KR102500940B1 - 가변 채널 제어 가능한 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법 - Google Patents

Abstract

복수개의 전극 채널에 개별 채널을 통해 제어 신호를 전달하여 특정 인체 부위에 전기적 근육 자극을 가할 수 있도록 하는 개별 채널 제어 가능한 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템은 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련되는 본체; 본체에 마련되고, 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치되는 복수개의 전극 패드; 및 복수개의 전극 패드로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력하여 복수개의 제어 신호에 따라 복수개의 전극 패드를 개별적으로 제어하는 제어부를 포함한다. 제어부는 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하여 제어 신호를 결정한다. 복수개의 전극 패드는 개별 채널을 통해 전달되는 제어 신호에 따라 선택적으로 작동 전극 패드로 동작하고, 작동 전극 패드는 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 제어 신호에 따라 발생한다.

Description

가변 채널 제어 가능한 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법{ELECTRICAL MUSCLE STIMULATION SYSTEM AND ELECTRICAL MUSCLE STIMULATION METHOD CAPABLE OF CONTROLLING VARIABLE CHANNEL}

본 발명은 전기적 근육 자극 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개별 채널 제어 가능한 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법에 관한 것이다.

신체 표면의 일부 영역에 부착해서 마사지, 치료 및 운동 효과를 높이기 위한 전기적 근육 자극(Electrical Muscle Stimulation: EMS) 장치가 최근 사용되고 있다. 전기적 근육 자극 장치는 부착된 곳에 인접한 근육을 전기적으로 자극해서 근육이 수축하는 것을 이용하여 별도의 운동이나 그로 인한 관절에 무리가 일체 없이 사용자의 근력 증가와 혈액순환 촉진, 피로회복, 마사지 등의 효과를 얻을 수 있도록 해준다.

종래의 전기적 근육 자극 장치는 제어 신호가 단일 채널을 통해 복수개의 전극 패드로 전달되므로 사용자가 원하는 특정 신체 부위에 전기적 자극을 집중시키기 어려운 한계가 있다. 또한, 전기적 근육 자극이 전극 패드의 부착 위치로 제한되므로, 전극 패드가 부착되지 않은 신체 영역에 전기적 자극을 효과적으로 전달하기 어려우며, 전기적 근육 자극의 발생 위치를 다양화할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 복수개의 전극 채널에 개별 채널을 통해 제어 신호를 전달하여 특정 인체 부위에 전기적 근육 자극을 가할 수 있도록 하는 개별 채널 제어 가능한 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 전극 패드가 부착되지 않은 신체 영역에 전기적 자극을 효과적으로 전달할 수 있으며, 전기적 근육 자극의 발생 위치를 다양화할 수 있는 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템은 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련되는 본체; 상기 본체에 마련되고, 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치되는 복수개의 전극 패드; 및 상기 복수개의 전극 패드로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력하여 상기 복수개의 제어 신호에 따라 상기 복수개의 전극 패드를 개별적으로 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하여 상기 제어 신호를 결정한다.

상기 복수개의 전극 패드는 상기 개별 채널을 통해 전달되는 상기 제어 신호에 따라 선택적으로 상기 작동 전극 패드로 동작하고, 상기 작동 전극 패드는 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 상기 제어 신호에 따라 발생한다.

상기 제어부는 상기 사용자의 유형 및 상기 전기적 근육 자극을 유발시킬 인체 부위 중의 적어도 하나에 따라 상기 복수개의 제어 신호를 결정하되, 미리 설정되는 복수개의 설정 모드 별로 상기 복수개의 제어 신호를 상이하게 결정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 복수개의 전극 패드로 복수개의 채널을 통해 상기 제어 신호를 전달하고, 상기 복수개의 설정 모드와 대응되는 채널 별로 독립적으로 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기 신호를 발생시킬 복수개의 작동 전극 패드를 선택하고, 상기 복수개의 작동 전극 패드의 위치, 상기 목표 위치 및 상기 목표 강도에 따라 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 결정할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 전기적 근육 자극 영역을 설정하고, 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 전극 패드들을 상기 작동 전극 패드로 선택할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 3개 이상의 전극패드들에 대해 복수개의 전극 패드 조합을 추출하고, 상기 복수개의 전극 패드 조합 별로 전기적 근육 자극의 발생 위치 및 발생 강도를 분석하고, 상기 복수개의 전극 패드 조합 중 상기 목표 위치와 상기 목표 강도에 가장 부합하는 발생 위치 및 발생 강도를 나타내는 전극 패드 조합을 결정하여 상기 작동 전극 패드로 선택할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법은 제어부에 의해, 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련되는 본체에 마련되며 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치되는 복수개의 전극 패드로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력하여 상기 복수개의 제어 신호에 따라 상기 복수개의 전극 패드를 개별적으로 제어하는 단계를 포함한다.

상기 제어하는 단계는 상기 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하여 상기 제어 신호를 결정하는 단계; 및 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 개별 채널을 통해 전달되는 상기 제어 신호에 따라 선택적으로 동작하는 작동 전극 패드가 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 상기 제어 신호에 따라 발생하는 단계를 포함한다.

