Hệ thống cảm biến áp lực in MWCNT-PDMS để giám sát bàn chân phòng ngừa loét

( 0 đánh giá )
Miễn phí

Bối cảnh:

  + Loét bàn chân do tiểu đường chiếm ~70% các ca cắt cụt ở Đức.

  + Nguy cơ cao ở người béo phì, tiểu đường, bệnh thần kinh ngoại biên.

  + Phòng ngừa hiệu quả cần giám sát áp lực và mẫu rollover theo thời gian thực.

  • Chiến lược phát triển:
  •   + Top-down: Phân tích dáng đi 60 người (20 khỏe mạnh, 20 béo phì, 20 béo phì + tiểu đường) bằng thảm đo áp lực, chia bàn chân thành 9 và 6 vùng, tính pmax và rpti, phân loại bằng mạng neural → xác định 6 vùng cảm biến tối ưu (gót, giữa bàn chân, 3 vùng bàn trước, ngón cái).
  •   + Bottom-up: Phát triển cảm biến piezoresistive MWCNT-PDMS in screen printing, điện cực bạc, cấu trúc ma trận, độ phân giải 1 cm², có thể tăng lên 4/cm².
  • - Chế tạo insole:
  •   + 6 cảm biến đường kính 9 mm đặt tại 6 vùng tối ưu.
  •   + Kết nối bằng mạch in bạc, dây dẫn ra bộ khuếch đại đo.
  •   + Hiệu chuẩn với tải 0,48–4,88 N (~1,5–15,5 kPa).
  • - Kết quả:
  •   + Mạng neural phân loại đúng 92,9% (train) và 79,3% (holdout) với 9 vùng; 90,5% và 72,2% với 6 vùng.
  •   + Cảm biến in đo được phân bố áp lực trong thí nghiệm vòng tròn nhôm và khi người mang giày đi bộ.
  •   + Tín hiệu phản ánh rõ các giai đoạn: đứng yên, bước tiến, bước lùi.
  • - Ưu điểm: Giá rẻ, dẻo, in hàng loạt, phù hợp giám sát hàng ngày.
  • - Hướng phát triển: Tích hợp đo liên tục, phân tích mẫu rollover, cảnh báo sớm, can thiệp (âm thanh, ánh sáng, chỉnh giày).