweiligen flächigen Elektrodenpaar bedeckt ist;
14 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Aufnahmetasche des Bekleidungsstücks mit Tasten zur Bedienung der in der Aufnahmetasche eingesetzten lokalen Steuereinrichtung, die gleichzeitig eine zentrale Steuerungseinrichtung ist;
15 eine schematische Darstellung der Synchronisation mehrere lokaler Steuerungseinrichtungen, die an mehreren Kleidungsstücken eines Benutzers vorgesehen sind;
16 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Textils, wobei zumindest in den Bereichen der Elektroden Fasern eingearbeitet sind, die Feuchtigkeit aufnehmen und abgeben können; und
17 eine schematische Darstellung des Vorgangs der Abgabe der Feuchtigkeit aus der Faser.

In den Figuren sind für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung identische Bezugszeichen verwendet. Ferner sind der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Bekleidungsstück ausgestaltet sein können und sind nicht als abschließende Begrenzung zu verstehen. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 1 mit einer Vorderansicht eines Benutzers 20. Der Benutzer 20 trägt eine Ausführungsform des mindestens einen erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ , das in dieser Darstellung nicht zu sehen ist, um bespielhaft die Zuordnung der einzelnen Elektrodenpaare zu den Körperbereichen 21 des Benutzers 20 zu verdeutlichen, Die Begrenzungen 31 der Bekleidungsstücke 3₁ , 3₂ sind im Kopf-, Arm-, Hüft- und Fußbereich durch gestrichelte Linien dargestellt. Somit wird in den 1 und 2 mehr das Augenmerk auf die Zuordnung der Elektrodenpaare 5 des mindestens einen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ zu den Körperbereichen 21 des Benutzers 20 gelegt.
Eine Vielzahl von Elektrodenpaaren 5 sind aus einem leitenden und elastisch deformierbaren Garn gebildet, das mit einem nicht leitenden und ebenfalls elastisch deformierbaren Garn verarbeitet beziehungsweise verstrickt ist. An einer Innenseite 102 des Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ kontaktieren die so gebildeten Elektrodenpaare 5 Muskeln oder Muskelgruppen von Körperbereichen 21 des Benutzers 20. In der dargestellten Ausführungsform nach 1 trägt der Benutzer 20 zwei Bekleidungsstücke: ein Hemd 3₁ (T-Shirt) und eine Hose 3₂ . Die Bekleidungsstücke 3₁ , 3₂ sind aus einem textilen Material 100, das aus dem leitendes Garn 105 (hier nicht dargestellt) und dem nicht leitenden Garn 106 (hier nicht dargestellt) gestrickt ist. Das textile Material 100 ist elastisch und dehnbar. Es weist eine Außenseite 101 auf (siehe 3) und eine den zu stimulierenden Muskeln und Nerven in den Körperbereichen 21 zugewandte Innenseite 102 (siehe 4 oder 5), wobei die Innenseite 102 eng an den Körperbereichen 21 anliegt. Jedes Elektrodenpaar 5 ist umfasst eine Kathode 51 und eine Anode 52.
Je eine lokale Steuerungseinrichtung 10 ist mindestens einem Elektrodenpaar 5 zuordenbar und im Bereich der Elektrodenpaare 5 an der Außenseite 101 (siehe 3) des jeweiligen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ anordenbar. In der dargestellten Ausführungsform nach 1 sind genau zwei Elektrodenpaare 5 jeweils einer lokalen Steuerungseinrichtung 10 zugeordnet, was auch aus der Zusammenschau mit 2 hervorgeht. Solche zwei Elektrodenpaare, die über die Innenseite 102 des Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ an den entsprechenden Körperbereichen 21 anliegen, sind zu einer Einheit 55 zusammengefasst. Der Einheit 55 ist jeweils eine lokale Steuerungseinrichtung 10 zugeordnet.
Im zugeordneten Zustand ist die jeweilige lokale Steuerungseinrichtung 10 mit der Kathode 51 des mindestens einen ihr zugeordneten Elektrodenpaars 5 über eine erste elektrische Leitung 23, die gestrickt ist, verbunden. Die lokale Steuerungseinrichtung 10 ist mit der Anode 52 des mindestens einen ihr zugeordneten Elektrodenpaars 5 über eine zweite elektrische Leitung 24, die ebenfalls gestrickt ist, verbunden.
In der dargestellten Ausführungsform ist eine zentrale Bedieneinheit 70 mit der mindestens einen lokalen Steuerungseinrichtung 10 kommunikativ und drahtlos verbunden. Die zentrale Bedieneinheit 70 kann drahtlos mittels Signalen 60 mit den lokalen Steuerungseinrichtungen 10 kommunizieren, wobei die Kommunikation in beide Richtungen möglich ist, abhängig davon, ob die zentrale Bedieneinheit 70 initiativ einen Prozess anstößt (beispielsweise die Auswahl des Trainingsprogamms an Steuereinrichtungen übermitteln) oder eine lokale Steuerungseinrichtung 10 initiativ einen Prozess anstößt (beispielsweise, dass die ihr zugeordnete Energieversorgung 16 (siehe 6 und 7) aufgeladen werden muss).
