可穿戴的,廉价的用于淋巴水肿治疗的机器人袖

可穿戴的,廉价的用于淋巴水肿治疗的机器人袖
淋巴水肿套的图像(左)和其组成部分的示意图(右)。微流控芯片依次为气球充气和放气,产生压力并将流体推过手臂。来源:卡罗琳·伦

淋巴水肿经常发生在乳腺癌幸存者身上,因为他们在手术过程中淋巴结损伤或切除的风险很高。这些淋巴结的位置通常会使液体和蛋白质聚集在手臂上,因此治疗包括压缩套,以寻求恢复正常的流动。然而,目前的技术既昂贵又不方便。

Biomicrofluidics来自滑铁卢大学微流体实验室和DIESEL生物力学实验室、乳房康复和Myant公司的研究人员开发了一种由微流体芯片控制的软机器人套,可以降低治疗成本、重量和功耗。该原型比以前的设备更便携,其底层机制可以扩展到其他治疗,如假肢。

有16个通道,每个通道都是一种管道。就像不同直径的管道产生不同的流速一样,每个通道都有不同的阻力。不同的电阻产生了在每个通道之间流动,导致套筒中的气球依次膨胀并将流体向上推出臂。

这种设计只需要两个微型阀门,就可以取代八个体积庞大、耗能大的阀门。因此,成本从数千美元降低到数百美元。它使用3.7伏锂离子电池,控制盒的重量比iPhone 13还轻,而之前的技术需要墙上的插座。

“我对可穿戴的定义是,你可以戴着它做任何你想做的事情,而不是把它插在墙上,”作家卡罗琳·伦说。“引入微流体领域,我们希望在不影响性能的情况下,使系统由电池供电。”

通过在套筒原型和手臂之间放置传感器,研究团队测量并优化了套筒压力,以促进流体流动。

研究人员目前正在招募患者进行测试。他们打算用他们的设备专利来开发一种商业上可行的产品。

微流控芯片也可以应用到小腿截肢者的假肢中。

在行走过程中,腿部周围的压力分布不均匀,并且腿部在一天中会肿胀以改变大小,但传统的假肢窝无法相应地调整。一个气球系统套筒可以动态地对腿部施加正确的压力,并根据需要膨胀或收缩以改变尺寸。

“我们从不同的角度看待这些问题,但我认为微流体技术可以为这些领域做出更多的贡献,”Ren说。

更多信息:Run Ze Gao等人,一种新型空气微流体软机器人套:为了实现创新的淋巴水肿治疗,Biomicrofluidics(2022)。DOI: 10.1063/5.0079898
期刊信息: Biomicrofluidics

所提供的美国物理学会
引用:用于淋巴水肿治疗的可穿戴、廉价的机器人套(2022,5月6日),检索于2022年12月11日,从//www.puressens.com/news/2022-05-wearable-inexpensive-robotic-sleeve-lymphedema.html
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