상기 제어하는 단계는 상기 사용자의 유형 및 상기 전기적 근육 자극을 유발시킬 인체 부위 중의 적어도 하나에 따라 상기 복수개의 제어 신호를 결정하되, 미리 설정되는 복수개의 설정 모드 별로 상기 복수개의 제어 신호를 상이하게 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어하는 단계는 상기 복수개의 전극 패드로 복수개의 채널을 통해 상기 제어 신호를 전달하고, 상기 복수개의 설정 모드와 대응되는 채널 별로 독립적으로 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어하는 단계는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기 신호를 발생시킬 복수개의 작동 전극 패드를 선택하는 단계; 및 상기 복수개의 작동 전극 패드의 위치, 상기 목표 위치 및 상기 목표 강도에 따라 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어하는 단계는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 전기적 근육 자극 영역을 설정하는 단계; 및 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 전극 패드들을 상기 작동 전극 패드로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어하는 단계는 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 3개 이상의 전극패드들에 대해 복수개의 전극 패드 조합을 추출하는 단계; 상기 복수개의 전극 패드 조합 별로 전기적 근육 자극의 발생 위치 및 발생 강도를 분석하는 단계; 및 상기 복수개의 전극 패드 조합 중 상기 목표 위치와 상기 목표 강도에 가장 부합하는 발생 위치 및 발생 강도를 나타내는 전극 패드 조합을 결정하여 상기 작동 전극 패드로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어하는 단계는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 상기 복수개의 작동 전극 패드 간의 거리들을 각각 상기 복수개의 작동 전극 패드 간의 전극 거리와 비교하는 단계; 상기 각 작동 전극 패드와 상기 목표 위치 간의 인체 조직 특성을 고려하여 전기적 펄스의 전파 특성에 따라 상기 각 작동 전극 패드로부터 상기 목표 위치로 전달되는 전기적 펄스의 에너지를 예측하는 단계; 및 상기 전극 거리에 대한 상기 거리들의 비율과, 상기 전기적 펄스의 전파 특성을 반영하여 상기 각 작동 전극 패드에서 발생되는 전기 펄스 크기 및 전기 펄스 주파수 중의 적어도 하나를 목표 펄스 크기 또는 목표 펄스 주파수로부터 감쇠하여 상기 복수개의 작동 전극 패드에 인가될 제어 신호를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전기적 근육 자극 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램이 제공된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 복수개의 전극 채널에 개별 채널을 통해 제어 신호를 전달하여 특정 인체 부위에 전기적 근육 자극을 가할 수 있도록 하는 개별 채널 제어 가능한 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 전극 패드가 부착되지 않은 신체 영역에 전기적 자극을 효과적으로 전달할 수 있으며, 전기적 근육 자극의 발생 위치를 다양화할 수 있는 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법이 제공된다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 전기적 근육 자극 시스템을 구성하는 욕조를 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법의 순서도이다.
도 8은 도 7의 단계 S40을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법의 순서도이다.
도 11은 도 10의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '~부'라는 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위로서, 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 하드웨어 등으로 구현될 수 있다.

'~부'에서 제공하는 기능은 복수의 구성요소에 의해 분리되어 수행되거나, 다른 추가적인 구성요소와 통합될 수 있으며, 복수의 '~부'가 하나의 구성요소로 구현될 수도 있다. 본 명세서의 '~부'는 반드시 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되지 않으며, 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.

제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.

본 발명의 실시예에 따른 방법을 구성하는 각 단계들에 부여되는 식별부호는 단지 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로, 각 단계들의 순서를 나타내는 것이 아니며, 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 이하 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템(100)은 본체(110)와, 본체(110)에 마련되는 복수개의 전극 패드(120), 및 복수개의 전극 패드(120)를 제어하여 복수개의 전극 패드(120) 중의 적어도 하나의 작동 전극 패드를 통해 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 발생시키도록 하는 제어 장치(130)를 포함할 수 있다.

전기적 근육 자극 시스템(100)은 사용자가 공기 중에서 또는 수중에서 슈트, 밴드, 패치 등의 형태로 착용한 상태로 사용되거나, 욕조에서 스파 형태로 사용될 수 있다. 사용자는 공기 중에서 혹은 수중에 입수한 상태에서 전기적 근육 자극 시스템(100)을 구성하는 슈트나 밴드, 패치 등을 착용하거나 복수개의 전극 패드(120)를 구비하는 욕조에서 스파와 같은 형태로 전기적 근육 자극 시스템(100)에 의해 전기적인 방식으로 근육에 자극을 인가받아 헬스 케어, 재활 치료를 하거나, VR(virtual reality)/AR(Augmented Reality) 게임과 같은 가상현실 및/또는 증강현실 시스템에 의해 구현되는 인체 감각 자극을 제공받을 수 있다.

본체(110)는 전극 패드(120)를 지지하는 구성요소로, 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련될 수 있다. 본체(110)는 사용자가 착용할 수 있는 슈트나 밴드, 패치 등의 형태로 제공될 수 있다. 또는, 후술되는 도 2 내지 도 4의 실시예와 같이, 본체(110)는 사용자가 스파 형태로 전기적 근육 자극을 제공받을 수 있도록 욕조와 같은 형태로 제공될 수도 있다.

도 1의 실시예에서, 본체(110)는 사용자가 상체에 착용할 수 있도록 마련되는 상의 슈트(112), 하체에 착용할 수 있도록 마련되는 하의 슈트(114), 팔이나 다리, 복부 등의 신체 부위에 감아 착용할 수 있도록 마련되는 하나 이상의 밴드(126, 128)를 포함할 수 있다. 또는 본체(110)는 사용자의 신체에 부착되는 패치 형태로 제공될 수도 있다.

복수개의 전극 패드(120)는 하나 이상의 본체(110)에 마련되어 사용자의 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치될 수 있다. 일 예로, 전극 패드(120)는 상의 슈트(112)에 마련되는 하나 이상의 전극 패드(122), 하의 슈트(114)에 마련되는 하나 이상의 전극 패드(124), 팔이나 다리 등에 착용되는 하나 이상의 밴드(126, 128)에 마련되는 하나 이상의 전극 패드(126, 128)를 포함할 수 있다.