In der Darstellung nach 1 ist die zentrale Bedieneinheit 70 in einem externen Gerät implementiert, das extern bezüglich des mindestens einen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ angeordnet ist. Alternativ kann die zentrale Bedieneinheit 70 jedoch auch am oder im mindestens einen Bekleidungsstück 3₁ , 3₂ angeordnet sein. Für den Fall, dass die zentrale Bedieneinheit 70 mittels einer Smartwatch, eines Smartphones oder eines Tablets o. ä. realisiert ist, kann die zentrale Bedieneinheit 70 auch in einer speziellen Aufnahme (hier nicht dargestellt) am Bekleidungsstück 3₁ , 3₂ untergebracht werden. Falls der Benutzer 20 auf oder an einem Trainingsgerät, beispielsweise Laufband, Ergometer, trainiert, kann die zentrale Bedieneinheit 70 am Trainingsgerät angebracht und auch parallel für Entertainmentzwecke genutzt werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung 1 nach 1 mit einer Rückansicht des Benutzers 20 nach 1, bei dem eine Vielzahl von Elektrodenpaaren 5 über die Innenseite 102 des mindestens einen erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ hintere Körperbereiche des Benutzers 20 kontaktieren. Alle gezeigten Elemente sind bereits in 1 eingehend beschrieben worden.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung 1 nach 1 und 2 mit einer Seitenansicht des Benutzers 20. Die den Elektrodenpaaren 5 (siehe 4 oder 5) zugeordneten lokalen Steuerungseinrichtungen 10 sind an der Außenseite 101 des mindestens einen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ angeordnet und kontaktieren über die Außenseite 101 des Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ ein Anschlusspad für die Anode (hier nicht dargestellt) und ein Anschlusspad für Kathode (hier nicht dargestellt). Die lokalen Steuerungseinrichtungen 10 sind in Aufnahmetaschen 11 untergebracht, die ebenfalls aus dem gestrickten textilen Material 100 bestehen und als integraler Bestandteil des Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ beim Stickprozess gebildet werden.
4 zeigt eine schematische Draufsicht der Innenseite 102 eines Teils eines textilen Materials 100 eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks. Zumindest an der Innenseite 102 des Bekleidungsstücks ist ein Elektrodenpaar 5 derart angeordnet, dass es Körperbereiche eines Benutzers 20 kontaktieren kann. Bei dieser Ausführungsform ist das Elektrodenpaar 5 ist aus einer gestrickten Kathode 51 und einer gestrickten Anode 52 aufgebaut. Im zugeordneten Zustand ist die gestrickte Kathode 51 des Elektrodenpaars 5 über eine erste gestrickte elektrische Leitung 23 und die gestrickte Anode 52 des Elektrodenpaars 5 über eine zweite gestrickte elektrische Leitung 24 mit einer hier nicht dargestellten lokalen Steuerungseinrichtung 10 verbunden. Die lokale Steuerungseinrichtung 10 kontaktiert dabei ein gestricktes Anschlusspad 7A für die Anode 52 und ein gestricktes Anschlusspad 7K für die Kathode 51.
5 zeigt eine schematische Draufsicht der Innenseite 102 eines Teils eines textilen Materials 100 eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks. Zumindest an der Innenseite 102 des Bekleidungsstücks sind zwei zu einer Einheit 55 zusammengefasste Elektrodenpaare 5 derart angeordnet, dass sie Körperbereiche des Benutzers 20 kontaktieren können. Jedes Elektrodenpaar 5 ist wiederum aus einer gestrickten Kathode 51 und einer gestrickten Anode 52 aufgebaut. Im zugeordneten Zustand ist die gestrickte Kathode 51 des jeweiligen Elektrodenpaars 5 über eine erste gestrickte, elektrische Leitung 23 und die gestrickte Anode 52 dieses Elektrodenpaars 5 über eine zweite gestrickte elektrische Leitung 24 mit einer hier nicht dargestellten lokalen Steuerungseinrichtung 10 auf der Außenseite 101 des textilen Materials 100 elektrisch leitend verbunden. Beiden Elektrodenpaaren 5 ist eine einzige lokale Steuerungseinrichtung 10 zuordenbar. Die lokale Steuerungseinrichtung 10 kontaktiert dabei ein gestricktes Anschlusspad 7A für die beiden Anoden 52 und ein gestricktes Anschlusspad 7K für die beiden Kathoden 51.
6 zeigt eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks 3 (T-Shirt) mit einer möglichen Ausführungsform der Anordnung des Elektrodenpaars 5 im Brust- und Bauchbereich eines Benutzers des Bekleidungsstücks 3. Das Bekleidungsstück 3 umfasst ein gestricktes textiles Material 100. Dies bedeutet, dass die stromführenden Komponenten, wie beispielsweise das Elektrodenpaar 5 (Anode 52 und Kathode 51), das Anschlusspad 7K für die Kathode 51, das Anschlusspad 7A für die Anode 52, die erste elektrische Leitung 23 vom Anschlusspad 7K zur Kathode 51 und die zweite elektrische Leitung 24 vom Anschlusspad 7A zur Anode 53, die ebenfalls gestrickt sind, beim Strickprozess für das Bekleidungsstück 3 erzeugt werden. Für das Bekleidungsstück 3 werden elektrisch leitende und elastische Garne 105 (hier nicht dargestellt) und elektrisch nicht leitende und elastische Garne 106 (hier nicht dargestellt) verstrickt. Daraus resultiert ein elastisch dehnbares Bekleidungsstück 3 mit ebenfalls elastisch dehnbaren Anoden 52, Kathoden 51, Anschlusspads 7A, Anschlusspads 7K, ersten elektrischen Leitungen 23 und zweiten elektrischen Leitungen 24. Mit der elastischen Dehnbarkeit des Bekleidungsstücks 3 ist sichergestellt, dass die Anoden 52 und Kathoden 51 der Elektrodenpaare 5 des Bekleidungsstücks 3 eng und flächenbündig an den Körperbereichen (hier nicht dargestellt) des Benutzers 20 anliegen. Dadurch ist eine optimale und effektive Stimulation der Körperbereiche gewährleistet.
7 zeigt eine Rückansicht des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks 3 (T-Shirt) aus 6 mit einer möglichen Ausführungsform der Anordnung eines Elektrodenpaars 5 im Rückenbereich eines Benutzers 20 des Bekleidungsstücks 3. Wie aus 6 und auch aus 7 zu erkennen ist, können die Anoden 52 und die Kathoden 51 in jeder beliebigen Form hergestellt beziehungsweise gestrickt werden. Obwohl sich die Beschreibung der 6 und 7 auf ein T-Shirt als Bekleidungsstück 3 beschränkt, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Mit dem Strickprozess für das textile Material 100 kann jedes beliebige Bekleidungsstück 3 in Größe und Form hergestellt werden.
