การพัฒนาอุปกรณ์วัดแรงกดในฝ่าเท้าอย่างง่าย

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้ทำการศึกษาและพัฒนาอุปกรณ์วัดแรงกดในฝ่าเท้าอย่างง่าย ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานง่าย และมีราคาถูก โดยอุปกรณ์มีลักษณะเป็นเครื่องวัดแรงกดในฝ่าเท้าแบบแผ่นรองเท้า (In-shoe system) สำหรับวัดแรงกดในฝ่าเท้าที่เกิดขึ้นในขณะยืนและเดิน ในส่วนของแผ่นรองเท้านั้นถูกออกแบบให้มีเซนเซอร์วัดแรงข้างละ 3 ตัว สำหรับวัดแรงตรงตำแหน่งปุ่มกระดูกสำคัญทั้งสามตามหลักชีวกลศาสตร์เท้าที่สามารถตรวจวัดหาแรงกดในฝ่าเท้าได้ง่าย ซึ่งได้แก่ ส้นเท้า (Heel) ปุ่มกระดูกนิ้วหัวแม่เท้า (1st MTH) และปุ่มกระดูกนิ้วก้อยเท้า (5th MTH) ซึ่งเซนเซอร์ที่เลือกใช้ในการพัฒนาอุปกรณ์นี้ เป็นเซนเซอร์ที่อาศัยหลักการของปรากฏการณ์เปียโซรีซิสทีฟ (Piezoresistive sensor) ที่สามารถวัดแรงที่มากระทำให้อยู่ในรูปของการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าได้ โดยมีวงจรวัดแรงที่อยู่ภายในกล่องตรงตำแหน่งซ้ายและขวาของเอว สำหรับประมวลผลข้อมูลที่ได้จากเซนเซอร์ แล้วข้อมูลที่ได้รับการประมวลผลเรียบร้อยแล้วซึ่งเป็นสัญญาณแอนาล็อก จะถูกส่งไปแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอลที่กล่องตรงตำแหน่งกึ่งกลางเอว เพื่อความสะดวกในการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์สำหรับแสดงผลด้วยบลูทูธโมดูล การแสดงผลของข้อมูลบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ใช้โปรแกรม LabView ในการพัฒนา โดยออกแบบให้สามารถแสดงผลการวัดแรงกดในฝ่าเท้าทั้งในขณะยืนและเดินได้ในหน้าจอเดียวกัน การศึกษานี้ได้ทำการทดสอบเก็บผลข้อมูลการวัดแรงกดในฝ่าเท้าตรงตำแหน่งปุ่มกระดูกที่สำคัญทั้งสามของเท้าทั้งสองข้างที่เกิดขึ้นในขณะยืนและเดิน ด้วยอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นและเครื่องอ้างอิงมาตรฐาน คือ เครื่อง F-scan ในอาสาสมัครปกติ 30 คน เมื่อนำค่าเฉลี่ยของแรงกระทำสูงสุดของแต่ละจุดที่วัดมาทำการทดสอบด้วย t-test for independent samples พบว่า อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นมีวัดค่าได้แตกต่างจากเครื่องมืออ้างอิงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับนัยสำคัญ α = 0.05 จากการวิเคราะห์ Intra-class correlation พบว่าอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นมีความสอดคล้องในการวัดแรงกดในฝ่าเท้าเทียบเคียงได้กับเครื่องมืออ้างอิง ซึ่งจากผลการทดสอบนี้สามารถยืนยันได้ว่าอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถวัดแรงกดในฝ่าเท้าแบบ real-time ได้