यूएस इंजीनियर्स 3डी-प्रिंट कस्टम-फिट वियरेबल्स जिन्हें चार्ज करने की आवश्यकता नहीं है

Engineers 3D-Print Personalized, wireless wearables that never require fee

नए उपकरणों, जो कि व्यक्तियों को फिट करने के लिए कस्टम बनाया गया है, का मतलब बीमारियों की निगरानी और उपचार, नई दवाओं के परीक्षण और व्यक्तिगत स्वास्थ्य को ट्रैक करने की क्षमता में बड़े पैमाने पर सुधार हो सकता है।

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने पहनने वाले के शरीर के स्कैन के आधार पर, इस तरह के 3 डी-प्रिंट मेडिकल-ग्रेड पहनने योग्य उपकरणों का एक तरीका विकसित किया है। फ़िलिप गुट्रुफ़/कॉलेज ऑफ़ इंजीनियरिंग
स्टेप काउंट से लेकर हार्ट रेट तक सब कुछ मॉनिटर करने के लिए पहनने योग्य सेंसर लगभग सर्वव्यापी हैं। लेकिन वृद्ध वयस्कों में कमजोरी की शुरुआत को मापने, घातक बीमारियों का तुरंत निदान करने, नई दवाओं की प्रभावकारिता का परीक्षण करने या पेशेवर एथलीटों के प्रदर्शन पर नज़र रखने जैसे परिदृश्यों के लिए, चिकित्सा-ग्रेड उपकरणों की आवश्यकता होती है।

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने एक प्रकार का पहनने योग्य विकसित किया है जिसे वे “बायोसिम्बायोटिक डिवाइस” कहते हैं, जिसके कई अभूतपूर्व लाभ हैं। न केवल डिवाइस कस्टम 3डी-प्रिंटेड हैं और पहनने वालों के बॉडी स्कैन पर आधारित हैं, बल्कि वे वायरलेस पावर ट्रांसफर और कॉम्पैक्ट एनर्जी स्टोरेज के संयोजन का उपयोग करके लगातार काम कर सकते हैं। बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर फिलिप गुट्रुफ और इंजीनियरिंग कॉलेज में क्रेग एम। बर्ज फैकल्टी फेलो के नेतृत्व में टीम ने आज साइंस एडवांस पत्रिका में अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए।

विश्वविद्यालय के BIO5 संस्थान के एक सदस्य गुट्रुफ ने कहा, “वहां ऐसा कुछ नहीं है।” “हम किसी व्यक्ति के लिए सीधे डिवाइस को सिलाई करने और वायरलेस पावर कास्टिंग का उपयोग करने की एक पूरी तरह से नई अवधारणा पेश करते हैं ताकि डिवाइस को कभी भी रिचार्ज करने की आवश्यकता के बिना 24/7 संचालित हो सके।”

कस्टम फ़िट सटीक निगरानी सक्षम करता है

वर्तमान पहनने योग्य सेंसर विभिन्न सीमाओं का सामना करते हैं। उदाहरण के लिए, स्मार्टवॉच को चार्ज करने की आवश्यकता होती है, और वे कलाई पर उनके प्लेसमेंट के कारण सीमित मात्रा में डेटा एकत्र कर सकते हैं। पहनने वाले के शरीर के 3डी स्कैन का उपयोग करके, जिसे एमआरआई, सीटी स्कैन और यहां तक ​​​​कि ध्यान से संयुक्त स्मार्टफोन छवियों सहित विधियों के माध्यम से इकट्ठा किया जा सकता है, गुटरुफ और उनकी टीम शरीर के विभिन्न हिस्सों के चारों ओर लपेटने वाले कस्टम-फिट डिवाइसों को 3 डी-प्रिंट कर सकती है। विशेष रूप से आपके मछलियां, बछड़े या धड़ के लिए डिज़ाइन किए गए एक वस्तुतः ध्यान देने योग्य, हल्के, सांस लेने योग्य, जालीदार कफ के बारे में सोचें। सेंसर प्लेसमेंट के विशेषज्ञ की क्षमता शोधकर्ताओं को शारीरिक मापदंडों को मापने की अनुमति देती है जो वे अन्यथा नहीं कर सकते थे।