8 zeigt einen Teil einer Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Bekleidungsstück 3 entlang der in 6 gezeigten Schnittlinie A-A. Das textile Material 100 liegt flächenbündig mit seiner Innenseite 102 an dem entsprechenden Körperbereich 21 an. Beim Strickprozess für das Bekleidungsstück 3 wird ebenfalls eine Aufnahmetasche 11 für eine lokale Steuerungseinrichtung 10 gestrickt. Die Aufnahmetaschen 11 sind in den 6 und 7 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Durch die ebenfalls ausgebildete Elastizität der Aufnahmetaschen 11 ist sichergestellt, dass die lokalen Steuerungseinrichtungen 10 jeweils sicher in den Aufnahmetaschen 11 gehaltert sind und dabei zuverlässig das jeweilige Anschlusspad 7K für die Kathode 51 und das Anschlusspad 7A für die Anode 52 elektrisch kontaktieren. Die lokale Steuerungseinrichtung 10 hat an einer planen Außenwand 27 des Gehäuses 26 einen ersten, elektrischen Anschluss 53 und einen zweiten elektrischen Anschluss 54 ausgebildet. Wenn die lokale Steuerungseinrichtung 10 in die dafür vorgesehene Aufnahmetasche 11 eingesetzt ist, kontaktiert der erste Anschluss 53 das Anschlusspad 7K für die Kathode 51 und der zweite Anschluss 54 kontaktiert das Anschlusspad 7A für die Anode 52. Wie aus der Darstellung der 3 ersichtlich ist, erstrecken sich das Anschlusspad 7K für die Kathode 51 und das Anschlusspad 7A für die Anode 52 im Wesentlichen über die gesamte Dicke D des textilen Materials 100.
9 zeigt einen Teil einer Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Bekleidungsstück 3 entlang der in 6 gezeigten Schnittlinie B-B. Anhand dieser Schnittdarstellung ist zu erkennen, dass das Anschlusspad 7A für die Anode 52 über eine zweite elektrische Leitung 24 mit der Anode 52 verbunden ist. In ähnlicher Weise (hier nicht dargestellt) ist auch das Anschlusspad 7K für die Kathode 51 über eine erste elektrische Leitung 23 mit der Kathode 51 verbunden. Das Bekleidungsstück 3 liegt flächig am Körperbereich 21 an, so dass über die Innenseite 102 des Bekleidungsstücks 3 die Anode 52 mit dem Körperbereich 21 in Kontakt ist. Ebenso entsprechend liegt das Bekleidungsstück 3 flächig am Körperbereich 21 an, so dass über die Innenseite 102 des Bekleidungsstücks 3 die Kathode 52 mit dem Körperbereich 21 in Kontakt ist (in 9 nicht dargestellt).
10 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer lokalen Steuerungseinrichtung 10, die an einer Außenseite 101 einer Ausführungsform eines textilen Materials 100 angeordnet ist. Die hier gezeigte Ausführungsform der lokalen Steuerungseinrichtung 10 umfasst zwei erste Anschlüsse 53 und zwei zweite Anschlüsse 54. Jeder der ersten Anschlüsse 53 ist mit jeweils einem Anschlusspad 7K für die Kathode 51 elektrisch leitend verbunden, und jeder der zweiten Anschlüsse 54 ist mit einem Anschlusspad 7A für die Anode 52 elektrisch leitend verbunden, wenn die lokale Steuerungseinrichtung 10 in der hier nicht dargestellten Aufnahmetasche 11 untergebracht ist.
In der hier dargestellten Ausführungsform umfasst die lokale Steuerungseinrichtung 10 diverse Elemente, die von einem wasserdichten Gehäuse 26 der lokalen Steuerungseinrichtung 10 umschlossen sind. Die Elemente sind gemäß einer möglichen Ausführungsform auf einer Platine 28 angebracht. So ist beispielsweise eine Status-LED hinter einem Fenster 29 des Gehäuses 26 vorgesehen. Ein Benutzer kann somit auf einfache und visuelle Weise feststellen, in welchen Betriebszustand die lokale Steuerungseinrichtung 10 ist.
Eine lokale Energieversorgung 16 (elektrische Energiequelle), beispielweise eine wiederaufladbare Batterie, für die Energieversorgung der lokalen Steuerungseinrichtung 10 und die mit ihr verbindbaren Elektrodenpaare 5 (Anode 52 und Kathode 52) ist vorgesehen. Am Bekleidungsstück 3, 3₁ , 3₂ sind die lokalen Steuerungseinrichtungen 10 bevorzugt jeweils in einer dafür ausgebildeten und gestrickten Aufnahmetasche 11 (siehe 9) untergebracht. Die Aufnahmetasche 11 kann auch verschlossen werden, um ein Herausfallen der lokalen Steuerungseinrichtungen 10 zu verhindern.
In 11 ist eine mögliche Ausführungsform der elektronischen Komponenten beziehungsweise Elemente dargestellt, die in dem Gehäuse 26 in Verbindung mit der Platine 28 in der lokalen Steuerungseinrichtung 10 verbaut sein können. Eine Prozessoreinrichtung 15 (CPU) dient zum Ansteuern der über die lokale Steuerungseinrichtung 10 kontaktierbaren Elektrodenpaare 5 . Üblicherweise umfasst die Prozessoreinrichtung 15 ein Computerprogramm mit einem Algorithmus zum Bestimmen und Erzeugen der an die Elektrodenpaare 5 anzulegenden Wechselspannung gemäß dem jeweils ausgewählten Trainingsprogramm (siehe oben). Die Prozessoreinrichtung 15 steuert zudem bevorzugt eine Pulsweitenmodulation (kurz „PWM“) für die entsprechenden Elektrodenpaare 5, beispielsweise 20Khz, 2Khz, 20Khz, und so weiter, gemäß dem jeweils ausgewählten Trainingsprogramm.
