KR102482763B1 - 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법 - Google Patents
전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102482763B1 KR102482763B1 KR1020220047542A KR20220047542A KR102482763B1 KR 102482763 B1 KR102482763 B1 KR 102482763B1 KR 1020220047542 A KR1020220047542 A KR 1020220047542A KR 20220047542 A KR20220047542 A KR 20220047542A KR 102482763 B1 KR102482763 B1 KR 102482763B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electroactive
- user
- suit
- pad
- electroactive reaction
- Prior art date
Links
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims abstract description 93
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 46
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 45
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 39
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 22
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 20
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 11
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims description 3
- 230000003387 muscular Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 244000309466 calf Species 0.000 description 7
- 238000002567 electromyography Methods 0.000 description 7
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 6
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 6
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000013154 diagnostic monitoring Methods 0.000 description 2
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 2
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 2
- 206010049565 Muscle fatigue Diseases 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 208000005392 Spasm Diseases 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036640 muscle relaxation Effects 0.000 description 1
- 230000003183 myoelectrical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002232 neuromuscular Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 1
- 230000001144 postural effect Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0472—Structure-related aspects
- A61N1/0484—Garment electrodes worn by the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/296—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electromyography [EMG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4519—Muscles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0408—Use-related aspects
- A61N1/0452—Specially adapted for transcutaneous muscle stimulation [TMS]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/02—Details
- A61N1/04—Electrodes
- A61N1/0404—Electrodes for external use
- A61N1/0472—Structure-related aspects
- A61N1/0492—Patch electrodes
- A61N1/0496—Patch electrodes characterised by using specific chemical compositions, e.g. hydrogel compositions, adhesives
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/36003—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of motor muscles, e.g. for walking assistance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/36014—External stimulators, e.g. with patch electrodes
- A61N1/3603—Control systems
- A61N1/36031—Control systems using physiological parameters for adjustment
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Physiology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법이 소개된다.
이 중에서 전기활성반응 슈트는 사용자가 착용 가능한 슈트 원단과, 슈트 원단의 부위별로 탈부착 가능한 복수 개로 제공되어 사용자에게 전기적인 자극을 제공하는 전기활성반응 패드와, 사용자의 근육이 부위별로 활성화되도록 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하는 자극 제어기를 포함할 수 있다.
이 중에서 전기활성반응 슈트는 사용자가 착용 가능한 슈트 원단과, 슈트 원단의 부위별로 탈부착 가능한 복수 개로 제공되어 사용자에게 전기적인 자극을 제공하는 전기활성반응 패드와, 사용자의 근육이 부위별로 활성화되도록 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하는 자극 제어기를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전기 자극 치료기는 마비된 신체에 전기 자극을 가하여 기능적인 움직임을 얻어낸다. 전기 자극 치료기는 근력강화, 근지구력 증가, 관절가동범위의 향상 또는 경련의 감소와 같은 신경근 전기 자극 적용으로 환자의 자세유지에 중요한 수의적 근육수축을 일으킬 수 있고, 기능적인 근육활동을 회복하거나 기능부전이 회복될 때까지 자세유지를 촉진시킬 수 있다. 그리고 전기 자극 치료기는 적절한 강도, 맥동기간 및 맥동빈도로 전기 자극을 사용자의 근육에 가해야, 사용자의 근육조직을 활성화시킬 수 있다.
그런데 종래 전기 자극 치료기의 경우, 고관절부, 대퇴부, 발목부에 독립적으로 각각 부착되어 전기 자극을 가함에 따라, 전기 자극 치료기를 고관절부, 대퇴부, 발목부에 적용함에 있어서, 종합적으로 사용자의 근피로를 해소하는데 제한이 있었다.
또한 같은 자극을 신체에 주더라도 신체의 굴곡부위에 대해서는 굴곡반사가 항상 같은 반응을 보이지 않는 문제가 있다. 또한, 환자의 특성에 따라 여러 가지의 매개 변수를 변화시킬 수 없고, 고가의 의료장비가 되어 가정에서의 사용이 어려울 수 있다. 또한 종래 전기 자극 치료기는 외부적으로 드러남에 따라, 외관이 두드러지게 보여지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제공된 것으로서, 사용자의 자세유지에 중요한 수의적 근육수축을 일으킬 수 있고, 기능적인 근육활동을 회복하거나, 기능부전이 회복될 때까지 자세유지를 촉진할 수 있는 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자가 착용 가능한 슈트 원단; 상기 슈트 원단의 부위별로 탈부착 가능한 복수 개로 제공되어, 상기 사용자에게 전기적인 자극을 제공하는 전기활성반응 패드; 및 상기 사용자의 근육이 부위별로 활성화되도록 상기 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하는 자극 제어기를 포함하는 전기활성반응 슈트가 제공될 수 있다.
이때, 상기 전기활성반응 패드는 상기 사용자의 근육활성도를 감지하는 감지부를 포함하고, 상기 자극 제어기는 상기 감지부에서 감지된 근육활성도에 기초하여 상기 사용자의 동작에 따른 전기활성 패턴을 분석하고, 분석한 상기 전기활성 패턴에 따라 상기 전기활성반응 패드에 전기 신호를 선택적으로 인가할 수 있다.
또한, 상기 전기활성반응 패드는 상기 근육을 사이에 두고 대향되게 배치되는 쌍으로 제공되어, 상기 전기 신호의 인가시, 상기 근육에 자극이 가하는 자극 전류 루프를 형성할 수 있다.