전극 패드(120)는 전도성 물질로 구성되며, 사용자의 근육에 전기적 자극을 효과적으로 전달할 수 있도록, 사용자가 본체(110)를 착용한 상태에서 사용자의 인체와 접촉하는 본체(110)의 내측면에 배치될 수 있다. 각 전극 패드(120)는 제어 장치(130)로부터 개별 채널을 통해 전달되는 제어 신호에 따라 선택적으로 작동 전극 패드로 동작할 수 있다. 작동 전극 패드로 동작하는 전극 패드(120)는 제어 장치(130)로부터 전달받은 제어 신호에 따라 사용자의 근육으로 전기적 자극을 인가하기 위한 전기 신호를 발생할 수 있다.

제어 장치(130)는 본체(110)에 마련될 수도 있고, 본체(110)의 외부에 마련될 수도 있다. 제어 장치(130)는 각 전극 패드(120)와 유선 또는 무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 제어 장치(130)는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부는 복수개의 전극 패드(120)로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력할 수 있다. 제어부는 복수개의 개별 채널을 통해 전달되는 복수개의 제어 신호에 따라 복수개의 전극 패드(120)를 개별적으로 제어할 수 있다.

일 예로, 제어부에서 출력되는 제어 신호는 전기 신호일 수 있다. 즉, 제어부에 전기신호 출력부(도시 생략됨)가 마련되어 이로부터 개별 채널을 통해 전극 패드(120)로 제어 신호가 전기 신호의 형태로 전달되어 전극 패드(120)를 통해 출력될 수 있다. 이 경우, 제어 신호는 펄스 크기 및 펄스 주파수를 가지는 전기 펄스 형태로 전극 패드(120)로 전달될 수 있다.

다른 예로, 제어부에서 출력되는 제어 신호는 전기 펄스가 아닌 전극 제어 신호로 전극 패드(120)로 전달될 수도 있다. 이 경우, 제어부에서 출력되는 제어 신호에는 전극 패드(120)를 통해 출력될 전기 신호의 펄스 크기 정보 및 펄스 주파수 정보가 포함되거나, 전기 신호의 전기 펄스를 식별하기 위한 정보가 포함될 수 있으며, 전극 패드(120)는 제어부로부터 전달받은 제어 신호에 따라 전기 펄스를 생성하여 출력하는 전기신호 출력부를 구비할 수 있다.

제어 장치(130)에는 사용자가 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도를 입력할 수 있도록 하는 입력부(도시 생략됨)가 마련될 수 있다. 제어 장치(130)의 입력부에 의해 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도가 입력되면, 제어부는 입력된 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 복수개의 전극 패드(120) 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하고, 선택된 작동 전극 패드로 인가할 제어 신호를 결정할 수 있다.

일 실시예로, 사용자는 입력부를 통해 어깨, 가슴, 목, 팔, 손목, 허리, 허벅지, 종아리 등의 다양한 신체 부위 중의 하나 이상을 선택하여 목표 위치와 목표 강도를 입력할 수 있다. 다른 예로, 사용자는 입력부에 표시되는 인체 영상에서 전기적 근육 자극을 인가받거나 집중하고자 하는 위치를 터치하는 등의 방식으로 입력하여 전기적 근육 자극의 목표 위치를 결정할 수도 있다.

제어 장치(130)의 제어부는 사용자가 입력부를 통해 입력한 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라, 이와 매칭되는 하나 이상의 작동 전극 패드를 복수개의 전극 패드(120) 중에서 선택할 수 있다. 이를 위해 사용자가 본체(110)를 착용한 상태에서 각 전극 패드(120)가 배치되는 위치 정보는 제어 장치(130)의 저장부에 미리 설정될 수 있다.

전극 패드(120)는 제어 장치(130)의 제어부로부터 전달되는 제어 신호에 따라 전기 신호를 발생하여 전기적 근육 자극의 목표 위치에 해당하는 사용자의 근육에 전기 자극을 제공할 수 있다. 전극 패드(120)로부터 발생되는 전기 신호의 전류 세기 및/또는 주파수는 제어부로부터 개별 채널을 통해 전달되는 제어 신호에 따라 조절될 수 있다.

제어 장치(130)는 전극 패드(120)를 통해 부위별로 발생되는 전기 신호의 레벨(전류 세기 레벨 및/또는 주파수 레벨)을 개별적(독립적)으로 설정할 수 있다. 제어 장치(130)는 알림부(도시 생략됨)를 더 포함할 수 있다. 알림부는 사용자에게 인가되는 전기 자극의 위치와 강도 등의 각종 전기적 근육 자극 정보를 알리는 기능을 수행할 수 있다. 알림부가 사용자에게 정보를 알리는 방식은 디스플레이 화면에 정보가 표시되는 방식이나, 스피커를 통해 소리를 출력하는 방식 등 어떠한 방식을 사용하더라도 상관없다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템의 사용 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 도 2의 전기적 근육 자극 시스템을 구성하는 욕조를 위에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템(100)은 사용자가 욕조 내에서 수중 상태에서 스파 형태로 전기적 근육 자극을 전달받도록 구성되는 점에서 도 1의 실시예와 차이가 있다. 전기적 근육 자극 시스템(100)은 욕조 형태로 구현되는 본체(110)와, 본체(110)에 분산되어 배치되는 다수의 전극 패드(120), 제어 장치(130), 및 사용자 단말기(140)를 포함할 수 있다.

욕조는 가정, 숙박시설, 업체 등 다양한 시설에 설치되어 물을 받아 사람이 들어갈 수 있는 다양한 물품들로 대체될 수 있다. 전극 패드(120)는 욕조 형태의 본체(110)의 내측 영역 중 인체와 접촉되는 영역에 제공될 수 있다. 전극 패드(120)는 제어 장치(130)에 의해 제공되는 전기 신호 형태의 제어 신호에 따라 전기적 펄스를 출력하여 인체에 전기 자극을 가함으로써, 사용자의 운동 신경을 자극할 수 있다. 이를 통해 사용자는 신체의 근육을 강화시키거나 마사지 효과를 얻을 수 있다.