Die Prozessoreinrichtung 15 dient zudem bevorzugt für die Ermittlung des Ladezustands der Energieversorgung 16 und/oder der Kommunikation über Bluetooth mit der zentralen Bedieneinheit 70 und den lokalen Steuerungseinrichtungen 10 (siehe auch 15). Die Kommunikation über Bluetooth kann beispielsweise mit einem Bluetooth-Chip 13 erfolgen. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Kommunikation zwischen der zentralen Bedieneinheit 70 und den lokalen Steuerungseinrichtungen 10 auch über WLAN oder eine andere Netzwerktechnologie erfolgen kann. Hierzu sind dann entsprechend ausgebildete Chips (nicht dargestellt) vorzusehen.
Die Prozessoreinrichtung 15 steuert ferner bevorzugt die Überwachung der Schaltkreise der lokalen Steuerungseinrichtung 10 und der Elektrodenpaare 5, insbesondere auch der Schaltkreise (nicht dargestellt) zum Laden der Energieversorgung 16. Hierzu ist die Prozessoreinrichtung 15 mit einem Controller 14 und einem elektronischen Speicher 17 verbunden. Auch eine Stimulationseinheit 18 ist mit dem Controller 14 verbunden. Über die Stimulationseinheit 18 werden an die Kathoden 51 und Anoden 52 der Elektrodenpaare 5 die gemäß dem Trainingsprogramm ausgewählten Anregungen (Stimulationen) angelegt.
Ferner ist in der lokalen Steuerungseinrichtung 10, gemäß Darstellung nach 11, auch eine Sensoreinheit 40 vorgesehen, die ebenfalls mit dem Controller 14 in Verbindung steht. Die Sensoreinheit kann beispielsweise einen Temperatursensor 41, einen 4-achsigen Beschleunigungssensor 42, einen Herzfrequenz- und Vitalitätssensor 43 und einen Elektromyografie-Sensor 44 umfassen. Die Sensoreinheit 40 kann bei Bedarf um weitere Sensoren ergänzt werden oder es können Sensoren weggelassen werden.
In der lokalen Steuerungseinrichtung 10 kann neben der Stimulationseinheit 18 für die Elektrostimulation der Muskeln und Nerven auch eine Wärmeinheit 38 zur Wärmestimulation der Muskeln und Nerven und eine Magnetostimulationseinheit 39 zur magnetischen Stimulation der Muskeln und Nerven umfassen. Die Wärmeinheit 38 und die Magnetostimulationseinheit 39 sind mit dem Controller 14 verbunden.
Jede der lokalen Steuerungseinrichtungen 10 kann mit einer Energieversorgung 16 versehen sein, die eine wiederaufladbare Batterie ist. Da die lokalen Steuerungseinrichtungen 10 durch das Gehäuse 26 hermetisch abgeschlossen beziehungsweise wasserdicht sind, kann die Aufladung auf induktive Weise erfolgen. Die lokalen Steuerungseinrichtungen 10 können hierzu in einer Ladestation abgelegt werden.
12 zeigt ein schematisches Diagramm zu einer Ausführungsform zur Verbindung der Energieversorgung 16 (Spannungsquelle), eines Aufwärtswandlers 19 (Aufwärtsregler, Hochsetzsteller, Boost-Converter, Step-Up-Converter) und eines Pulsgenerators 25 mit den Anoden 52 beziehungsweise Kathoden 51. Wie oben beschrieben (siehe 11), ist in jeder lokalen Steuerungseinrichtung 10 bevorzugt eine Prozessoreinrichtung 15 (CPU) zum Ansteuern der mit der lokalen Steuerungseinrichtung 10 elektrisch verbindbaren Elektrodenpaare 5 aus Kathode 51 und Anode 52 vorgesehen. Die Prozessoreinrichtung 15 umfasst ein Programm mit einem Algorithmus zum Bestimmen und Erzeugen der an die Kathode 51 und die Anode 52 anzulegenden Wechselspannung gemäß dem jeweils ausgewählten Trainingsprogramm. Die Prozessoreinrichtung 15 steuert zudem bevorzugt eine Pulsweitenmodulation (kurz „PWM“) für die entsprechenden Elektrodenpaare 5 gemäß dem jeweils ausgewählten Trainingsprogramm. Dazu versorgt gemäß 12 die Spannungsquelle 18 den Aufwärtswandler 19 mit einer Eingangsspannung, beispielsweise 3,7V. Der Aufwärtswandler 19 hat eine Ausgangsspannung, die höher als die Eingangsspannung ist, beispielsweise 50V bis 60V, die an den Pulsgenerator 25 angelegt wird. Der Pulsgenerator 25 gibt einen Puls gemäß PWM (siehe oben) an die Anoden 52 und Kathoden 51, die mit der jeweiligen lokalen Steuerungseinrichtung 10 verbunden sind. Der Ausgangsstrom der Kathoden 51 und der Anoden 52 für die Stimulation des jeweiligen Körperbereichs beträgt dann beispielsweise bis zu 100mAmp bei 500 Ohm Widerstand. Die bidirektionale gepulste Ausgangsspannung ist dann abwechselnd Null, positiv, Null, negativ, Null, positiv, Null, negativ, usw. Wie bereits in der Beschreibung zu 11 erwähnt, ist der Prozessoreinrichtung 15 ein Speicher 17 und ein Controller 14 zugeordnet, die mit der Energieversorgung 16 verbunden sind. Ebenso ist der Bluetooth-Chip 13 mit der Energieversorgung 16 verbunden.