또한, 상기 전기활성반응 패드는 상기 전기 신호에 따라 변형이 가능한 몸체부; 및 상기 몸체부를 상기 슈트 원단에 부착시키기 위한 부착부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 몸체부는 탄성 변형이 가능한 메타 물질을 포함하는 메타 구조체; 및 상기 전기 신호에 의해 전위차가 형성되도록 상기 메타 구조체의 외면에 제공되는 표면층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지부는 상기 몸체부와 상기 부착부 사이에 마련되되, 한 쌍의 지지층 사이에 공극을 형성하는 멀티스케일의 스폰지층으로 이루어지고, 상기 스폰지층의 공극에 가해지는 압력에 의해 변형되는 정도에 기초하여 상기 사용자의 부위별 근육활성도를 감지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수 개의 전기활성반응 패드가 구비된 슈트 원단을 준비하는 단계; 상기 슈트 원단을 착용한 사용자의 근육활성도를 감지하는 단계; 상기 근육활성도를 기초로 하여 사용자의 동작에 따른 전기활성 패턴을 분석하는 단계; 및 분석한 상기 전기활성 패턴에 따라 복수 개의 상기 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하여 상기 사용자의 근육을 부위별로 활성화하는 단계를 포함하는 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법이 제공될 수 있다.
이때, 상기 슈트 원단을 준비하는 단계에서는, 쌍을 이루는 전기활성반응 패드가 사용자의 근육을 사이에 두고 슈트 원단에 대향되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 사용자의 근육활성도를 감지하는 단계에서는, 상기 전기활성반응 패드의 감지부 내 스폰지층의 공극에 가해지는 압력에 의해 변형되는 정도에 기초하여 상기 사용자의 부위별 근육활성도가 감지될 수 있다.
상기 전기활성 패턴을 분석하는 단계에서는, 상기 사용자의 보행 동작시 사용자별 보행 동작 패턴에 맞추어, 상기 전기활성반응 패드의 활성화 타이밍과, 상기 전기활성반응 패드가 활성화되는 활성화 영역이 결정될 수 있다.
또한, 상기 근육을 부위별로 활성화하는 단계는, 상기 전기활성 패턴에 따른 상기 전기활성반응 패드의 전극 수를 탐색하는 탐색 과정; 기 설정된 우선 순위에 따라 복수 개의 전기활성반응 패드 중에서 적어도 어느 하나의 전기활성반응 패드를 선정하는 선정 과정; 복수 개의 전기활성반응 패드 중에서 활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있는지를 판단하는 판단 과정; 및 활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있으면, 남아 있는 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하여 상기 전기활성반응 패드를 활성화하는 활성화 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 면방향으로 확장된 경량, 유연성 및 대변형이 가능한 전기활성반응 패드가 슈트 원단에 부착됨으로써, 전기활성반응 패드를 통한 사용자의 근력 지원이 가능하고, 전기 자극 장치의 소형화 및 실용화에 유리하다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 유연한 재질 특성을 가지는 몸체부와 감지부가 하나의 전기활성반응 패드로 마련되어 슈트 원단에 부착 가능함으로써, 전기 자극 기술 분야에서, 웨어러블 소프트 외골격을 제공할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 전기활성반응 패드가 부착된 원단 슈트의 부착위치에서 전기적인 자극에 의한 기계적인 변형을 발생시킴으로써, 슈트를 착용한 사용자의 근육 수축과 이완을 통해 굴곡반사(flexion reflex) 등과 같은 근육 지원이 가능하다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 사용자의 각 부위별의 근육활성도를 파악할 수 있고, 파악한 근육활성도를 기초로 하여 전기활성반응 패드의 인장, 압축 및 굽힘 변형을 유도함으로써, 근력 지원 및 보행 지원을 저전압에서도 수행할 수 있고, 장기간 사용에도 균일한 출력을 발생시킬 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 공기압 또는 유압의 공급 없이도, 근육활성도에 따른 뇌파의 전기활성으로 몸체부의 강성을 가변시킬 수 있는 간단한 구조를 제공할 수 있으므로, 경제적으로 유리하면서도 다양한 사용자에 대한 접근성이 우수하다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트에서, 전기활성반응 패드가 원단 슈트에 부착되기 전 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트의 전기활성반응 패드를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 패드가 근육을 사이에 두고 대향되게 배치되는 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트에서, 양(+) 전압차에 대한 전기활성반응 패드의 굽힘강성을 도시한 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트에서, 음(-) 전압차에 대한 전기활성반응 패드의 굽힘강성을 도시한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 패드에서, 감지부의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트를 착용한 사용자가 보행할 때, 전기활성반응 패드의 전기 활성 패턴을 나타낸 상태도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트를 착용한 사용자가 기립할 때, 전기활성반응 패드의 전기 활성 패턴을 나타낸 상태도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 제어 및 진단 모니터링 과정을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트의 전기활성반응 패드를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 패드가 근육을 사이에 두고 대향되게 배치되는 상태를 도시한 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트에서, 양(+) 전압차에 대한 전기활성반응 패드의 굽힘강성을 도시한 상태도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트에서, 음(-) 전압차에 대한 전기활성반응 패드의 굽힘강성을 도시한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 패드에서, 감지부의 작동 상태를 나타낸 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트를 착용한 사용자가 보행할 때, 전기활성반응 패드의 전기 활성 패턴을 나타낸 상태도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트를 착용한 사용자가 기립할 때, 전기활성반응 패드의 전기 활성 패턴을 나타낸 상태도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 방법을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인 맞춤형 제어 및 진단 모니터링 과정을 도시한 블록도이다.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3에서 보듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기활성반응 슈트(10)는, 슈트 원단(100), 전기활성반응 패드(200) 및 자극 제어기(300)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 슈트 원단(100)은 사용자(20)가 착용한 상태에서 원활한 활동이 가능한 신축성 소재의 의류일 수 있다. 일 예로, 슈트 원단(100)은 레깅스(leggings), 요가복, 필라테스복, 조깅복, 운동복, 활동복, 전신 수영복 형태의 의류일 수 있다. 본 실시예에서, 슈트 원단(100)은 사용자(20)가 상체 및 하체에 착용가능한 상의 및 하의를 포함하지만, 이에 한정되지는 아니하며, 슈트 원단(100)은 상의 또는 하의만으로 구성되거나, 상의 및 하의가 하나로 구성된 전신 슈트 형태일 수도 있다.