예를 들어, 전극 패드(120)는 사람이 욕조에 누웠을 때 승모, 등, 허리, 윗 엉덩이, 아래 엉덩이, 윗 허벅지, 아래 허벅지, 종아리 또는 발바닥 중 적어도 어느 하나와 접촉 또는 인접하는 영역에 제공될 수 있다. 욕조에는 전극 패드(120)를 동작시키기 위한 배터리가 내장될 수 있으며, 전선을 통해 제어 장치(130)나 외부 전력원과 연결될 수 있다.

제어 장치(130)의 제어부는 발진부를 포함할 수 있다. 제어 장치(130)의 발진부는 제어 데이터를 기반으로 전극 패드(120)를 통해 전기적 펄스를 발생시킬 수 있으며, 마사지, 근육강화, 전기적 자극 위치 등의 용도에 따라 다양한 크기와 주파수를 갖는 전기적 펄스를 발생시킬 수 있다.

예를 들어, 발진부는 전기적 펄스를 발생시킬 수 있는 펄스 발생 유닛, 펄스 출력 모드나 펄스 출력 강도를 표시할 수 있는 표시 유닛, 펄스 출력 모드나 펄스 출력 강도를 조절할 수 있는 조절 유닛 등을 포함할 수 있다. 제어 장치(130)는 전기적 펄스를 제어하기 위한 제어 데이터, 예를 들어 펄스를 구성하는 전류의 크기와 전압의 크기(펄스 크기) 또는 주파수(펄스 주파수)와 같은 펄스의 레벨을 제어하기 위한 데이터를 생성할 수 있다.

발진부는 제어 장치(130)에서 생성된 제어 데이터를 기반으로 크기와 주파수가 제어된 전기적 펄스를 발생시킬 수 있으며, 발생된 전기적 펄스는 전극 패드(120)를 통해 출력될 수 있다. 제어 장치(130)는 사용자로부터 전기적 펄스의 크기 또는 주파수와 같은 전기적 펄스의 레벨을 제어하기 위한 제어 명령을 입력 받은 후 이를 기반으로 제어 데이터를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 제어 데이터는 발진부에서 생성되는 전기적 펄스를 제어하는데 사용될 수 있다.

사용자 단말기(140)는 스마트폰, 태블릿, PC 등의 디바이스로 제공될 수 있다. 사용자 단말기(140) 내의 저장 매채에는 전기적 근육 자극 시스템(100)을 제어할 수 있는 어플리케이션이 저장되어 있을 수 있다. 전기적 근육 자극 시스템(100)의 사용자는 사용자 단말기(140)에 설치된 어플리케이션을 실행시킨 후 제어 명령을 입력할 수 있다. 사용자 단말기(140)는 입력받은 제어 명령을 기반으로 제어 데이터를 생성하고 이를 유/무선 통신을 통해 제어 장치(130)로 전송할 수 있다. 사용자 단말기(140)로부터 전송되는 제어 데이터를 기반으로 제어 장치(130)의 발진부를 통해 생성되는 전기적 펄스를 제어할 수 있다.

제어 명령은 다양한 전기적 근육 자극의 목표 위치(12, 14, 16)에 대응되는 각각의 전극 패드(120)마다 서로 다른 크기와 주파수를 갖는 전기적 펄스가 출력되도록 하는 명령일 수 있다. 제어 명령은 예를 들어 허벅지 위치에 대응되는 전극 패드(120)에서는 제1 레벨의 전기적 펄스가 출력되도록 하고, 허리 위치에 대응되는 전극 패드(120)에서는 제2 레벨의 전기적 펄스가 출력되도록 하는 명령일 수 있다.

제어 데이터는 제어 명령과 동일한 레벨의 전기적 펄스가 제어 장치(130)의 발진부를 통해 생성되게 하는 데이터일 수 있다. 보다 상세히 말하면, 제1 제어 데이터는 제어 명령과 마찬가지로 허벅지 위치에 대응되는 전극 패드(120)에서는 제1 레벨의 전기적 펄스가 출력되고, 허리 위치에 대응되는 전극 패드(120)에서는 제2 레벨의 전기적 펄스가 출력되도록 하는 데이터일 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 복수개의 전극 패드(120; 120A, 120B, 120C)는 개별 채널(채널 A, 채널 B, 채널 C)을 통해 전달되는 제어 신호에 따라 선택적으로 작동 전극 패드로 동작할 수 있다. 제어 장치(130)로부터 개별 채널(채널 A, 채널 B, 채널 C)을 통해 제공되는 제어 신호에 따라 복수개의 전극 패드(120) 중의 작동 전극 패드는 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 발생할 수 있다.

제어 장치(130)는 사용자 단말기(140) 및 전극 패드(120)와 통신하기 위한 통신부(132), 전극 패드(120)로 제공될 제어 신호를 생성하여 개별 채널을 통해 전극 패드(120)로 출력하는 제어부(134), 및 전기적 근육 자극과 관련된 데이터를 저장하는 저장부(136)를 포함할 수 있다.

제어부(134)는 전기적 근육 자극 시스템(100)의 동작을 제어하는 유선 제어 신호 및/또는 무선 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어 장치(130)에 마련되는 통신부는 유/무선 통신망을 통해 사용자 단말기(140)와 통신하며, 슈트나 욕조 등에 마련된 전극 패드(120)로 유/무선 제어 신호를 송신할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법의 순서도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부(134)는 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 복수개의 전극 패드(120) 중 전기 신호를 발생시킬 복수개의 작동 전극 패드를 선택할 수 있다(S10).

