Un patch de capteur textile pourrait détecter des points de pression pour les amputés – Technoguide

Un système de capteur souple et flexible créé avec des fils électriquement conducteurs pourrait aider à cartographier les points de pression problématiques dans la douille du membre prothétique d’un amputé, rapportent des chercheurs de la North Carolina State University dans une nouvelle étude.

Dans IEEE Sensors Journal, des chercheurs de la North Carolina State University ont rendu compte du patch prototype de capteur léger et doux à base de textile. L’appareil incorpore un réseau de fils conducteurs et est connecté à un minuscule ordinateur. Ils ont testé le système sur un membre prothétique et dans des expériences de marche avec deux volontaires humains, ils ont découvert que le système pouvait suivre de manière fiable les changements de pression en temps réel.

«Ce que les gens utilisent couramment pour mesurer la pression dans les prothèses, ce sont des capteurs rigides», a déclaré Jordan Tabor, premier auteur de l’étude, étudiant diplômé du NC State College of Textiles. «Ils sont durs, ils sont encombrants; ils peuvent être lourds. Ce ne sont pas des choses que les amputés peuvent utiliser quotidiennement, car les capteurs rigides affectent négativement l’ajustement des prothèses des amputés. Les capteurs rigides peuvent également causer de l’inconfort. Nous avons conçu des capteurs qui peut être intégré dans les textiles de manière à ne pas causer d’inconfort supplémentaire pour l’utilisateur et qui pourrait être porté plus régulièrement. “

Dans une expérience, les chercheurs ont testé si le patch pouvait détecter des changements de pression lorsqu’ils le plaçaient sur un membre artificiel, tourné à différents angles. Ensuite, ils l’ont utilisé pour tester les changements de pression lorsqu’une personne valide portait le patch capteur en marchant avec un adaptateur genou plié et en déplaçant son poids entre les jambes.

Dans leur dernière expérience, un volontaire avec une jambe amputée portait le patch sur la doublure de leur membre prothétique dans des zones où la prothèse applique généralement une pression plus élevée. Ils ont testé le patch capteur pendant que le volontaire changeait de poids et marchait sur un tapis roulant, trouvant que le système était durable et pouvait surveiller de manière fiable les changements de pression dans la prise.

«Cette approche à laquelle nous avons pensé il y a quelques années fonctionne, et c’est une technologie facilement fabriquable», a déclaré Tushar Ghosh, co-auteur de l’étude. “Vous ne pouvez pas placer des matériaux à côté de la peau qui sont inconfortables et peuvent ne pas être sûrs. Nous mettons donc des choses qui sont utilisées autour de nous tout le temps, qui sont douces et flexibles.” Ghosh est le professeur émérite William A. Klopman d’ingénierie textile, de chimie et de sciences au Wilson College of Textiles de l’État de Caroline du Nord.

Une partie du travail des chercheurs a consisté à concevoir le système de capteurs pour qu’il soit léger et suffisamment petit pour être utilisé par l’homme. Le travail était une collaboration entre des chercheurs en génie textile, électrique, informatique et biomédical à NC State. Les expériences humaines ont été réalisées par des chercheurs en génie de la réadaptation dirigés par Helen Huang, professeur émérite de la famille Jackson au Département conjoint de génie biomédical de l’État UNC / NC et co-auteur principal de l’article.

Ils ont créé le patch du capteur en cousant les fils ensemble de manière à créer un champ électromagnétique. Lorsque les chercheurs ont cousu les fils dans un treillis et appliqué une petite quantité d’énergie électrique à l’aide d’une petite batterie, ils ont découvert qu’ils pouvaient mesurer la quantité de charge électrique rassemblant les fils à chaque point du treillis. Les charges changent en fonction de la proximité des fils entre eux, qui est liée à la pression exercée par le porteur. Ils ont connecté des fils, les ont isolés, les ont posés sur un tissu textile et les ont connectés à un petit appareil électronique pour capturer les données. Ils ont également inclus une petite radio afin de suivre sans fil les mesures.

“Nous avons connecté les fibres textiles à un circuit électrique qui est un peu plus grand qu’un quart, et qui peut scanner jusqu’à 10 sur 10 fibres”, a déclaré le co-correspondant auteur de l’étude Alper Bozkurt, professeur de génie électrique à NC State. “Cela nous donne 100 points de mesure. Tout est connecté à un minuscule micro-ordinateur, qui dispose d’une radio pour le suivi des données sans fil.”

Alors que les chercheurs ont utilisé un fil qui était disponible dans le commerce pour l’étude, ils travaillent également sur le développement de leur propre fibre textile pour détecter plus que de simples changements de pression dans la cavité du membre prothétique d’un amputé.

La prochaine étape du projet consiste à intégrer les capteurs dans des douilles prothétiques directement ou dans un article portable. Ils auraient également besoin d’étudier la valeur clinique potentielle du capteur dans une étude plus large.

“Notre vision plus large est de concevoir quelque chose comme une chaussette, ou d’intégrer le système de capteur dans la prise prothétique, afin qu’une personne enfile sa prothèse, elle soit capable de surveiller ce qui se passe en termes de distribution de pression et d’autres mesures”, a déclaré Huang .

Source de l’histoire:

Matériel fourni par la North Carolina State University. Original écrit par Laura Oleniacz. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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