J如何.-C. 焦立中和他的研究生团队正在开创物理电子学来治疗疼痛, 胃轻瘫
Dr. J.-C. 焦立中和他在新加坡管理大学莱尔工程学院的研究生研究团队正在开拓医疗植入物的创造，这将为慢性病患者提供一种恢复正常生活的新选择.
SMU 莱尔的研究人员正处于电子入侵大脑和永远改变医学的边缘.
物理电子学领域发展迅速, 通过它，电子设备与人体解剖学相结合, Dr. J.-C. 焦立中 和他在新加坡管理大学莱尔工程学院的研究生研究团队正在开拓医疗植入物和可穿戴设备的创造，这将为慢性病患者提供一种恢复正常生活的新选择.
从在智能手机屏幕上缓解虚弱的疼痛到自动调节胃部运动, 低成本, 焦立中的团队正在设计的无线和无电池设备可以干预人体器官到大脑的反馈回路，并恢复患有各种慢性疾病的患者的健康器官功能，这些疾病目前很困难, 难以管理的昂贵的或无法管理的.
“我们已经在柔性基质上建造了可以进入大脑的植入物, 脊柱, 胃, 膀胱——所有这些电子设备与软组织连接的地方,焦立中说。.
他解释说，一旦到位, 体电传感器和植入物可以通过更准确地量化医疗状况的严重程度来执行各种医疗评估和治疗, 比如神经活动引起的疼痛, 并通过触发体内各种器官的反应来治疗这些疾病.
“你如何描述或记录某人的痛苦? 这是一种主观的感觉. 这个人告诉你他或她的感受, 但即使是这个人也不能百分之百地理解或描述这种痛苦, 更不用说医生依赖这个数字了, 从一到十的等级. 这是不精确的，”焦立中说. “所以这是首要问题:你如何感知一个人的痛苦? 一旦你知道有人感到疼痛，你如何安全地抑制疼痛信号?”
焦立中说，他和他的合作者正在研究的大脑和脊柱植入物可以区分必要的疼痛, 我们都需要这种疼痛来保护自己，就像把手从滚烫的水中缩回来一样, 以及需要抑制的使人衰弱的疼痛，这样一个人才能回到正常的生活.
与神经科学家和麻醉师合作, 该研究小组已经制造了可以检测和分析大脑和脊柱中被感知为疼痛的神经元伤害感受器信号的植入物. 一旦信号被检测和量化, 然后，植入物可以释放出小电压，干扰神经通路中信号的传播，从而抑制大脑对疼痛的感知.
“疼痛信号需要从疼痛源传递到大脑, 只有你的大脑才能识别出这是一个疼痛信号,他说. “So, 这个想法是，我们发送一个电信号来阻止神经元同步传播疼痛信号, 所以疼痛信号永远不会到达大脑. 因此你感觉不到疼痛.”
该设备只是简单地模仿了我们已经拥有的自然器官到大脑的反馈机制. 当人们感到手腕疼痛时，就搓搓手腕, 他们通过摩擦或挤压手腕的动作产生不同的信号，从而干扰了发送到大脑的疼痛信号.
“我们正在做的是使用电子设备来提供反馈，”焦立中说. “So, 一旦体内的设备检测到疼痛, 它会向外界发送信号, 说, 可穿戴设备或智能手机. 然后智能手机识别, 是的, 这是一个疼痛信号，然后问那个人, 我察觉到疼痛信号. 你想做什么? 所以，你可以向神经元发送电信号来阻止疼痛信号. 现在你有了一个电子反馈回路来控制你的疼痛感.”
人工智能算法可以了解患者对不同程度疼痛的反应，并随着时间的推移快速自动地做出反应.
“一旦你感觉最好, 系统现在知道最佳参数集，并将在后台自动管理您的舒适度,他说.
研究如何用植入物治疗慢性疼痛, 研究小组发现，他们正在开发的设备可以帮助治疗多种其他医疗疾病，这些疾病也可以与大脑到器官的反馈机制一起工作. 这一发现给患有胃肠道或膀胱瘫痪的患者带来了希望，他们有一天可以安装可穿戴或智能手机植入物，使他们恢复受损解剖结构的正常功能.
“我们正在研究胃运动问题，”他谈到胃轻瘫时说. 胃轻瘫患者的迷走神经可能因糖尿病或化疗而受损. 胃不能正常运转来消化食物. 通过内窥镜将一个小的植入物通过口腔和食道植入胃壁, 来自植入物的电流可以触发胃再次正常运动. 目前，还没有治疗这种疾病的药物.”