13 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 1, wobei hier, ohne Beschränkung der Erfindung, zwei Bekleidungsstücke 3₁ (Hemd beziehungsweise Langarm-Shirt) und 3₂ (Hose) von einem Benutzer 20 getragen werden. Je Bekleidungsstück 3₁ , 3₂ ist ein einziges Elektrodenpaar 5 vorgesehen. Die gesamte Innenseite 102 des jeweiligen Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ weist jeweils ein flächiges Elektrodenpaar 5 auf und ist mit dem jeweiligen Körperbereich 21 in Kontakt. Dabei ist an einer Hälfte der jeweiligen Innenseite 102 die Kathode 51 des jeweiligen Elektrodenpaars 5 vorgesehen. An der anderen Hälfte der jeweiligen Innenseite 102 des Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ ist die Anode 52 des Elektrodenpaars 5 vorgesehen. Der jeweilige Rand 103 der jeweiligen Kathode 51 ist benachbart zum jeweiligen Rand 104 der jeweiligen Anode 52 des jeweiligen einen Elektrodenpaars 5 des Bekleidungsstücks 3₁ beziehungsweise 3₂ . Die zusammengehörenden Ränder 103 und 104 grenzen unmittelbar aneinander, so dass kein Zwischenraum zwischen der Kathode 51 und der Anode 52 entsteht. Entsprechend reicht eine einzige lokale Steuerungseinrichtung 10 für das eine Elektrodenpaar 5 des Bekleidungsstücks 3₁ beziehungsweise 3₂ aus. Die jeweils benachbarten Ränder 103, 104 der Kathode 51 und Anode 52 des jeweiligen Elektrodenpaars 5 sind voneinander elektrisch isoliert.
In der Darstellung nach 13 ist die Vorderseite der Anordnung 1 und des Benutzers 20 dargestellt. Für einen Fachmann ist offensichtlich, dass die Hinterseite der Anordnung 1 analog aufgebaut ist, also die oben beschriebenen Elektroden 51, 52 der oben beschriebenen Elektrodenpaare 5 des Bekleidungsstücks 3₁ , 3₂ entsprechend dessen Innenseite 102 auf der Hinterseite hälftig bedecken.
14 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Aufnahmetasche 11 des Bekleidungsstücks 3 beziehungsweise des textilen Materials 100. Mehrere Tasten 34, 35, 36 und 37 sind zur Bedienung der lokalen Steuerungseinrichtung 10 im gestrickten, textilen Material 100 des Bekleidungsstücks 2 beziehungsweise der Aufnahmetasche 11 integriert. Eine Bedieneinheit 70 (beispielsweise wie in 15 dargestellt) verbindet sich per Nahfunk (wie beispielsweise Bluetooth) mit der in die Aufnahmetasche 11 eingesteckten und dort durch die Elastizität des textilen Materials 100 gehalterten lokalen Steuerungseinrichtung 10. Die Tasten 34, 35, 36 und 37 können als textile Druck-Taster ausgebildet sein. Die Tasten 34, 35, 36 und 37 können mit dem leitenden Garn 105 bei der Herstellung des textilen Materials 100 gestrickt werden. Eine der Tasten ist beispielsweise eine Sprachsteuerungs-Taste 34, mit der eine Sprachsteuerung der lokalen Steuerungseinrichtung 10 möglich ist. Eine andere Taste ist beispielsweise eine Ein/Aus-Taste 37, mit der die lokale Steuerungseinrichtung 10 ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden kann. Eine geringere-Intensitäts-Taste 35 ermöglicht beispielsweise eine Verringerung der Intensität einer Größe. Eine höhere-Intensitäts-Taste 36 ermöglicht beispielsweise eine Erhöhung der Intensität einer Größe.
15 zeigt eine schematische Darstellung der Synchronisation mehrerer lokaler Steuerungseinrichtungen 10, die an mehreren Kleidungsstücken (hier nicht dargestellt) eines Benutzers 20 vorgesehen sind. Eine der lokalen Steuerungseinrichtungen 10 wird als eine zentrale Steuerungseinrichtung 50, als Master, bestimmt. Die übrigen lokalen Steuerungseinrichtungen 10 fungieren als Slaves. Die zentrale Steuerungseinrichtung 50 (Master) dient zur Synchronisation der übrigen lokalen Steuerungseinrichtungen 10 (Slaves). Die Synchronisation umfasst beispielsweise die Impulszeit, die Frequenz und die Intensität der Signale, die von den lokalen Steuerungseinrichtungen 10 an die Kathoden 51 und Anoden 52 der verschiedenen Bekleidungsstücke 3, 3₁ , 3₂ angelegt werden. Ferner umfasst die Synchronisation den Austausch der Messungen der lokalen Steuerungseinrichtungen 10, die als Slaves fungieren, die Analyse der Daten und das Verteilen von Aufgaben. Die Synchronisation ist auch zwischen den lokalen Steuerungseinrichtungen 10, die als Slaves fungieren, möglich. Die zentrale Steuerungseinrichtung 50 (Master) kann bereits Teile der Daten auswerten oder eine Analyse direkt auf ihrer Hardware vornehmen. Die zentrale Steuerungseinrichtung 50 (Master) ist in wechselseitiger, kommunikativer Verbindung mit der Bedieneinheit 70. Mit der Bedieneinheit 70 wird die Kommunikation mit der zentralen Steuerungseinrichtung 50 (Master) hergestellt. Es kann eine Funktionssteuerung der zentralen Steuerungseinrichtung 50 durchgeführt werden. Die Daten hinsichtlich der Vitalität, der Bewegung etc. können mittels der Bedieneinheit 70 gesammelt werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Bedieneinheit 70 ein Smartphone. Die Bedieneinheit 70 kann beispielsweise auch als eine smarte Brille, ein Spracheingabemodul, eine Smartwatch, ein in dem mindestens einen Bekleidungsstück integriertes Detektorsystem für Handbewegungen des Benutzers oder ein drucksensitives Detektorsystem, das in dem mindestens einen Bekleidungsstück integriert ist, ausgestaltet sein.