“यदि आप लगातार शरीर के मुख्य तापमान के करीब कुछ चाहते हैं, उदाहरण के लिए, आप सेंसर को बगल में रखना चाहते हैं। या, यदि आप व्यायाम के दौरान अपने बाइसेप्स के विकृत होने के तरीके को मापना चाहते हैं, तो हम उपकरणों में एक सेंसर लगा सकते हैं। बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट के छात्र और कागज पर पहले लेखक टकर स्टुअर्ट ने कहा, जो इसे पूरा कर सकता है। “जिस तरह से हम डिवाइस को गढ़ते हैं और उसे शरीर से जोड़ते हैं, हम डेटा को इकट्ठा करने के लिए इसका उपयोग करने में सक्षम हैं, एक पारंपरिक, कलाई पर चढ़कर पहनने योग्य डिवाइस एकत्र करने में सक्षम नहीं होगा।”

चूंकि ये बायोसिम्बायोटिक डिवाइस पहनने वाले के लिए कस्टम फिट हैं, इसलिए ये अत्यधिक संवेदनशील भी हैं। गुट्रुफ की टीम ने तापमान और तनाव सहित मापदंडों की निगरानी करने की डिवाइस की क्षमता का परीक्षण किया, जबकि एक व्यक्ति कूद गया, ट्रेडमिल पर चला गया और एक रोइंग मशीन का इस्तेमाल किया। रोइंग मशीन परीक्षण में, विषयों ने कई उपकरण पहने, व्यायाम की तीव्रता को ट्रैक किया और जिस तरह से मांसपेशियों को बारीक विवरण के साथ विकृत किया गया। सीढ़ियों की एक ही उड़ान से प्रेरित शरीर के तापमान में बदलाव का पता लगाने के लिए उपकरण काफी सटीक थे।

निरंतर, वायरलेस और सहज

गुटरुफ और उनकी टीम स्वास्थ्य और शरीर के कार्य को ट्रैक करने के लिए पहनने योग्य वस्तुओं को अनुकूलित करने वाले पहले व्यक्ति नहीं हैं। हालांकि, मौजूदा वियरेबल्स में मेट्रिक्स को लगातार ट्रैक करने की क्षमता नहीं होती है, या चिकित्सकीय रूप से सार्थक निष्कर्ष निकालने के लिए पर्याप्त सटीकता के साथ।

शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले कुछ पहनने योग्य पैच हैं जो त्वचा से चिपके रहते हैं, लेकिन जब त्वचा अपनी सामान्य बहा प्रक्रिया से गुजरती है, या कभी-कभी जब कोई विषय पसीना आता है तो वे निकल जाते हैं। यहां तक ​​​​कि नैदानिक ​​​​सेटिंग्स में उपयोग किए जाने वाले अत्यधिक परिष्कृत पहनने योग्य, जैसे ईसीजी मॉनिटर, इन मुद्दों का सामना करते हैं। इसके अलावा, वे वायरलेस नहीं हैं, जो गतिशीलता को गंभीर रूप से सीमित करता है। यदि रोगी भारी बाहरी उपकरणों से बंधे हैं तो वे अपने सामान्य दैनिक दिनचर्या के बारे में नहीं जा सकते हैं।

गुट्रुफ़ की टीम ने जो बायोसिम्बायोटिक उपकरण पेश किया है, उसमें कोई चिपकने वाला नहीं है, और यह कई मीटर की सीमा के साथ एक वायरलेस सिस्टम से अपनी शक्ति प्राप्त करता है। डिवाइस में एक छोटी ऊर्जा भंडारण इकाई भी शामिल है, ताकि यह काम करे, भले ही पहनने वाला सिस्टम की सीमा से बाहर हो जाए, जिसमें घर से बाहर भी शामिल है।

“इन उपकरणों को पहनने वाले के साथ कोई बातचीत की आवश्यकता के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है,” गुट्रुफ ने कहा। “यह डिवाइस को चालू करने जितना आसान है। फिर आप इसके बारे में भूल जाते हैं, और यह अपना काम करता है।”

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