제어부(134)는 사용자의 유형(성별, 연령대, 체형 등) 및 전기적 근육 자극을 유발시킬 인체 부위 및 전기적 근육 자극 유형(운동, 재활, 피로회복, 마사지 등)에 따라 미리 설정되는 복수개의 설정 모드 별로 복수개의 제어 신호를 상이하게 결정할 수 있다(S20). 복수개의 설정 모드는 예를 들어, 가슴, 어깨, 등, 허리, 허벅지, 팔 등의 다양한 신체 부위에 대해 설정될 수 있다.

제어부(134)는 복수개의 전극 패드(120) 중에서 선택된 작동 전극 패드에 인가할 제어 신호를 결정하고, 개별 채널을 통해 작동 전극 패드로 제어 신호를 전달할 수 있다(S30). 이에 따라 복수개의 설정 모드와 대응되는 채널 별로 독립적으로 제어 신호를 생성하여 복수개의 작동 전극 패드를 통해 출력되는 전기 신호의 주파수 및 강도를 조절할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법의 순서도이다. 도 5 및 도 7을 참조하면, 제어부(134)는 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택할 수 있다(S40). 제어부(134)는 복수개의 작동 전극 패드의 위치, 목표 위치 및 목표 강도에 따라 전기 신호의 주파수 및 강도를 결정할 수 있다(S50).

도 8은 도 7의 단계 S40을 나타낸 순서도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 5, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 제어부(134)는 전기적 근육 자극의 목표 위치(PT)와 목표 강도에 따라 목표 위치(PT)를 중심으로 설정 거리 내에 전기적 근육 자극 영역을 설정할 수 있다(S42). 전기적 근육 자극 영역은 예를 들어, 원형, 구형, 사각형 등으로 설정될 수 있다. 제어부(134)는 복수개의 전극 패드 중 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 전극 패드들을 작동 전극 패드로 선택할 수 있다(S44).

도 9의 예에서, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치와 목표 강도에 따라 설정되는 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 2개의 전극 패드들을 작동 전극 패드들(120A, 120B)로 선택할 수 있다. 제어부(134)는 목표 위치(PT)에 전기적 근육 자극(20)을 가하기 위해 작동 전극 패드들(120A, 120B)에 인가할 제어 신호를 결정할 수 있다.

제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 작동 전극 패드들(120A, 120B) 간의 거리(DA, DB)에 따라 작동 전극 패드들(120A, 120B)에 인가될 제어 신호의 자극 세기와 주파수 등을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 작동 전극 패드들(120A, 120B) 간의 거리(DA, DB)에 비례하여 자극 세기 및/또는 주파수를 감쇠하여 작동 전극 패드들(120A, 120B)에 인가될 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 제1 작동 전극 패드(120A) 간의 제1 거리(DA)를 제1 작동 전극 패드(120A)와 제2 작동 전극 패드(120B) 간의 전극 거리와 비교하고, 전극 거리에 대한 제1 거리(DA)의 비율을 반영하여 제1 작동 전극 패드(120A)에서 발생되는 전기 펄스 크기를 목표 펄스 크기(목표 강도)에서 제1 펄스 크기로 감쇠할 수 있다.

또한, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 제2 작동 전극 패드(120B) 간의 제2 거리(DB)를 제1 작동 전극 패드(120A)와 제2 작동 전극 패드(120B) 간의 전극 거리와 비교하고, 전극 거리에 대한 제2 거리(DB)의 비율을 반영하여 제2 작동 전극 패드(120B)에서 발생되는 전기 펄스 크기를 목표 펄스 크기(목표 강도)에서 제2 펄스 크기로 감쇠할 수 있다.

제1 작동 전극 패드(120A)에서 제1 펄스 크기의 전기적 펄스가 출력되고, 제2 작동 전극 패드(120B)에서 제2 펄스 크기의 전기적 펄스가 출력되면, 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)에 목표 강도(목표 크기)에 해당하는 전기적 펄스가 유발되고, 사용자가 원하는 특정 신체 부위에 대해 운동이나 재활, 마사지 등의 효과를 집중시킬 수 있다.

다른 예로, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 제1 작동 전극 패드(120A) 간의 제1 거리(DA)를 제1 작동 전극 패드(120A)와 제2 작동 전극 패드(120B) 간의 전극 거리와 비교하고, 전극 거리에 대한 제1 거리(DA)의 비율을 반영하여 제1 작동 전극 패드(120A)에서 발생되는 전기 펄스의 주파수를 목표 펄스 주파수(목표 펄스 에너지)에서 제1 펄스 주파수(제1 펄스 에너지)로 감쇠할 수 있다.

또한, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 제2 작동 전극 패드(120B) 간의 제2 거리(DB)를 제1 작동 전극 패드(120A)와 제2 작동 전극 패드(120B) 간의 전극 거리와 비교하고, 전극 거리에 대한 제2 거리(DB)의 비율을 반영하여 제2 작동 전극 패드(120B)에서 발생되는 전기 펄스의 주파수를 목표 펄스 주파수(목표 펄스 에너지)에서 제2 펄스 주파수(제2 펄스 에너지)로 감쇠할 수 있다.

제1 작동 전극 패드(120A)에서 제1 펄스 주파수의 전기적 펄스가 출력되고, 제2 작동 전극 패드(120B)에서 제2 펄스 주파수의 전기적 펄스가 출력되면, 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)에 목표 강도(목표 에너지)에 해당하는 전기적 펄스가 유발되고, 사용자가 원하는 특정 신체 부위에 대해 운동이나 재활, 마사지 등의 효과를 집중시킬 수 있다.

또한, 제어부(134)는 작동 전극 패드들(120A, 120B)의 위치와, 전기적 근육 자극의 목표 위치(PT)에 따라 펄스 크기 및 펄스 주파수를 복합적으로 조절하여 작동 전극 패드들(120A, 120B)에 의해 발생되는 전기적 펄스에 의해 목표 위치(PT)에 목표 강도에 해당하는 전기적 근육 자극이 유발되도록 하는 제어 신호를 결정할 수도 있다.

