Pressure measurement stocking for prevention and therapy support for diabetic foot ulcers
-
Bernhard Brunner
,
Gottfried Betz
Abstract
Around 8 million people in Germany suffer from type 2 diabetes. One of the secondary and accompanying diseases is diabetic foot syndrome, which currently affects 250,000 patients. Therapeutic and preventive measures are designed to reduce the risk of foot wounds (ulcers). These include the detection of increased pressure values in the entire foot area. A pressure-measuring stocking can be used to continuously record pressure loads during activities of daily living. It is important to use skin-friendly, heat- and moisture-regulating textiles with very thin and soft sensors that do not create pressure points and are very comfortable to put on, take off and wear. Machine washing should be possible for daily cleaning. And the manufacturing costs must be low. The solution presented is the use of thin (1 mm) capacitive dielectric elastomer pressure sensors based on skin-compatible silicones, which are bonded at any position on the smart wool sock. The signal cables are knitted in elastically during stocking production and are connected to a removable radio electronics unit at the end of the stocking. The measurement data from up to 16 pressure sensors on the entire foot can thus be sent wirelessly to a mobile receiving device (e.g. smartphone) to warn patients of excessive pressure and inform the doctors treating them.
Zusammenfassung
Rund 8 Millionen Menschen in Deutschland leiden an Typ-2-Diabetes. Eine der Folge- und Begleiterkrankungen ist das diabetische Fußsyndrom, von dem derzeit 250.000 Patienten betroffen sind. Therapeutische und präventive Maßnahmen sollen das Risiko von Fußwunden (Ulcera) reduzieren. Dazu gehört das Erkennen von erhöhten Druckwerten im gesamten Fußbereich. Mit einem Druckmessstrumpf kann die Druckbelastung bei Aktivitäten des täglichen Lebens kontinuierlich erfasst werden. Wichtig ist die Verwendung von hautfreundlichen, wärme- und feuchtigkeitsregulierenden Textilien mit sehr dünnen und weichen Sensoren, die keine Druckstellen erzeugen und einen hohen An- und Ausziehkomfort bieten. Für die tägliche Reinigung sollte eine Maschinenwäsche möglich sein und die Herstellungskosten müssen niedrig sein. Die vorgestellte Lösung ist die Verwendung von dünnen (1 mm) kapazitiven dielektrischen Elastomer-Drucksensoren auf der Basis von hautverträglichen Silikonen, die an beliebiger Stelle auf die intelligente Socke appliziert werden können. Die Signalkabel werden bei der Strumpfherstellung elastisch eingestrickt und sind am Ende des Strumpfes mit einer abnehmbaren Funkelektronik verbunden. Die Messdaten von bis zu 16 Drucksensoren am gesamten Fuß können so drahtlos an ein mobiles Empfangsgerät (z. B. Smartphone) gesendet werden, um Patienten vor zu hohen Druckbelastungen zu warnen und den behandelnden Ärzten Informationen bereit zu stellen.
About the author
1984 – 1995 Studies and doctorate in physics at the University of Regensburg in the field of high-temperature superconductor layers. 1997 – 1999 Scientific employee at the Natural and Medical Sciences Institute (NMI) in Reutlingen in the field of thin-film technology and microstructure technology for implants. 1999 – 2000 product technology engineer for chip cards at Infineon Technologies AG, Regensburg. Since 2000 scientific employee at Fraunhofer ISC, Würzburg: Project manager in the field of sensor technology for e-textiles.
Acknowledgments
Thanks for funding by the German Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action “Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand, ZIM”.
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Research ethics: Not applicable.
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Informed consent: Not applicable.
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Author contributions: All authors have accepted responsibility for the entire content of this manuscript and approved its submission.
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Use of Large Language Models, AI and Machine Learning Tools: Deepl to improve language.
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Conflict of interest: The authors state no conflict of interest.
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Research funding: German Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Action “Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand, ZIM”.
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Data availability: Not applicable.
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