智能绷带利用IMU传感器监测关节炎患者膝盖张力情况

该智能绷带可持续监测用户的膝盖运动。13名参与者在右腿上配备了两个惯性测量单元(IMU)。参与者进行了各种动作,包括直线运动、方向变化和跳跃。

  据外媒报道,最近,国外的《Sensors》杂志最新发表了一款可实时监测关节炎患者膝盖张力情况的智能绷带原型产品。该可穿戴设备搭载有一系列包括惯性测量单元(IMU)在内的一系列传感器。

智能绷带利用IMU传感器监测关节炎患者膝盖张力情况

Anthrokinemat,图自《Sensors》

  据悉,这个被称为Anthrokinemat的智能产品,由德国卡尔斯鲁厄理工学院、不来梅大学、绷带制造商Bauerfeind和传感器技术公司ITP一起开发。

  通常,最常见的关节炎都是由关节软骨磨损引起。虽然有些运动对此能够起到一定的帮助,但如果过量则只会让事情变得更糟。这就是这款新型智能膝盖绷带的用武之地,它将提供实时关节张力读数。

智能绷带利用IMU传感器监测关节炎患者膝盖张力情况

Anthrokinemat搭载有包括IMU传感器在内的一系列传感器,图自《Sensors》

  据了解,该可穿戴设备搭载有包括IMU传感器在内的一系列传感器,将会持续监测用户的膝盖运动,然后一个集成的微处理器将会实时分析收集到的数据,并决定这些运动对膝关节造成的拉力有多大。这一过程则是通过基于机器学习的算法实现,这些算法利用一个膝关节运动和相应拉力水平的数据库进行“训练”。

智能绷带利用IMU传感器监测关节炎患者膝盖张力情况

论文配图,图自《Sensors》

  文章介绍说,膝关节力(KJF)是用于推断膝关节结构负荷的生物力学措施。这项研究的目的是基于可穿戴传感器获得的数据,开发一种在运动过程中估算KJF的人工神经网络(ANN)。13名参与者在右腿上配备了两个惯性测量单元(IMU)。参与者进行了各种动作,包括直线运动、方向变化和跳跃,最后通过进行生物力学建模以确定KJF。

  如果可穿戴传感器测量结果发现某一特定动作产生的张力足以加重关节损伤,那么,绷带就会将警报以无线传输的形式上传到用户智能手机上的应用中。

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