슈트 원단(100)의 상체부 또는 하체부에는, 복수 개의 전기활성반응 패드(200)가 부착될 수 있다. 전기활성반응 패드(200)가 부착된 슈트 원단(100)의 부착위치에서 전기적인 자극에 의한 기계적인 변형을 발생시킴으로써, 전기활성반응 패드(200)를 통한 사용자(20)의 근력 지원이 가능하다. 그리고 슈트 원단(100)의 허리부에는 전기활성반응 패드(200)와 전기적으로 연결되는 자극 제어기(300)가 수납되거나 부착될 수 있다.
전기활성반응 패드(200)는 슈트 원단(100)에 탈부착 가능한 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 전기활성반응 패드(200)는 슈트 원단(100)에 위치되는 부위에 따라 서로 다른 형태의 모양으로 구성될 수 있다. 일 예로, 전기활성반응 패드(200)는 다각형 형태일 수 있다.
복수 개의 전기활성반응 패드(200)는 전기 자극이 필요한 사용자(20)의 주요 근육에 대응되는 위치에 부착될 수 있다. 일 예로, 한 쌍의 전기활성반응 패드(200)는 근육을 사이에 두고 근육의 앞면측과 뒷면측 슈트 원단(100)에 부착될 수 있다. 물론, 하나의 전기활성반응 패드(200)가 슈트 원단(100)의 일부위 일면측에만 부착될 수도 있다.
이러한 전기활성반응 패드(200)는 전기 신호에 따라 변형이 가능한 몸체부(210)와, 몸체부(210)를 슈트 원단(100)에 부착시키기 위한 부착부(220)와, 사용자(20)의 근육활성도를 감지하기 위한 감지부(230)를 포함할 수 있다.
몸체부(210)는 자극 제어기(300)로부터 인가된 전압에 기초하여 변형될 수 있다. 몸체부(210)는 유연한 재질로 이루어져 면 방향으로 확장될 수 있다. 일 예로, 몸체부(210)가 자극 제어기(300)로부터 일정 전압 이상을 인가받으면, 몸체부(210)는 인장, 압축 및 굽힘 등의 형태로 변형될 수 있다.
몸체부(210)는 메타 구조체(211)를 포함할 수 있다. 메타 구조체(211)는 여러 방향, 예를 들어 상하방향 또는 좌우방향 등으로 탄성 변형이 가능한 물질, 일 예로 메타(meta) 물질로 형성될 수 있다. 메타 구조체(211)는 음(negative)의 포아송 비(Poisson's Ratio)를 가지는 메타 물질(meta material)로 형성되는 복수의 단위 구조셀로 이루어질 수 있다. 복수의 단위 구조셀은 서로 연결되는 격자 구조 또는 크로스 카이랄 벌집(cross chiral honeycomb) 구조로 형성될 수 있다. 메타 구조체(211)는 겔층의 변형에 기초하여 팽창 및 수축될 수 있다.
메타 구조체(211)의 내부에는 겔층이 삽입될 수 있다. 겔층은 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오르프로필렌(PVDF-HFP, PolyVinyliDene Fluoride-HexaFluoroPropylene)을 포함하는 고분자 공중합체가 겔(Gel) 형태로 형성된 일종의 폴리머 겔층(polymer electrode layer)일 수 있다. 겔층은 메타 구조체(211)의 형태 변화를 유도할 수 있다. 예를 들어, 겔층은 표면층(212) 양단에 형성되는 전압의 차이, 즉, 전위차에 기초하여 강성 변화함으로써, 겔층을 둘러싼 유연한 재질로 형성되는 메타 구조체(211)의 형태를 변형시킬 수 있다. 이 겔층은 자극 제어기(300)로부터 인가된 전기 신호(전압)에 기초하여 변형될 수 있다. 이때, 몸체부(210)는 겔층의 변형에 기초하여 함께 변형함으로써 사용자(20)의 근육의 수축과 이완을 지원할 수 있다.
이에 따라, 자극 제어기(300)가 몸체부(210)의 표면층(212)에 소정의 전압을 인가하면, 메타 구조체(211)의 내부에 위치한 겔층은 전자기적 특성에 기초하여 압축 또는 인장될 수 있고, 이때, 겔층을 둘러싼 메타 구조체(211)가 변형함으로써, 몸체부(210)가 사용자(20)에게 소정의 힘을 공급하며 사용자(20)의 근력을 지원할 수 있다.