16 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus eines textilen Materials 100, wobei zumindest in den Bereichen der Elektroden (Anode 52 und Kathode 51) Feuchtigkeit spendende Fasern 107 eingestrickt sind. Diese Feuchtigkeit spendenden Fasern 107 können Feuchtigkeit 300 aufnehmen und abgeben. Die Faser 107 kann die Feuchtigkeit 300 an das mindestens eine Elektrodenpaar 5 abgeben, um somit die Leitfähigkeit in den Körperbereichen 21 zu erhöhen. Die Feuchtigkeit spendenden Fasern 107 sind mit leitenden Fasern 105 und nicht leitenden Fasern 106 verstrickt. Die Außenwand 1071 der Feuchtigkeit spendenden Faser 107 umschließt die Feuchtigkeit 300. Alle der verwendeten Fasern 105, 106 und 107 sind dehnbar und sorgen für einen optimalen Halt des gestrickten textilen Materials 100 an Körperbereichen 21 des Benutzers 20.
17 zeigt eine schematische Darstellung des Vorgangs der Abgabe der Feuchtigkeit 300 aus der Feuchtigkeit spendenden Faser 107. Die Feuchtigkeit 300 spendende Faser 107 ist beispielsweise eine Hohlfaser, die die Außenwand 1071 und mindestens einen sich in axialer Länge der Faser 107 erstreckenden Hohlraum 1075 definiert. Die Außenwand 1071 der Faser 107 ist hydrophil. Der mindestens eine Hohlraum 1075 definiert eine hydrophobe Innenseite 1073. Die Feuchtigkeit 300 spendende Faser 107 ist, wie bereits oben erwähnt, dehnbar, so dass durch eine auf die Faser 107 wirkende Druckkraft F einen Teil der Feuchtigkeit 300 aus dem mindestens einen Hohlraum 1075 des Feuchtigkeit 300 spendenden Garns 107 durch Öffnungen 1074 in der Außenwand 1071 an das mindestens eine Elektrodenpaar 5 abgebbar ist. Beim Eintauchen des ungetragenen Bekleidungsstücks 3, 3₁ , 3₂ in Feuchtigkeit 300 wird zumindest ein Teil der Feuchtigkeit 300 durch die Öffnungen 1074 in den mindestens einen Hohlraum 1075 der die Feuchtigkeit 300 spendende Faser 107 transportiert.
Die Anmeldung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Für einen Fachmann ist es jedoch vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Alle zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Anordnung und des Bekleidungsstücks können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination Verwendung finden. Insbesondere sind alle beschriebenen Merkmale und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks auch als Merkmale und Ausführungsformen des Bekleidungsstücks der erfindungsgemäßen Anordnung zu verstehen, selbst wenn dies nicht an jeder Stelle explizit erwähnt wird.
Bezugszeichenliste

1: Anordnung
3, 3₁, 3₂: Bekleidungsstück
5: Elektrodenpaar
7A: Anschlusspad für Anode
7K: Anschlusspad für Kathode
10: lokale Steuerungseinrichtung
11: Aufnahmetasche
12: Status LED
13: Kommunikationselektronik, Bluetooth -Chip
14: Controller
15: Prozessoreinrichtung (CPU)
16: Energieversorgung, (wiederaufladbare Batterie)
17: Speicher
18: Stimulationseinheit
19: Aufwärtswandler (Aufwärtsregler, Hochsetzsteller, Boost-Converter, Step-Up-Converter)
20: Person, Benutzer
21: Körperbereich
22: Finger der Person, des Benutzers
23: erste elektrische Leitung
24: zweite elektrische Leitung
25: Pulsgenerator
26: Gehäuse
27: plane Außenwand
28: Platine
29: Fenster
31: Begrenzung
34: Sprachsteuerungs-Taste, textiler Druck-Taster
35: geringere-Intensitäts-Taste, textiler Druck-Taster
36: höhere-Intensitäts-Taste, textiler Druck-Taster
37: Ein/Aus -Taste, textiler Druck-Taster
38: Wärmeinheit
39: Magnetostimulationseinheit
40: Sensoreinheit
41: Temperatursensor
42: 4-achsiger Beschleunigungssensor
43: Herzfrequenz- und Vitalitätssensor
44: Elektromyografie-Sensor (EMG-Sensor)
50: zentrale Steuerungseinrichtung
51: Kathode
52: Anode
53: erster Anschluss
54: zweiter Anschluss
55: Einheit
60: Signal
70: Bedieneinheit
80: Netzwerk
100: textiles Material
101: Außenseite
102: Innenseite
103: Rand
104: Rand
105: leitendes Garn
106: nicht leitendes Garn
107: Feuchtigkeit spendendes Garn
1071: Außenwand des Feuchtigkeit spendenden Garns
1072: Außenseite der Außenwand
1073: Innenseite der Außenwand des Feuchtigkeit spendenden Garns
1074: Öffnung in der Außenwand des Feuchtigkeit spendenden Garns
1075: Hohlraum des Feuchtigkeit spendenden Garns
300: Feuchtigkeit
A-A: Schnittlinie
B-B: Schnittlinie
D: Dicke
F: Druckkraft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013106864 A1 [0005, 0006]
DE 102008003158 A1 [0006]
DE 102007046886 A1 [0006]
DE 202011109226 U1 [0006]
DE 202014103548 U1 [0006]
WO 2014/000736 A2 [0006]
WO 2009/138961 A2 [0006]
US 2008/0097530 A1 [0006]
KR 1020100024265 A [0006]
WO 2014/123812 [0006]
DE 102009013627 A1 [0006]
DE 20209219 U1 [0006]
DE 102005058850 A1 [0006]
WO 2014/135636 A1 [0006]
DE 102015002565 A1 [0006]
DE 202014102735 U1 [0006]
DE 202014102737 U1 [0006]
DE 202015005645 U1 [0006]
WO 20161/31935 A1 [0006]
DE 102015113420 [0007, 0008]

Claims

Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) zur Stimulation von Körperbereichen (21) und der zur Datenerfassung eines Benutzers (20), das eine Außenseite (101) und eine Innenseite (102) definiert, gekennzeichnet durch ein gestricktes, textiles und reversibel dehnbares Material (100) aus einem leitenden Garn (105) und einem nicht leitenden Garn (106), wobei das textile Material (100) mindestens ein elektrisch leitfähiges und reversibel dehnbares Elektrodenpaar (5) aus einer Kathode (51) und einer Anode (52) und ein Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und ein Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) des mindestens einen Elektrodenpaars (5) umfasst, wobei das Elektrodenpaar (5) und die beiden Anschlusspads (7A, 7K) ein leitendes und elastisches Garn (105) umfassen, das bei der Ausbildung des textilen Materials (100) durch Stricken in das textile Material (100) integriert ist und dabei das elektrisch leitfähige und dehnbare Elektrodenpaar (5) zu der Innenseite (102) des textilen Materials (100) und das Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und das Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) zu