手の浮腫患者に有望なニットロボットテキスタイル

手の浮腫（怪我や病気による過剰な体液の蓄積によって引き起こされる腫れ）に対する現在の最良の治療法は、訓練を受けたセラピストによる手動浮腫マッサージ（MEM）ですが、ケアへのアクセスと費用が法外に高額になる可能性があります。

人間生態学部の人間中心デザインの助教授であり、ハイブリッド ボディ ラボの所長であるシンディ (シン-リウ) カオ氏と彼女のチームは、パーソナライズして自分自身が快適に使用できる可能性のあるソリューションを開発しました。家。

花王の研究室は、ワイル コーネル メディスンの医師およびカユーガ メディカル センター (CMC) 理学療法部門のセラピストと協力して、小型ロボット アクチュエータによる逐次圧縮によって腫れた領域を優しくマッサージできるニット ウェアラブル技術「KnitDema」を考案しました。

人間中心デザインの博士課程の学生でハイブリッド ボディ ラボのメンバーであるヘザー (ジン ヒ) キムは、「KnitDema: 個人向け浮腫動員デバイスとしてのロボット テキスタイル」の筆頭著者であり、4 月 26 日に開催される ACM CHI '23 カンファレンスで発表する予定です。コンピューティング システムにおけるヒューマン ファクター (ドイツ、ハンブルク)。

花王に加えて、共著者はワイル・コーネル医学の臨床リハビリテーション医学の名誉教授であるマイケル・オデル博士です。 ジョアン・スティリング博士（ワイル・コーネル医科大学臨床リハビリテーション医学助教授）

KnitDema のアイデアは、花王の研究室が 3 年以上前に開発した別のウェアラブル デバイス KnitDermis の研究に続いて生まれました。 KnitDermis は着用者に触覚的なフィードバックを与えます。 さまざまな目的で着用者の皮膚をつまんだり、ひねったり、圧力をかけたりすることができます。

「KnitDermis のユーザー調査で、参加者から得たフィードバックの多くは、人々はパーソナライズされた皮膚表面マッサージ装置や個人のニーズを満たす指圧のようなものに非常に興味を持っているというものでした」と Kao 氏は述べています。 」

このため、花王氏と彼女の研究室は、ワイル コーネル大学のオデル氏とスティリング氏と話し合い、このタイプのウェアラブルの最適なターゲットについて何週間もかけて議論しました。 彼らは手の浮腫、特に指の腫れを選んだ理由は、「指の可動性は日常生活に不可欠であるため、多くの人が罹患し、日常生活活動に重大な影響を与える可能性がある症状だからです」と花王氏は述べた。 。

Stilling 氏は、デバイスの開発中に意見を提供できることを高く評価しました。

「通常、臨床医は、設計に何の意見も入れずに、医療現場に導入できるテクノロジーを提示されます」と彼女は言う。 「医療現場でのデバイスの使用には重要な考慮事項があり、エンジニアリング チームとコミュニケーションをとり、重要な設計機能を明確にすることができました。」

キム氏とカオ氏は、糸状の形状記憶合金 (SMA) スプリングをニット素材に織り込んだ、指 1 本に装着できるニット ロボット テキスタイルを考案しました。 バネは小さなプリント基板によって作動し、順次圧縮されて膨張した領域から液体を移動させます。

SMA スプリング圧縮の持続時間と強度は、個々の患者のニーズに応じて調整できます。 同紙によると、バネが収縮する転移温度は摂氏45度（華氏113度）で、参加者は不快感なく耐えられたという。

Kao と Kim は、模擬指 (シリコンでカプセル化された飽和スポンジ) で KnitDema をテストしました。 彼らは、MEM 治療と比較して、腫れた領域の周囲に均等に分散された圧迫を備え、快適な装着感と静かなデバイスを設計しました。

アクティブな圧縮に加えて、デバイス自体は伸縮性のある糸で作られており、アクチュエーター用の中空ポケットが組み込まれており、アクチュエーターがオンになっていないときでもしっかりとフィットし、パッシブな圧縮を提供します。 「効果的に圧縮しながら不快感を与えない独自の組み合わせを特定するために、さまざまな種類の糸と新しいニット構造を実験しました」と花王氏は語った。

手浮腫は、過剰な体液の蓄積によって引き起こされる手の腫れとして定義され、人の可動域や機能的能力に影響を与える広範な症状です。 しかし、治療戦略は依然として訓練を受けたセラピストによる時間のかかる手動マッサージに限定されており、広く利用できるアプローチは妨げられています。 浮腫を動員するために指の遠位節骨から基節骨までの連続的な圧迫を可能にするロボット繊維デバイス、KnitDema を紹介します。

花王は、KnitDema およびこの技術を使用する他のデバイスの可能性を、「個人向けリハビリテーションデバイス」と考えています。この用語は、薬と同様に外来患者に処方できるものとしてチームが作った造語です。

「MEMのためにセラピストの訪問を予約するのが難しいのではなく、人々が家に持ち帰れるものとして私たちはこれを構想しています。彼らはリハビリ医や作業療法士、理学療法士の所に行くことになるでしょう」と彼女は語った。一度だけ行うと、そのセッションで毎日の使用に適切な圧縮量を設定し、必要に応じて調整できるようになります。」

「また、患者にとって都合の良いときにいつでも使用できるようになります。多くの場合、症状がその人にとって最悪のときです」とスティリング氏は述べた。 「さらに、各デバイスはデジタル機械編みによって各人に合わせてカスタマイズされ、市場の標準的な治療オプションでは容易に入手できないカスタマイズされたフィット感が可能になります。」

Kao 氏と Kim 氏は、CMC の理学療法士、特にリンパ浮腫を含む認定資格を持つ Allison Howe と、Weill Cornell Medicine の理学療法士および作業療法士がこのプロジェクトに貢献したことを称賛しました。 「彼らは本当に素晴らしい協力者たちだった」とキム氏は語った。

このプロジェクトは、コーネル大学複数研究者シード助成金によって支援されました。

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