31 July 2017

中大工程生研發醫療輔助器材獲創新獎
(Chinese version only)



香港中文大學(中大)工程學院一直積極探索創新研究在醫學上的應用,冀研發出有助提升醫療服務的技術,讓病人受惠。秉承學院服務社會的理念,在本年度「挑戰杯」全國賽香港區選拔賽中,由中大工程學院參賽隊伍設計的項目,大都是以醫療技術為主題,並在比賽中取得優異成績,其中包括以下兩個隊伍: 

動力型膝下義肢助截肢病人輕鬆行走 

現時市面上一般膝下義肢大都是被動式的,不能為截肢者提供額外的動力,使他們行走時很費力,步履緩慢。而安裝了電池及傳統發動機的動力義肢,體積較大和笨重,難以普及化。中大機械與自動化工程學系博士生高飛、研究助理劉炎南及生物醫學工程學博士生梁豐研,根據人體踝關節的運動學特性,設計了以並聯彈簧與電機複合驅動的動力義肢。並聯彈簧是一組緊連的凸輪彈簧結構,通過凸輪的設計可得到所需的非線性力矩,復現人體踝關節背屈階段的阻抗特性,將人行走時的機械負功(negative work)儲存與釋放,從而大大降低義肢對電力與動力的要求。得獎項目的動力型膝下義肢採用較小型的電池和發動機,將重量減至2.3公斤,又能提供足夠的動力。該動力型義肢還可通過傳感器的反饋信號實時監測義肢行走時的狀態,自動調整所需的動力輸出。通過測試,證實該義肢可讓使用者步行時更省力,步態更對稱自然。該項目在本年度「挑戰杯」香港區賽中獲頒創新組別二等獎,以及在2017年中大高錕杯中榮獲冠軍。 

「軟性大腸檢測及手術平台」協助篩查大腸癌 減輕醫護壓力 

大腸結腸癌是香港最普遍的癌症之一,及早接受大腸癌篩查可有效預防及治療。目前,大部分病人以照大腸鏡方式進行檢查,在過程中會有不適及少許風險;而且,由於大腸鏡需要由專業人士操作,而病人又眾多,以致一般公立醫院非緊急個案的輪候時間往往長達兩個月或以上。另一種以膠囊內窺鏡檢測的方法,雖然較為舒適,但膠囊被吞入人體後只能依靠腸道蠕動前進,整個測試往往需時一整天,而其活動的不可控性亦有可能影響檢測的全面性。針對這些問題,中大生物醫學工程學課程畢業生潘天樂、莊卓力、馬之瑤及博士生香皓林設計了一個直徑僅18 毫米的半自動軟性仿生機械人,以輔助大腸癌檢查。機械人全身以矽膠製造,內有三個氣腔,通過不同氣腔充氣及放氣便可控制其活動。機械人的頭部搭載不同工具,醫生可按需要更換所需部件,實現實時檢測、組織取樣,以及藥物運送等功能。測試顯示該機械人可每秒爬行0.5厘米,轉彎角度可達340度。與傳統腸鏡工具比較,軟性腸道機械人更小巧靈活、安全及容易操作。除了在「挑戰杯」創新組別獲頒三等獎外,該項目亦曾勇奪2016年中大「環球創新醫學工程設計大賽」銅獎及最佳創意獎。 

連同高飛和潘天樂的團隊,中大合共有六隊在香港區選拔賽創新組別出線的優勝隊伍,將於本年11月赴上海參與兩年一度之第十五屆「挑戰杯」全國大學生課外學術科技作品競賽。

中大生物醫學工程學博士生梁豐研、機械與自動化工程學系研究助理劉炎南、義肢示範者劉先生,以及中大機械與自動化工程學系博士生高飛。
中大生物醫學工程學博士生梁豐研、機械與自動化工程學系研究助理劉炎南、義肢示範者劉先生,以及中大機械與自動化工程學系博士生高飛。

中大生物醫學工程學課程本科畢業生潘天樂。
中大生物醫學工程學課程本科畢業生潘天樂。