[ad_1]

پوشیدنی قابل کشش زانو بینشی در مورد بهبود منسوجات الکترونیکی برای مراقبت های بهداشتی ارائه می دهد

زانوبند کاملاً بافتنی هوشمند به طور یکپارچه چندین جزء الکتریکی انعطاف پذیر را در یک مدار قابل کشش ادغام می کند. زانوبند هنگام پوشیدن، تغییرات مفصل زانو را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند و حس بی‌سیم و پیوسته حرکت مفصل زانو را امکان‌پذیر می‌کند. اعتبار: SUTD

محدودیت حرکتی مرحله اولیه ناتوانی حرکتی انسان و نشانه اولیه زوال عملکردی است. این می تواند به صورت ضعف عضلانی، از دست دادن تعادل، راه رفتن ناپایدار و درد مفاصل ظاهر شود. نظارت طولانی مدت و مداوم بر حرکت مفصل ممکن است با اجازه دادن به تشخیص زودهنگام، پیش آگهی و مدیریت شرایط مرتبط با تحرک، از کاهش یا به تاخیر انداختن آن جلوگیری کند.

این نظارت طولانی مدت و مستمر توسط سیستم های تحلیلی که یا غیر قابل پوشیدن یا پوشیدنی هستند امکان پذیر می شود. سیستم های غیر پوشیدنی قابل اعتماد هستند، اما به محیط آزمایشگاهی و افراد آموزش دیده نیاز دارند و بنابراین برای استفاده روزانه غیرعملی هستند. از سوی دیگر، سیستم‌های پوشیدنی قابل حمل، ارزان‌تر و استفاده آسان‌تر هستند. متأسفانه سنسورهای پوشیدنی معمولی انعطاف ناپذیر و حجیم هستند.

یک بازیکن نسبتاً جدید در زمینه سیستم های پوشیدنی، پوشیدنی های ساخته شده از پارچه رسانا (CF) هستند که نرم، سبک، چکش خوار و غیر تهاجمی هستند. این سنسورها راحت و مناسب برای نظارت طولانی مدت هستند. با این حال، اکثر پوشیدنی های مبتنی بر CF در صورت جابجایی از محل مورد نظرشان مستعد خطا می شوند و به اجزای خارجی که حساسیت و محدوده کاری سنسورها را محدود می کنند، تکیه می کنند.

برای غلبه بر این محدودیت ها، یک تیم تحقیقاتی یک پوشیدنی با درجه بالایی از آزادی عملکرد و طراحی ایجاد کردند. دانشیار Low Hong Yee و همکارانش از دانشگاه فناوری و طراحی سنگاپور (SUTD) با دکتر Tan Ngiap Chuan از SingHealth Polyclinics همکاری کردند و مقاله تحقیقاتی خود را منتشر کردند، “همه پوشیدنی های نرم بافتنی و یکپارچه با قابلیت کشش و حساسیت بالا برای نظارت مستمر. حرکت مفصل انسان» در مواد پیشرفته مراقبت های بهداشتی.

به گفته دانشیار Low، ملاحظات کلیدی آنها در هنگام طراحی پوشیدنی دقت و قابلیت اطمینان داده های حسگر و تکیه سنسور تا حد امکان به اجزای خارجی کمتری بود. نتیجه یک مدار حسگر بسیار قابل کشش و کاملاً کاربردی بود که از یک پارچه ساخته شده بود. از آنجایی که مفصل زانو برای تحرک اندام تحتانی مهم است، این پوشیدنی برای زانو طراحی شده است.

برای توسعه این مدار تک پارچه، این تیم به طور مکانیکی یک نخ رسانای الکتریکی را با یک نخ دی الکتریک با الاستیسیته بالا در الگوهای دوخت مختلف جفت کردند. ابعاد با توجه به پای سوژه سفارشی شد. اجزای عملکردی – حسگرها، اتصالات متقابل و مقاومت ها – یک مدار قابل کشش را روی پوشیدنی کاملاً بافتنی تشکیل دادند که امکان به دست آوردن داده های بلادرنگ را فراهم می کرد.






تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور لو هونگ یی، رئیس Pillar، EPD، از یک چاپگر سه بعدی چند ماده ای به نام ماشین بافندگی کنترل عددی کامپیوتری (CNC) برای ساخت یک زانوبند هوشمند استفاده کردند. حسگرها، اتصالات و مقاومت ها در هر گره این مهاربند یکپارچه شده بودند. اعتبار: SUTD

با این حال، کنار هم قرار دادن حسگرها، اتصالات و مقاومت ها در یک کشباف منفرد قابل کشش دشوار است. دانشیار لو اشاره کرد که “هم افزایی نخ ها با خواص الکتریکی و مکانیکی مختلف برای دستیابی به حساسیت سیگنال بالا و کشش پذیری بالا” چالش برانگیز است، زیرا خواص مورد نظر برای هر جزء بسیار متفاوت است.

