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醫療數據視覺化 成大研發主被動牽引復健機器人

無論是老年人、受傷的年輕人、家事繁重的家庭主婦,都會有手部等上肢復健的需求。現在除了物理治療師和復健師的人工協助復健以外,更可以透過復健機器人的幫助,在系統多元操作的模式下,讓復健成效更加視覺化。國立成功大學機械工程學系教授朱銘祥與研發團隊表示,基於希望讓復健成效數據化和圖像化,因而研發上肢復健機器人。

整合在一張桌子範圍以內,多功能應用的上肢復健機器人。蔡騰輝攝

復健區域:肩、肘、前臂

上肢復健機器人,目前可以針對肩、肘、前臂等關節復健,進行長期的訓練輔助。透過水平空間軌跡規劃,可以針對病患上肢單一關節進行復健。研究人員表示,多關節同時復健也可以使用。除此之外,訓練直線或圓形等功能性動作,也是這台上肢復健機器人的功能特色之一。

成大上肢復健機器人應用影片

被動牽引模式復健

在使用過程中,首先病患要先放鬆上肢,接著將手部穿入裝置當中。機器人會依照病患損傷程度的不同,而設定不同的牽引速度。當牽引到極限角度時,系統會固定維持數分鐘,以達到復健的目的。這些項目的目的在於增加病患關節活動角度(Range of Motion),及減輕肌肉痙攣現象(Muscle Tone & Spasticity)。

主動、助力、阻力訓練模式復健

系統當中有為了主動追蹤患者上肢所規劃的軌跡,機器人在軌跡切換方向時,會施予助力與阻力。在軌跡法線方向施予約束力,結合視覺回授效果,以達到本體感覺神經誘發(Proprioceptive Neuromuscular Facilitation)效果,並可增加肌力。另外,系統也有可以在力量與位置上混合模式的控制器(Force-Position Hybrid Control)。

截至目前為止,在成大醫院復健科和成大前瞻醫材中心等醫療研究機構都有導入。團隊表示,已經過人體試驗委員會的同意,進行人體試驗。目前已經在成大醫院復健部進行人體試驗,受測患者大部分都覺得具有療效。

病患透過上肢復健機器人的多元項目復健數據,將由系統一併收集,並且提供醫療人員量化的分析報告。除了機器人以外,團隊還會再受試者手臂上貼上肌肉貼片。肌肉貼片能夠偵測肌肉不同角度時的施力狀況,進以提供醫療人員給予受試者復健建議的依據。目前此款上肢復健機器人,還停留在實驗階段,不過未來將會與更多醫療院所與學術研究機構,有更多的合作。

醫療復健領域多元整合,成大機械工程團隊積極研發智慧應用。蔡騰輝攝

蔡騰輝

DIGITIMES電子時報智慧醫療主編蔡騰輝Mark Tsai
專注研究智慧醫療產品技術服務導入場域時,所遇到的困難癥結與如何克服要點。
精通中英德語,熱愛挑戰與Swing Dance。
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