이때, 제어부(134)는 작동 전극 패드들(120A, 120B)에서 각각 발생되는 전기적 펄스 에너지를 작동 전극 패드(120A, 120B)와 목표 위치(PT)에 비례하여 감쇠시키고, 작동 전극 패드들(120A, 120B)에서 발생되어 목표 위치(PT)로 전달되는 전기적 펄스 에너지들의 합이 목표 펄스 에너지와 같아지도록, 작동 전극 패드들(120A, 120B)에서 발생되는 전기적 펄스의 크기 및 주파수를 결정할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제어부(134)는 작동 전극 패드(120A, 120B)와 전기적 근육 자극을 위한 목표 위치(PT) 간의 거리 뿐 아니라, 작동 전극 패드(120A, 120B)와 전기적 근육 자극을 위한 목표 위치(PT) 간의 인체 조직(지방, 근육 비율, 뼈 등)의 특성을 고려하여 전기적 펄스의 전파 특성에 따라, 목표 위치(PT)로 전달되는 전기적 펄스의 에너지를 예측할 수 있다.

이때, 인체 조직이나 전기적 펄스의 전파 특성은 신체 영역별로 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 신체 영역별 인체 조직/전기적 펄스의 전파 특성은 지방, 근육, 뼈 등의 조직 유형별로 정의되는 전기 펄스 전파 특성들에 각 신체 영역의 지방, 근육, 뼈의 비율을 반영하여 합산함으로써 결정될 수 있다.

도 9의 실시예에서는 2개의 작동 전극 패드(120A, 120B)를 예로 들어 설명하였으나, 3개 이상의 작동 전극 패드에 각각 개별 채널을 통해 제어 신호를 인가하여 목표 위치(PT)에 목표로 하는 전기적 펄스가 유발되도록 할 수도 있다. 이 경우, 전기적 펄스의 전파를 3차원 방향으로 각각 분석하여 각각의 방향에 대해 목표로 하는 전기적 근육 자극 조건을 모두 만족하도록 3개 이상의 작동 전극 패드에 인가되는 제어 신호를 결정할 수도 있다.

도 9의 실시예는 예를 들어, VR/AR 게임이나 서바이벌 게임 등에서 충격 위치(타격을 입은 위치)에 따라 사용자의 인체에 실감형 자극을 가하는 어플리케이션으로 적용될 수 있다. 이 경우, 슈트, 밴드, 패치 등에 감지부(예를 들어, 압력센서 등의 감지센서)를 마련하거나 상대방의 공격 정보 등을 통해 사용자가 받은 충격 위치를 감지하고, 감지된 충격 위치를 전기적 근육 자극의 목표 위치로 설정할 수 있다.

전극 패드들(120) 중에서 선택되는 작동 전극 패드들은 충격 크기 및 그에 따라 변화되는 전기적 근육 자극 영역에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 충격 크기가 클 경우, 사용자가 받게 되는 자극의 면적이 커지도록 하여 작동 전극 패드들의 개수를 충격 크기에 비례하여 증가시킬 수 있다.

한편, 제어부(134)는 학습 데이터를 기반으로 학습된 인공지능 모델을 기반으로, 사용자의 특정 신체 위치에 전기적 근육 자극을 인가하기 위해 전극 패드들(120)에서 발생시킬 제어 신호(전기 신호의 펄스 크기, 펄스 주파수 등)를 결정할 수도 있다.

전기적 근육 자극의 목표 강도(목표 크기)는 VR/AR 게임, 서바이벌 게임 등에서 사용자가 받은 충격에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들어 서바이벌 게임의 경우 사용자가 착용한 슈트에 의해 감지되는 압력(충격)값과, 충격을 받은 위치에 따라 사용자가 체감하게 되는 통증의 정도에 따라 조절될 수 있다. 충격 위치에 따라 사용자가 받게 되는 통증의 정도는 신체 부위별로 미리 설정될 수 있다.

본 발명의 실시예는 VR/AR 게임, 서바이벌 게임 뿐 아니라, 전극 패드가 위치하지 않은 신체 부위에 대해 운동이나 재활, 피로회복, 마사지 등의 목적으로 전기적 근육 자극을 받는데 활용될 수도 있다. 즉, 사용자가 사용자 단말기를 통해 전기적 근육 자극을 받고자 하는 임의의 신체 부위를 입력하면, 그에 따라 제어부가 작동 전극 패드를 결정하고 제어 신호를 결정함으로써 임의의 입력된 신체 부위에 적절한 전기적 근육 자극이 가해지도록 할 수 있고, 해당 신체 부위에 대한 전기적 근육 자극 효과를 극대화할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법에 의하면, 전기적 자극의 발생 위치가 전극 패드들의 위치로 제한되지 않으며, 전극 패드들 사이의 다양한 신체 위치에 대해 적정한 크기 및/또는 주파수의 전기적 펄스가 인가되도록 하여 사용자에 전기적 근육 자극을 인가할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법의 순서도이다. 도 11은 도 10의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 5, 도 10 및 도 11을 참조하면, 제어부(134)는 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 3개 이상의 전극 패드들에 대해 복수개의 전극 패드 조합을 추출할 수 있다(S60).

이때 제어부(134)는 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 3개 이상의 전극 패드들 중 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)를 기준으로 양측에 서로 대칭되는 영역들에 각각 위치하는 전극 패드들을 동일한 전극 패드 조합으로 결정할 수 있다.

또는, 제어부(134)는 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 전체 전극 패드들 중 일부인 3개 혹은 그 이상의 전극 패드들을 전극 패드 조합으로 결정할 수도 있다. 이 경우, 동일한 전극 패드 조합에 포함된 전극 패드들 중 적어도 2개의 전극 패드들은 목표 위치(PT)를 기준으로 양측에 서로 대칭되는 영역들에 위치한다.