因为植入需要手术, 该团队专注于设备小型化, 无线信号转导和无电池无线供电，因此它们可以通过内窥镜或微创手术实现. 较小的植入物将减少手术的规模和复杂性. 植入物和智能手机之间的无线通信使患者能够进行个性化管理.
用于胃肠道设备, 焦立中认为整个植入过程大约需要20分钟，患者可以在手术当天回家. 如果以后需要改变植入位置，植入过程也可以更容易地重复.
“我们专注于无电池植入，”焦立中说. “For two reasons: it’s much safer without additional chemicals in the implants; and the implant will be much smaller as the long-term battery capacity can take up a significant volume. 如今，电子芯片的尺寸可以达到毫米级. 移除电池可以使植入物更小，以便通过内窥镜.”
前国防和电信研究员, 在过去的15年里，焦立中一直致力于将其电气工程专业知识应用于生物医学领域, 在这个过程中，他获得了几项专利. 他自己就是工程师的儿子, 焦立中从小就对电子产品情有独钟, 有一次，他最终考上了台湾大学, 他被他在电气工程系可以追求的无限可能性迷住了.
“当我上大学的时候, 我发现我对电气工程的一切想法都是错误的,他说. “电气工程涉及面很广:他们正在研究化学, 物理, 电脑, 机器人, 飞机飞行控制, 半导体, 光子学, 电网, 他们正在研究生物和医学! 所谓的电气工程其实并不存在. 它实际上意味着一切.”
作为一名学生, 焦立中自愿协助一位教授进行光纤方面的工作, 然后在军队里, 他研究雷达系统. 他的经历为他在微波领域的研究生工作铺平了道路, 毫米波和微机电系统(MEMS)的研究.
现在是SMU电气和计算机工程系的玛丽和理查德邓普顿百年纪念主席, 焦立中领导着一个研究团队，他说这个团队汇集了来自世界各地的各种各样的聪明才智, 他们中的大多数人之前没有医疗器械的研究经验.
“我的团队就像联合国. 我的学生来自世界各地，”他说. “我的目标是给学生创造的自由，这样我就能看到他们的成长. 有时候，当一个学生向我们学校申请博士学位时.D., 即使你的学术背景不适合你, 如果这个人有潜力和自我激励, 我相信她或他可以快速学习，并通过跳出常规思维为我们的工作贡献创新.”
因为有新鲜的视角和不同的背景, 焦立中说，他的研究团队给这个已经很创新的研究领域带来了新意, 比如，博士生kengdaliu chaawang对非侵入式微传感器技术进行了改造，使其能够被整合到食品包装中，以检测食品变质, 有可能减少世界范围内食品工业中巨大而昂贵的浪费. 查旺在印度那加兰邦长大，那里很多人因食物短缺而营养不良. 因为她的发明, 在2022年IEEE传感器会议上，她在电气和电子工程师协会的大创意竞赛中获得了最佳女性创业奖.
探索他研究的各种医学应用, 焦立中, 他认为这些技术是解决慢性疾病全球挑战的潜在解决方案，他将慢性疾病描述为医疗保健系统即将到来的大流行. 和, 因为心理健康问题都与大脑有关, 他说，通过检测大脑反馈回路中的可测量信号，这些新兴技术有朝一日可能被用于治疗抑郁症和焦虑症. 特别是, 他的团队目前正在研究一种非侵入性的方法来检测人体化学物质，以应对这一挑战.
“痛苦到底是什么??乔问道。. “有人说，分手对我来说太痛苦了. 如果你问他们你身体的哪个部位感到疼痛，他们会说是心脏. 但这是不可能的. 它应该在他们的大脑里. 然而, 这种很主观的感觉, 比如压力和焦虑, 会影响我们的整个身体吗. 我们能否使用无创可穿戴设备来感知我们身体周围可量化的生理和生化信号来检测那种感觉? 也许可以通过更好地了解我们的身体对焦虑的反应, 压力甚至愤怒, 我们可以改善我们的心理健康和, 当然, 整体身体健康.”
关于Bobby B. 莱尔工程学院
新加坡管理大学莱尔工程学院, 成立于1925年, 是西南地区最古老的工程学院之一. 学校设有12个本科专业和29个研究生专业, 包括硕士和博士学位, in the departments of 土木与环境工程; 计算机科学; 电气与计算机工程; 机械工程 and 运筹学与工程管理.
