密歇根大学发布肩部可穿戴传感器贴片可助患者康复

2019-10-18 13:55 院校科研   来源:RFID世界网

导读据外媒报道,近日,根据密歇根大学网站上的一篇文章表明,与肩膀轮廓相符的可穿戴传感器贴片可以帮助患者康复。  

据外媒报道,近日,根据密歇根大学网站上的一篇文章表明,与肩膀轮廓相符的可穿戴传感器贴片可以帮助患者康复。

 

 

动作捕捉相机和kirigami传感器捕捉了第一作者Erin Evke的手臂动作,使团队能够将传感器的读数与她肩膀的位置相匹配。

受密歇根大学教授在骑车事故后康复的启发,该贴片使用电子传感器来了解运动的功能范围,而不是如今的静态测量,该传感器可以顺应关节的曲线,但可以制成平坦的传感器。

“肩膀的移动非常复杂,它是人体最清晰的关节之一,”密歇根大学材料科学与工程学教授马克斯·施泰因(MaxShtein)在一份声明中说,Shtein在撞车后摔断了锁骨之后,并与他的学生合作完成了这项工作。

康复期间,Shtein感到震惊,他发现他的物理治疗师使用基本的量角器评估了肩膀的活动范围,只是该过程容易出错,不能在家中重复进行。

尽管Shtein意识到可穿戴式传感器可以记录他的整个运动范围并跟踪他的运动,但是将电子设备构建到弯曲结构上的当前技术将非常昂贵。该传感器必须被制造成平坦的,但是仍然能够遵循患者肩膀的轮廓。

他和材料科学与工程专业的博士生ErinEvke提出了受日本折纸启发的解决方案,她用激光将塑料薄片切成同心的椭圆形迷宫,形状像Slinky一样拉开,切口在肩部露出花边。

“如果拿一张纸并尝试将其包裹在一个球体上,那么不折叠或起皱就不可能做到。甚至在您开始测量之前,这会对传感器造成很大的压力。”Evke说,“我们的裁切模式避免了这个问题。”

由于这些结构从平板转变为无皱纹的3D形状,因此可以使用现有技术进行制造。Shtein估计,如果批量生产,单个传感器的成本不到10美元。

作为概念验证,团队为kirigami贴片配备了两个应变仪:一个沿肩膀的角部捕捉手臂的运动,另一个在肩膀的后部以测量横身的运动。

Shtein的团队与密歇根大学运动科学副教授DeannaGates的研究人员合作,将激进传感器中的数据与相机运动跟踪系统捕获的手臂运动进行交叉引用。该系统使用反射标记来跟踪手臂的角度位置,并在计算机仿真中对其进行重构。

研究人员预想将这种传感器提供给理疗患者,使他们能够记录锻炼并通过智能手机应用查看进展情况。这可以帮助患者坚持锻炼计划,还可以向治疗师提供有关每个患者进展的更详细的信息。


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