KR20190028584A

KR20190028584A - 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템

Info

Publication number: KR20190028584A
Application number: KR1020170114990A
Authority: KR
Inventors: 최승철
Original assignee: 주식회사 더핏
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-03-19
Also published as: KR101996062B1

Abstract

전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템이 개시된다. 본 발명의 트레이닝 시스템은 트레이닝 슈트에 결합되어 있으며, 근육을 자극하는 복수개의 전극, 트레이닝 슈트에 결합되어 있으며, 원격 제어기로부터 무선 수신되는 전극 제어값에 따라서 상기 전극들을 제어하는 EMS 수신기, 및 각 그룹별로 EMS 수신기들이 그룹핑되어 있는 경우, 각 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 무선 송신하는 원격 제어기를 포함하여 구성함으로써, 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 전송하여, 그룹별 맞춤형 ESM 효과를 가져올 수 있다.

Description

전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템{Training system using Electric Muscle Stimulation}

본 발명은 트레이닝 시스템으로서, 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템에 관한 것이다.

EMS란 Electric Muscle Stimulation의 줄임말로 전기근육자극요법이라 하다. 지구인이 우주에 있는 동안 근 손실을 방지하기 위한 장비로 개발되었다.

전기근육자극요법(EMS)은, 전기적 신호를 통해 인위적으로 근육의 수축을 유도하는 것을 말한다. EMS는 최근 몇년 사이에 크게 각광받고 있는 기술로서 큰 잠재성을 지니고 있는데 이를 접목시킬 수 있는 분야들의 무궁무진하다. 운동선수나 일반 사람들의 트레이닝 도구, 신체의 일부나 전신을 움직일 수 없는 환자들의 회복이나 2차적으로 따라오는 증상에 대한 예방, 생명체의 근육이나 신경 테스트를 위한 도구, 선수들의 운동 후 회복 등 EMS 전기 신호는 피부의 전극을 통해 근육에 직접 전달되어 자극이 가해진다. 이 신호는 근육의 수축을 유도하면서 중추신경계로부터의 활동 전위가 생긴 것처럼 보이게 만든다.

그런데 기존의 EMS 트레이닝에서 EMS 센서가 사용되는 경우, 유선으로 연결되어 있어 트레이닝 운동 동작에 제한을 받는 문제가 있다. 또한 기존의 EMS 트레이닝은 1:1의 PT(Person Traning)에서만 적용하기 때문에, 트레이닝 그룹원 전체를 대상으로 EMS 강도 제어를 할 수 없는 문제가 있다. 또한 그룹별로 각각 다른 EMS 강도 제어를 할 수 없는 문제가 있다.

한국등록특허 10-1724078

본 발명의 기술적 과제는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 수단을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 그룹별 EMS 트레이닝 효율을 극대화시킬 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 형태는 트레이닝 슈트에 결합되어 있으며, 근육을 자극하는 복수개의 전극; 트레이닝 슈트에 결합되어 있으며, 원격 제어기로부터 무선 수신되는 전극 제어값에 따라서 상기 전극들을 제어하는 EMS 수신기; 및 각 그룹별로 EMS 수신기들이 그룹핑되어 있는 경우, 각 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 무선 송신하는 원격 제어기;를 포함할 수 있다.

상기 원격 제어기는, 제1그룹에 속하는 EMS 수신기들에 송신되는 전극 제어값과 제2그룹에 속하는 EMS 수신기 그룹들에 송신되는 전극 제어값을 서로 다르게 하여 무선 송신할 수 있다.

상기 원격 제어기는, 운동자들이 속한 그룹의 특성인 그룹 특성에 따라서 각 그룹별로 서로 다른 1차 전극 제어 옵션값을 생성하며, 그룹의 1차 전극 제어 옵션값을 미리 설정된 전극 제어 기본값에 합성한 1차 전극 제어값을 생성하여 그룹에 속하는 EMS 수신기에 전송할 수 있다.