도 11의 예를 들면, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 목표 강도에 따라 설정되는 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 4개의 전극 패드들(120A, 120B, 120C, 120D)에 대해 2개의 전극 패드 조합(G1, G2)을 추출할 수 있다.

제어부(134)는 복수개의 전극 패드 조합 별로 전기적 근육 자극의 발생 위치 및 발생 강도를 분석할 수 있다(S70). 제어부(134)는 복수개의 전극 패드 조합(G1, G2) 중 목표 위치와 목표 강도에 가장 부합하는 발생 위치 및 발생 강도를 나타내는 전극 패드 조합을 결정하여 최종적으로 전기적 펄스를 인가할 작동 전극 패드로 선택할 수 있다(S80).

제어부(134)는 예를 들어, 앞서 도 9의 실시예에 따라 각 전극 패드 조합(G1, G2)에 대해 목표 위치(PT)에 유발되는 전기적 펄스를 분석한 후, 각 전극 패드 조합(G1, G2)에 대해 목표 위치(PT)에 유발될 것으로 분석된 전기적 펄스를 목표로 하는 전기적 펄스와 비교하여 전기 펄스 유사도를 판단할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치(PT)와 작동 전극 패드들(120A, 120B, 120C, 120D) 간의 거리(DA, DB, DC, DD)에 따라 작동 전극 패드들(120A, 120B, 120C, 120D)에 인가될 제어 신호의 자극 세기와 주파수 등을 결정하고, 그에 따라 목표 위치(PT)에 유발되는 전기적 자극의 발생 위치, 발생 강도를 목표 자극 위치 및 목표 자극 강도와 비교할 수 있다.

제어부(134)는 복수개의 전극 패드 조합(G1, G2) 별로 전기적 근육 자극의 발생 위치 및 발생 강도를 분석하여, 복수개의 전극 패드 조합 중 목표 위치와 목표 강도에 가장 부합하는 발생 위치 및 발생 강도를 나타내는 하나의 전극 패드 조합(목표 펄스와 가장 유사도가 높은 결과를 나타내는 전극 패드 조합)을 결정하여 해당 전극 패드 조합의 전극 패드들을 작동 전극 패드로 선택할 수 있다.

제어부(134)는 전기적 근육 자극(20)의 목표 위치와 목표 강도에 따라 설정되는 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 2개 혹은 그 이상의 전극 패드들을 작동 전극 패드들로 선택할 수 있다. 제어부(134)는 목표 위치(PT)에 전기적 근육 자극(20)을 가하기 위해 작동 전극 패드들에 인가할 제어 신호를 결정할 수 있다.

설명된 본 발명의 실시예에 따른 전기적 근육 자극 시스템 및 전기적 근육 자극 방법은 프로세서에 의해 구동될 수 있는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 여기서 프로그램은, 프로그램 명령, 데이터 파일 및 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 프로그램은 기계어 코드나 고급 언어 코드를 이용하여 설계 및 제작된 것일 수 있다.

프로그램은 상술한 방법을 구현하기 위하여 특별히 설계된 것일 수도 있고, 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 기술자에게 기 공지되어 사용 가능한 각종 함수나 정의를 이용하여 구현된 것일 수도 있다. 전술한 방법을 구현하기 위한 프로그램은, 프로세서에 의해 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 이때, 기록매체는 메모리일 수 있다.

메모리는 전술한 동작 및 후술하는 동작을 수행하는 프로그램을 저장할 수 있으며, 메모리는 저장된 프로그램을 실행시킬 수 있다. 프로세서와 메모리가 복수인 경우에, 이들이 하나의 칩에 집적되는 것도 가능하고, 물리적으로 분리된 위치에 마련되는 것도 가능하다. 메모리는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S램(Static Random Access Memory, S-RAM), D랩(Dynamic Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.

또한, 메모리는 제어 프로그램 및 제어 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM), 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 각종 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있으며, 메모리로부터 제공된 프로그램에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다.

이상에서 설명된 구성요소들의 성능에 대응하여 적어도 하나의 구성요소가 추가되거나 삭제될 수 있다. 또한, 구성요소들의 상호 위치는 시스템의 성능 또는 구조에 대응하여 변경될 수 있다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

100 : 전기적 근육 자극 시스템
110 : 본체
120 : 전극 패드
130 : 제어 장치
132 : 통신부
134 : 제어부
136 : 저장부
140 : 사용자 단말기

Claims (14)

