근육 산소 센서가 차세대 피트니스 웨어러블 기기가 될까요?

May 19, 2023

미네소타의 한 소규모 회사는 자신이 피트니스 기술의 미래를 발전시켰다고 믿습니다. 이제 나머지 우리에게 그것을 사용하는 방법을 가르쳐야 합니다.

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스페인의 시에라 네바다에서 전형적인 훈련 라이딩을 할 ​​때 도쿄 올림픽 트라이애슬론 챔피언 Kristian Blummenfelt는 그라나다 근처 해발 약 3,000피트에서 출발하여 10,000피트 높이까지 마무리할 수 있습니다. 세계를 제패한 노르웨이 트라이애슬론 선수단의 핵심 주문은 강도 조절입니다. 각 운동은 코치가 처방하는 것보다 쉽지도 어렵지도 않습니다. 그러나 고도 변화로 인해 속도를 조절하기가 어렵습니다. 공기가 얇아짐에 따라 지속적으로 감소하는 산소 수준은 심박수와 전력 출력이 더 이상 신체가 얼마나 열심히 활동하는지 일관되게 나타내지 않는다는 것을 의미합니다. 작은 혈액 한 방울이 필요한 젖산염은 목표를 유지하기에는 너무 다루기 힘든 방법입니다. 따라서 Blummenfelt와 그의 훈련 파트너는 상대적으로 모호하고 알려지지 않은 웨어러블 기술에 의존하고 있습니다. 팀의 스포츠 과학자이자 올림픽 코치인 Olav Aleksander Bu는 이 기술이 그들의 훈련 요법에서 중요한 도구가 되었다고 말합니다. 바로 근육-산소 센서입니다.

지구력에는 산소가 필요하다는 것은 비밀이 아닙니다. 표준 실험실 측정은 VO2 max 테스트로, 흡입하고 폐에서 혈류로 확산한 다음 몸 전체의 근육으로 펌핑할 수 있는 산소의 양을 정량화합니다. 하지만 악마는 디테일에 있다. 손가락으로 매달린 암벽 등반가는 지구력이 한계에 이르면 숨조차 쉬지 않을지 모른다. 몸의 다른 곳에서는 산소가 충분히 순환되고 있음에도 불구하고 충분히 빨리 산소를 공급받지 못하는 것은 그녀의 팔뚝 근육입니다. 등반가의 팔뚝에 성냥갑보다 약간 큰 근육-산소 센서를 부착하면(최근 스위스 베른 대학의 스포츠 과학자 안드리 펠드만(Andri Feldmann)과 그의 동료들이 했던 것처럼) 언제 그녀가 넘어질지 예측할 수 있습니다. Feldmann은 스키어와 축구 선수에게도 이 제품을 사용했습니다. "나는 근육 산소가 운동선수의 주요 바이오마커로서 심박수를 대체해야 한다고 생각합니다."라고 그는 말합니다.

근육 산소를 측정하는 데 사용되는 기술을 근적외선 분광법(NIRS)이라고 합니다. NIRS는 피부를 통해 빛을 비추고 반사되는 것을 측정함으로써 근육과 조직 아래에 있는 헤모글로빈과 미오글로빈 분자가 산소를 운반하는 비율을 평가할 수 있습니다. 그 숫자가 100%를 향해 증가한다면 이는 산소 공급이 근육의 요구량을 초과한다는 의미입니다. 0을 향해 하락하고 있다면 수요가 공급을 초과하고 있는 것입니다. 5분 동안 가능한 한 세게 페달을 밟으면 대퇴사두근이 20% 미만으로 떨어질 수 있으며, 엘리트 운동선수는 훨씬 더 낮게 페달을 밟을 수 있습니다. (기본 개념은 맥박 산소 측정기와 유사하지만 특정 근육이 아닌 혈류의 산소를 측정합니다.) "NIRS는 수십 년 동안 운동 생리학에 사용되었습니다."라고 Gonzaga 대학의 생리학자이자 전 이사인 Brad Wilkins는 말합니다. 나이키 스포츠 연구소에서 그러나 NIRS 장치는 15,000달러부터 시작하는 번거롭고 비용이 많이 들었기 때문에 실험실을 떠나는 경우가 거의 없었습니다.

2012년 미네소타의 Roger Schmitz라는 기계 엔지니어가 더 간단하고 저렴한 NIRS 센서를 개발하기 시작하면서 상황이 바뀌기 시작했습니다. 처음에 슈미츠는 심부전과 같은 질환에 대한 의료 기기에 이 기술을 통합할 수 있다고 생각했지만 미네소타 대학의 심장 전문의는 FDA의 승인을 받는 것이 큰 장애물이 될 것이라고 경고했습니다. 슈미츠는 "그는 '운동선수용으로 만들어 보는 게 어때? 그러면 바로 시장에 내놓을 수 있다'고 말했다"고 회상했다. 그의 Moxy 센서는 2013년에 처음 출시되었으며 초기 가격은 약 1,000달러였습니다. 그 후 몇 년 동안 BSX와 휴몬이 만든 더 저렴한 경쟁사가 등장했지만 두 회사 모두 근육 산소 센서 판매를 중단했습니다. Moxy 센서의 현재 가격은 800달러입니다. 가격 대비 가치가 있는지 여부는 Schmitz와 다른 사람들이 거의 10년 동안 논쟁을 벌여온 질문에 대한 답에 달려 있습니다. 근육-산소 데이터가 실제로 운동선수의 훈련과 경쟁을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니까?