上肢復健機器人對中風病人的復健

文:成大醫院復健部骨關節疾病科 程琡敏代主任

根據行政院衛生署86年統計,台灣地區平均每十人死亡就有將近二人是腦中風導致的,腦中風目前名列國人十大死因第二名,平均每四十分鐘就有一個人死於腦中風,它也是造成中老年人殘障的最主要原因。根據定義,中風是因為腦血管突然的阻塞或破裂而造成腦細胞失去血液、氧氣和養分的供應,最終令腦細胞受損或死亡,繼而影響到該部分腦細胞所控制的功能,例如單側肢體癱瘓,感覺喪失,顏面麻痺及言語吞嚥障礙等。重者,喪失寶貴的生命;輕者,失去控制身體的部份功能。

由於中風後死去的腦細胞無法再生,腦部中樞神經受損而失去原有的自主運動能力,產生動作控制問題無法像一般人隨心所欲地做出想要的動作。中風病患所殘留的單側肢體偏癱,常見的動作障礙包括被動關節活動範圍變小,無力,高張性反射,協調性差;受到痙攣以及協同模式(Synergy pattern)的影響而無法獨立完成單一肌肉群收縮;且上肢功能的恢復往往比下肢差很多。中風病患一旦病情穩定後,必須長期接受復健治療,包括物理治療及職能治療。針對這一類病人,治療師通常會以誘發的手法,例如:本體感覺神經誘發技巧,配合視覺、聽覺、口令等感覺回饋,給予助力或阻力,來誘發其正常動作的出現。

文獻報告證實,反覆性動作練習,有助腦傷後的腦部皮質重建、功能恢復。在慢性中風病患,強迫增加患肢日常生活的使用率,得到正面的腦部皮質重整效果;對於輕至中度障礙的中風病患,簡單反覆性動作是最佳的復健治療。隨著科技的進步,以機器人的高精度、高再現度及可重複執行單調連續的動作的優點應用在醫療的研究範圍相當廣泛。在復健治療的過程中除了靠治療師徒手治療外,有時會利用一些簡易的儀器來帶動病患的肢體做出連續性的運動以協助治療,這些儀器其變化的彈性並不高,且沒有任何回授控制或是力量大小、方向的控制。基於此項原因,利用具有精密控制能力的機器人模擬治療師的手法,能施予病人適當的阻力及助力,促進病人動作的恢復,以及在任意方向給予病人干擾,利用取得之病人運動時位置與力量資料,建立量化指標,將病人的恢復程度以客觀的量化數據表示,進而進行臨床驗證比較復健機器人動作訓練與傳統復健治療對於中風病患功能恢復的療效。

由復健機器人協助治療師對病人實施復健計劃有許多好處,除了減輕人力負擔及防止運動傷害外,在執行重複及連續性單調動作也可提供病人一穩定的品質治療,且由機器手臂控制系統的高度彈性及精密感測系統,不僅可以根據醫師及治療師的診斷提供各種不同的治療程序,更可以根據所得到的量化資料來加以評估病人的復健成效;近2-3年,已有多篇研究支持機器人對中風病患的臨床療效,國內方面,本研究群於三年前執行國科會工程處多年期計畫「肘關節復健用機器人研究」 (NSC 89-2212 -E-006-109 ) 已完成一套具肩肘復健功能的機器人,並且在成大醫院復健部完成初步臨床測試,多次對機器軟、硬體的改良,目前安全性臨床可行性應無疑慮。此機器人可以引導病人之肘關節作屈曲,伸直的動作及肩關節作平行內收,平行外展的動作,且可依病人肌力大小給予助力或阻力,以完成復健動作,對腦中風病患上肢復健提供另一有效的治療,並增進上肢功能提高生活獨立性。
本文由【國立成功大學醫學院附設醫院】提供

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