The Effectiveness of a Peltier-Based Wearable Device for Localized Muscle Cooling after High-Intensity Exercise
본 연구는 고강도 운동에 따른 펠티어 소자 냉각 웨어러블 기기가 근육 기능, 피부 온도 그리고 고강도 운동 능력에 미치는 영향을 비교‧분석하여 그 효용성을 평가하는 데 목적이 있다. 본 연구의 대상자 는 엘리트 운동선수 12명(남자 6명, 여자 6명)으로 하여 냉각 그룹과 비냉각 그룹에 무작위로 배정하였다. 본 연구의 윈게이트 검사 후, 국소 냉각 처치 유무에 따른 근전도, 피부온도 및 고강도 눙동 능력의 측정결 과는 다음과 같다. 근전도 검사에서 대퇴직근 우측(p<.05)과 좌측(p<.01), 전경골근 좌측(p<.01)에서 시기 와 집단 간 유의한 상호작용 효과가 나타났다. 피부온도는 대퇴직근 우측(p<.001)과 좌측(p<.001), 전경골 근 우측(p<.001)과 좌측(p<.01)에서 시기와 집단 간 유의한 상호작용 효과가 나타났으며, 냉각 집단의 모든 측정 부위에서 사후 유의하게 감소하였다(p<.01). 윈게이트 검사에서는 평균 파워에서만 시기와 집단 간 유의한 상호작용 효과가 나타났다(p<.05). 본 연구를 통해 펠티어 소자 냉각 웨어러블 기기는 고강도 운동 후 근육 피로를 효과적으로 완화하고 무산소 운동 능력을 유지하는데 효과적인 것으로 나타났다. 향후 연 구에서는 운동 유형, 운동시간, 냉각 강도, 냉각 부위, 적용 시간 등을 고려한 다양한 연구가 필요할 것으로 사료되며, 각 스포츠 종목에 적합한 근육 부위별 펠티어 소자 냉각 웨어러블 기기가 개발된다면 경기력 향 상에 도움을 줄 수 있을 것이다.
This study aims to evaluate the effectiveness of a Peltier element-based localized cooling wearable device on muscle function, skin temperature, and athletic performance following high-intensity exercise. Twelve elite athletes(6 males, 6 females) participated in the study and were randomly assigned to either a cooling group or a non-cooling group. The results of the high-intensity Wingate test, electromyographic(EMG) activity, and skin temperature measurements conducted before and after the localized muscle cooling intervention in this study are as follows. A significant interaction effect between time and group was found in the electromyography(EMG) of the right rectus femoris(p<.05), left rectus femoris(p<.01), and left tibialis anterior(p<.01). A significant interaction effect between time and group was found in skin temperature of rectus femoris right(p<.001) and left(p<.001), tibialis anterior right(p<.001) and left(p<.01). Furthermore, the cooling group showed significant post-intervention decreases in skin temperature at all sites(p<.01). A significant interaction effect between time and group was found in mean power on the Wingate test(p<.05). These findings suggest that localized cooling via peltier element wearable devices effectively mitigates muscle fatigue and maintains anaerobic power after strenuous exercise. Future research is needed that considers exercise type, exercise time, cooling intensity, cooling area, and application time. If a Peltier element cooling wearable device suitable for each muscle is developed for each sport, it could help improve athletic performance.