INNOVACIÓN

Un parche sensor textil podría detectar puntos de presión para amputados

El dispositivo incorpora una red de hilos conductores y está conectado a una pequeña computadora.

Un parche sensor textil podría detectar puntos de presión para amputados (Foto. Universidad Estatal de Carolina del Norte)
Un parche sensor textil podría detectar puntos de presión para amputados (Foto. Universidad Estatal de Carolina del Norte)

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24.04.2021 - 00:15

Un sistema de sensor suave y flexible creado con hilos conductores de electricidad podría ayudar a mapear los puntos de presión problemáticos en el encaje de la extremidad protésica de una persona amputada, informan investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte en un nuevo estudio.

En IEEE Sensors Journal, investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte informaron sobre el parche prototipo de sensor ligero y suave basado en textiles. El dispositivo incorpora una red de hilos conductores y está conectado a una pequeña computadora. Probaron el sistema en una prótesis y en experimentos de caminata con dos voluntarios humanos, y encontraron que el sistema podía rastrear de manera confiable los cambios de presión en tiempo real.

"Lo que la gente usa comúnmente para medir la presión dentro de las prótesis son sensores rígidos", ha señalado el primer autor del estudio, Jordan Tabor, un estudiante de posgrado en el NC State College of Textiles. ''Son duros, voluminosos; pueden ser pesados. Estas no son cosas que los amputados puedan usar a diario porque los sensores rígidos afectan negativamente el ajuste de las prótesis de los amputados. Los sensores rígidos también pueden causar molestias. Diseñamos sensores que se pueden integrar en los textiles de una manera que no cause ninguna molestia adicional al usuario y que se puedan usar de manera más regular'', ha añadido.

El dispositivo incorpora una red de hilos conductores y está conectado a una pequeña computadora

En un experimento, los investigadores probaron si el parche podía detectar cambios en la presión cuando lo colocaban en una extremidad artificial, girada en diferentes ángulos. Luego lo usaron para probar los cambios de presión cuando una persona sin discapacidad usaba el parche sensor mientras caminaba con un adaptador de rodilla doblada y mientras cambiaba su peso entre las piernas.

En su último experimento, un voluntario con una pierna amputada usó el parche en el revestimiento de su prótesis en áreas donde la prótesis generalmente aplica una mayor presión. Probaron el parche del sensor mientras el voluntario cambiaba de peso y caminaba en una cinta de correr, y encontraron que el sistema era duradero y podía monitorear de manera confiable los cambios de presión en el encaje.

''Este enfoque en el que pensamos hace unos años funciona, y es una tecnología fácilmente fabricable'', ha subrayado Tushar Ghosh, coautor del estudio. ''No se pueden colocar materiales junto a la piel que sean incómodos y que no sean seguros. Así que estamos poniendo cosas que se usan a nuestro alrededor todo el tiempo, y que son suaves y flexibles'', ha detallado.

Parte del trabajo de los investigadores consistió en diseñar el sistema de sensores para que fuera lo suficientemente ligero y pequeño para el uso humano. El trabajo fue una colaboración entre investigadores en ingeniería textil, eléctrica, informática y biomédica en NC State.

El siguiente paso en el proyecto es integrar los sensores en los encajes protésicos directamente o en un artículo portátil

Crearon el parche sensor cosiendo los hilos juntos de tal manera que crearon un campo electromagnético. Cuando los investigadores cosieron los hilos en una celosía y aplicaron una pequeña cantidad de energía eléctrica con una pequeña batería, descubrieron que podían medir la cantidad de carga eléctrica que unía los hilos en cada punto de la celosía. Las cargas cambiaron dependiendo de qué tan cerca estuvieran los hilos, lo que se relacionó con la cantidad de presión aplicada por el usuario. Conectaron hilos, los aislaron, los colocaron sobre una tela textil y los conectaron a un pequeño dispositivo electrónico para capturar los datos. También incluyeron una pequeña radio para rastrear de forma inalámbrica las mediciones.

Si bien los investigadores utilizaron un hilo que estaba disponible comercialmente para el estudio, también están trabajando en el desarrollo de su propia fibra textil para detectar más que solo cambios de presión en el encaje de la extremidad protésica de una persona amputada.

El siguiente paso en el proyecto es integrar los sensores en los encajes protésicos directamente o en un artículo portátil. También necesitarían estudiar el valor clínico potencial del sensor en un estudio más amplio.

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