میکروفون MEMS و نوارهای پیزوالکتریک برای تلفن های موبایل از خم شدن و گسترش زانوی بلند می کنند. (اعتبار: جورجیا فناوری)
Omer Inan می گوید: "این چیزی شبیه نوعی چیزهای هالووین است که اتفاق می افتد." "شما در حال گوش دادن به استخوان های خود را درهم بر روی یکدیگر، و یا شاید غضروف."
مهندسان در حال توسعه گروه زاویه ای صوتی با میکروفون و سنسورهای ارتعاش هستند که می توانند صداهای داخل مفصل را گوش دهند و اندازه گیری کنند و می توانند راهی برای کمک به متخصصان ارتوپدی فراهم کنند تا آسیب را پس از آسیب ببینند و پیشرفت بازیابی را دنبال کنند.
عمر اینان ، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر در Georgia Tech ، مدتی است که در فکر تولید چنین دستگاهی است. او سابق پرتاب دیسک در دانشگاه استنفورد است و سالها مانند گردبادی را دور خود چرخانده و زانوها برای آن ساخته نشده اند ، بنابراین خودش به شدت دچار زانو درد شده است.
او می گوید: "من همیشه احساس می کنم که زانو من کمرنگ تر می شود و اگر بیشتر بر آن تمرکز کنم، بیشتر می شوم."
هنگامی که او در اولین آزمایشات ضبط شده از کراکیکال سنگ زنی را شنید، Inan خوشحال بود. "این خیلی بلندتر از حد انتظار بود و خیلی واضح تر بود،" این به معنای پیشرفت فوری بود. "این کمی مانند برخی از چیزهای هالووین اتفاق می افتد. شما در حال گوش دادن به استخوان های خود را درهم بر روی یکدیگر، و یا شاید غضروف. "پزشکان تماس شکستن مشترک" crepitus. "
بعضی از 100 سال پیش، پزشکان فکر می کردند که راکت ممکن است یک پیام داشته باشد و با استفاده از stethoscopes گوش دهد. Inan امیدوار است که در آینده، تحقیقات پزشکی بر روی تکنولوژی سنجش آکوستیکی که گروهش در حال طراحی است، ایجاد کند و در نهایت صدا را به الگوهای مفید تبدیل کند.
در حال حاضر، محققان صدای ضبط شده را ضبط کرده و آن را با محدوده حرکات مفصلی مقایسه می کنند تا ببینند دقیقا در حال گسترش و خم شدن زانو زخم ایجاد می کند و می کشد. در نتیجه، قله ها و قوزک ها شبیه به الکتروکاردیوگرام یا سیگنال فیزیولوژیکی دیگر است.
الگوی صوتی زانو آسیب دیده به طور قابل توجهی متفاوت از زانوی دست نخورده است. Inan می گوید: "این بیشتر بی ربط است." "یک زانو سالم یک الگوی صحیح تر از صداها را تولید می کند."
سربازان و آسیب های تکراری
اگر همراه با تحقیقات پزشکی باشد ، دستگاه صوتی می تواند به مانیتورهای ارزان قیمت و پوشیدنی منجر شود ، که می تواند به نفع ورزشکارانی باشد که زانوی خود را بیش از حد سنگین کرده اند و بیماران مسنی را که دچار لغزش و افتادن شده اند. دارپا ، بودجه این کار ، می خواهد آسیب دیدگی های زانو را در میدان جنگ کاهش دهد و به شما کمک کند تا سربازان با خیال راحت به کار خود برگردند.
اینان می گوید: "آنچه که اکثر مردم نمی دانند این است که آسیب های اسکلتی عضلانی زانو و مچ پا یکی از دلایل اصلی ترخیص برای اعضای فعال وظیفه است." کوله پشتی که وزن آن به 100 پوند می رسد، سربازان را تحت فشار قرار می دهد، زیرا آنها برای چندین کیلومتر از روی زمین روی حیله و تزویر حرکت می کنند، بیش از موانع در میدان های جنگی صعود می کنند و در ساعات دراز کشیده اند.
حتی بدون سقوط یا تکان دادن، یک سرباز می تواند در جراحی پس از آن در توانبخشی فرود بیاید. مشکل ممکن است چند ماه بعد مشخص شود، اما اغلب اوقات این موضوع نیست و اغلب به دلیل آسیب مجدد است.
پس از عمل جراحی و درمان، زانوی ممکن است احساس جدیدی داشته باشد، اما زمانی که یک سرباز پرخاشگر به آن برمی گردد، ضعف های ناشی از ضربه زخمی می شود. در نتیجه، مجددا صدمات 10 بار بیشتر از موارد اولیه است.
یک دستگاه پوشیدنی ارزان قیمت می تواند سربازان و پزشکان را در بازخوردهای آینده در مورد بهبود زانو به منظور جلوگیری از آسیب های جدی مجبور کند که از انجام کارهای سنگین در صورت نیاز استفاده کند.
این امر در بلندمدت میتواند در خدمت اعضای سرویس باشد. جراحت مشترک در طول زمان، تنظیم اعضای خدمات بازنشستگی برای درد و از دست دادن تحرک به زندگی غیرنظامی. اینان می گوید: "شما می توانید موارد استئوآرتریت اولیه را داشته باشید."
سر و صدا خارجی
اما در این مرحله، ماموریت اینان ضبط صدا در کیفیت بالقوه مفید است که برخی از چالش ها را مطرح کرده است. مفصل زانو به وسیله مایع احاطه شده است، که امواج صوتی را می شکند که از پوست مشترک خارج می شوند. همچنین هنگامی که یک بیمار در اطراف حرکت می کند، باعث ایجاد صداهای اضافی می شود که می تواند صداهای مفید را از بین ببرد.
او می گوید: "واقعیتی که اندازه گیری در طول حرکت باید تعریف شود، یک چالش است؛ زیرا شما نمی توانید به کسی بگوئید که هنوز هم وجود داشته باشد و از مصالح حرکتی اجتناب کند".
محققان برای ایجاد دستگاه صوتی، میکروفون با فیلم پیزوالکتریک، یک حسگر ارتعاش حساس که بهترین صدا را جمع آوری می کند، اما بسیار حساس به دخالت است. میکروفون در برابر پوست قرار داده می شود برای پشتیبان گیری و برای یک دستگاه عملی تر.
مانیتور زانو همچنین از پیشرفت فنی رایج در گوشی های هوشمند استفاده می کند. میکروفنهای سیستم میکرو الکترومکانیکی یا MEMS با فناوری فعلی بهتر از میکروفن با تکنولوژیهای پیشین سازگار می شوند. این امر باعث می شود که میکروفن ها به سادگی 50 تنها به یک دلار ارزان تبدیل شوند.
دفتر فن آوری های زیستی DARPA این کار را پشتیبانی می کند. این مقاله به صورت آنلاین در مجله منتشر شده است معاملات IEEE در مهندسی پزشکی.
منبع: موسسه فناوری جورجیا
کتاب های مرتبط
at InnerSelf Market و آمازون
