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Una toppa per casco per misurare le esplosioni
Dall'inizio della guerra in Iraq, i soldati sono tornati a casa a un ritmo allarmante con una lesione sul campo di battaglia molto complessa: la lesione cerebrale traumatica (TBI). La ferita, che è spesso causata dall'esplosione di un ordigno esplosivo improvvisato (IED) o di una granata con propulsione a razzo, può essere difficile da rilevare e diagnosticare. La difficoltà è aggravata dal fatto che spesso non si conoscono il numero e la gravità delle esplosioni a cui è stato esposto un soldato.
Striscia esplosiva: Il Palo Alto Research Center sta utilizzando la tecnologia di stampa a getto d'inchiostro per sviluppare un cerotto usa e getta che può essere indossato sull'elmetto di un soldato per sette giorni per misurare la sua esposizione alle esplosioni, come quelle causate da ordigni esplosivi improvvisati. Il nastro del sensore (illustrato sopra) avrà componenti elettronici, memoria e sensori stampati su un substrato di plastica sottile e flessibile. Costerà meno di un dollaro.
Nel tentativo di comprendere le lesioni cerebrali, la U.S. Defense Advanced Research Project Agency ( DARPA ) ha assegnato un contratto triennale da $ 5 milioni al Centro di ricerca di Palo Alto ( PARCO ) per sviluppare una striscia di plastica che può essere attaccata all'elmo di un soldato per misurare la sua esposizione alle esplosioni. Il nastro, che costerà meno di un dollaro per striscia, è un substrato di plastica flessibile che conterrà elettronica stampata, memoria analogica e sensori. Registrerà sette giorni di informazioni, che verranno poi trasferite alla cartella clinica di un soldato. Il nastro usa e getta verrà sostituito.
Gli IED emettono onde d'urto, onde di pressione atmosferica, che viaggiano a circa mille piedi al secondo, o vicine alla velocità del suono. Una tale esplosione può causare gravi danni cerebrali, che spesso non vengono diagnosticati fino a settimane dopo il ritorno a casa di un soldato. Il trauma cranico sarà la ferita principale della guerra, ma per capirlo abbiamo bisogno dei dati, dice Kevin Kit Parker , un assistente professore di ingegneria biomedica presso l'Università di Harvard e un capitano della Riserva dell'esercito americano che ha prestato servizio nel sud dell'Afghanistan dal 2002 al 2003.
L'anno scorso, l'esercito degli Stati Uniti ha assegnato un contratto da un milione di dollari a simbex , del Libano, NH, per costruire elmetti tempestati di sensori , ma la tecnologia ha un costo proibitivo e non è arrivata sul campo di battaglia.
Il nastro sensore sviluppato da PARC sarà fabbricato utilizzando la sua tecnologia di stampa a getto d'inchiostro, una tecnica di modellazione sviluppata per elettronica di grandi dimensioni , come display flessibili a schermo piatto, tag RFID, celle solari e carta elettronica. Per stampare i componenti (elettronica, memoria e sensori) sul nastro, la stampante a getto d'inchiostro depositerà materiali elaborati in soluzione, inclusi semiconduttori organici, dielettrici polimerici e nanoparticelle metalliche, su un substrato di plastica.
Il nastro avrà un'area non maggiore di un tampone medico standard da quattro per quattro pollici, con un raggio di curvatura minimo di un pollice, che lo rende piccolo e leggero. La suite di sensori sul nastro includerà accelerometri; sensori di pressione, acustici e luminosi; e un termometro. Una ragione per misurare tutti questi [parametri] è che nessuno è certo quale, o quale combinazione, agirà meglio come proxy per il danno cerebrale dannoso che deriva dall'esposizione accumulata alle esplosioni, afferma Jennifer Ricklin , responsabile del programma DARPA per il Nastro sensore Programma.
Un problema allarmante è che i soldati subiscono esposizioni ripetute [a eventi esplosivi] quando potrebbero non essere recuperati dal primo, afferma Roberto Cantu , neurochirurgo all'Emerson Hospital e professore di neurochirurgia alla Boston University School of Medicine. Questo può portare alla sindrome del secondo impatto, che è irta di un tasso di mortalità del 50%, o alla sindrome post-commozione cerebrale permanente, che è fondamentalmente sintomi di commozione cerebrale persistenti. (Commozione cerebrale è il termine medico per lieve trauma cranico e i sintomi possono includere mal di testa, problemi di sonno, depressione e difficoltà di memoria e concentrazione.)
I dati dal nastro del sensore verranno estratti e archiviati con le cartelle cliniche del soldato utilizzando un dispositivo (non ancora costruito) che rende facile la visualizzazione e l'analisi della cronologia completa dell'esplosione di un soldato. L'esposizione cumulativa all'esplosione dovrebbe essere registrata in modo tale che se questi superano un livello prescritto, il paziente potrebbe essere segnalato per un'adeguata valutazione di follow-up, afferma Ricklin. Si aspetta di avere 25 prototipi per testare i componenti entro la primavera del 2009 e 1.000 prototipi per i test sul campo entro il 2010.
Il programma DARPA, che è nelle sue fasi iniziali, è focalizzato sull'interazione tra IED e il sistema neurologico, per determinare cosa è più probabile che causi danni neurologici. Il nastro sensore è una tecnologia importante e assolutamente necessaria per ottenere quei dati, afferma Parker.