使用外部柔性连接器和独立集线器是为了将笨重的电子设备与传感界面分离。 这种设计策略使得鞋垫保持纤薄和柔韧，确保其能够适应用户的足部解剖结构，而不会改变其自然步态。同时，外部集线器容纳了稳定高频数据收集所需的重要硬件。
这种架构解决了穿着舒适度和数据保真度之间的冲突。通过将刚性硬件外置，该系统在保留足部自然生物力学的同时，能够安全地本地存储高分辨率的压力和剪切力数据。
保持自然生物力学
鞋垫灵活性的重要性
为了准确监测糖尿病足的健康状况，传感鞋垫必须能够贴合患者足部的特定解剖结构。 通过移除足底的刚性组件，鞋垫得以保持所需的灵活性，以适应各种足部形状。
最小化步态影响
生物力学监测的一个主要目标是在不影响用户行走的情况下测量其步态。 过厚或过硬的鞋垫可能会无意中改变用户的行走方式，导致数据失真。 使用外部集线器可确保鞋内组件不显眼，从而最大程度地减少对用户自然步态的影响。
优化数据完整性和电子设备
重新安置笨重组件
先进的监测需要大量的硬件，包括惯性测量单元（IMU）、处理芯片和高容量存储器。 将这些组件放置在鞋内会增加厚度和刚性。 独立的集线器将这些硬件放置在鞋子外部，从而消除了传感区域的物理限制。
确保可靠的数据存储
高频数据的无线传输常常会受到波动和信号丢失的影响。 为了缓解这种情况，外部集线器利用板载SD卡在本地记录原始数据。 这种设置可确保关键测量值（如压力和剪切力）得到稳定记录，避免了实时无线流传输中常见的间隙。
理解权衡
物理脆弱性
虽然分离组件可以提高数据质量和舒适度，但它会在鞋子上引入外部硬件。 柔性连接线缆和外部集线器在日常活动中可能会被物体挂住。 设计人员必须确保这些外部元件坚固耐用，能够承受环境磨损。
为您的目标做出正确选择
在评估或设计糖尿病足监测系统时，请考虑这种架构如何与您的具体目标保持一致。
- 如果您的主要关注点是患者依从性和舒适度： 优先考虑这种架构，因为纤薄、柔韧的鞋垫可最大程度地减少不适感，并适应独特的足部解剖结构。
- 如果您的主要关注点是临床数据有效性： 利用这种设计能够本地存储高频原始数据，消除了无线干扰导致数据丢失的风险。
将传感机制与处理单元分离是捕获高保真生物力学数据而不影响用户自然运动的最有效方法。
总结表：
| 特征 | 内部电子设计 | 外部集线器和柔性连接器 |
|---|---|---|
| 鞋垫厚度 | 高（笨重） | 超薄且柔韧 |
| 步态影响 | 高（改变自然生物力学） | 最小（保持自然步态） |
| 数据完整性 | 容易出现无线信号间隙 | 高（SD卡本地存储） |
| 硬件空间 | 受鞋子限制 | 扩展（可容纳 IMU、处理芯片） |
| 耐用性 | 高（内部封装） | 中等（需要坚固的外壳） |
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参考文献
- Daniel Parker, Christopher Nester. LOad Monitoring and Intervention System (LOMIS) to prevent diabetic foot ulceration: Study protocol for a multi-phased safety and performance evaluation of a novel medical device. DOI: 10.3310/nihropenres.13752.1
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
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