상기 그룹 특성은, 그룹의 수업 기간, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 연령, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 성별, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 근육량을 포함할 수 있다.

상기 EMS 수신기는, 그룹내에 운동자들의 트레이닝 특성인 운동자 특성에 따라서 각 운동자별로 서로 다른 2차 전극 제어 옵션값을 생성하며, 운동자의 2차 전극 제어 옵션값을 상기 원격 제어기로부터 수신한 1차 전극 제어값에 합성한 2차 전극 제어값을 생성하여, 생성한 2차 전극 제어값으로서 상기 전극을 제어할 수 있다.

상기 운동자 특성은, 그룹에 속한 각 운동자의 연령, 성별, 근육량, 트레이닝 기간을 포함할 수 있다.

상기 EMS 수신기는, 습도를 측정하는 습도 측정 센서를 구비하며, 측정되는 습도에 따라서 3차 전극 제어 옵션값을 다르게 결정하여, 결정된 3차 전극 제어 옵션값을 2차 전극 제어값에 합성하여 3차 전극 제어값을 생성하며, 생성한 3차 전극 제어값으로서 상기 전극을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 전송하여, 그룹별 맞춤형 ESM 효과를 가져올 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전극이 트레이닝 슈트에 결합된 모습을 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 트레이닝 슈트에 전극이 형성된 모습의 실제 제품 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 EMS 수신기의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 커넥터에 복수의 전극이 연결된 실제 제품 사진.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 그룹핑 제어가 이루어지는 모습을 도시한 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 그룹별, 운동자 개인별로 전극 제어 옵션값이 서로 다르게 할당되는 모습을 도시한 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전극이 트레이닝 슈트에 결합된 모습을 도시한 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 트레이닝 슈트에 전극이 형성된 모습의 실제 제품 사진이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 EMS 수신기의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 커넥터에 복수의 전극이 연결된 실제 제품 사진이다.

EMS(Electric Muscle Stimulation)란, 마이크로 트레이닝으로 불리기도 한다.체내에서 발생하는 전기자극으로 근육이 수축하는 현상을 응용해 운동시에도 신체 곳곳에 약한 전기자극을 줘 평소보다 운동효과를 높이는 방식이다. EMS는 1960년대 초 뇌졸중 환자의 치료목적으로 사용, 이후 운동선수들의 효과적인 부상 치료법으로 사용되다가, 점점 기술이 정교해져 EMS 트레이닝이 등장했다.

기존의 EMS 트레이닝의 경우, 1:1의 PT(Person Traning)에서만 적용하기 때문에, 그룹별로 각각 다른 EMS 강도 제어를 각할 수 없는 문제가 있다.

이를 극복하기 위하여 본 발명의 트레이닝 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 전극(100), EMS 수신기(200), 및 원격 제어기(300)를 포함할 수 있다.

전극(100)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 트레이닝 슈트에 결합되어 복수개의 마련된다. 여기서 트레이닝 슈트는 트레이닝 운동시에 운동자가 착용하는 운동복을 말한다. 각 전극(100)은, 전원을 ON 시키면 작동하여 임계값 이하의 전류를 흘러보내 근육에 자극을 전달한다. 사용자의 근육에 전기를 가할 시에는 근육층이 수축되었다가, 전기 자극을 중단하면 이완시킴으로써 근육층의 수축 및 이완을 유도 가능하다. 일례로, 사용자가 트레이닝 슈트(suit)를 착용하고 전원을 ON 시키면 트레이닝 슈트에 장착된 전극(100)들에 의해 자극이 전달될 수 있다.

전류의 세기는 100hz 이하의 미세전류를 가하는 것이 바람직하다. 50hz 이하의 미세전류를 가할 시에는 피부에 느껴지는 체감정도가 미세하여 운동 효과가 떨어진다. 단, 여기서 전류의 세기를 특정 수치로 한정하는 것은 아니다.

