Tekstil Tabanlı Sensör Parçası, Ampüteler için Basınç Noktalarını Tespit Ediyor

Tekstil Tabanlı Sensör Parçası Ampüteler için Basınç Noktalarını Tespit EdiyorFotoğraf: Araştırmacı bir tekstil sensörünün, protez uzuv soketindeki basınç noktalarını algılayabildiğini tespit etti.

North Carolina (NC) State University’nden araştırmacılar; yeni bir çalışmada, elektriksel olarak iletken iplerle oluşturulan yumuşak ve esnek bir algılayıcı sisteminin, ampüteli bir protez uzvunun soketindeki problemli basınç noktalarının yerinin belirlenmesine yardımcı olabileceğini belirttiler.

IEEE Sensors Journal’da, NC State University’nden araştırmacılar hafif, yumuşak kumaş bazlı sensörün ilk örnek parçası hakkında bilgi verdiler. Cihaz, iletken ipliklerin bir kafes gibi çevrelenmesiyle oluşmaktadır ve mini bir bilgisayara bağlıdır. Sistemi, protez bir uzuvda ve gönüllü iki kişiyle yapılan yürüme deneylerinde test ettiler ve sistemin, basınç değişikliklerini gerçek zamanlı olarak güvenilir bir şekilde izleyebildiğini keşfettiler.

NC State College of Textiles’de yüksek lisans öğrencisi ve aynı zamanda bu çalışmanın ilk yazarı olan Jordan Tabor, ”İnsanların protez içindeki basıncı ölçmek için yaygın olarak kullandıkları sert ve sabit sensörlerdir.” dedi.”Bunlar sert, büyük hacimlidir, bazen ağır bile olabilirler. Bu ürünler ampüte kişilerin günlük olarak kullanabileceği şeyler değildi Sert sensörler aynı zamanda başka bir rahatsızlığa da sebep olabilir. Biz kullanıcı için ek rahatsızlığa sebep olmayacak ve rahatça giyilip çıkarılabilecek şekilde kıyafet gibi tekstile entegre edilebilen sensörler tasarladık.”

Bir deneyde, araştırmacılar parçanın (yamanın), farklı açılarda döndürülen yapay bir uzuv üzerine yerleştirdiklerinde basınçtaki değişiklikleri tespit edip edemeyeceğini test ettiler. Sonra sağlıklı bir kişi bükülüp eğilebilen bir diz adaptörü ile yürürken ve bacakları arasında ağırlığı değiştirirken, sensör parçasını taktığında basınç değişikliklerini test etmek için kullandılar.

Son deneylerinde alt bacağı ampüteli olan gönüllü bir kişi protez uzvunun, tipik olarak daha yüksek basınç uyguladığı alanlara, protez uzvunun iç astarına parçayı taktı. Gönüllü, ağırlığı değiştirerek bir koşu bandında yürürken sensör parçasını test ettiler, sistemin dayanıklı olduğunu ve soketteki basınç değişikliklerini güvenilir bir şekilde izleyebildiklerini gördüler.

Çalışmanın ortak yazarı Tushar Ghosh, ”Birkaç yıl önce düşündüğümüz bu yaklaşım işe yarıyor ve rahatlıkla üretilebilen bir teknoloji.” dedi. NC State’s Wilson College of Textiles’ta Tekstil Mühendisliği, Kimya ve Bilim alanında William A. Klopman seçkin profesörü olan Ghosh ekledi, ” Rahatsız edici ve güvenli olmayan malzemeleri cilde temas ettiremezsiniz. Bu yüzden biz, çevremizde her zaman kullanılan yumuşak ve esnek olan malzemeleri kullanıyoruz.”

Araştırmacıların çalışmasının bir kısmı sensör sistemini insan kullanımı için yeterli seviyede hafif ve küçük olacak şekilde tasarlamayı kapsıyordu. Bu çalışma, NC State University tekstil , elektrik, bilgisayar ve biyomedikal mühendisliğin araştırmacıları arasında işbirliği yapılmış bir çalışmadır. İnsan deneyleri UNC / NC State University Ortaklığı Biyomedikal Mühendisliği Bölümü’nden Jackson Ailesi seçkin profesörü ve makalenin kıdemli – ortak yazarı Helen Huang liderliğinde ve rehabilitasyon mühendisliği araştırmacıları tarafından gerçekleştirildi.

Onlar, elektromanyetik bir alanda oluşturdukları bir yöntem ile birlikte, iplikleri dikerek bir sensör parçası yaptılar. Araştırmacılar bir kafes oluşturur gibi iplikleri dikip, küçük bir pil kullanarak az miktarda elektrik gücü uyguladıklarında, her bir örgü noktasında iplikleri birlikte çekerek elektrik yükü miktarını ölçebildiklerini keşfettiler. Elektrik yükü, kullanıcı tarafından ne kadar basınç uygulandığı ile ilişkili olarak aynı zamanda ipliklerin birbirine yakınlığına bağlı olarak da değişiyordu. İplikleri birbirine bağladılar, izole ettiler, bir tekstil kumaşına serdiler ve bunu, verileri alabilmek için küçük bir elektronik cihaza bağladılar. Cihaz, ölçümleri kablosuz olarak izlemek amacıyla küçük bir radyo da içeriyordu.

NC State University’den elektrik mühendisliği profesörlerinden ve aynı zamanda bu çalışmanın ortak yazarı Alper Bozkurt, ”Tekstil liflerini dörtte bir’den biraz daha büyük bir elektrik devresine bağladık. Bu bize 100 ölçüm noktası veriyor. Her şey kablosuz veri takibi için bir radyosu küçük bir mikrobilgisayara bağlı.” dedi.

Araştırmacılar bu çalışma için ticari açıdan uygun bir ipliği kullanırken, aynı zamanda bir ampütenin protez uzvunun soketindeki basınç değişikliklerinden daha fazlasını tespit etmek için kendi tekstil liflerini geliştirme üzerinde çalışıyorlar.

Projede sonraki adım, sensörleri direkt olarak protez soketlere veya giyilebilir bir malzemeye entegre etmektir. Ayrıca geniş bir çalışmada sensörün potansiyel klinik değerini incelemeleri gerekecektir.

Huang, ”Daha kapsamlı vizyonumuz, çorap gibi bir şey tasarlamak veya sensör sistemini protez soketin içine entegre etmektir. Böylece bir kişi protezini taktığında basınç dağılımı ve diğer ölçümler açısından neler olduğunu izleyebilir.” dedi.

”Protez – Soket Arayüzlerini İzlemek İçin Tekstil Tabanlı Basınç Sensörleri” çalışması, 21 Ocak’ta IEEE Sensors Journal’da çevrimiçi olarak yayımlandı.

Kaynak : phys.org

740 Kez Okundu

Nuran Akalın

1994 Kocaeli doğumluyum. Lisans derecemi Süleyman Demirel Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümünde tamamladım. Amerika menşeili bir firmada kalite kontrol mühendisi olarak çalışmaya başladıktan sonra plastik ve polimer alanlarına yönelmeye başladım. Bu yüzden kendi deneyimlerimi insanlara aktarabilmek ve daha da fazla bilgi sahibi olmak adına İnovatif Kimya Dergisi'nin bir parçası olmak istedim. İlgi alanlarım: Polimer, plastik, biyomalzemeler. Sürdürülebilirlik ve kimyanın insan vücuduna uygunluğunu temel alan konularla ilgileniyorum.

You may also like...

WP Twitter Auto Publish Powered By : XYZScripts.com
Kopyalamak Yasaktır!