【記者陳筱雯報導】腦中風為臺灣十大死因之一，而超過一半的患者會留下偏癱或神經受損等後遺症，需要大量時間及人力進行復健。國立中興大學、國立陽明交通大學及高雄醫學大學聯手發明AI隨動步行復健機器人——HopeStride，此發明結合隨動步行復健機器人及腦波感測器，為全球首例，期望患者能夠主動「用腦走路」，幫助因為中風而偏癱的病患。
中興、陽明交大及高醫跨領域聯手，研發出AI隨動步行復健機器人，期望幫助中風偏癱病患安全的行走。 圖／盧亮宇提供
臺灣即將邁入超高齡社會，復健需求大幅提升，然而治療師人力不足以應付高需求，一位治療師一日平均需照護25到30位病患。中興機械工程學系副教授李聯旺說明，傳統上會讓病患在跑步機上復健，需要三位治療師防止病患摔倒，而機器設有綁帶，能將病患吊起，因此僅需一位治療師從旁協助，「在機器後方也有裝設電腦，治療師僅需輸入數據及治療方案，電腦會依要求調整步伐等。」李聯旺也表示，許多病患因畏懼摔倒而不敢踏出步伐，延遲復健進度，因此設計能將病患吊起的機器，既能讓患者安心，又能減輕對膝蓋的負擔，使用HopeStride病患的家屬A（化名）說：「即使腳不是很好，但還是願意踏出去，因為他知道這是安全的。」
高齡化浪潮下，具復健需求的人數不斷增加，給治療師造成極大負擔，治療品質也易受到影響。 圖／盧亮宇提供
機器結合腦波感測器，讓病患能夠「由上而下」訓練，更接近常人的走路啟動模式，並促進大腦神經可塑性，啟動大腦內健康的神經網路，重新控制因中風而受損的肢體。負責感測器的陽明交大電機工程學系教授柯立偉解釋，團隊將感測器置於頭頂，正對大腦控制腳的中樞神經，「戴上後可以感測人的腦波，偵測人想要走的訊號。」他描述其造型如同耳罩式耳機，貼合頭皮的部分裝設感測器，方便病患穿脫。柯立偉說明，因不同患者思考時產生的電壓有所不同，團隊也在腦波感測器中加入AI，幫助整理、運算大量病患資料，目前準確率已超過90％，「臨床實驗時會偵測病人動腳時產生的腦波，利用AI建立資料庫，把接受到的訊號轉換成有意義的動作。」
陽明交大團隊研發腦波感測器，可偵測患者意圖，結合復健機器人，讓患者能主動、由上而下行走。 圖／盧亮宇提供
團隊在挑選感測材料時遇到許多困難，除了需要導電效果良好的材料，還需考慮配戴舒適度及對生物細胞的毒性等因素，柯立偉說：「最大的困難是頭髮，因為頭髮不導電，所以要設法把電極傳透頭髮到頭皮，才可以去量測腦波。」團隊最終選擇常用於電療且質地柔軟的醫規海綿作為導電材料。而在機器應用面上，中興機械工程系博士盧亮宇表示各個病患情況不同，若無醫生協助難以了解病患情況，「在學校實驗時都是健康的受試者，但病患可能手會無力，受試情況不如預測般理想。」
目前機器尚無法將腦波零延遲傳遞到外骨骼，並讓其運作，中間會間隔一至兩秒，團隊期望未來能提高訊號傳輸的解析度與速度。柯立偉希望機器未來能夠普及到病患家中或社區內，讓患者可以不斷練習，他說道：「可以在家附近復健站增設機器，讓需要的人都能使用，又不會增加醫療負擔。」
