摘要
●技術簡介:
本系統技術以偵測平衡功能表現、身體動作、與動態視決能力為核心透過影像分析辨識、無線測距,建立出可以和使用者進行互動的平台。透過與使用者之間保持設定的距離,臨床專業人員可以精準的量測使用者的身體偏移、行走軌跡,另外更可紀錄其視覺與動作的協調,分析其平衡感覺系統的功能高低。提供臨床評估與訓練的重要資料。
●技術之科學突破性:
技術優勢
相較於目前國內外市面上的產品與開發,本技術是透過長時間累積下來的場域使用(陽明交通大學與台北榮總)與競品分析結果所設計出來的平台,因而在多方面都有就現有產品的弱點進行開發改良。我們透過無線IMU的偵測改善了過往偵測人體動作繁雜的前置準備,並透過校正減少感測器的雜訊干擾;我們更利用了可移動的自動跟隨平台提供過去沒有的機動性與實際行走跟隨,更建立出一套獨有的行走評估與運動模式,也同是利用影像辨識的技術來達到系統的自動化,大大擴展了本系統的臨床適應能力。本團隊所開發的平台最關鍵的特色就是整合了跌倒、平衡能力與暈眩的評估量測、處方設計、復健訓練,讓平衡功能低下、暈眩、高齡族群因功能虛弱或衰老所造成平衡能力的衰退與跌倒危險的上升被挖掘出來,並透過動態視力表現、身體重心控制、下肢功能表現分布,建立起互動式的全方位訓練模式,透過慣性感測器的應用,可以在使用者實際活動的場域行走,不但針對老人的平衡問題進一步的訓練,也隨時記錄分析他們的表現結果,對於未來雲端與大數據的分析提供重要資訊,也讓高齡者再反覆量測訓練然後返回健康狀態。此項開發同時包含量測評估與臨床經驗累積下所建立的創新訓練,是本系統的一大特點。
重要研究成果
研究延伸出八篇卓越的臨床與科學國際論文,並且對於本技術的發展也都有深刻的代表意義。首先主持人針對本研究的臨床相關患者與正常人之間透過平衡功能檢查儀與動作分析平台的實驗室環境下分析,區分了患者的動作、步態特徵特徵,建立出基礎的鑑別分類方式。接著也針對臨床患者的復健方式進行改良,整合前庭生理機轉與臨床復健與國際知名遊戲主機Wii發表於知名復健醫學類期刊JNER。結合此輕巧的復健系統本團隊將概念深入探討,更也發展了相應的慣性感測器平台並發現了患者眼球偏移的特徵,成功地將此開發與發現發表於國際前庭功能研究之重要期刊上。近期更針對暈眩患者進行腦波的分析,檢驗健康人和前庭暈眩患者在進行前庭改善的刺激後,腦部平衡相關區域的變化,也被國際知名期刊接受Brain Sciences也使得本團隊對於相關的平衡評估與介入更加有信。對於前庭患者行走功能成功改善的結果論文也被國際期刊Nature的Scientific Report所接受。另外也集大成的前庭相關開發的系統平台與平台應用的研究成果投稿於國際期刊Frontiers in Neurology,驗證了多功能評估平台的可行性。
●技術之產業應用性:
有鑑於目前國內外COV-19疫情嚴重,不論是未來或是現在,能夠在社區佈點的遠距互動式復健系統便有很大的優勢,本研究開發系統具備有操作容易、結構簡單、移動方便等優勢,可在醫院、社區、大樓佈置。
臨床領域:臨床復健上,透過電腦化平台的評估與訓練,提升臨床醫學檢查與復健設計的有效性與準確度,並藉由客觀的數位化回饋資訊來讓醫師、治療師、患者、家屬能更進一步地互相溝通,建立更有效的醫療服務。並於患者和家屬回到居所後持續追蹤監測。
長照復能領域:在預防與長照領域,透過更為方便、更為快速的評估系統在社區、安養機構、健身房、學校、地方診所進行平衡功能和暈眩表現的快篩,讓有跌倒潛在風險者可以及早進行治療或更進一步的評估,防範未然,並能做為長照復健與訓練的追蹤量測平台。並於使用後定期提供遠距復健指導,累積到度定時間後,例如兩個月回診一次,再到門診由醫療專業人員親自評估更改處方。
大數據應用領域:透過不斷累積的臨床與社區經驗與資料,進一步與合作團隊的電機工程專業共同更新、研發。主要針對過往的生物力學參數進行資料分析,結合深度學習等運用,分析出真正能反映患者的關鍵參數,進而可以改良或是開發更加貼合臨床與社區需求的感測器或評估系統。
本系統透過復健醫學專業醫師與治療師在臨床醫院的研究使用,累積對於臨床上的暈眩、平衡、跌倒患者的治療前後評估資料,發現可對於評估量測、復健訓練的應用上扮演一大助力,提供更精確的復健進程,相當適合於醫療中心與復健機構使用。
本團隊進行了市場分析,以北部具復健中心之醫療院所(不含復健診所),列舉如后:台灣大學附設醫院、聯合醫院、振興醫院、萬芳醫院、台北醫學大學附設醫院、台北榮民總醫院、宏恩綜合醫院、雙和醫院、馬偕紀念醫院、新光吳火獅紀念醫院、台北市立關渡醫院、三軍總醫院…等二十餘家,各家置入2-3台,需求量40~60台。產品推廣至其他台北、中區及南區醫療院所與養護機構為目標擴大使用率,市場佔有率以5~10%,產品估計為200~300台。進入居家復健模式可模組化需求,佔年均銷量30%產品估計為每年600~1000台。 目前一台依台數與配置定價約於40~70萬之間。