표면층(212)은 메타 구조체(211)의 표면에 가스(일 예로, 아르곤 또는 질소)에 의하여 플라즈마 에칭이 진행되어 형성될 수 있다. 표면층(212)은 메타 구조체(211)의 양 측면에 형성될 수 있다. 표면층(212)의 내부에 위치하는 기체분자들은 서로 격렬하게 충돌하며 다수의 양이온(+)과 전자(-)를 발생시키며 이온화될 수 있다. 여기서, 표면층(212)의 내부에서 발생한 다수의 양이온(+)과 전자(-)는 표면층(212)을 따라 유동할 수 있다. 이에 메타 구조체(211)의 양측면에 전극이 활성될 수 있다.
전기활성반응 패드(200)가 근육을 사이에 두고 대향되게 배치되면, 자극 제어기(300)의 전기 신호가 전기활성반응 패드(200)에 인가될 때, 자극 제어기(300)로부터 인가받는 전류의 종류에 따라, 몸체부(210)의 표면층(212)은 기준전극 및 활성전극이 될 수 있다. 전기 신호가 기준전극 및 활성전극 사이에 인가되면, 이들 기준전극 및 활성전극 사이에는 근육에 자극이 가하는 자극 전류 루프가 형성될 수 있다.
도 4에서 보듯이, 몸체부(210)에 제1 특정값 이상의 전압이 인가되어 표면층(212)에 (+) 전위차가 형성되면, 몸체부(210) 내부의 전자(-)는 몸체부(210)의 상단으로 이동하게 된다. 여기서, 표면층(212)에 형성되는 (+)전위차는 자극 제어기(300)가 표면층(212)에 제1 특정값 이상의 전압을 인가함으로써 형성되는 전위차일 수 있다. 이에 따라 몸체부(210)의 하단은 상대적으로 전자(-)의 수가 줄어들게 되므로 양이온(+)의 밀도가 높아져서 양극(+)을 형성한다. 따라서, 몸체부(210)는 하부가 볼록한 형태로 휘어질 수 있다. 여기서 자극 제어기(300)는 겔층이 전자기적 특성에 의하여 변형될 수 있을 정도의 전압을 몸체부(210)의 표면층(212)에 인가하여야 한다.
또한, 도 5에서 보듯이, 몸체부(210)에 제2 특정값 이하의 전압이 인가되어 표면층(212)에 (-)전위차가 형성되면, 몸체부(210) 내부의 전자(-)는 몸체부(210)의 하단으로 이동하게 된다. 여기서, 표면층(212)에 형성되는 (-) 전위차는 자극 제어기(300)가 표면층(212)에 제2 특정값 이하의 전압을 인가함으로써 형성되는 전위차일 수 있다. 이에 따라 몸체부(210)의 상단은 상대적으로 전자(-)의 수가 줄어들게 되므로 양이온(+)의 밀도가 높아져서 양극(+)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 몸체부(210)의 상부가 볼록한 형태로 휘어질 수 있다.
부착부(220)는 몸체부(210)가 슈트 원단(100)에 부착될 수 있도록 하는 부착수단을 포함할 수 있다. 일 예로, 부착부(220)는 접착성분의 접착층 형태이거나, 벨크로타입 형태의 부착층일 수 있다. 부착부(220)는 일종의 패드와 같이 몸체부(210) 및 감지부(230)에 일체로 형성될 수 있다. 전기활성반응 패드(200)에서는, 슈트 원단(100)을 기준으로 부착부(220), 감지부(230) 및 몸체부(210) 순으로 배치될 수 있다.
감지부(230)는 종래 근전도(EMG: Electromyography) 센서의 기능을 제공할 수 있다. 감지부(230)는 유연한 재질로의 3차원 압력 텍스타일 센서일 수 있다. 일 예로, 감지부(230)는 접착층을 사이에 두고 몸체부(210)의 일면측에 일종의 패드와 같이 일체로 형성될 수 있다.
감지부(230)는 몸체부(210)의 전압 부하에 기초한 전극의 활성 여부를 감지할 수 있다. 감지부(230)는 접착층을 사이에 두고 몸체부(210)의 일측에 형성되며, 감지부(230)에는 한 쌍의 지지층(231) 사이에 공극(232)을 형성하는 멀티스케일(Multiscale)의 스폰지층(233: Sponge layer)을 포함할 수 있다. 스폰지층(233)은 한 쌍의 지지층(231) 중 어느 하나로부터 다른 하나로 갈수록 공극(232)의 크기가 점점 커지거나 작아지도록 형성될 수 있다. 스폰지층(233)의 형상은 공극(232)의 크기에 반비례하도록 변형될 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (a) 및 (b)에서 보듯이, 스폰지층(233)의 공극(232)이 점점 커질수록 낮은 압력에도 스폰지층(233)의 형상이 쉽게 변형될 수 있고, 도 6의 (a) 및 (c)에서 보듯이, 스폰지층(233)의 공극(232)이 점점 작아질수록 감지부(230)에 높은 압력이 가해져야 스폰지층(233)의 형상이 변형될 수 있다. 이러한 스폰지층(233)의 공극(232)이 감지부(230)에 가해지는 압력에 기초하여 변형되는 특징을 이용하여, 감지부(230)는 몸체부(210)가 부착된 사용자(20)의 각 부위별 근육 활성도를 감지할 수 있다.
