一种可穿戴设备,用于帮助患有罕见遗传疾病的个人

资料来源:Kodali et al. (2022)

压电型机械敏感离子通道组件2 (PIEZO2)是一种蛋白质编码基因,与机械激活(MA)阳离子通道有关,后者将机械力与生物信号连接起来。PIEZO2编码蛋白可以快速适应体感觉神经元中的MA电流,体感觉神经元负责处理感觉信息。

PIEZO2基因的功能丧失(LOF)突变可导致a与躯体感觉神经元功能受损有关。它还会导致本体感受(即对自己身体位置和动作的感知或意识)和轻触的缺失。

患有这种罕见基因疾病的人很难完成功能性任务,比如走路和操作物体。虽然它可能会严重损害,但到目前为止还没有治疗方法或专为压电-2 LOF设计。

斯坦福大学和美国国立卫生研究院(NIH)的一组研究人员最近开发了第一个可穿戴触觉设备,可以帮助受这种罕见疾病影响的人完成日常任务。该设备在arXiv上预先发表的一篇论文中介绍,旨在感知环境中的刺激,然后将本体感受信息反馈给用户。

研究人员在论文中写道:“目前还没有针对PIEZO2-LOF患者的药物治疗或辅助技术。”“我们提出了一种感觉替代装置,通过可检测的触觉刺激来传达本体感觉反馈。”

PIEZO2-LOF患者的深层压感是完整的,比如当有人拥抱他们、挤压他们的手或抓住他们的手臂时,人们可能会感受到的压感。Sreela Kodali和她在斯坦福大学和美国国立卫生研究院的同事们决定在创造他们的设备时利用这一点。

要佩戴这种新设备,用户需要使用集成在设备上的宽钩环带将它固定在他们的一只手臂上。当他们移动时,该设备将转换与肘部位置角度相关的信息,转化为深层压力刺激,然后应用于用户的前臂。

研究人员在他们的论文中解释说:“我们创造了一个可穿戴的原型,可以将肘部运动的测量结果映射到施加在前臂上的深层压力。”原型的压力可达18n,包括一个嵌入式力传感器,并可编程,以实现各种角度到压力的映射。”

Kodali和她的同事创造的设备目前是一个原型;因此,很可能要过相当长的时间才能向公众公开。尽管如此,一旦成功,它可以真正帮助患有PIEZO2-LOF的人过上更功能化的生活。

研究人员在他们的论文中写道:“我们未来的工作将包括比较健康和压电- lof个体的本体感觉灵敏度和运动能力,以及使用和不使用该设备的运动能力,使用软机器人开发低调的设备,同时为多个关节提供感官替代,并编码关节动力学的其他方面。”

更多信息:用于先天性本体感觉缺失患者的可穿戴触觉装置。arXiv: 2206.08930 [cs.HC]。arxiv.org/abs/2206.08930