低成本、装备传感器鞋垫监控流动性障碍患者的步态

马萨诸塞大学阿默斯特的一个跨学科的研究团队开发了一种低成本的鞋内底,配备了力敏电阻(FSR),旨在削弱流动性改善健康状况的管理,如中风、帕金森病和骨关节炎。

鞋垫”措施相关的两个重要的动力学参数如何人走;即地面反作用力(平)和压力(CoP)的中心,”首席研究员说Sunghoon Ivan Lee曼宁学院助理教授信息和计算机科学。“这些参数包含非常重要的信息,特别是对于那些有步态问题。”

李2018年美国国立卫生研究院的开拓者年轻调查员奖资助这项研究最近发表在杂志上IEEE生物医学工程和选为特色的一篇文章。除了作者Brandon Oubre,信息和计算机科学博士生,李与kinesiologist凯瑟琳·波伊尔步态专家,博士生Skylar福尔摩斯,公共卫生学院和健康科学。

信息从鞋垫传感器可以帮助临床医生方便地监视疾病进展随着时间的推移,使早期干预对神经系统、肌肉骨骼和其他影响流动的条件。

目前这些步态参数只能在实验室中测量与昂贵的尺度和专业相机追踪反射“点”附加到身体。“这不是容易的人,特别是那些生活在农村或欠发达地区,所以很难监测这些参数如何演变整个的治疗或康复,”李说。“实验室环境并不代表他们如何走自然之外的实验室。”

研究者的挑战是想出一个便宜,可穿戴解决精确测量的压力集中在唯一当一个人走。

“健康的人,一个正常的方式把压在地上走路时:你的脚后跟,然后你将在你唯一的外缘,然后你的脚趾将在与地面接触最后你起飞,”李说。“但这些廉价的传感器不是非常准确,这就是警告。”

因此,研究小组建立了一个人工智能算法来处理传感器的数据,导致精确的动力学参数的信息。“这是我们的论文的主要贡献,”李说。

调查发现,鞋垫设备基于模型准确地估计天然气采收率和警察,尽管力敏感电阻数据的缺陷。

有一天,研究人员希望鞋垫与传感器可用于诊所和病人的家庭环境对他们的行走步态,提供实时数据无线发送到卫生保健提供者。

“会有很多障碍,使这一愿景,但这就是我们最终的目标,”李说。