예를 들어, 근육이 상대적으로 많이 움직이면 감지부(230)에 가해지는 압력이 클 것이며, 근육이 상대적으로 적게 움직이면 감지부(230)에 가해지는 압력이 작을 것이다. 물론, 공극(232)을 가지는 스폰지층(233)을 구비하는 것으로만 한정하지 않으며, 몸체부(210)의 일면에 소정 패턴으로 프린팅되는 스트레인 게이지(Strain gauges)를 포함하는 다른 실시예도 가능하다.
감지부(230)는 스폰지층(233)의 공극(232)에 가해지는 압력에 의해 변형되는 정도에 기초하여 사용자(20)의 부위별 근육활성도를 감지할 수 있다. 근육활성도는 근전도(EMG: Electromyography) 신호를 통해 근육이 얼마나 활성화되었는지에 대한 근육의 활성 정도로 확인될 수 있다.
근육활성도(근육활성정도)는 근전도(EMG) 신호로써 예측될 수 있는데, 일반적으로 EMG신호에 FES 신호(Stimulus artifacts), 유발된 근전(M-wave), 자발근 수축 신호(vEMG) 신호 혼재되어 있어서, EMG 검출 구간과 FES 자극 구간을 시간적으로 분리(일 예로, 10초 내외)하여 사용하며, 사용자 동작 의도가 실시간 반영된 근육의 제어는 불가능하다. 따라서, 일반적인 EMG신호에서 FES신호 및 근전(M-wave)을 제거하여 동작의도 근추축신호(vEMG)를 추출하여 실시간 동작의도에 따른 근수축강도가 제어될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 앞으로 전진하거나 뒤로 후퇴하는 경우, 감지부(230)는 전진하는 사용자의 근육활성도와, 후퇴하는 사용자의 근육활성도를 감지할 수 있다. 감지부(230)에 의해 감지되는 근육활성도가 다르므로, 사용자의 동작(활성) 의도가 감지될 수 있다.
도 7 내지 도 8에서 보듯이, 자극 제어기(300)는 감지부(230)에서 감지된 근육활성도에 기초하여 사용자(20)의 동작에 따른 전기활성 패턴을 분석할 수 있다. 자극 제어기(300)는 사용자(20)의 보행 동작시 사용자별 보행 동작 패턴에 맞추어, 활성화된 전기활성반응 패드(200')의 활성화 타이밍과, 활성화된 전기활성반응 패드(200')의 활성화 영역을 결정할 수 있다.
자극 제어기(300)는 분석한 전기활성 패턴에 따라 사용자(20)의 근육이 부위별로 활성화되도록 복수 개의 전기활성반응 패드(200)에 전기 신호(전압)를 인가할 수 있다. 예컨대, 자극 제어기(300)는 감지부(230)에 의하여 감지된 근육 활성도에 기초하여 몸체부(210)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 몸체부(210)의 변형을 유도할 수 있다.
감지부(230)가 사용자(20)의 각 부위별 근육 활성도를 감지한 정보를 자극 제어기(300)에 전송하면, 자극 제어기(300)는 수신한 정보에 기초하여 몸체부(210)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 몸체부(210)의 인장, 압축 및 굽힘 변형을 유도할 수 있다. 자극 제어기(300)는 표면층(212)에 소정의 전압을 인가함으로써 겔층의 변형을 유도하고, 겔층이 삽입된 메타 구조체(211)는 겔층에 변형에 기초하여 함께 변형될 수 있다. 즉, 자극 제어기(300)는 감지부(230)에 의해 감지된 근육 활성도에 기초하여 몸체부(210)의 변형을 유도함으로써, 사용자의(20) 근력 지원 및 보행 지원 시스템을 저전압 상태에서도 수행할 수 있다.
예를 들어, 슈트 원단(100)을 착용한 사용자(20)가 보행하는 경우, 자극 제어기(300)는 사용자(20)의 대퇴부와 종아리부분에 위치한 전기활성반응 패드(200)의 감지부(230)에서 감지된 주기적인 전기 자극 신호에 따라, 대퇴부와 종아리부분에 위치한 전기활성반응 패드(200)에 전기 신호를 인가하여 대퇴부와 종아리부분의 근육을 자극할 수 있다. 즉, 대퇴부와 종아리부분에 위치한 전기활성반응 패드(200)는, 앞으로 전진하는 대퇴부와 종아리부에 전기 자극 신호를 발생시켜 보행을 지지할 수 있다. 그리고 대퇴부와 종아리부가 후퇴하는 스윙상태에서, 전기활성반응 패드(200)는 앞으로 전진하는 대퇴부와 종아리부의 상태에 비하여 적은 전기 자극 신호를 발생시킬 수 있다. 이러한 반복적인 전기 자극은 사용자의 보행을 지원할 수 있다.
도 9 내지 도 10에 보듯이, 상술한 전기활성반응 슈트를 이용한 전기활성반응 방법은, 슈트 원단을 준비하는 단계(S100)와, 사용자의 근육활성도를 감지하는 단계(S200)와, 전기활성 패턴을 분석하는 단계(S300)와, 근육을 부위별로 활성화하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 슈트 원단을 준비하는 단계(S100)에서는, 복수 개의 전기활성반응 패드가 구비된 슈트 원단을 준비한다. 슈트 원단의 상체부 또는 하체부에는, 복수 개의 전기활성반응 패드가 부착될 수 있고, 슈트 원단의 허리부에는 전기활성반응 패드와 전기적으로 연결되는 자극 제어기가 수납되거나 부착될 수 있다.
