针织机器人纺织品有望用于手部水肿患者

针织机器人纺织品可防止手部水肿。

目前最好的手部水肿治疗方法 - 由受伤或疾病引起的过多液体积聚引起的肿胀 - 是由训练有素的治疗师进行手动水肿按摩(MEM)。然而，获得护理和费用可能会使该程序令人望而却步。

人类生态学院以人为本的设计助理教授兼混合身体实验室主任Cindy (Hsin-Liu) Kao和她的团队开发了一种可以个性化并在自己舒适的家中使用的解决方案。

Kao的实验室与威尔康奈尔医学院的医生和卡尤加医疗中心(CMC)物理治疗部门的治疗师合作，设计了一种名为KnitDema的针织可穿戴技术，可以通过小型机器人执行器的顺序压缩来轻轻按摩肿胀区域。

Heather (Jin Hee) Kim，以人为本的设计博士生和混合身体实验室成员，是“KnitDema：机器人纺织品作为个性化水肿动员装置”的主要作者，她将于26月23日在德国汉堡举行的ACM CHI '<>计算系统中的人为因素会议上发表演讲。

除花王外，合著者还有威尔康奈尔医学院临床康复医学名誉教授迈克尔·奥戴尔博士;以及威尔康奈尔医学院临床康复医学助理教授琼·斯蒂林博士。

KnitDema的想法是在Kao的实验室三年多前开发的另一种可穿戴设备KnitDermis之后产生的。针织真皮为佩戴者提供触觉反馈;它可以出于各种目的捏、扭曲和对佩戴者的皮肤施加压力。

“在KnitDermis的用户研究中，”Kao说，“我们从参与者那里得到的很多反馈是，人们真的对个性化皮肤按摩设备或穴位按摩之类的东西感兴趣，以满足他们的个人需求。

这让Kao和她的实验室与威尔康奈尔医学的O'Dell和Stilling进行了交谈，他们花了数周时间讨论这种可穿戴设备的最佳目标。他们选择了手部水肿，特别是手指肿胀，“因为这是一种影响很多人的疾病，可能对日常生活活动产生重大影响，因为手指活动在我们的日常生活中是必不可少的，”高说。

Stilling很高兴能够在设备开发过程中提供输入。

“通常，临床医生会获得一种技术，可以在没有对设计进行任何投入的情况下实施到医疗保健环境中，”她说。“在医疗环境中使用该设备有一些重要的考虑因素，我们能够与工程团队沟通并帮助澄清重要的设计特征。

Kim和Kao设计了一种针织机器人纺织品，可以放在一个手指上，在针织材料中编织线状形状记忆合金(SMA)弹簧。弹簧由小型印刷电路板激活，并依次压缩以将流体从肿胀区域中抽出。

SMA弹簧按压的持续时间和强度可根据个体患者的需要进行调整。根据该论文，弹簧收缩的过渡温度为45摄氏度(113华氏度)，参与者可以忍受而不会感到不适。

Kao和Kim在模拟手指(一种封装在硅胶中的饱和海绵)上测试了KnitDema。他们设计的装置佩戴舒适且安静，与MEM治疗相比，肿胀区域周围的压缩更均匀。

除了主动压缩外，设备本身还采用弹性纱线制成 - 内置用于执行器的空心口袋 - 即使在执行器未打开时也能提供紧密配合和被动压缩。“我们尝试了许多不同类型的纱线和新颖的针织结构，”Kao说，“以确定可以有效压缩但不感到不舒服的独特组合。

Kao将KnitDema以及使用该技术的潜在其他设备视为“个性化康复设备”，这是该团队创造的一个术语，可以像药物一样开给门诊病人。

“不必安排与MEM治疗师的难以获得的访问，”她说，“我们将其设想为人们可以带回家的东西。他们会去看一次康复医生和他们的职业或物理治疗师，在那次训练中，他们将能够配置适当的压缩量供日常使用，然后根据需要进行调整。

“它还允许在患者方便的任何时间使用 - 通常是在个人症状最严重的时候，”Stilling说。“此外，每台设备都通过数字机器编织为每个人进行个性化定制，从而实现定制的合身性，这是市场上的标准治疗方案所不容易获得的。

Kao和Kim赞扬了CMC的物理治疗师 - 特别是Allison Howe，其认证包括淋巴水肿 - 以及威尔康奈尔医学院的物理和职业治疗师帮助该项目。“他们真的是了不起的合作者，”金说。

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