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幫助中風病人重獲新生的鋼鐵人手套

電影復仇者聯盟中鋼鐵人的手套威力無窮;以現今科技製造類似的手套已非難事,但這次不是為了拯救世界,而是幫助中風病人的復健治療!

source:電影鋼鐵人

source:電影鋼鐵人

中風病人的新希望

根據世界中風組織(World Stroke Organization)資料統計,全球每六秒鐘,就有一人因中風成為終身殘疾人士。發病後,因為腦部缺氧導致細胞壞死,造成神經傳導功能退化,腦部無法徵召足夠的肌肉使病人手腳活動,手部癱瘓是常見的且棘手的中風後遺症之一,突然癱瘓的患側手,將會造成生活上許多不便。

source:攝於2015.04.18 TREATS臺灣復建工程暨輔具科技學會

source:攝於2015.04.18 TREATS臺灣復建工程暨輔具科技學會

機械手套幫助復健訓練

傳統上,在中風初期治療師傾向先從肌肉群較多的大關節(肩膀及手肘)開始訓練,至於平常吃飯、寫字等較精巧的手部動作,在中風初期動作誘發不易,且需要治療師在病人身邊一對一指導,協助練習手指張開、握拳等動作,缺乏效率,耗費許多醫療人力資源。

近年來發展的機器輔助治療,讓病人上肢穿戴特製機械手套後,即可藉由儀器帶動手部肌肉進行重複密集、高強度動作訓練。雖然解決了人力問題,但此種由機器帶動肌肉的動作訓練,仍舊過於被動,因為中風受損的不是手部的肌肉而是大腦的神經細胞!

結合現今科技顛覆傳統的新療法

香港職能治療師將機械手套結合肌電波(EMG,Electromyogram,肌肉收縮時產生的動作電位)訊號感測技術,戴上後能夠幫助病人強化大腦對手部肌肉的控制!

在治療中,當病人想著手掌打開時,貼在手臂上的特製電子感應器,能夠偵測其微弱的肌電波,電腦系統讀取後,自動計算病人大腦想做的動作,藉由機械手套的協助,開始控制手套上各關節張開,進而帶動病人手掌開合動作,藉由不斷的練習神經傳導與相關肌肉收縮,讓病人重新獲得控制手部肌肉的能力。

圖片來源:rehab-robotics

圖片來源:rehab-robotics

配合電腦系統的趣味性遊戲,能夠有效提高病人進行復健治療的動機。且相對於由治療師或傳統機械被動協助的傳統療法,這種由個人意志驅動的設計,有效讓大腦重新連結運動神經元使動作再學習。此外,精密的感應器能夠監測微弱的肌電波,即使是中風初期也適用此療法,讓病人在黃金復健期就能夠馬上訓練手部的精細動作!

新一代的機械手套

在去年,研發團隊為機械手套增添頭部的感應器,如同鋼鐵人的頭盔。戴上後電腦能夠讀取穿戴者的腦波,與肌電波對比後,可以更有效地刺激大腦神經再生,目前正在努力推向實際臨床,未來可望讓更多中風病人重回病前生活!

source:大學報

source:大學報

參考文獻:

  1. 世界中風組織
  2. rehab-robotics
  3. 晁禾醫療
  4. Hu, X. L., Tong, K. Y., Wei, X. J., Rong, W., Susanto, E. A., & Ho, S. K. (2013). The effects of post-stroke upper-limb training with an electromyography (EMG)-driven hand robot. Journal of Electromyography and Kinesiology, 23(5), 1065-1074.
  5. Ho, N. S. K., Tong, K. Y., Hu, X. L., Fung, K. L., Wei, X. J., Rong, W., & Susanto, E. A. (2011, June). An EMG-driven exoskeleton hand robotic training device on chronic stroke subjects: task training system for stroke rehabilitation. In Rehabilitation Robotics (ICORR), 2011 IEEE International Conference on (pp. 1-5). IEEE.

本篇文章僅介紹希望之手之用途,作者與廠商或研究上儀器的開發並無任何關係。

感謝蘇昭華與謝妤葳老師提供建議、協助編纂此文。

 

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關於作者

楊昀霖

楊昀霖

一個剛畢業的職能治療師(occupational therapist, OT),希望以科學的角度推廣職能治療專業以及相關復健知識,讓更多人認識並加入職能治療專業!