外部フレキシブルコネクタと独立したハブは、かさばる電子機器をセンシングインターフェースから分離するために使用されます。 この設計戦略により、インソールは薄く柔軟性を保ち、自然な歩行を変化させることなくユーザーの足の解剖学的構造に適合します。同時に、外部ハブは高周波データ収集を安定させるための必須ハードウェアを収容します。
このアーキテクチャは、装着感とデータ忠実度の間の対立を解決します。剛性のあるハードウェアを外部化することにより、システムは足の自然な生体力学を維持しながら、高解像度の圧力およびせん断データを安全にローカルに保存できます。
自然な生体力学の維持
インソールの柔軟性の重要性
糖尿病性足病変の健康状態を正確に監視するには、センシングインソールが患者の足の特定の解剖学的構造に適合する必要があります。 足の下から剛性のあるコンポーネントを取り除くことで、インソールはさまざまな足の形状に適合するために必要な柔軟性を維持します。
歩行への影響の最小化
生体力学的モニタリングの主な目標は、ユーザーの歩行に影響を与えることなく測定することです。 厚いまたは硬いインソールは、ユーザーの歩き方を意図せず変更し、データの歪みを引き起こす可能性があります。 外部ハブを使用することで、靴内のコンポーネントが目立たなくなり、ユーザーの自然な歩行への影響が最小限に抑えられます。
データ整合性と電子機器の最適化
かさばるコンポーネントの再配置
高度なモニタリングには、慣性計測ユニット（IMU）、処理チップ、大容量ストレージなどの substantial なハードウェアが必要です。 これらのコンポーネントを靴の中に配置すると、厚みと剛性が増します。 独立したハブは、靴の外側にこのハードウェアを収容し、センシングエリアから物理的な制約を取り除きます。
信頼性の高いデータストレージの確保
高周波データのワイヤレス伝送は、しばしば変動や信号損失の影響を受けます。 これを軽減するために、外部ハブはオンボードSDカードを使用してデータをローカルに記録します。 このセットアップにより、圧力やせん断力などの重要な測定値が、リアルタイムのワイヤレスストリーミングでしばしば発生するギャップなしに安定して記録されることが保証されます。
トレードオフの理解
物理的な脆弱性
コンポーネントを分離すると、データと快適性が向上しますが、靴に外部ハードウェアが追加されます。 フレキシブル接続ケーブルと外部ハブは、日常の活動中に物体に引っかかる可能性があります。 設計者は、これらの外部要素が環境の摩耗や損傷に耐えるように頑丈であることを確認する必要があります。
目標に合った正しい選択
糖尿病性足病変モニタリングシステムを評価または設計する際には、このアーキテクチャが特定の目標にどのように適合するかを検討してください。
- 主な焦点が患者のコンプライアンスと快適性にある場合： このアーキテクチャを優先してください。薄く柔軟なインソールは不快感を最小限に抑え、ユニークな足の解剖学的構造に適合します。
- 主な焦点が臨床データの有効性にある場合： ワイヤレス干渉によるデータギャップのリスクを排除する、高周波生データをローカルに保存する機能のためにこの設計を活用してください。
センシングメカニズムと処理ユニットを分離することは、ユーザーの自然な動きを損なうことなく、高忠実度の生体力学的データをキャプチャするための最も効果的な方法です。
概要表：
| 特徴 | 内部電子設計 | 外部ハブとフレキシブルコネクタ |
|---|---|---|
| インソールの厚さ | 高い（かさばる） | 超薄型＆柔軟 |
| 歩行への影響 | 高い（自然な生体力学を変化させる） | 最小限（自然な歩行を維持する） |
| データ整合性 | ワイヤレス信号ギャップの影響を受けやすい | 高い（SDカードへのローカルストレージ） |
| ハードウェアスペース | 靴の制約により限定される | 拡張（IMU、処理チップを収容） |
| 耐久性 | 高い（封じ込められている） | 中程度（頑丈な外装が必要） |
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参考文献
- Daniel Parker, Christopher Nester. LOad Monitoring and Intervention System (LOMIS) to prevent diabetic foot ulceration: Study protocol for a multi-phased safety and performance evaluation of a novel medical device. DOI: 10.3310/nihropenres.13752.1
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .
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