حسگرها برای افزایش حساسیت نیاز به تغییر زیادی در مقاومت دارند، در حالی که اتصالات و مقاومت ها به ترتیب به مقاومت های ثابت با بالاترین و کمترین مقدار نیاز دارند. به این ترتیب، محققان ترکیب نخ و نوع دوخت را برای هر جزء قبل از اتصال مدار عملکردی به یک برد مدار موجود در یک جیب پوشیدنی، بهینه‌سازی کردند و امکان انتقال بی‌سیم داده‌های بلادرنگ را فراهم کردند.

با توسعه یک پوشیدنی نرم برای زانو، عملکرد اجزای آن و امکان انتقال داده، زمان آزمایش عملکرد این پوشیدنی فرا رسیده بود. این تیم پوشیدنی را از طریق فعالیت های اکستنشن-فلکسیون، راه رفتن، آهسته دویدن، و فعالیت های راه پله ارزیابی کردند. آزمودنی‌ها از زانو پوشیدنی همراه با نشانگرهای بازتابنده استفاده می‌کردند که توسط یک سیستم ضبط حرکت شناسایی می‌شد و امکان مقایسه بین داده‌های حسگر و حرکت واقعی مفصل را فراهم می‌کرد.

زمان پاسخ سنسور کمتر از 90 میلی ثانیه برای یک ورودی گام بود که برای نظارت بر حرکات انسان موجود در مطالعه به اندازه کافی سریع است. علاوه بر این، کوچکترین تغییر در زاویه مفصلی که حسگرها توانستند تشخیص دهند 0.12 درجه بود. داده‌های حسگر همبستگی قوی با داده‌های حرکت مفصل به‌دست‌آمده از سیستم ضبط حرکت نشان داد، که قابلیت اطمینان داده‌های حسگر را نشان می‌دهد.

تأثیر بالقوه چنین دستگاهی در زمینه پزشکی بسیار زیاد است. نظارت مداوم طولانی مدت حرکت مفصل برای ردیابی شرایط مرتبط با تحرک مهم است. اغلب، افراد علائم اولیه کاهش تحرک را نادیده می گیرند، زیرا به اندازه کافی جدی تلقی نمی شوند که به دنبال کمک باشند. فناوری پوشیدنی این مشکل را با ارزیابی تحرک کاربر به طور مستقیم در زمان واقعی حل می کند.

تعبیه یک مدار حسگر کاربر پسند در یک پارچه نرم و راحت ممکن است پذیرش عمومی از فناوری پوشیدنی را به ویژه در بین ورزشکاران و افراد مسن افزایش دهد. داده ها را می توان در زمان واقعی جمع آوری کرد و به شاخص هایی تبدیل کرد که می تواند کاهش تحرک را تشخیص دهد. هنگامی که علائم کاهش تحرک یافت می شود، می توان مراقبت های پیشگیرانه، پیش آگهی و مدیریت وضعیت مراقبت های بهداشتی را انجام داد.

با تکیه بر این کار، تیم قصد دارد تأثیر عرق و رطوبت را بر سیگنال‌های حسگر مطالعه کند و تحقیقات را به گونه‌ای گسترش دهد که در آینده افراد سالم و ناسالم را شامل شود. پروفسور لو گفت: “ما کار روی گسترش پوشیدنی ها به گروه های کاربری خاص و نظارت بر سایر مفاصل بدن مانند شانه را آغاز کرده ایم.” “ما همچنین به دنبال تامین یک صندوق جوجه کشی برای کشف پتانسیل تجاری سازی ابزارهای پوشیدنی هستیم.”

اطلاعات بیشتر:
Ujjaval Gupta و همکاران، همه پوشیدنی های بافتنی و یکپارچه نرم با قابلیت کشش و حساسیت بالا برای نظارت مداوم بر حرکت مفاصل انسان، مواد پیشرفته مراقبت های بهداشتی (2023). DOI: 10.1002/adhm.202202987

ارائه شده توسط دانشگاه فناوری و طراحی سنگاپور

نقل قول: پوشیدنی قابل کشش زانو بینشی در مورد بهبود منسوجات الکترونیکی برای مراقبت های بهداشتی ارائه می دهد (2023، 25 مه) در 25 مه 2023 از https://medicalxpress.com/news/2023-05-stretchable-knee-wearable-inight-e-textiles بازیابی شده است. .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.



[ad_2]