EMS 수신기(200)는, 트레이닝 슈트에 결합되어 있는 무선 수신기이다. 디지털 방식으로서 주파수 압축 비율이 높으며 무선 충전 방식으로 동작한다. 무선 수신 방식은 블루투스, 와이파이 등의 다양한 근거리 무선 통신이 사용될 수 있다.

또한 EMS 수신기(200)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 액정창(210)을 구비하여, 주파수 및 배터리 수명, 운동시간을 표시할 수 있다. 여기서 액정창(210)은 입력과 표시를 동시에 수행할 수 있는 터치스크린패널로 구현될 수 있는데, 사용자와의 소통을 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI;Graphic User Interface)를 표시한다.

또한 EMS 수신기(200)는, 트레이닝 슈트에 결합되어 마련되어 도 5에 도시한 바와 같이 커넥터의 일단에 연결되어, 커넥터의 타단에 복수개로 병렬로 연결된 전극(100)들에게 전극 제어값을 제공한다. EMS 수신기(200)는, 원격 제어기(300)로부터 무선 수신되는 전극 제어값에 따라서 전극(100)들을 제어한다.

원격 제어기(300)는, EMS 수신기(200)와 무선 통신하는 기기로서, 도면에서는 태블릿 PC(tablet PC)를 예로 들어 설명하나, 태블릿 PC뿐만 아니라 데스크탑 PC(desktop PC), 스마트폰(smart phone), 슬레이트 PC(slate PC), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player) 등이 해당될 수 있다. 물론, 본 발명이 적용 가능한 단말기는 상술한 종류에 한정되지 않고, 외부 장치와 통신이 가능한 단말기를 모두 포함할 수 있음은 당연하다.

원격 제어기(300)는, 각 그룹별로 EMS 수신기(200)들이 그룹핑되어 있는 경우, 각 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 무선 송신한다. 예를 들어, 제1그룹에 속하는 EMS 수신기(200)들에게는 전극 제1제어값을 전송하며, 제2그룹에 속하는 EMS 수신기(200)들에게는 전극 제1제어값과 다른 전극 제2제어값을 전송할 수 있다. 이하 도 6 및 도 7과 함께 상술한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 그룹핑 제어가 이루어지는 모습을 도시한 그림이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 그룹별, 운동자 개인별로 전극 제어 옵션값이 서로 다르게 할당되는 모습을 도시한 그림이다.

원격 제어기(300)는, 각 그룹별로 EMS 수신기(200)들이 그룹핑되어 있는 경우, 각 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 무선 송신하게 된다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이 제1그룹에 속하는 EMS 수신기(200)들에 송신되는 전극 제어값과 제2그룹에 속하는 EMS 수신기(200) 그룹들에 송신되는 전극 제어값을 서로 다르게 하여 무선 송신할 수 있다. 따라서 원격 제어기(300)는 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 전송하여, 효율적인 그룹 운동이 이루어지도록 할 수 있다.

예컨대, 제1그룹의 경우 피부가 약한 60대 이상의 할머니들이 속한 그룹이고, 제2그룹의 경우 20대의 젊은이들이 속한 그룹인 경우, 원격 제어기(300)는, 제1그룹에는 피부 손상을 방지하기 위해 전류 세기를 약하게 하는 전극 제1제어값을 전송하며, 제2그룹에는 근육 강화를 위하여 전류 세기를 세게 하는 전극 제2제어값을 전송한다. 따라서 그룹별 맞춤형 ESM 효과를 가져올 수 있다.

나아가, 본 발명은, 전극 제어값을 제공함에 있어서 3차에 걸쳐서 전극 제어 옵션값을 반영하여 전극(100)에 전달되는 최종적인 전극 제어값을 각각 다르게 제공할 수 있다.

즉, 그룹 특성을 고려한 1차 전극 제어 옵션값, 그룹내 운동자들의 개별 특성을 고려하여 2차 전극 제어 옵션값, 날씨 습도를 고려한 3차 전극 제어 옵션값을 반영하여, 전극(100)에 전달되는 최종적인 전극 제어값을 각각 다르게 제공할 수 있다. 이를 도 7과 함께 상술한다.