der Außenseite (101) des textilen Materials (100) hin ausgerichtet sind; eine gestrickte erste elektrische Leitung (23), die die Kathode (51) und das Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) verbindet; eine gestrickte zweite elektrische Leitung (24), die die Anode (52) und das Anschlusspad (7A) für die Anode (52) verbindet; und mindestens eine Aufnahmetasche (11), die an der Außenseite (101) des Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) zur Aufnahme einer lokalen Steuerungseinrichtung (10) mit dem textilen Material (100) gestrickt ist, wobei die Aufnahmetasche (11) die lokale Steuerungseinrichtung (10) in Bezug auf das Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und das Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) positioniert, so dass die lokale Steuerungseinrichtung (10) elektrisch mit dem mindestens einen Elektrodenpaar (5) verbunden ist.
Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) nach Anspruch 1, wobei das textile Material (100) des mindestens einen Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂), das aus dem nicht leitenden Garn (106) und dem leitenden Garn (105) gebildet ist, gleichmäßig und reversibel elastisch deformierbar ist, und wobei die mindestens eine Aufnahmetasche (11) derart hinsichtlich Form und elastischer Deformation gestaltet ist, dass die mindestens eine lokale Steuerungseinrichtung (10) in der entsprechenden Aufnahmetasche (11) durch elastische Deformation des Materials des Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) in der Aufnahmetasche (11) gehaltert und in elektrischen leitenden Kontakt mit dem Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und dem Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) ist.
Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Bereich des mindestens einen Elektrodenpaars (5) ein Feuchtigkeit (300) spendendes Garn (107) zwischen dem leitenden Garn (105) und dem nicht leitenden Garn (106) eingearbeitet ist, wobei durch das Feuchtigkeit (300) spendende Garn (107) die Feuchtigkeit (300) an das mindestens eine Elektrodenpaar (5) abgebbar ist.
Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) nach Anspruch 3, wobei das Feuchtigkeit (300) spendende Garn (107) eine Hohlfaser ist, die eine Außenwand (1071) und mindestens einen sich in axialer Länge des Garns (107) erstreckenden Hohlraum (1075) definiert, wobei die Außenwand (1071) eine hydrophile Außenseite (1072) aufweist und der mindestens eine Hohlraum (1075) eine hydrophobe Innenseite (1073) aufweist, die mit der Feuchtigkeit (300) in Kontakt ist.
Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) nach Anspruch 4, wobei das Feuchtigkeit (300) spendende Garn (107) dehnbar ist, so dass durch eine durch die Deformation beim Tragen entstehende Druckkraft (F) zumindest ein Teil der Feuchtigkeit (300) aus dem mindestens einen Hohlraum (1075) des Feuchtigkeit (300) spendenden Garns (107) durch Öffnungen (1074) in der Außenwand (1071) an das mindestens eine Elektrodenpaar (5) aus dem leitenden Garn (105) abgebbar ist, und wobei bei Eintauchen des ungetragenen Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) in Feuchtigkeit (300) zumindest ein Teil der Feuchtigkeit (300) durch die Öffnungen (1074) in den mindestens einen Hohlraum (1075) des Feuchtigkeit spendenden Garns (107) transportierbar ist.
Anordnung (1) zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen (21) und zur Datenerfassung eines Benutzers gekennzeichnet durch: • mindestens ein Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂), das aus einem gestrickten textilen Material (100) besteht, das zumindest aus einem nicht leitenden und elastischen Garn (106) und einem leitenden und elastischen Garn (105) besteht und eine Außenseite (101) und eine den zu stimulierenden Körperbereichen (21) zugewandte Innenseite (102) umfasst, wobei das gestrickte textile Material (100) umfasst: ◯ mindestens ein elektrisch leitfähiges, reversibel dehnbares Elektrodenpaar (5), das im Wesentlichen zu der Innenseite (102) des Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) hin ausgerichtet ist und aus einer Kathode (51) und eine Anode (52) besteht; ◯ ein Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und ein Anschlusspad (7K) für die Kathode (51), die im Wesentlichen zu der Außenseite (101) des Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) hin ausgerichtet sind; ◯ eine gestrickte erste elektrische Leitung (23), die das Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) und die Kathode (51) verbindet, und eine zweite elektrische Leitung (24), die das Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und die Anode (52) verbindet; und ◯ eine gestrickte und elastisch deformierbare Aufnahmetasche (11), die integraler Bestandteil des mindestens einen Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) ist, in der das Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und dem Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) positioniert sind; • mindestens eine lokale Steuereinheit (10), die in der elastisch deformierbaren Aufnahmetasche (11) gehaltert ist; umfassend: ◯ ein hermetisch geschlossenes Gehäuse (26), in dem zumindest eine Stimulationseinheit (18), eine Kommunikationselektronik (13), Prozessoreinrichtung (15) und eine Sensoreinheit (40) angeordnet sind; ◯ mindestens ein erster Anschluss (53) und ein zweiter Anschluss (54), die an einer Außenwand (27) des Gehäuses (26) ausgebildet sind und mit dem Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und dem Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) des mindestens einen Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) in Kontakt sind; • eine Bedieneinheit (70), die mit der in der elastisch deformierbaren Aufnahmetasche (11) gehalterten lokalen Steuerungseinrichtung (10) drahtlos zum Einstellen der lokalen Steuerungseinrichtung (10) kommuniziert, die den Status einer zentralen Steuerungseinrichtung (50) erhält.
