柏金遜症是全球第二常見的退化性神經疾病，估計有逾一千萬人患上此症。隨着病情惡化，很多時患者的活動能力會受到影響。為緩解此問題，理大集合了不同學科的學者，開發了一套創新的智能可穿戴系統。該系統結合偵測與提示功能，可實時偵測佩戴者的異常步態，同時提供糾正步態的感官提示，並通過臨床測試，證明能夠提升柏金遜症患者的活動能力，而且方便使用。

凍結步態後引致跌倒

柏金遜症的大部分症狀都與活動能力有關，而中度患者的跌倒機率相當高。引致跌倒最常見的原因是凍結步態（凍步），即突然發生暫時性無法行走的狀況，導致患者行動緩慢或出現障礙，令起步或連續步行變得困難。

系統結合偵測和提示功能

陶肖明教授

 

為幫助柏金遜症患者在遇到凍步後能夠盡快重新起步，理大組成跨學科研究團隊，由智能可穿戴系統研究院院長、紡織科技講座教授陶肖明教授；以及信興教育及慈善基金康復科學教授、醫療及社會科學院副院長麥潔儀教授領導。團隊的臨床研究獲香港柏金遜症會大力支持。

麥潔儀教授

陶教授運用麥教授提供對柏金遜症的專門知識，建立一套解決柏金遜症患者實際活動問題的系統，再由麥教授安排臨床測試。團隊最終成功開發的智能可穿戴系統，是首個綜合解決方案，它在單一系統內結合偵測異常步態和提供主動干預兩種功能，比各種現行方法更方便使用。

 

該智能可穿戴系統採用全新壓力感應技術，大大減少需要傳輸和處理的數據量，得以持續監測患者的步態，並自動和準確地偵測是否出現凍步的情況。當偵測到凍步時，系統會適時提供視覺和聽覺提示，協助患者恢復正常活動。

88% 患者稱系統有效提升活動能力

臨床測試分兩階段進行，以評估系統的效用。

第一階段臨床測試

• 目的：收集數據、開發和訓練系統偵測凍步的演算法

• 參與者：29 名柏金遜症患者

• 方式：進行 35 次測試

• 結果：智能鞋墊能夠有效偵測步態，準確率高達95%；根據智能鞋墊收集得的數據所開發的演算法，其離線偵測凍步的準確率超過 97%。

第二階段臨床測試

• 目的：綜合評估整套系統的表現

• 參與者：16 名柏金遜症患者

• 方式：問卷調查

• 結果： 系統能夠自動偵測凍步發生， 準確率約 94%，並能適時提供感官提示，由凍步開始發生至給予提示操作之間僅有 0.37 秒之差。

臨床測試結果顯示，柏金遜症患者中，有

• 88% 確認系統能夠有效提升其行走能力

• 81% 認為系統使用起來舒適

• 70% 克服了凍步

臨床測試的參與者反映理大的智能可穿戴系統可有效幫助柏金遜症患者提高活動能力，而且方便使用。

智能可穿戴系統如何運作？

第一步：患者穿戴設備

柏金遜症患者將系統所包含的四個設備佩戴在身上，便能偵測步態有否異常：

 

1.  一雙智能鞋墊
2.  安裝了特設應用程式的智能手機
3.  一副耳機
4.  激光產生器

第二步：鞋墊在患者步行時接收數據

鞋墊內設有壓力感應單元、微控制器和藍牙技術。當患者行走時，感應單元接收壓力訊號以監測行走時有否出現異常。

第三步：鞋墊將數據傳送至手機

智能鞋墊收集並處理數據，然後透過藍牙技術，將數據發送至智能手機的應用程式。

第四步：手機應用程式觸發提示

手機應用程式可監控患者的步態，當偵測到凍步時，會向提示設備發送無線訊號。

第五步：耳機和激光向患者發出幫助起步的提示

手機應用程式發送聽覺和視覺提示，患者可控制程式選擇其中一種提示。如選擇聽覺提示，患者可從應用程式中揀選有節奏的音調，在耳機播放；如選擇視覺提示，激光產生器會在患者前方地面上投射出一條線，線的角度和長度均可調校。