Transcript 機器手臂 ─ 中風復健的幫手 (報告範例) 報告日期：11/26/2008 報告者：盧紀邦

職能治療技術學一上
報告日期：11/26/2008
報告者：盧紀邦
機器手臂 ─ 中風復健的幫手
(報告範例)
1
報告大綱

中風復健的限制

機器手臂的用途

機器手臂於中風復健之應用

機械手臂於中風復健應用之評析

未來應用與職能治療的角色

跨領域技術與相關學門
2
中風復健的限制
中風病人患側肢體表徵：
 無力、控制差、耐力差
傳統治療方式：
 人力協助、活動設計 → ↑ 活動機會、↑ 動作學習
傳統治療限制：
 治療人力不足
 難以客觀量測功能表現
3
機器手臂的用途
定義：
 多關節自由度之連桿機構設計
 可結合訊號收集、處理與調控等裝置
功能：
 模擬或配合人類作業之動作
 強化動作作業能力(施力、耐力)
 可同步收集量化數據並即時調控動作或施力
目的：
 彌補治療人力不足與個案之動作限制
 即時記錄功能數據
4
機器手臂於中風復健之應用
用途分類：
 代償或輔助
 訓練 → 被動 / 主動


復健效果之評估設備
與相關技術結合使用
5
代償或輔助功能
↑ 功能表現
 伸手取物、進食...

6
被動訓練
被動牽拉訓練 → 減緩功能退化
 維持關節活動度、避免關節僵硬或肌肉萎縮
 Continuous Passive Motion (CPM)
7
主動訓練
主動控制訓練 → 促進功能恢復
 對抗阻力變化
 ↑ 肌力、耐力 、施力反應、關節活動度
Kinematic Constraints
Unicycle Two-Link Arm (UTLA)
Northwestern University Mechanical Engineering Dept. Laboratory for Intelligent Mechanical Systems
8
主動訓練
主動控制訓練 → 促進功能恢復
 對目標物反應
 ↑ 關節與肌肉的調控 (動作控制)
9
主動訓練
反應與動作控制訓練
Physical Medicine and Rehabilitation, Mechanical & Biomedical Engineering,
Northwestern University
10
中風上肢動作表現評估與訓練
MIT-MANUS

Robotic Therapy on Motor Impairment and Recovery in Chronic Stroke. 1998~
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Department of Mechanical Engineering & Department of Brain and Cognitive Sciences.
1994~
11
與情境結合應用於中風上肢復健
Hocoma – Armeo ® 2006

虛擬操作平台

回饋性的機械臂控制

有目的、生活化的手功能訓練

一系列訓練模組可選用
→ 了解較實際表現、情境模擬訓練
12
機械手臂於中風復健應用之評析
研究實證：
 機器手臂被動牽拉訓練→
有效減緩運動功能(肌力、關節角度)退化、
彌補治療人力不足
 量化的評估與訓練設計→
助於驗證中風病人動作恢復成效 (機械治療)
Effects of robotic therapy on motor impairment and recovery in chronic stroke. 2003 ~
可能限制：
 訓練參數設定不當 → 治療風險
 關節自由度不足、調控不夠精細 → 動作有限
 笨重、介面不舒適 → 不易操作
13
Evidence-based practice




Mehrholz et al. Electromechanical and robot-assisted
arm training for improving arm function and activities
of daily living after stroke. Cochrane Database Syst
Rev. 2008.
Not more likely to improve their activities of daily living
Arm motor function and strength of the paretic arm
may improve.
However, the results must be interpreted with caution

variations between the trials in the duration, amount of
training and type of treatment, and in the patient
characteristics.
Cost-effectiveness??
Not well determined yet
未來應用與職能治療的角色
未來發展：
 更精細的調控設計、更舒適的操控界面設計、
更輕巧耐用的結構或材質設計...
 應用於各運動部位
 精細動作、手眼協調、雙側協調
職能治療的角色：
 病患 ← 職能治療 → 工程設計
16
結合的技術與相關學門


機構設計、(生物)力學、材料力學、介面設計...
→ 機械工程、醫學工程力學組、
人因工程、工業設計
電路設計、訊號處理、程式設計...
→ 電機工程、電子工程、醫學工程機電組、
資訊工程
17
提問與討論
18