Nuovo sensore per affaticamento del collo rileva potenziali commozioni cerebrali

Un dispositivo di nuova generazione in grado di misurare il colpo di frusta, potrebbe essere ulteriormente sviluppato per aiutare a rilevare la commozione cerebrale durante lo sport da contatto

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Secondo una nuova ricerca, un cerotto sensore di nuova concezione indossato sulla parte posteriore del collo può essere utile per prevedere il rischio di commozione cerebrale negli sport ad alto impatto come il football americano o il judo. Lo studio, pubblicato su Scientific Reports, riporta che il dispositivo piccolo e flessibile è in grado di rilevare un improvviso sforzo al collo, come un colpo di frusta, in un manichino di prova.

Le collisioni e gli incidenti senza collisione negli sport di contatto possono causare movimenti del collo ad alta velocità che possono portare a commozione cerebrale. Sono già disponibili dispositivi per aiutare a prevedere la commozione cerebrale, come sensori basati su accelerometri che rilevano il movimento quando vengono inseriti nel casco di un atleta. Tuttavia, questi dispositivi sono ingombranti e possono dare false letture quando il casco si muove sulla testa della persona.

Il FENG dopo la deposizione di elettrodi d’argento e il fissaggio di elettrodi a filo. b) Incapsulamento in nastro Kapton per proteggere gli elettrodi. c) Uno strato sottile di PDMS viene posizionato su un lato del FENG e incollato al primo nastro kinesiologico (K-tape). d) Il posizionamento del PDMS e del nastro K viene ripetuto sul lato opposto del FENG, ottenendo un dispositivo completamente incapsulato.
Credit: Henry Dsouza.

Nelson Sepúlveda e colleghi hanno sviluppato un nuovo sensore patch utilizzando uno strato di pellicola di materiale termoplastico (noto come nanogeneratore ferroelettrico) che produce energia elettrica quando viene toccato fisicamente o viene applicata pressione. Il segnale elettrico prodotto è proporzionale alla sollecitazione fisica sul collo e può essere utilizzato per stimare l’accelerazione e la velocità del movimento improvviso del collo, due indicatori importanti per prevedere la commozione cerebrale.

Per testare la patch del sensore, gli autori hanno applicato il dispositivo alla parte posteriore del collo di un manichino che aveva sensori basati sull’acceleratore e un giroscopio all’interno della testa. Gli autori hanno quindi lasciato cadere il manichino da un’altezza sospesa di 61 cm per simulare il colpo di frusta e hanno scoperto che l’output della patch del sensore aveva una forte correlazione positiva del 90% con i risultati dei sensori all’interno della testa. Gli autori riferiscono che c’era in media una variazione inferiore al 10% nella sensibilità delle letture su diversi dispositivi con sensore di patch.

Gli autori concludono che il loro dispositivo può essere potenzialmente utilizzato per misurare il colpo di frusta e potrebbe essere ulteriormente sviluppato per aiutare a rilevare la commozione cerebrale. Tuttavia, sono necessari ulteriori test su atleti umani e giocatori sportivi.