무릎 치환 수술은 가장 흔한 관절 치환 수술로, 매년 수술 건수가 증가하고 있습니다. 이 수술은 더 젊고 활동적인 환자들에게 수행되는데, 이들은 딜레마에 직면합니다. 수술을 받으면 전반적인 건강을 위해 신체적으로 활동적으로 지내야 하지만, 그 활동이 새 임플란트를 마모시킬 수 있습니다. 종종 의사들은 환자들이 증상을 보이기 전까지 과도하게 활동하고 있는지 알 수 없습니다. 그때쯤이면 임플란트 손상이 이미 발생한 상태입니다. 젊은 환자에게 5~10년마다 무릎 치환 수술을 받는 것은 힘든 일이지만, 임플란트 무결성을 유지하기 위한 완벽한 활동 수준의 균형을 찾는 것 역시 막막한 일입니다.
실시간으로 활동 변화를 모니터링하는 더 스마트한 무릎 임플란트가 개발되었습니다. 임플란트에는 내장 센서가 있어 임플란트에 가해지는 압력이 얼마나 되는지 모니터링할 수 있어 의사들이 어떤 활동이 임플란트에 부정적인 영향을 미치는지 더 명확히 이해할 수 있습니다. 센서를 통해 의사들은 특정 움직임이 임플란트에 너무 과해졌을 때 환자에게 알릴 수 있어 환자가 빠르게 조정하고 임플란트 추가 손상을 피할 수 있습니다. 이는 각 환자에게 최적의 활동 수준을 찾는 데 도움이 됩니다.
센서가 한 문제를 해결했지만 또 다른 문제를 만들었습니다. 배터리로 센서에 전원을 공급하면 배터리를 주기적으로 교체해야 하므로 스마트 임플란트의 목적을 무효화합니다. 대신 에너지 하베스팅 메커니즘으로 움직임으로부터 무릎 임플란트에 전원을 공급할 수 있습니다. 마찰전기 에너지(마찰로부터 수집되는 에너지 유형)가 사용되었습니다. 누군가가 걸으면 미세 표면들이 서로 접촉하는 마찰을 이용해 하중 센서에 전원을 공급할 수 있습니다. 회로에 4.6마이크로와트가 필요함이 결정되었습니다. 예비 테스트에서 평균적인 사람의 걸음은 6마이크로와트의 전력을 생성하는 것으로 나타났습니다. 이는 센서에 전원을 공급하기에 충분합니다.
이러한 스마트 임플란트는 의사에게 피드백을 줄 뿐만 아니라 미래 임플란트 개발에 연구자들을 도울 것입니다. 활동 센서와 자가 구동 시스템의 결합은 무릎 임플란트의 수명을 늘리고 후속 수술의 필요성을 줄일 것입니다.
감지기
지난 75년간 센서는 의학 발전에 점점 더 중요한 역할을 해왔습니다. 체온, 혈압, 심박수, 호흡수 등 환자의 활력 징후를 모니터링하는 의료 센서는 점점 더 정교해지고 있습니다. 하지만 센서는 의료 장비의 활력 징후를 측정하는 데에도 유용합니다. 체온 모니터링 유리구 온도계는 수십 년간 체온 측정에 사용되어 왔습니다. 1970년대에는 디지털 디스플레이가 있는 전자식 버전으로 대체되었습니다. 이들은 최소 침습적 장치로 환자 몸 어딘가에 삽입해야 했습니다. 오늘날 가장 일반적인 장치는 열전퇴 기반 비접촉 온도 센서로, 소형 적외선 카메
센서스 엑스포(Sensors Expo)가 새로운 이름인 센서스 컨버지(Sensors Converge)로 캘리포니아 산호세 맥에너리 컨벤션 센터(McEnery Convention Center)에서 6월 27~29일 돌아온다. 센서의 다양한 애플리케이션을 강조하는 9개 컨퍼런스 트랙이 있지만, 자세히 보면 공통된 주제가 있다. 바로 지능형 연결성 — 컨버전스다. 데이터 수집, 데이터를 활용 가능한 정보로 변환, 그 정보 공유로 프로세스 제어와 사람들의 정보에 기반한 의사결정 지원. 그리고 그 모든 데이터의 근원이 센서다. 기조연설은
