Umay — устройство для лечения дисфагии с помощью упражнений

Контекст

Дисфагия — нарушение глотания — часто встречается у пожилых людей и сказывается на их здоровье, уверенности в себе и социальной жизни. Umay — устройство и сопутствующее приложение, которые превращают подчелюстное упражнение «push», применяемое в терапии дисфагии, в управляемые и измеримые тренировки: пациент выполняет упражнение, надавливая на датчик давления под челюстью, и получает обратную связь в реальном времени через игру, а терапевты могут следить за прогрессом. Проект стал продолжением магистерского выпускного проекта 2021 года в IID Lab, в рамках которого были созданы исходная концепция, пользовательские исследования и игровой интерфейс.

Задача

Чтобы измерять упражнение, устройство должно получать чистый сигнал давления из-под челюсти и при этом удобно сидеть на головах самой разной формы. Опубликованных антропометрических данных о челюстях пожилых корейцев, на которые можно было бы опереться при проектировании, не существовало.

Моя роль

Как руководитель команды я вёл проектирование продукта — от функционального решения и тестирования датчиков до эргономического решения, 3D-моделирования, компоновки и эстетического решения:

• вместе с Donierbek Abdurakhimov написал план разработки на 2022 год и первые концепции;
• организовал тестирование датчиков и создал в SolidWorks 3D-модель версии с оголовьем;
• определил компоновку датчика, печатной платы, переключателя и светодиода для разработчика электроники;
• составил 79-страничный отчёт по проекту за 2023 год, а в 2024 году предложил и смоделировал редизайн.

Процесс

Концепции. Пять концепций в двух направлениях — варианты с оголовьем и с шейным бандажом — привели к двум параллельным дизайнам: оголовью для мобильного использования и шейному бандажу для использования дома или в больнице.

Сигнал и механизм. Были протестированы четыре датчика — три датчика давления и датчик изгиба, — и благодаря точности и стабильности был выбран датчик давления FSR. Гибкое оголовье давало нечёткий сигнал, поэтому дизайн перешёл к жёсткому челюстному блоку с пружинным механизмом, а для комфорта были добавлены ремешки и мягкие подушечки.

Посадка. Размеры челюсти были определены на основе данных SizeKorea и литературы. Ранние прототипы, напечатанные на 3D-принтере, примеряли на исследователях проекта; из-за зазора под челюстью появилась изогнутая опора для челюсти, повторяющая модель головы.

Интеграция. Итоговая компоновка объединяет в одном блоке датчик давления, компактную печатную плату собственной разработки, RGB-светодиод, тактовую кнопку и питание через USB-C.

Результаты

• Концептуальные эскизы, CAD-модели и прототипы, напечатанные на 3D-принтере
• Результаты тестирования датчиков и интегрированная компоновка датчика и печатной платы
• Отчёт по проекту за 2023 год

Посадку прототипов проверяли на исследователях проекта; клинические испытания или испытания с пациентами за период моего участия не задокументированы.