1. 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련되는 본체;
   상기 본체에 마련되고, 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치되는 복수개의 전극 패드; 및
   상기 복수개의 전극 패드로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력하여 상기 복수개의 제어 신호에 따라 상기 복수개의 전극 패드를 개별적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하여 상기 제어 신호를 결정하고,
   상기 복수개의 전극 패드는 상기 개별 채널을 통해 전달되는 상기 제어 신호에 따라 선택적으로 상기 작동 전극 패드로 동작하고, 상기 작동 전극 패드는 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 상기 제어 신호에 따라 발생하고,
   상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 상기 작동 전극 패드 간의 거리에 따라 목표 펄스 크기 또는 목표 펄스 주파수로부터 자극 세기 또는 주파수를 감쇠하여 상기 작동 전극 패드에 인가될 제어 신호의 자극 세기 및 주파수 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는 전기적 근육 자극 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 사용자의 유형 및 상기 전기적 근육 자극을 유발시킬 인체 부위 중의 적어도 하나에 따라 상기 복수개의 제어 신호를 결정하되, 미리 설정되는 복수개의 설정 모드 별로 상기 복수개의 제어 신호를 상이하게 결정하는 전기적 근육 자극 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는 상기 복수개의 전극 패드로 복수개의 채널을 통해 상기 제어 신호를 전달하고, 상기 복수개의 설정 모드와 대응되는 채널 별로 독립적으로 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 조절하는 전기적 근육 자극 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기 신호를 발생시킬 복수개의 작동 전극 패드를 선택하고, 상기 복수개의 작동 전극 패드의 위치, 상기 목표 위치 및 상기 목표 강도에 따라 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 결정하는 전기적 근육 자극 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 전기적 근육 자극 영역을 설정하고, 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 전극 패드들을 상기 작동 전극 패드로 선택하는 전기적 근육 자극 시스템.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 3개 이상의 전극패드들에 대해 복수개의 전극 패드 조합을 추출하고, 상기 복수개의 전극 패드 조합 별로 전기적 근육 자극의 발생 위치 및 발생 강도를 분석하고, 상기 복수개의 전극 패드 조합 중 상기 목표 위치와 상기 목표 강도에 가장 부합하는 발생 위치 및 발생 강도를 나타내는 전극 패드 조합을 결정하여 상기 작동 전극 패드로 선택하는 전기적 근육 자극 시스템.
7. 제어부에 의해, 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련되는 본체에 마련되며 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치되는 복수개의 전극 패드로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력하여 상기 복수개의 제어 신호에 따라 상기 복수개의 전극 패드를 개별적으로 제어하는 단계를 포함하되,
   상기 제어하는 단계는:
   상기 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하여 상기 제어 신호를 결정하는 단계; 및
   상기 복수개의 전극 패드 중 상기 개별 채널을 통해 전달되는 상기 제어 신호에 따라 선택적으로 동작하는 작동 전극 패드가 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 상기 제어 신호에 따라 발생하는 단계를 포함하고,
   상기 제어 신호를 결정하는 단계는 상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 상기 작동 전극 패드 간의 거리에 따라 목표 펄스 크기 또는 목표 펄스 주파수로부터 자극 세기 또는 주파수를 감쇠하여 상기 작동 전극 패드에 인가될 제어 신호의 자극 세기 및 주파수 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어하는 단계는:
   상기 사용자의 유형 및 상기 전기적 근육 자극을 유발시킬 인체 부위 중의 적어도 하나에 따라 상기 복수개의 제어 신호를 결정하되, 미리 설정되는 복수개의 설정 모드 별로 상기 복수개의 제어 신호를 상이하게 결정하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제어하는 단계는:
   상기 복수개의 전극 패드로 복수개의 채널을 통해 상기 제어 신호를 전달하고, 상기 복수개의 설정 모드와 대응되는 채널 별로 독립적으로 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 조절하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어하는 단계는:
    상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기 신호를 발생시킬 복수개의 작동 전극 패드를 선택하는 단계; 및
    상기 복수개의 작동 전극 패드의 위치, 상기 목표 위치 및 상기 목표 강도에 따라 상기 전기 신호의 주파수 및 강도를 결정하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어하는 단계는:
    상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 전기적 근육 자극 영역을 설정하는 단계; 및
    상기 복수개의 전극 패드 중 상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 전극 패드들을 상기 작동 전극 패드로 선택하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제어하는 단계는:
    상기 전기적 근육 자극 영역 내에 위치하는 3개 이상의 전극패드들에 대해 복수개의 전극 패드 조합을 추출하는 단계;
    상기 복수개의 전극 패드 조합 별로 전기적 근육 자극의 발생 위치 및 발생 강도를 분석하는 단계; 및
    상기 복수개의 전극 패드 조합 중 상기 목표 위치와 상기 목표 강도에 가장 부합하는 발생 위치 및 발생 강도를 나타내는 전극 패드 조합을 결정하여 상기 작동 전극 패드로 선택하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
13. 제어부에 의해, 사용자가 착용 가능하게 마련되거나 사용자의 인체와 접촉 가능하게 마련되는 본체에 마련되며 다양한 인체 부위에 대응되는 위치들에 이격되게 배치되는 복수개의 전극 패드로 복수개의 개별 채널을 통해 복수개의 제어 신호를 출력하여 상기 복수개의 제어 신호에 따라 상기 복수개의 전극 패드를 개별적으로 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 제어하는 단계는:
    상기 사용자의 인체에 유발할 전기적 근육 자극의 목표 위치와 목표 강도에 따라 상기 복수개의 전극 패드 중 하나 이상의 작동 전극 패드를 선택하여 상기 제어 신호를 결정하는 단계; 및
    상기 복수개의 전극 패드 중 상기 개별 채널을 통해 전달되는 상기 제어 신호에 따라 선택적으로 동작하는 작동 전극 패드가 전기적 근육 자극을 위한 전기 신호를 상기 제어 신호에 따라 발생하는 단계를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는:
    상기 전기적 근육 자극의 목표 위치와 복수개의 작동 전극 패드 간의 거리들을 각각 상기 복수개의 작동 전극 패드 간의 전극 거리와 비교하는 단계;
    각 작동 전극 패드와 상기 목표 위치 간의 인체 조직 특성을 고려하여 전기적 펄스의 전파 특성에 따라 상기 각 작동 전극 패드로부터 상기 목표 위치로 전달되는 전기적 펄스의 에너지를 예측하는 단계; 및
    상기 전극 거리에 대한 상기 거리들의 비율과, 상기 전기적 펄스의 전파 특성을 반영하여 상기 각 작동 전극 패드에서 발생되는 전기 펄스 크기 및 전기 펄스 주파수 중의 적어도 하나를 목표 펄스 크기 또는 목표 펄스 주파수로부터 감쇠하여 상기 복수개의 작동 전극 패드에 인가될 제어 신호를 결정하는 단계를 포함하는 전기적 근육 자극 방법.
14. 청구항 7 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 전기적 근육 자극 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.

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