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医疗数据视觉化 成大研发主被动牵引复健机器人

无论是老年人、受伤的年轻人、家事繁重的家庭主妇,都会有手部等上肢复健的需求。现在除了物理治疗师和复健师的人工协助复健以外,更可以透过复健机器人的帮助,在系统多元操作的模式下,让复健成效更加视觉化。国立成功大学机械工程学系教授朱铭祥与研发团队表示,基于希望让复健成效数据化和图象化,因而研发上肢复健机器人。

集成在一张桌子范围以内,多功能应用的上肢复健机器人。蔡腾辉摄

复健区域:肩、肘、前臂

上肢复健机器人,目前可以针对肩、肘、前臂等关节复健,进行长期的训练辅助。透过水平空间轨迹规划,可以针对病患上肢单一关节进行复健。研究人员表示,多关节同时复健也可以使用。除此之外,训练直线或圆形等功能性动作,也是这台上肢复健机器人的功能特色之一。

成大上肢复健机器人应用影片

被动牵引模式复健

在使用过程中,首先病患要先放松上肢,接著将手部穿入装置当中。机器人会依照病患损伤程度的不同,而设定不同的牵引速度。当牵引到极限角度时,系统会固定维持数分钟,以达到复健的目的。这些项目的目的在于增加病患关节活动角度(Range of Motion),及减轻肌肉痉挛现象(Muscle Tone & Spasticity)。

主动、助力、阻力训练模式复健

系统当中有为了主动追踪患者上肢所规划的轨迹,机器人在轨迹切换方向时,会施予助力与阻力。在轨迹法线方向施予约束力,结合视觉回授效果,以达到本体感觉神经诱发(Proprioceptive Neuromuscular Facilitation)效果,并可增加肌力。另外,系统也有可以在力量与位置上混合模式的控制器(Force-Position Hybrid Control)。

截至目前为止,在成大医院复健科和成大前瞻医材中心等医疗研究机构都有导入。团队表示,已经过人体试验委员会的同意,进行人体试验。目前已经在成大医院复健部进行人体试验,受测患者大部分都觉得具有疗效。

病患透过上肢复健机器人的多元项目复健数据,将由系统一并收集,并且提供医疗人员量化的分析报告。除了机器人以外,团队还会再受试者手臂上贴上肌肉贴片。肌肉贴片能够侦测肌肉不同角度时的施力状况,进以提供医疗人员给予受试者复健建议的依据。目前此款上肢复健机器人,还停留在实验阶段,不过未来将会与更多医疗院所与学术研究机构,有更多的合作。

医疗复健领域多元集成,成大机械工程团队积极研发智能应用。蔡腾辉摄

蔡腾辉

DIGITIMES电子时报智能医疗主编蔡腾辉Mark Tsai
专注研究智能医疗产品技术服务导入场域时,所遇到的困难症结与如何克服要点。
精通中英德语,热爱挑战与Swing Dance。
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