據估計，全球每年有一千七百萬人中風，換句話說，每隔兩秒就有一個人中風。患者當中，超過四分之三的人會出現中風後上肢無力問題，令他們無法自理日常生活[1]。在香港，每年的中風新案例達二萬五千宗[2]，雖然患者在長期進行密集的復康訓練後，大多能恢復部分活動能力，不過公眾對公營復康服務需求甚殷，輪候時間長，以致中風病人難以按所需預約復康訓練。因此，生物醫學工程學系助理教授胡曉翎博士率領團隊研發名為「移動式外神經肌骨系統」的便攜機械臂。該系統體積輕巧，復康效果顯著，而且操作容易，患者可安坐家中自行進行復康訓練。在初步試驗中，所有參加者在活動和協調能力方面均有改善，而肌肉痙攣的情況亦有減少。
外骨骼與柔性機械人
系統的機械臂結合了目前復康訓練常用的三大技術，包括外骨骼、柔性機械人及外神經刺激技術。外骨骼就是一般人心目中的典型機械臂：以硬性物料製成，為患者提供承托，其機械部件以機械外力輔助患者活動肌肉。不過，外骨骼有一定重量，穿戴起來並不舒服。柔性機械人以充氣或充液喉管等柔軟材料模仿肌肉，雖然重量較輕，但體積卻很大。此外，外骨骼和柔性機械人均需消耗較高電量來驅動摩打和泵，所以無法隨身攜帶，只適用於醫療設施。
研究團隊希望能設計出集合外骨骼及柔性機械人優點的方案。他們先把外骨骼的尺寸和厚度縮至最小，以減輕重量及提升舒適度；再利用低耗能空氣泵驅動人造肌肉，提供機械外力。這樣，機械臂肘部組件僅重200克，手腕/手掌組件重量則只有100克，兩者可按復康需要單獨或一起穿戴。另外，整副機械臂以可清洗、透氣、防紫外線的運動布料覆蓋，令穿戴舒適度大大提升。
外神經刺激技術
中風後復康的其中一個原則是要刺激大腦，令其重新進行連結。當部分大腦受損後，反覆的訓練可以讓沒有受損的部分接管受損部分的工作。胡博士指：「在神經肌肉電刺激治療中，系統能感應患者移動某條肌肉的意欲，隨即以電刺激收縮該肌肉，幫助大腦將思想和動作聯繫起來，重新訓練肌肉和建立肌力。因此，我們把專利外神經刺激技術加到機械臂中；這樣，當我們把電刺激施加到肌肉上的時候，柔性機械人組件會即時提供機械外力，進一步協助肌肉活動。」研究證實，結合機械外力及神經肌肉電刺激治療的療效比單獨利用機械外力高出百分之四十。
試驗成果
移動式外神經肌骨系統可與專用手機應用程式連接。該程式不但可列出由治療師指定的訓練，更可實時記錄訓練數據，以便跟進。參與試驗的十位中風病人在進行四十小時機械臂復康訓練後，手腕、手指功能和肌肉協調能力方面均有改善，而痙攣情況也有減少。胡博士說：「機械臂輕便小巧，穿戴舒適，反應靈敏，操作簡便。系統配備的12V充電電池足以驅動四小時的復康訓練，讓患者可於醫院或診所接受復康療程之間，安坐家中甚至隨時隨地進行額外訓練。」
2019年4月，移動式外神經肌骨系統於第47屆瑞士日內瓦國際發明展中榮獲特別大獎、金獎及優異獎。
