柏金逊症是全球第二常见的退化性神经疾病，估计有逾一千万人患上此症。随着病情恶化，很多时患者的活动能力会受到影响。为缓解此问题，理大集合了不同学科的学者，开发了一套创新的智能可穿戴系统。该系统结合侦测与提示功能，可实时侦测佩戴者的异常步态，同时提供纠正步态的感官提示，并通过临床测试，证明能够提升柏金逊症患者的活动能力，而且方便使用。

冻结步态后引致跌倒

柏金逊症的大部分症状都与活动能力有关，而中度患者的跌倒机率相当高。引致跌倒最常见的原因是冻结步态（冻步），即突然发生暂时性无法行走的状况，导致患者行动缓慢或出现障碍，令起步或连续步行变得困难。

系统结合侦测和提示功能

陶肖明教授

 

为帮助柏金逊症患者在遇到冻步后能够尽快重新起步，理大组成跨学科研究团队，由智能可穿戴系统研究院院长、纺织科技讲座教授陶肖明教授；以及信兴教育及慈善基金康复科学教授、医疗及社会科学院副院长麦洁仪教授领导。团队的临床研究获香港柏金逊症会大力支持。

麦洁仪教授

陶教授运用麦教授提供对柏金逊症的专门知识，建立一套解决柏金逊症患者实际活动问题的系统，再由麦教授安排临床测试。团队最终成功开发的智能可穿戴系统，是首个综合解决方案，它在单一系统内结合侦测异常步态和提供主动干预两种功能，比各种现行方法更方便使用。

 

该智能可穿戴系统采用全新压力感应技术，大大减少需要传输和处理的数据量，得以持续监测患者的步态，并自动和准确地侦测是否出现冻步的情况。当侦测到冻步时，系统会适时提供视觉和听觉提示，协助患者恢复正常活动。

88% 患者称系统有效提升活动能力

临床测试分两阶段进行，以评估系统的效用。

第一阶段临床测试

• 目的：收集数据、开发和训练系统侦测冻步的演算法

• 参与者：29 名柏金逊症患者

• 方式：进行 35 次测试

• 结果：智能鞋垫能够有效侦测步态，准确率高达95%；根据智能鞋垫收集得的数据所开发的演算法，其离线侦测冻步的准确率超过 97%。

第二阶段临床测试

• 目的：综合评估整套系统的表现

• 参与者：16 名柏金逊症患者

• 方式：问卷调查

• 结果： 系统能够自动侦测冻步发生， 准确率约 94%，并能适时提供感官提示，由冻步开始发生至给予提示操作之间仅有 0.37 秒之差。

临床测试结果显示，柏金逊症患者中，有

• 88% 确认系统能够有效提升其行走能力

• 81% 认为系统使用起来舒适

• 70% 克服了冻步

临床测试的参与者反映理大的智能可穿戴系统可有效帮助柏金逊症患者提高活动能力，而且方便使用。

智能可穿戴系统如何运作？

第一步：患者穿戴设备

柏金逊症患者将系统所包含的四个设备佩戴在身上，便能侦测步态有否异常：

 

1.  一双智能鞋垫
2.  安装了特设应用程式的智能手机
3.  一副耳机
4.  激光产生器

第二步：鞋垫在患者步行时接收数据

鞋垫内设有压力感应单元、微控制器和蓝牙技术。当患者行走时，感应单元接收压力讯号以监测行走时有否出现异常。

第三步：鞋垫将数据传送至手机

智能鞋垫收集并处理数据，然后透过蓝牙技术，将数据发送至智能手机的应用程式。

第四步：手机应用程式触发提示

手机应用程式可监控患者的步态，当侦测到冻步时，会向提示设备发送无线讯号。

第五步：耳机和激光向患者发出帮助起步的提示

手机应用程式发送听觉和视觉提示，患者可控制程式选择其中一种提示。如选择听觉提示，患者可从应用程式中拣选有节奏的音调，在耳机播放；如选择视觉提示，激光产生器会在患者前方地面上投射出一条线，线的角度和长度均可调校。