Dynamisches Drucküberwachungssystem zur orthetischen Behandlung von Skoliose

Die weltweiten Raten der adoleszenten idiopathischen Skoliose (AIS) reichen von 0,9 % bis 12 %, und innerhalb dieser Population benötigen etwa 10 % der Jugendlichen im Alter von 10 bis 16 Jahren schließlich eine Behandlung. Die häufigste konservative Behandlung ist das Korsett, bei dem AIS-Patienten für 18 bis 23 Stunden täglich ein Korsett verschrieben wird, bis das Skelett ausgereift ist. Ziel der Verstrebung ist es, das Fortschreiten der Krümmung zu stoppen und die normale Ausrichtung der Wirbelsäule durch aktiven Druck der Verstrebung wiederherzustellen. Es gibt starke klinische Beweise für eine positive Korrelation zwischen der Straffheit der täglichen Korsettanwendung und der Fähigkeit des Korsetts, das Risiko einer Krümmungsprogression auf einen chirurgischen Schwellenwert zu verringern. Die Patienten leiden jedoch unter körperlichen und funktionellen Beschwerden aufgrund von Druckstellen, einschließlich Druckgeschwüren, Hautirritationen und sogar Asthmaanfällen, was die Compliance mit der Korsettbehandlung verringert. Das Wissen über die Reaktion des menschlichen Körpers auf Druck, der durch eine Korsettbehandlung ausgeübt wird, bleibt eindeutig mangelhaft.

An diesem multidisziplinären Verbundstudium sind Experten aus den Bereichen Elektrotechnik und Elektronik, Orthopädie, Materialwissenschaften und Textilien sowie Biomechanik beteiligt. Ein revolutionäres Druckmesssystem, das faseroptische Sensoren mit Textilgarnen integriert, wird in Form einer Unterwäsche entwickelt. Die Sensoranordnung in der Unterwäsche wird gemäß den Körpermerkmalen von Skoliosepatienten und kritischen Bereichen, in denen aktiver Druck durch die Orthese ausgeübt wird, gestaltet. Die Gesamtdruckverteilung und der dynamische Druck zwischen dem Körper und der Skolioseorthese werden gemessen. Die Wirksamkeit des Orthesendesigns wird bewertet, und die maximalen Druckbelastungen, die Patienten an verschiedenen Körperteilen ohne Dekubitus ertragen können, können berechnet werden.

Wissenschaftler, Kliniker und AIS-Patienten werden voraussichtlich von der Verwendung des Drucksystems profitieren, das den optimalen auf den Patienten auszuübenden Druck bestimmt und gleichzeitig Druckverletzungen minimiert. Die Ergebnisse des Projekts können auf die Standardisierung von Druckniveaus erweitert werden, die von verschiedenen orthopädischen Vorrichtungen ausgeübt werden, und werden faseroptischen Anwendungen in der Biomechanik eine neue Dimension hinzufügen.