初創研新復康儀器 盼惠及更多中風病人

初創研新復康儀器盼惠及更多中風病人

[2023.01.16] 發表

【明報專訊】近幾年，多家公司都有研發或推出藉着偵測皮膚肌電波(EMG)來協助中風病人復康的穿戴式機械人產品。然而，在實際臨牀應用上，這種設計仍有一些不足之處。有初創公司就大膽提出，除了偵測皮膚肌電波之外，還應該加入壓力傳感器，同時將電機驅動改為由氣泵驅動，令產品的成本效益大大提高，讓更多中風病人受惠。

明報記者薛偉傑

攝影馮凱鍵

弗萊明醫學實驗有限公司(Fleming MedLab Limited)共同創辦人鄭栢誠、香皓林表示，現時市場上的醫療級穿戴式機械人主要有兩種。第一種是完全被動式設計，純粹利用電機零部件來強行令穿戴者的關節開合活動。這種產品適合一些全身或半身癱瘓人士(例如因為脊椎受傷者)，以及因為疾病或意外而截了肢的人。其售價非常昂貴，通常要100萬至200萬元。但由於其設計並非針對神經系統的復康，所以並不適合中風病人。

肌電波太弱或未能驅動現有產品

第二種是針對神經系統的復康，乃專為中風病人的物理治療而設計。這種穿戴式機械人除了被動訓練模式之外，通常還有主動訓練模式，又稱「肌電波驅動模式」。這即是要中風病人的腦細胞和肌肉先主動發出神經信號，去控制手或腳。當接觸病人皮膚的肌電感應器偵測到他這些肌電波(EMG)，穿戴式機械人就會發力幫助病人完成其手部或腿部動作。如此，中風病人在使用這種穿戴式機械人的過程中，就會持續的收縮相關肌肉和鍛煉到相關的神經細胞。

但他們研究過這些產品，也和一些業內人士交流過，發覺在臨牀使用上，這種穿戴式機械人仍然有些不足之處。首先，是中風病人的肌電波信號可能太弱，不足以被感應器偵測到。於是，穿戴式機械人「不懂得」發力協助病人完成其手部或腿部的動作。其次，產品售價仍然比較偏高，每套要三數十萬元。第三，暫時來說，市場上的這種穿戴式機械人絕大部分也是針對雙手的復康，很少是針對雙腳復康而設計。

弗萊明成立的目的，就是為了研發一種更適合協助中風倖存者恢復活動能力的醫療級穿戴式機械人。該公司的穿戴式機械人，除了感應中風病人皮膚的肌電波信號，還同時透過多個壓力傳感器，來偵測中風病人的自主活動意識。之後再根據神經科學原理，給予中風病人適當的電刺激，令他們嘗試做出想做的動作。例如，該公司的第一款產品「Fleming腳托」(Fleming Ankle)，乃應用於中風病人的腳踭(腳踝)步態訓練，會同時偵測病人小腿皮膚的肌電波信號，以及其腳底的壓力。

加入壓力傳感器「雙管齊下」

這種雙管齊下的設計，可以避免市場上現有的中風復康機械人的最大缺點。尤其是，腿部距離腦部較遠，腿部皮膚的肌電波信號比前臂皮膚的還要弱，前臂皮膚的肌電波又比上臂皮膚的弱。若好像傳統設計般單靠捕捉腿部皮膚的肌電波，那很多時都無法偵測到病人其實有自主活動其腿部的意識。

該公司的穿戴式機械人另一特點，是由氣泵驅動，並採用軟式設計。兩人認為，相對於由電機零部件驅動，由氣泵驅動的穿戴式機械人其實有多個優點。

第一，萬一出現機械故障而不斷充氣，當超過某個預設氣壓時，安全閥會自動放氣，不會誤傷病人；

第二，機械人的製造成本可以顯著下降；

第三，機械人輕便得多，體積亦較小，使用、收納和攜帶比較方便。

由氣泵驅動減成本重量

該公司估計，其穿戴式機械人的售價可望下調至低6位數字(即最低只需10多萬元)，比市場現有產品低得多。

現時，該公司正研發三款穿戴式機械人產品。第一款是「Fleming腳托」(Fleming Ankle)，應用於中風病人的腳踭(腳踝)步態訓練。去年中研製出第一個原型，到去年12月已修改了3次。

第二款將會是應用於中風病人膝部的Fleming Knee。第三款則應用於手部，但暫不向外公開，只和物理治療師交流。

該公司計劃由今年初開始，與理工大學及兩家本地醫院合作，「Fleming腳托」第一期臨牀測試參與病人約30至50名，預計今年中完成。到明年第二季或第三季則在歐美開始第二期臨牀測試。現時正聯絡歐美某些大學和醫院商討合作。至於何時開始和完成第三期臨牀測試，暫未能估計。