薄膜熱電冷卻器恢復(fù)病人幻肢冷感
【資料圖】
原標(biāo)題:薄膜熱電冷卻器恢復(fù)病人幻肢冷感據(jù)最新發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上的論文,美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室研究人員開發(fā)了世界上最小、強度最大、速度最快的制冷設(shè)備之一——可穿戴式薄膜熱電制冷器(TFTEC),并與神經(jīng)科學(xué)家合作,幫助截肢者通過他們的幻肢感知溫度。
研究人員表示,當(dāng)一個人失去部分肢體時,殘肢內(nèi)的神經(jīng)可能會導(dǎo)致其感覺擁有幻肢?;謴?fù)溫度感覺有實際應(yīng)用,比如鑒別飲料是冷飲還是熱飲,還有可能改善假肢的情感體現(xiàn)。
由此,TFTEC應(yīng)運而生,其速度和強度足以匹配人體快速感知溫度變化的能力。現(xiàn)在,截肢者可利用TFTEC告知幻肢的哪個部位能感受到溫度。
TFTEC只有約1毫米的厚度,重量只有0.05克,類似于一條膠帶,可在不到1秒的時間內(nèi)提供高強度冷卻。它的能源效率比當(dāng)今最常見的熱電設(shè)備高出兩倍,用于制造發(fā)光二極管的半導(dǎo)體工具也可輕松制造這種設(shè)備。
為了測試TFTEC的功效,研究人員繪制了4名截肢者假肢的熱感覺圖。在寒冷探測任務(wù)中,TFTEC在所有參與者的幻肢中都會產(chǎn)生涼爽的感覺,而傳統(tǒng)的熱電技術(shù)只在其中一半的人中做到這一點,且TFTEC的速度快了8倍,強度提高了3倍。此外,TFTEC使用的能源是目前熱電設(shè)備的一半。
這為各種應(yīng)用提供了新的可能,例如改進(jìn)假肢、增強現(xiàn)實中的觸覺模式以及用于疼痛管理的熱療法。其還具有各種潛在的工業(yè)應(yīng)用,如用于衛(wèi)星上的能量收集等。
以前有觀點認(rèn)為,幻肢是一種心理問題,是患者對自身身體認(rèn)識不清,或失去部分肢體后否認(rèn)自己有殘缺。但后來核磁共振告訴人們,當(dāng)患者感覺幻肢在移動時,腦皮層相應(yīng)區(qū)域也在活動,就和真的肢體移動的情況是一樣的。在本文的研究中,最新設(shè)備生成了真實且信息豐富的信號,讓截肢者有了“感知”。當(dāng)殘肢內(nèi)的神經(jīng)仍在那里時,他們或許無法拿起一杯熱水,但應(yīng)該能感受到杯壁的溫度。(記者張佳欣)
(責(zé)編:趙竹青、陳鍵)關(guān)注公眾號:人民網(wǎng)財經(jīng)關(guān)鍵詞:
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