Anordnung nach Anspruch 6, wobei die Bedieneinheit (70) eine smarte Brille, ein Spracheingabemodul, ein Smartphone, eine Smartwatch, ein in dem mindestens einen Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) integriertes Detektorsystem zur Auswertung der Handbewegungen des Benutzers oder mindestens ein drucksensitives Detektorsystem ist, das in dem mindestens einen Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) integriert ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das hermetisch geschlossene Gehäuse (26) ein wasserdichtes Gehäuse ist, wobei ferner im Gehäuse (26) ein induktiv aufladbarer Energiespeicher vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Prozessoreinrichtung (15) zum Verarbeiten und Berechnen von Vitaldaten, Sensordaten sowie zum Speichern und Senden von Daten dient und die Stimulationseinheit (18) über das Anschlusspad (7A) für die Anode (52) und das Anschlusspad (7K) für die Kathode (51) ein stufenloses Umschalten von einer Frequenz zwischen 1 und 7500 Hz und einer Intensität zwischen 1 und 100mA pro Anode (52) und Kathode (51) bereitstellt; wobei die Sensoreinheit (40) zumindest einen Temperatursensor (41), einen 4-achsigen Beschleunigungssensor (42), einen Herzfrequenz- und Vitalitätssensor (43) und einen Elektromyografie-Sensor (44) umfasst; und wobei die Stimulationseinheit (18) eine Wärmeinheit (38), insbesondere zum stufenlosen Regeln der Wärme oder Kälte von verschiedenen Körperbereichen (21) und eine Magnetostimulationseinheit (39) umfasst.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei eine der lokalen Steuerungseinrichtungen (10) der Bekleidungsstücke (3, 3₁, 3₂) in Kommunikation mit der Bedieneinheit (70) eine zentrale Steuerungseinrichtung (50) ist, die mit den lokalen Steuerungseinrichtungen (10) in einer berührungslosen Master/Slave-Schaltung in einem drahtlosen Netzwerk (80) geschaltet ist.
Verfahren zur Steuerung einer Anordnung zur Stimulation von Muskeln und Nerven in Körperbereichen (21) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, umfassend die folgenden Schritte: a) mindestens einem Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) wird mindestens eine lokale Steuereinrichtung (10) zugeordnet, die über einen ersten Anschluss (53) mit einer Kathode (51) und über einen zweiten Anschluss (54) mit einer Anode (52) eines Elektrodenpaars (5) verbunden ist, wobei die Kathode (51) und die Anode (52) zu einer Innenseite (102) des Bekleidungsstücks (3, 3₁, 3₂) ausgerichtet ist; b) mit einer Bedieneinheit (70) wird der mindestens einen lokalen Steuereinrichtung (10) ein Programm zur Stimulierung der Körperbereiche (21) zugewiesen, wobei die mindestens eine lokale Steuereinrichtung (10) eine zentrale Steuerungseinrichtung (50) wird; und c) mit einer Stimulationseinheit (18) der mindestens einen lokalen Steuereinrichtung (10) wird ein stufenloses Umschalten von einer Frequenz zwischen 1 und 7500 Hz und einer Intensität zwischen 1 und 100mA pro Anode (52) und Kathode (51) bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei über eine Kommunikationselektronik (13) der zentralen Steuerungseinrichtung (50) zwei oder drei Funkverbindungen mit anderen lokalen Steuerungseinrichtungen (10) auf unterschiedlichen Frequenzen hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei über eine Prozessoreinrichtung (15) von dem mindestens einen Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) kommende Vitaldaten oder Sensordaten verarbeitet und berechnet werden und dass entsprechende Daten gespeichert und gesendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei über eine Sensoreinheit (40) mit dem mindestens einen Bekleidungsstück (3, 3₁, 3₂) Daten zur Bewegung, Geschwindigkeit, Temperatur, Puls, Blutdruck und Vitaldaten eines Körpers eines Benutzers (20) erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die lokalen Steuerungseinrichtungen (10) in einer berührungslosen Master/Slave-Schaltung in einem drahtlosen Netzwerk (80) geschaltet werden, wobei diejenige lokale Steuerungseinrichtung (10), die zuerst in einem Betriebszustand ist, zu der zentralen Steuerungseinrichtung (50) bestimmt wird und somit der Master wird; wobei sich jede weitere lokale Steuerungseinrichtung (10) bei der zentralen Steuerungseinrichtung (50) im Netzwerk (80) einloggt und Befehle erhält; und wobei die lokalen Steuerungseinrichtungen (10) und das drahtlose Netzwerk (80) derart eingerichtet sind, dass sobald bei der zentralen Steuerungseinrichtung (50) eine drohende Überlastung festgestellt wird, benennt die zentrale Steuerungseinrichtung (50) eine andere lokale Steuerungseinrichtung (10) als einen Assistenten, der der zentralen Steuerungseinrichtung (50) Aufgaben abnimmt.