상기 슈트 원단을 준비하는 단계(S100)에서는, 쌍을 이루는 전기활성반응 패드가 슈트 원단에 대향되게 배치될 수 있다. 사용자가 슈트 원단을 착용할 때, 쌍을 이루는 전기활성반응 패드는 사용자의 근육을 사이에 두고 배치되므로, 쌍을 이루는 전기활성반응 패드 사이에는, 자극 제어기에 의한 전기 신호 인가시, 근육에 자극이 가하는 자극 전류 루프가 형성될 수 있다.
상기 사용자의 근육활성도를 감지하는 단계(S200)에서는, 슈트 원단을 착용한 사용자의 근육활성도가 감지될 수 있다. 전기활성반응 패드의 감지부 내 스폰지층의 공극에 가해지는 압력에 의해 변형되는 정도에 기초하여 사용자의 부위별 근육활성도가 감지될 수 있다.
상기 전기활성 패턴을 분석하는 단계(S300)에서는, 근육활성도를 기초로 하여 사용자의 동작에 따른 전기활성 패턴이 분석될 수 있다. 사용자의 보행 동작시 사용자별 보행 동작 패턴에 맞추어, 전기활성반응 패드의 활성화 타이밍과, 전기활성반응 패드의 활성화 영역이 결정될 수 있다.
상기 근육을 부위별로 활성화하는 단계(S400)에서는, 분석한 상기 전기활성 패턴에 따라 복수 개의 전기활성반응 패드에 전기 신호가 인가됨으로써, 사용자의 근육이 부위별로 활성화될 수 있다.
상기 근육을 부위별로 활성화하는 단계(S400)에서는, 재활이나 보행지원이 필요한 사람에 따라 근육 부위별로 활성하는 부분이 개인별로 달라지기 때문에, 개인별로 보행시 근육 활성이 검토된 후, 개인별로 유효한 전기활성반응 패드가 작동될 수 있다.
예컨대, 상기 근육을 부위별로 활성화하는 단계(S400)에서는, 개인별로 전기활성 패턴에 따른 전기활성반응 패드의 전극 수가 탐색될 수 있다. 전기활성반응 패드의 전극 수가 탐색되면, 기 설정된 우선 순위에 따라 복수 개의 전기활성반응 패드 중에서 적어도 어느 하나의 전기활성반응 패드가 선정될 수 있다. 전기활성반응 패드가 선정되면, 복수 개의 전기활성반응 패드 중에서 활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있는지가 판단될 수 있다. 활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있으면, 남아 있는 전기활성반응 패드에 전기 신호가 인가되어 전기활성반응 패드가 활성화될 수 있다.
보다 자세하게, 도 12에서 보듯이, 개인 맞춤형 제어 및 진단 모니터링을 위해, 사용자별 보행이나 동작시, 전기활성반응 패드의 감지부 또는 별도의 근전도(EMG) 센서에 의해, 감지된 전기적인 특징들(작동주파수, 전압, 전류 빅데이타 등)을 이용하여 사용자의 개인별 보행패턴에 대한 구간 및 영역이 설정될 수 있다. 감지된 전기적인 특징들이 사용자마다 다를 수 있으므로, 사용자와 제품(전기활성반응 패드 등)이 서로 매칭될 수 있도록 제품의 전기적인 특징들을 사용자에 맞추어 변경시킬 수 있다.
그리고 초기 상태변수와 보조변수가 사용자에 맞추어 설정될 수 있다. 보조변수는 사용자의 동작 패턴과 관련된 보행 앵글 또는 보행 궤적을 변수화한 것으로 이해될 수 있다.
또한, 사용자의 동작 상태에서 따라, 전기활성반응 패드의 근육활성도가 다를 수 있는데, 사용자의 각 부위별 전기활성반응 패드의 작동 여부를 확인하기 위해, 개인별 보행패턴에 따라 작동하는 전기활성반응 패드의 수가 탐색된다.
이후, 복수 개의 전기활성반응 패드 중에서, 기 설정된 우선순위별로 전기활성반응 패드를 선정하여 활성화해야 되는 전기활성반응 패드가 남아 있는지가 판단될 수 있다. 그리고 전기활성반응 패드에 대한 탐색종료 유무가 결정될 수 있다.
활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있으면, 양방향 무선통신(사용 중인 전기활성반응 패드의 작동명령이 수신확인 및 데이터 전송)을 통해, 전기활성반응 패드가 활성화될 수 있다. 그리고 사용자의 동작(보행)상태에 따른 탐색시간(일 예로, 500ms) 마다, 반응 신호가 전송 및 획득될 수 있다. 사용자의 근육 활성도에 대한 피드백값은 미리 입력되어 있을 수 있다. 이후, 추가로 남아 있는 전기활성반응 패드가 탐색될 수 있다.
추가적으로 활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있지 않으면, 활성화된 전기활성반응 패드에 의한 부위별 근육 반응이 분석될 수 있다. 예를 들어, 활성화된 전기활성반응 패드에 대한 정보(위치, 수 등)를 기초로 하여 사용자의 부위별 근육 반응이 분석될 수 있다.
그리고 획득된 근육 반응의 분석과 전기활성반응 패드의 활성화 유도 및 근육 수축 사이의 전달 함수 생성을 위한 알고리즘이 제공될 수 있다. 이후, 전기활성반응 패드를 통한 사용자에 대한 보행 지원이 정상적으로 진행되고 있는지에 대한 보행지원 여부의 결정이 이루어질 수 있다. 보행지원 여부에 대한 결정은 전기활성반응 슈트를 운용하는 관리자 또는 사용자에 의해 이루어질 수 있다. 사용자에 대한 보행지원이 정상적이지 않은 것으로 결정되면, 전기활성반응 패드를 활성화하는 상기의 과정이 반복될 수 있다.