1) 그룹 특성을 고려한 1차 전극 제어 옵션값을 반영

원격 제어기(300)는, 운동자들이 속한 그룹의 특성인 그룹 특성에 따라서 각 그룹별로 서로 다른 1차 전극 제어 옵션값을 생성한다. 이러한 그룹 특성은, 그룹의 수업 기간, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 연령, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 성별, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 근육량일 수 있다.

예를 들어, 제1그룹의 경우 피부가 약한 60대 이상의 할머니들이 속한 그룹이고, 제2그룹의 경우 20대의 젊은이들이 속한 그룹이라고 가정한다.

원격 제어기(300)는, 제1그룹에는 피부 손상을 방지하기 위해 전류 세기를 약하게 하는 1차 전극 제어 옵션값(예컨대, '-2')을 생성한다. 반면에, 제2그룹에는 근육 강화를 위하여 전류 세기를 세게 하는 2차 전극 제어 옵션값(예컨대, '+3')을 생성한다.

이와 같이 1차 전극 제어 옵션값 생성이 있은 후, 원격 제어기(300)는, 그룹의 1차 전극 제어 옵션값을 미리 설정된 전극 제어 기본값에 합성한 1차 전극 제어값을 생성하여 그룹에 속하는 EMS 수신기(200)에 전송한다.

예를 들어, 전극 제어 기본값이 '10'이라고 가정할 경우, 제1그룹에는 전극 제어 기본값이 '10'에 1차 전극 제어 옵션값인 '-2'가 더해져서 1차 전극 제어값으로서 '8'이 생성되어 제1그룹에 속하는 EMS 수신기(200)들에 전송된다.

반면에, 제2그룹에는 전극 제어 기본값이 '10'에 1차 전극 제어 옵션값인 '+3'이 더해져서 1차 전극 제어값으로서 '13'이 생성되어 제2그룹에 속하는 EMS 수신기(200)들에 전송된다.

2) 그룹내 운동자들의 개별 특성을 고려하여 2차 전극 제어 옵션값을 반영

같은 그룹이라 하더라도 그룹내 운동자들의 개별 특성을 고려하여 전극 제어값이 각각 다르게 할 수 있다. 이를 위하여 EMS 수신기(200)는, 그룹내에 운동자들의 트레이닝 특성인 운동자 특성에 따라서 각 운동자별로 서로 다른 2차 전극 제어 옵션값을 생성하며, 운동자의 2차 전극 제어 옵션값을 원격 제어기(300)로부터 수신한 1차 전극 제어값에 합성한 2차 전극 제어값을 생성하여, 생성한 2차 전극 제어값으로서 전극(100)을 제어한다. 여기서, 운동자 특성은, 그룹에 속한 각 운동자의 연령, 성별, 근육량, 트레이닝 기간이 해당될 수 있다.

상기의 예를 들면, 제1그룹에 속하는 EMS 수신기(200)들은, 전극 제어 기본값이 '10'에 1차 전극 제어 옵션값인 '-2'가 더해진 1차 전극 제어값 '8'을 수신하게 되는데, 제1그룹에 속하는 운동자별로 각각 다른 2차 전극 제어 옵션값을 1차 전극 제어값 '8'에 반영하여 2차 전극 제어값을 생성하는 것이다.

예컨대, 제1그룹에 속하는 제1-1운동자의 경우, 61세 연령의 운동자인 경우, 2차 전극 제어 옵션값 '-1'이 1차 전극 제어값 '8'에 더해져서 '7'의 2차 전극 제어값이 생성된다. 반면에 제1그룹에 속하는 제1-2운동자의 경우, 68세 연령의 운동자인 경우, 2차 전극 제어 옵션값 '-3'이 1차 전극 제어값 '8'에 더해져서 '5'의 2차 전극 제어값이 생성된다.

