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二零一五年五月十四日

中大理大研發智能互動「機械腳托」
助中風復康患者步行



香港中文大學(中大)電子工程學系生物醫學工程師湯啟宇教授與香港理工大學(理大)工業中心高級工程師衛漢華博士合作,成功研發智能互動「機械腳托」,特別為有足下垂問題的中風患者,以及患有踝關節肌肉無力或其他關節問題的人士而設,有助他們更安全地在室內和戶外環境步行,達到更佳的復康效果。中大將於5月18至20日在「香港國際醫療器材及用品展」上展出「機械腳托」及其他十七項創新科研項目。

足下垂是神經肌肉疾病,普遍出現在中風患者身上,患者因踝關節無力以致無法提起足部,走路時腳掌會在地面拖行或內反,而出現高跨步或腿往外劃弧的不自然步態,這種異常步態會增加失平衡及踝關節扭傷的風險。傳統的步行復康療程一般會進行一系列高強度和重複的步行訓練,病人及治療師的體能消耗均很大;治療師亦會建議足下垂的中風復康病人佩戴踝足矯形器(AFO),在病人的足部擺動階段內,被動地支撐其下垂的足部,惟治療效果有限,亦限制了踝關節的活動。

為了讓病人能接受更安全有效的步行復康療程,中大湯啟宇教授與理大衛漢華博士共同研發「機械腳托」,它的系統設計方便又輕巧,中風患者只需把機械腳托套在小腿,隨即變成其體外骨骼,協助患者控制腳部。透過內置運動傳感器及力度傳感器,「機械腳托」能主動感測使用者的步態模式,並利用動力學和運動學步態參數來分析使用者的步行意向,當感應到使用者想提腳踏步時,「機械腳托」便會即時向使用者提供推動力,協助並加強其踝關節運動,輔以適當的反饋,訓練步態及提高步行的安全性和速度。

湯教授指:「『機械腳托』能應用於高強度和重複的步行訓練,也適合足下垂中風復康者日常使用,傳感器能記錄和傳送使用者的步行數據至主電腦,治療師可參考這些資料,為病人度身訂造最適切的步行訓練,並根據其復康進度調節訓練內容和練習量等。『機械腳托』能協助病人安全地在室外步行和上落樓梯,讓他們有更大動力融入社區活動。」

湯教授表示:「與市場上有售的傳統踝足矯形器相比,我們的『機械腳托』是智能並雙向互動的。至於另一復健產品——功能電刺激儀(Functional Electrical Stimulation (FES))同樣能協助病人步行,然而只適合本身已行走得不錯的病人使用,我們相信七、八成的中風患者均適合使用我們開發的『機械腳托』,它能幫助病人上落樓梯。」

衛博士表示:「工程挑戰之一是建立一個細小而輕便的系統,因此,我們已經開發了一種新的齒輪馬達系統,並且設計了一個可調校到適合不同腿長的碳纖維結構。」

中大將於5月18至20日參加由香港貿易發展局於香港會議展覽中心舉行的「香港國際醫療器材及用品展」。歡迎業內人士親臨中大攤位(編號:3F E01),了解上述新技術及其他最新科研項目,屆時亦會示範運作「機械腳托」。

(左一至四)中風康復者黃先生和梁先生、中大電子工程學系生物醫學工程師湯啟宇教授及理大工業中心高級工程師衛漢華博士。
(左一至四)中風康復者黃先生和梁先生、中大電子工程學系生物醫學工程師湯啟宇教授及理大工業中心高級工程師衛漢華博士。

機械腳托由碳纖維支架及齒輪馬逹系統構成。
機械腳托由碳纖維支架及齒輪馬逹系統構成。

黃先生示範機械腳托。
黃先生示範機械腳托。