사용자에 대한 보행지원이 정상적으로 이루어지고 있다고 결정되면, 사용자의 개인별 보행패턴에 대한 전달함수가 생성 및 저장될 수 있다. 전달함수는 사용자의 근육에서 나오는 전류값, 전압값, 전류의 주파수 및 진폭을 변수를 기초로 할 수 있다. 전달함수는 전기활성반응 패드의 전도성 저항을 변수로 더 포함할 수 있다.
사용자의 일정 보행패턴이 형성된 후, 관리자는 해당 프로그램을 추가적인 보행패턴 생성을 위한 메인메뉴로 리턴시킬 수 있다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 :전기활성반응 슈트
100 :슈트 원단
200 :전기활성반응 패드 210 :몸체부
211 :메타 구조체 212 :표면층
220 :부착부 230 :감지부
231 :지지층 232 :공극
233 :스폰지층
300 :자극 제어기
20 :사용자 21 :근육
100 :슈트 원단
200 :전기활성반응 패드 210 :몸체부
211 :메타 구조체 212 :표면층
220 :부착부 230 :감지부
231 :지지층 232 :공극
233 :스폰지층
300 :자극 제어기
20 :사용자 21 :근육
Claims (11)
- 사용자가 착용 가능한 슈트 원단;
상기 슈트 원단의 부위별로 탈부착 가능한 복수 개로 제공되어, 상기 사용자에게 전기적인 자극을 제공하는 전기활성반응 패드; 및
상기 사용자의 근육이 부위별로 활성화되도록 상기 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하는 자극 제어기를 포함하고,
상기 전기활성반응 패드는
상기 사용자의 근육활성도를 감지하는 감지부;
상기 전기 신호에 따라 변형이 가능한 몸체부; 및
상기 몸체부를 상기 슈트 원단에 부착시키기 위한 부착부를 포함하고,
상기 자극 제어기는
상기 감지부에서 감지된 근육활성도에 기초하여 상기 사용자의 동작에 따른 전기활성 패턴을 분석하고, 분석한 상기 전기활성 패턴에 따라 상기 전기활성반응 패드에 전기 신호를 선택적으로 인가하고,
상기 전기활성반응 패드가 근육을 사이에 두고 대향되게 배치된 상태에서, 상기 자극 제어기의 전기 신호가 상기 전기활성반응 패드에 인가될 때, 상기 자극 제어기로부터 인가받는 전류의 종류에 따라, 상기 몸체부의 표면층은 기준전극 및 활성전극이 되고, 상기 전기 신호가 상기 기준전극 및 활성전극 사이에 인가되면, 상기 기준전극 및 활성전극 사이에 근육에 자극이 가하는 자극 전류 루프가 형성되는,
전기활성반응 슈트. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 몸체부는
탄성 변형이 가능한 메타 물질을 포함하는 메타 구조체; 및
상기 전기 신호에 의해 전위차가 형성되도록 상기 메타 구조체의 외면에 제공되는 표면층을 포함하는,
전기활성반응 슈트. - 제 5 항에 있어서,
상기 감지부는
상기 몸체부와 상기 부착부 사이에 마련되되, 한 쌍의 지지층 사이에 공극을 형성하는 멀티스케일의 스폰지층으로 이루어지고, 상기 스폰지층의 공극에 가해지는 압력에 의해 변형되는 정도에 기초하여 상기 사용자의 부위별 근육활성도를 감지하는,
전기활성반응 슈트. - 복수 개의 전기활성반응 패드가 구비된 슈트 원단을 준비하는 단계;
상기 슈트 원단을 착용한 사용자의 근육활성도를 감지하는 단계;
상기 근육활성도를 기초로 하여 사용자의 동작에 따른 전기활성 패턴을 분석하는 단계; 및
분석한 상기 전기활성 패턴에 따라 복수 개의 상기 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하여 상기 사용자의 근육을 부위별로 활성화하는 단계를 포함하고,
상기 근육을 부위별로 활성화하는 단계는,
상기 전기활성 패턴에 따른 상기 전기활성반응 패드의 전극 수를 탐색하는 탐색 과정;
기 설정된 우선 순위에 따라 복수 개의 전기활성반응 패드 중에서 적어도 어느 하나의 전기활성반응 패드를 선정하는 선정 과정;
복수 개의 전기활성반응 패드 중에서 활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있는지를 판단하는 판단 과정; 및
활성화해야 하는 전기활성반응 패드가 남아 있으면, 남아 있는 전기활성반응 패드에 전기 신호를 인가하여 상기 전기활성반응 패드를 활성화하는 활성화 과정을 포함하는,
전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 슈트 원단을 준비하는 단계에서는,
쌍을 이루는 전기활성반응 패드가 사용자의 근육을 사이에 두고 슈트 원단에 대향되게 배치되는,
전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 사용자의 근육활성도를 감지하는 단계에서는,
상기 전기활성반응 패드의 감지부 내 스폰지층의 공극에 가해지는 압력에 의해 변형되는 정도에 기초하여 상기 사용자의 부위별 근육활성도가 감지되는,
전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 전기활성 패턴을 분석하는 단계에서는,
상기 사용자의 보행 동작시 사용자별 보행 동작 패턴에 맞추어, 상기 전기활성반응 패드의 활성화 타이밍과, 상기 전기활성반응 패드가 활성화되는 활성화 영역이 결정되는,
전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법. - 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047542A KR102482763B1 (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220047542A KR102482763B1 (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102482763B1 true KR102482763B1 (ko) | 2022-12-29 |
Family
ID=84539474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220047542A KR102482763B1 (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102482763B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102595944B1 (ko) * | 2023-02-02 | 2023-10-31 | (주)코리아테크 | 근육제어신호 주파수를 이용한 근육 이완장치 및 이를 이용한 근육 이완방법 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170060784A (ko) * | 2015-11-25 | 2017-06-02 | 김강석 | 전기적 자극을 이용한 근육강화 및 다이어트용 건강증진장치 |
| KR101801042B1 (ko) | 2016-06-02 | 2017-11-27 | 한국과학기술연구원 | 근전도와 기능적 전기 자극을 이용한 재활로봇 및 그 제어방법 |