关于SMU
SMU是位于充满活力的城市达拉斯的全国排名的全球研究型大学. SMU的校友, 教职员工近12人,在8所授予学位的学校中，000名学生在引领行业变革的过程中展现了企业家精神, 社区与世界.
物理电子学领域发展迅速, 通过它，电子设备与人体解剖学相结合, Dr. J.-C. 焦立中 和他在新加坡管理大学莱尔工程学院的研究生研究团队正在开拓医疗植入物和可穿戴设备的创造，这将为慢性病患者提供一种恢复正常生活的新选择.
从在智能手机屏幕上缓解虚弱的疼痛到自动调节胃部运动, 低成本, 焦立中的团队正在设计的无线和无电池设备可以干预人体器官到大脑的反馈回路，并恢复患有各种慢性疾病的患者的健康器官功能，这些疾病目前很困难, 难以管理的昂贵的或无法管理的.
“我们已经在柔性基质上建造了可以进入大脑的植入物, 脊柱, 胃, 膀胱——所有这些电子设备与软组织连接的地方,焦立中说。.
他解释说，一旦到位, 体电传感器和植入物可以通过更准确地量化医疗状况的严重程度来执行各种医疗评估和治疗, 比如神经活动引起的疼痛, 并通过触发体内各种器官的反应来治疗这些疾病.
“你如何描述或记录某人的痛苦? 这是一种主观的感觉. 这个人告诉你他或她的感受, 但即使是这个人也不能百分之百地理解或描述这种痛苦, 更不用说医生依赖这个数字了, 从一到十的等级. 这是不精确的，”焦立中说. “所以这是首要问题:你如何感知一个人的痛苦? 一旦你知道有人感到疼痛，你如何安全地抑制疼痛信号?”
焦立中说，他和他的合作者正在研究的大脑和脊柱植入物可以区分必要的疼痛, 我们都需要这种疼痛来保护自己，就像把手从滚烫的水中缩回来一样, 以及需要抑制的使人衰弱的疼痛，这样一个人才能回到正常的生活.
与神经科学家和麻醉师合作, 该研究小组已经制造了可以检测和分析大脑和脊柱中被感知为疼痛的神经元伤害感受器信号的植入物. 一旦信号被检测和量化, 然后，植入物可以释放出小电压，干扰神经通路中信号的传播，从而抑制大脑对疼痛的感知.
-了解更多关于SMU莱尔的信息 研究生学位课程. —
“疼痛信号需要从疼痛源传递到大脑, 只有你的大脑才能识别出这是一个疼痛信号,他说. “So, 这个想法是，我们发送一个电信号来阻止神经元同步传播疼痛信号, 所以疼痛信号永远不会到达大脑. 因此你感觉不到疼痛.”
该设备只是简单地模仿了我们已经拥有的自然器官到大脑的反馈机制. 当人们感到手腕疼痛时，就搓搓手腕, 他们通过摩擦或挤压手腕的动作产生不同的信号，从而干扰了发送到大脑的疼痛信号.
“我们正在做的是使用电子设备来提供反馈，”焦立中说. “So, 一旦体内的设备检测到疼痛, 它会向外界发送信号, 说, 可穿戴设备或智能手机. 然后智能手机识别, 是的, 这是一个疼痛信号，然后问那个人, 我察觉到疼痛信号. 你想做什么? 所以，你可以向神经元发送电信号来阻止疼痛信号. 现在你有了一个电子反馈回路来控制你的疼痛感.”
人工智能算法可以了解患者对不同程度疼痛的反应，并随着时间的推移快速自动地做出反应.
“一旦你感觉最好, 系统现在知道最佳参数集，并将在后台自动管理您的舒适度,他说.
研究如何用植入物治疗慢性疼痛, 研究小组发现，他们正在开发的设备可以帮助治疗多种其他医疗疾病，这些疾病也可以与大脑到器官的反馈机制一起工作. 这一发现给患有胃肠道或膀胱瘫痪的患者带来了希望，他们有一天可以安装可穿戴或智能手机植入物，使他们恢复受损解剖结构的正常功能.
“我们正在研究胃运动问题，”他谈到胃轻瘫时说. 胃轻瘫患者的迷走神经可能因糖尿病或化疗而受损. 胃不能正常运转来消化食物. 通过内窥镜将一个小的植入物通过口腔和食道植入胃壁, 来自植入物的电流可以触发胃再次正常运动. 目前，还没有治疗这种疾病的药物.”
