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【理大新闻】理大研发可携式机械臂・助中风患者进行自助复康训练

日期:2018/11/7 16:18:18 阅读:46


    香港理工大学 (理大) 最近研发了可携式机械臂,助中风患者进行自助上肢复康训练。轻便的机械臂能让病人出院后,随时随地、自助地进行密集和有效的复康训练。这是一套首创将外骨骼、柔性机械人结构、以及外神经肌肉刺激技术集为一体的系统,名为「移动式外神经肌骨系统」。

    中风是导致全球身体残障的第三大成因 。近年,香港每年约有25,000宗新增中风个案 。研究证实,中风患者进行密集式、重复及长期的复康训练,对提升身体活动功能及改善中风后遗症尤其重要。然而,中风患者出院后要接受复康服务往往面对不少困难。由于本地门诊复康服务需求大、轮候时间长,患者因而未能获得及时和恒常的复康练习;再者,中风患者出院后行动不便,前往诊所应诊亦殊不容易。

    这套「移动式外神经肌骨系统」由理大生物医学工程学系助理教授胡晓翎博士及其团队研发,具备设计轻巧 (上肢可穿戴部件合共重300克,可配合不同训练需要)、低功率要求 (12V充电池可连续使用4小时) 及运动服饰设计的特点。这创新机械臂为患者提供灵活、自助、及易用易携的复康训练工具,可辅助门诊的复康服务。这创新的训练方法能有效提升复康进程。

    胡晓翎博士表示,定期及密集式的复康训练对中风复康非常重要,但许多中风患者反映出院后难以有理想的跟进训练,因而启发其团队研发这创新装置。「有了这个『移动式外神经肌骨系统』,中风患者可随时随地进行复康训练,将训练转化成日常生活的一部份。我们希望这种灵活自助的训练,配合传统复康服务,可助中风患者达到更佳的复康疗效。」她的团队预计此装置可于两年内商品化。

    这项创新发明结合了两种普遍应用于现有中风复康训练装置的技术 ─ 外骨骼及柔性机械人结构,以及理大专利的外神经刺激技术,集多种技术的优点于一身。

结合外骨骼、柔性机械人及外神经刺激技术

    外骨骼及柔性机械人的运作原理,是由肌肉讯息驱动机械提供外力,协助患者达到自主的关节活动。传统的外骨骼主要由义肢物料如金属及塑胶制成,模仿人体的外置骨骼;虽然外骨骼可以是体积小的装置,但此装置颇重,而且穿戴起来并不舒适。至于柔性机械人则由可充气或充液的管子组成,模仿人体的外置肌肉,虽较为轻盈但体积却很大。这两种结构皆需要高电量以驱动马达或泵运作,因此一般只局限于医院及复康中心内使用。结合两种结构设计的优点,理大的创新机械臂不但轻盈、小巧、反应快,而且用电量小,室内、外环境均适用。

    理大机械臂的更独特之处,在于进一步结合机械外力设计与理大专利的神经肌电刺激技术,因而发挥优秀的复康疗效。当装置侦测到患者肌肉发出的肌电讯号时,会即时作出反应,一方面提供神经肌电刺激促使肌肉收缩,同时施加机械外力,协助自主的关节活动。研究证实,采用此结合多种技术的复康系统较之于只使用机械外力,对中风患者的复康疗效可高出四成。

试验证实复康疗效

    机械臂已进行初步试验,10名参与试验的中风患者在完成20堂两小时的训练课程后,其肌肉协调能力、手腕和手指功能,以及降低肌张力等方面皆有改善。未来团队会与医院及诊所合作进行进一步的临床测试。

    机械臂包括手腕/手部、手肘、手指部件,不同部件可按训练需要分开或一起穿戴。机械臂采用运动服饰设计,并使用可换洗、防晒、透气布料,令患者穿戴舒适。

    装置亦设有可与手机应用程式连结的附加功能,使用的患者可以透过应用程式界面自我控制训练。另外,应用程式可实时记绿训练数据,方便医护人员和患者自己监察复康进度;同时亦可作为网上社交平台,让患者之间于网上互相支援。

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详情查询

胡晓翎博士

理大生物医学工程学系助理教授

Email 3400 3206
Email htxlhu@polyu.edu.hk