| JP2019150544A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 株式会社 Ｍｔｇ | 電気刺激装置用フィットネスウェア |
| KR20210080273A (ko) * | 2019-12-16 | 2021-06-30 | 주식회사 드림핏글로벌 | 스마트 의류 |
| KR102355852B1 (ko) * | 2021-12-14 | 2022-02-08 | 고등기술연구원연구조합 | 소프트 웨어러블 구동시스템 및 그 제조방법 |
-
2022
- 2022-04-18 KR KR1020220047542A patent/KR102482763B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170060784A (ko) * | 2015-11-25 | 2017-06-02 | 김강석 | 전기적 자극을 이용한 근육강화 및 다이어트용 건강증진장치 |
| KR101801042B1 (ko) | 2016-06-02 | 2017-11-27 | 한국과학기술연구원 | 근전도와 기능적 전기 자극을 이용한 재활로봇 및 그 제어방법 |
| JP2019150544A (ja) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | 株式会社 Ｍｔｇ | 電気刺激装置用フィットネスウェア |
| KR20210080273A (ko) * | 2019-12-16 | 2021-06-30 | 주식회사 드림핏글로벌 | 스마트 의류 |
| KR102355852B1 (ko) * | 2021-12-14 | 2022-02-08 | 고등기술연구원연구조합 | 소프트 웨어러블 구동시스템 및 그 제조방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102595944B1 (ko) * | 2023-02-02 | 2023-10-31 | (주)코리아테크 | 근육제어신호 주파수를 이용한 근육 이완장치 및 이를 이용한 근육 이완방법 |
| WO2024162829A1 (ko) * | 2023-02-02 | 2024-08-08 | (주)코리아테크 | 근육제어신호 주파수를 이용한 근육 이완장치 및 이를 이용한 근육 이완방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102390107B1 (ko) | 국부 신경 자극 | |
| Ivanenko et al. | Temporal components of the motor patterns expressed by the human spinal cord reflect foot kinematics | |
| TWI581782B (zh) | 自適性機械骨骼的控制系統及其控制方法 | |
| JP4216725B2 (ja) | 筋肉刺激装置 | |
| KR100542530B1 (ko) | 착용 가능한 인간 동작 애플리케이터 | |
| CN111167011B (zh) | 鞋类或肢体服装中的传感器 | |
| KR101438299B1 (ko) | 트레이닝 장치 | |
| PL174876B1 (pl) | Ubiór do sterowanej stymulacji elektrycznej mięśni | |
| US20040073271A1 (en) | Method and apparatus for neurophysiologic performance | |
| KR20190031979A (ko) | 방향성 자극을 인가하는 웨어러블 타입의 근육 자극 장치 및 그것의 제어 방법 | |
| JP6351250B2 (ja) | 電気刺激システム | |
| TWI661820B (zh) | 下肢復健系統 | |
| KR102482763B1 (ko) | 전기활성반응 슈트 및 전기활성반응 슈트를 이용하여 근력 지원하는 기능성 전기자극반응 방법 | |
| JP7434163B2 (ja) | 非侵襲的な神経刺激 | |
| KR101556747B1 (ko) | 보행 보조 로봇을 이용한 근육 재활 훈련 제어 방법 | |
| JP2010166971A (ja) | 筋肉の動きを増強又は回復させる方法及び装置 | |
| Poboroniuc et al. | Intelligent Functional Electrical Stimulation | |
| CN116669809A (zh) | 一种包括控制器和电刺激系统的系统 | |
| Zhang et al. | Decoding movement intent of patient with multiple sclerosis for the powered lower extremity exoskeleton | |
| KR102053546B1 (ko) | 근긴장 완화와 근활성화 정보의 모니터링을 위한 시스템 | |
| Hasegawa et al. | Pseudo-proprioceptive motion feedback by electric stimulation | |
| KR20200094678A (ko) | 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치 및 방법 | |
| Poboroniuc et al. | Improved neuroprostheses by means of knitted textiles electrodes used for functional electrical stimulation | |
| Yamanaka et al. | Verification of the" AB-Wear" Semi-Exoskeleton-Type Power-Assist Suit in Providing Assistance to the Lower Back | |
| KR102467246B1 (ko) | 근육 제어 장치 및 그것의 동작 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20220418 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PA0302 | Request for accelerated examination |
Patent event date: 20220418 Patent event code: PA03022R01D Comment text: Request for Accelerated Examination |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220817 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20221221 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20221226 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20221227 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |