研發智慧型中風患者雙側上肢協調控制評估與復健系統

研究背景 中風導致偏癱上肢功能缺損會影響需雙手執行的多數日常活動，增加生活依 賴與降低生活品質。研究指出雙側運動訓練有助於促進兩側大腦神經塑性，提升 偏癱上肢的功能恢復；然而，目前較少研究應用雙側運動於偏癱手功能恢復，並 且對於偏癱手功能恢復有關的肢體間協調控制評估亦鮮少研究提及，無法提供醫 療人員設計適當復健訓練的重要實證資訊。此外，目前臨床患者以及醫療人員並 無相關工具或系統，經由即時訊息回饋了解偏癱肢體動作表現以及復健訓練成效， 作為個別化復健訓練設計以及有效提升參與復健療效與動機。 研究目的 本計畫之研究目的為1) 建立以雙側運動為基礎之電腦輔助復健系統，探討 復健系統介入，對於慢性中風患者偏癱側上肢以及手部功能恢復的影響；2) 建 立電腦輔助雙側協調控制評估系統，分析健康年輕人、老年人以及中風患者雙側 上肢協調控制差異，並探討中風患者肢體間協調控制缺損對於日常生活功能以及 臨床評估量表間的影響及相關性；3)建構即時回饋與個人化復健訓練之智慧型雙 側上肢協調控制復健系統，探討接受智慧型復健系統介入對於慢性中風患者雙側 上肢以及手部功能協調控制的恢復成效。 研究方法 第一年系統建構將結合LabVIEW 軟體撰寫的復健操作介面，以及內建旋轉 電位計、荷重量測元件的兩組三軸連桿機構，用以量測雙側上肢肩、肘、腕關節 角度活動以及握力變化；之後招募48 位慢性中風患者隨機分配至對照組以及實 驗組，探討接受四周電腦輔助復健系統的訓練介入，對於慢性中風患者偏癱側上 肢以及手部功能恢復的影響。第二年系統建構將結合第一年硬體架構以及 LabVIEW 撰寫之電腦輔助雙側協調控制評估軟體介面，招募20 位健康年輕人、 20 位健康老人以及20 位中風患者，分析不同族群的雙側上肢協調控制能力以及 探討雙側協調控制缺損對於中風患者日常生活功能影響與臨床評估量表間的相 關。第三年為建構結合智慧型手機、穿戴式感測元件以及App 應用程式之智慧 型雙側上肢協調控制復健系統。穿戴式感測元件包含穿戴式握力感測元件以及穿 戴式肩、肘、腕關節角度量測元件，用於提供中風患者執行復健過程中所需之即 時訊息回饋，經由藍芽傳輸至手機App 程式顯示並上傳至雲端資料庫儲存、統 計分析。此外，本研究亦將招募60 位慢性中風患者探討接受智慧型雙側上肢協 調復健介入對於偏癱側上肢以及手部功能恢復的影響。 預期貢獻 本計畫第一年發展以雙側運動為基礎所發展出的電腦輔助復健系統，除提供 1 表C011 共 2 頁 第 頁 中風患者執行復健訓練任務的即時訊息回饋外，亦可於系統離線模式時，依個人 能力修改復健項目與訓練難易度之參數設定，提升復健訓練成效與提供未來相關 學術研究或臨床應用。本計畫第二年發展的電腦輔助雙側協調控制評估系統，除 有助於提供醫療人員評估雙手協調控制的量化評估方式及數據外，亦能用於分析 中風患者雙手協調控制與臨床量表、日常生活功能間的相關性，有助於未來設計 適當之復健策略以提升中風患者的肢體間協調控制能力。本計畫第三年所建構之 智慧型雙側上肢協調控制復健系統，除有助於臨床醫療人員依中風患者不同的功 能狀況，即時調整適當的訓練項目與提供專業諮詢之外，中風患者亦可經由App 應用程式內的復健紀錄，了解偏癱肢體功能恢復程度與提升參與復健效益。