因为植入需要手术, 该团队专注于设备小型化, 无线信号转导和无电池无线供电，因此它们可以通过内窥镜或微创手术实现. 较小的植入物将减少手术的规模和复杂性. 植入物和智能手机之间的无线通信使患者能够进行个性化管理.
用于胃肠道设备, 焦立中认为整个植入过程大约需要20分钟，患者可以在手术当天回家. 如果以后需要改变植入位置，植入过程也可以更容易地重复.
“我们专注于无电池植入，”焦立中说. “For two reasons: it’s much safer without additional chemicals in the implants; and the implant will be much smaller as the long-term battery capacity can take up a significant volume. 如今，电子芯片的尺寸可以达到毫米级. 移除电池可以使植入物更小，以便通过内窥镜.”
前国防和电信研究员, 在过去的15年里，焦立中一直致力于将其电气工程专业知识应用于生物医学领域, 在这个过程中，他获得了几项专利. 他自己就是工程师的儿子, 焦立中从小就对电子产品情有独钟, 有一次，他最终考上了台湾大学, 他被他在电气工程系可以追求的无限可能性迷住了.
“当我上大学的时候, 我发现我对电气工程的一切想法都是错误的,他说. “电气工程涉及面很广:他们正在研究化学, 物理, 电脑, 机器人, 飞机飞行控制, 半导体, 光子学, 电网, 他们正在研究生物和医学! 所谓的电气工程其实并不存在. 它实际上意味着一切.”
作为一名学生, 焦立中自愿协助一位教授进行光纤方面的工作, 然后在军队里, 他研究雷达系统. 他的经历为他在微波领域的研究生工作铺平了道路, 毫米波和微机电系统(MEMS)的研究.
现在是SMU电气和计算机工程系的玛丽和理查德邓普顿百年纪念主席, 焦立中领导着一个研究团队，他说这个团队汇集了来自世界各地的各种各样的聪明才智, 他们中的大多数人之前没有医疗器械的研究经验.
“我的团队就像联合国. 我的学生来自世界各地，”他说. “我的目标是给学生创造的自由，这样我就能看到他们的成长. 有时候，当一个学生向我们学校申请博士学位时.D., 即使你的学术背景不适合你, 如果这个人有潜力和自我激励, 我相信她或他可以快速学习，并通过跳出常规思维为我们的工作贡献创新.”
因为有新鲜的视角和不同的背景, 焦立中说，他的研究团队给这个已经很创新的研究领域带来了新意, 比如，博士生kengdaliu chaawang对非侵入式微传感器技术进行了改造，使其能够被整合到食品包装中，以检测食品变质, 有可能减少世界范围内食品工业中巨大而昂贵的浪费. 查旺在印度那加兰邦长大，那里很多人因食物短缺而营养不良. 因为她的发明, 在2022年IEEE传感器会议上，她在电气和电子工程师协会的大创意竞赛中获得了最佳女性创业奖.
探索他研究的各种医学应用, 焦立中, 他认为这些技术是解决慢性疾病全球挑战的潜在解决方案，他将慢性疾病描述为医疗保健系统即将到来的大流行. 和, 因为心理健康问题都与大脑有关, 他说，通过检测大脑反馈回路中的可测量信号，这些新兴技术有朝一日可能被用于治疗抑郁症和焦虑症. 特别是, 他的团队目前正在研究一种非侵入性的方法来检测人体化学物质，以应对这一挑战.
“痛苦到底是什么??乔问道。. “有人说，分手对我来说太痛苦了. 如果你问他们你身体的哪个部位感到疼痛，他们会说是心脏. 但这是不可能的. 它应该在他们的大脑里. 然而, 这种很主观的感觉, 比如压力和焦虑, 会影响我们的整个身体吗. 我们能否使用无创可穿戴设备来感知我们身体周围可量化的生理和生化信号来检测那种感觉? 也许可以通过更好地了解我们的身体对焦虑的反应, 压力甚至愤怒, 我们可以改善我们的心理健康和, 当然, 整体身体健康.”
关于Bobby B. 莱尔工程学院
新加坡管理大学莱尔工程学院, 成立于1925年, 是西南地区最古老的工程学院之一. 学校设有12个本科专业和29个研究生专业, 包括硕士和博士学位, in the departments of 土木与环境工程; 计算机科学; 电气与计算机工程; 机械工程 and 运筹学与工程管理.
关于SMU
SMU是位于充满活力的城市达拉斯的全国排名的全球研究型大学. SMU的校友, 教职员工近12人,在8所授予学位的学校中，000名学生在引领行业变革的过程中展现了企业家精神, 社区与世界.