91猫先生

介绍上肢机器辅助治疗於中风復健之运用与研究

職治系  謝妤葳助理教授

一、上肢机器辅助治疗於中风復健之发展与运用

上肢動作功能缺損是中風患者神經學損傷中最常見的問題之一，此問題影響患者之日常活動、工作與生活品質等甚鉅。近十年來，機器輔助治療 ( robot-assisted therapy ) 蓬勃發展，其源自科技輔具之概念，希望透過人體力學、復健醫學、生醫科技與機械工程等整合，發展出有助於失能患者動作復原之訓練機器。機器輔助治療是當代極具潛力的中風復健療法之一，此治療融入有效且重要的中風復健之動作學習與控制的策略及原則，提供一致性、高密集性、重複性、與互動回饋式的治療與動作學習經驗；亦可提供較精準的治療相關參數之控制，如速度、阻力、角度等調控，以能精確地量測到個案的動作表現。

目前針對上肢動作訓練之機器約有 10 多種不同機型，有的機型著重於上肢近端之練習 ( 如：肩膀、手肘 )；有的則著重於上肢遠端訓練 ( 如：手腕、手指 )；有的則為多關節整合式訓練；有的機型可提供雙側上肢同時運動，有的則強調患側單肢之運動；有的機型結合虛擬實境之任務訓練；有的則提供電腦遊戲之視、聽覺回饋；有的機器兼具主動、被動、阻力的運動模式；有的則強調智慧偵測到個案之動作後，再決定給予動作協助的程度。機器輔助治療針對不同患者之需求、能力、復原階段等，可提供不同的訓練模式，其適用的患者範圍較廣泛，可輔助臨床治療師之復健治療，強化與加速病患之復原。

目前商业化之机型大多為欧美国家所研发，已经常性使用於復健临床上，用以促进患者之动作及功能恢復，且多种机型已有随机临床控制试验检验其治疗成效，其中一较大型的临床试验已於 2010 年发表於新英格兰医学杂誌，為上肢机器辅助疗法树立新里程碑。近年來，亞洲國家，包含台灣、香港、新加坡、日本等國， 皆已陸續使用機器輔助治療於復健臨床治療。我們研究團隊於 2007 年起投入此領域之研究，期能提供中風患者具實證基礎的治療模式與選擇，目前團隊已有多項研究成果，並漸受到國內外相關領域之重視，詳如以下 所述。

二、上肢机器辅助治疗之研究经验与成果

(一)高密集度的机器辅助治疗可促进中风患者之动作復原并且无造成患者 DNA 氧化伤害指数上升。

在此先驱研究中，我们检验慢性中风病人接受不同密集程度之机器辅助復健治疗后的成效差异与对 DNA 氧化生物指标之影响。此研究之结果显示：相较於低密集度机器辅助復健组与控制治疗组，高密集度机器辅助復健组可明显改善慢性中风病人的动作功能、肌力、日常活动表现及双手动作能力，且高密集的机器辅助復健并未引发患者较高的 DNA 氧化伤害 ( 本文使用一 DNA 氧化之生物指标 8-hydroxy-2-deoxyguanosine [8-OHdG] 檢驗之 )。此論文已刊登於知名期刊 Neurorehabilitation and Neural Repair ( Hsieh, Wu, Liao, Lin, Wu, & Lee, 2011 )。

(二)机器辅助治疗增进中风患者手部於真实生活情境中之活动量。

此研究為調查機器輔助復健加上功能性任務訓練於慢性中風病人的日常生活功能表現與真實生活情境中其手臂活動量 ( 使用手腕加速規量測 ) 之成效。研究結果顯示：相較於治療劑量相同之控制治療組，機器輔助復健組明顯增加患者之動作功能與患側手臂於真實日常活動量 ( real-world arm activity )，並改善其雙手協調處理日常活動的能力。此研究成果已刊登於 Clinical Rehabilitation ( Liao, Wu, Hsieh, Lin, & Chang, 2012 )，且廣獲多個國際知名媒體報導，包含美國洛杉磯時報 ( Los Angeles Times ) 之電訊報導。

(叁)不同治疗剂量之机器辅助治疗效果不同，且发现中度动作损伤之中风患者治疗效益较高。

在此研究中，我们探究不同剂量之机器辅助治疗的反应与成效，研究结果显示：患者接受较高密集度机器辅助疗法组相较其他组别具显着较佳的动作能力恢復之治疗效益，且对於促进患者之动作復原的速率亦较快；此研究亦发现治疗前的中风患者之动作损伤严重程度之不同会影响其治疗成效，接受较高密集度机器辅助疗法之患者，若其為中度动作损伤者，最能从此治疗中获益，进步量相较於严重或轻度损伤患者明显。此随机临床试验之研究成果已被国际着名期刊 Stroke 刊登 ( Hsieh, Wu, Lin, Yao, Wu, & Chang, 2012 )。

(四)单、双手机器辅助治疗之成效具差异性。

另外，我們進行單手與雙手機器輔助復健療法之療效對比試驗，此研究結果發現：接受單手與雙手機器輔助療法各具不同的治療成效，其中單手機器輔助療法主要可以協助改善患者上肢動作能力與上肢遠端肌肉力量，而雙手機器輔助療法則協助改善上肢近端肌肉力量，此研究之發現可提供未來針對不同需求之個案的治療選擇。此研究成果刊登於 American Journal of Occupational Therapy ( Yang, Lin, Chen, Wu, & Chen, 2012 )。

基於上述相關研究經驗與成果，可提供後續研究之基礎，未來研究團隊將繼續朝實證與轉譯醫學之方向努力，藉由嚴謹的臨床試驗，增加使用影像、生物標記與代謝指標等探究，期對中風患者之復原機制有更深入的瞭解。此研究成果除有助於於中風動作復健之實證累積，並可提供兼具科研實證與臨床實務之復健療法， 及朝向個別化復健醫學之目標努力。