3) 날씨 습도를 고려한 3차 전극 제어 옵션값을 반영

EMS 수신기(200)는, 습도를 측정하는 습도 측정 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 따라서 측정되는 습도에 따라서 3차 전극 제어 옵션값을 다르게 결정하여, 결정된 3차 전극 제어 옵션값을 2차 전극 제어값에 합성하여 3차 전극 제어값을 생성하며, 생성한 3차 전극 제어값으로서 전극(100)을 제어할 수 있다.

습도가 높을수록 3차 전극 제어 옵션값이 작게 되도록 한다. 이는 주변 습도가 높을수록 신체는 전기에 민감하게 반응하기 때문에 전극 제어 옵션값을 작게 하는 것이다.

예를 들어, 제1습도에 의한 3차 전극 제어 옵션값이 '4'라 하고, 제1습도보다 높은 제2습도에 의한 3차 전극 제어 옵션값이 '4'보다 작은 '3'이라고 가정한다. 이럴 경우, 제1습도를 가지는 때에는, 제1그룹에 속하는 제1-1운동자의 경우 '7'의 2차 전극 제어값에 제1습도에 의한 3차 전극 제어 옵션값이 '4'가 더해져서 '11'의 3차 전극 제어값으로 결정된다. 반면에 제1습도보다 높은 제2습도를 가지는 때에는 제1그룹에 속하는 제1-1운동자의 경우 '7'의 2차 전극 제어값에 제2습도에 의한 3차 전극 제어 옵션값이 '3'이 더해져서 '10'의 3차 전극 제어값으로 결정된다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:전극
200:EMS 수신기
300:원격 제어기

Claims

트레이닝 슈트에 결합되어 있으며, 근육을 자극하는 복수개의 전극;
트레이닝 슈트에 결합되어 있으며, 원격 제어기로부터 무선 수신되는 전극 제어값에 따라서 상기 전극들을 제어하는 EMS 수신기; 및
각 그룹별로 EMS 수신기들이 그룹핑되어 있는 경우, 각 그룹별로 서로 다른 전극 제어값을 무선 송신하는 원격 제어기;
를 포함하는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 원격 제어기는,
제1그룹에 속하는 EMS 수신기들에 송신되는 전극 제어값과 제2그룹에 속하는 EMS 수신기 그룹들에 송신되는 전극 제어값을 서로 다르게 하여 무선 송신함을 특징으로 하는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 원격 제어기는,
운동자들이 속한 그룹의 특성인 그룹 특성에 따라서 각 그룹별로 서로 다른 1차 전극 제어 옵션값을 생성하며, 그룹의 1차 전극 제어 옵션값을 미리 설정된 전극 제어 기본값에 합성한 1차 전극 제어값을 생성하여 그룹에 속하는 EMS 수신기에 전송함을 특징으로 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 그룹 특성은,
그룹의 수업 기간, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 연령, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 성별, 그룹에 속하는 운동자들의 평균 근육량을 포함하는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.
청구항 3에 있어서, 상기 EMS 수신기는,
그룹내에 운동자들의 트레이닝 특성인 운동자 특성에 따라서 각 운동자별로 서로 다른 2차 전극 제어 옵션값을 생성하며, 운동자의 2차 전극 제어 옵션값을 상기 원격 제어기로부터 수신한 1차 전극 제어값에 합성한 2차 전극 제어값을 생성하여, 생성한 2차 전극 제어값으로서 상기 전극을 제어함을 특징으로 하는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 운동자 특성은,
그룹에 속한 각 운동자의 연령, 성별, 근육량, 트레이닝 기간을 포함하는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.
청구항 5에 있어서, 상기 EMS 수신기는,
습도를 측정하는 습도 측정 센서를 구비하며, 측정되는 습도에 따라서 3차 전극 제어 옵션값을 다르게 결정하여, 결정된 3차 전극 제어 옵션값을 2차 전극 제어값에 합성하여 3차 전극 제어값을 생성하며, 생성한 3차 전극 제어값으로서 상기 전극을 제어함을 특징으로 하는 전기근육자극요법을 이용한 트레이닝 시스템.