助截肢者更省力 中大兩研究獲創新獎 (圖)

作者:Cindy    發表日期:2017-08-01 03:12:31

■中大醫學工程學生開發的「動力型膝下義肢」及「軟性大腸檢測及手術平台」,分別在「挑戰杯」香港區選拔賽獲獎,將於11月赴上海參與全國「挑戰杯」競賽。香港文匯報記者姜嘉軒 攝■中大醫學工程學生開發的「動力型膝下義肢」及「軟性大腸檢測及手術平台」,分別在「挑戰杯」香港區選拔賽獲獎,將於11月赴上海參與全國「挑戰杯」競賽。香港文匯報記者姜嘉軒 攝

香港文匯報訊 (記者 姜嘉軒)將創新研究投入醫學應用,是提升醫療服務的重要一環。有香港中文大學工程學院研究生開發「動力型膝下義肢」,內設並聯彈簧將力量儲存及釋放,經測試證明可讓用家走路更省力,步態更自然。同系畢業生受蚯蚓爬行啟發而開展「軟性大腸檢測及手術平台」計劃,研發直徑僅18毫米的半自動軟性仿生機械人,透過充氣及放氣控制機械人於大腸行走和轉彎,未來有望提供安全又便宜的大腸癌檢查。兩項研究早前分別在「挑戰杯」香港區選拔賽獲獎,將於11月赴上海參與全國「挑戰杯」競賽。

獲「挑戰杯」二等獎的「動力型膝下義肢」根據人體踝關節的運動學特性,設計了以並聯彈簧與電機複合驅動的動力義肢。項目負責人之一的中大機械與自動化工程學系博士生高飛解釋,目前市面上的膝下義肢無法為用家提供動力,行走時會很費力,而安裝電池及傳統發動機的動力義肢又大又重,對用家並不方便。

減至2.3公斤 料成本兩萬

他解釋,這項發明透過並聯彈簧,能將用家走路時的力量儲存及釋放,支援用家提步,能為用家省力,亦能大大降低義肢對電子及動力的要求,使「動力型膝下義肢」能採用較小型的電池及發動機,其中重量已減至2.3公斤,大為減輕用家負擔。

為作進一步實驗,高飛表示過去已找用家進行測試,以耗氧量作為單位,測試用家穿戴「動力型膝下義肢」與傳統義肢的費力差距,發現前者能為用家節省近8%氣力,估計用家如更習慣使用新義肢步行,效果將會更佳。

現年20歲的劉先生因病於6歲截肢,他表示使用傳統義肢走路久了難免疼痛,而新義肢具備推力,走路會更輕鬆,步伐亦較以往穩定,疼痛感相對較少。高飛補充指,項目已完成基本臨床測試,分別在去年及今年申請了美國及中國的專利,下一步考慮推出市場,預計成本約兩萬元人民幣。

降穿刺風險 12分鐘行完

同一比賽獲三等獎的「軟性大腸檢測及手術平台」,由中大生物醫學工程學潘天樂與3名同學共同研發。潘天樂指現有的大腸鏡檢查方法比較昂貴,加上有大腸穿刺風險,必須由專業醫生處理,導致輪候時間較長。

他們所研發的半自動軟性仿生機械人應用了蚯蚓爬行的原理,頭尾可膨脹,中間則可伸長及縮短,透過充氣及放氣實現「爬行」與轉彎。

潘天樂表示該機械人在實驗管道中可每秒爬行0.5厘米,轉彎角度達340度,理論上12分鐘便能在人體大腸來回爬行一次。不過他指出,動物甚至人體的大腸環境變數更多,包括需克服腸道黏液等阻礙因素,離臨床測試甚至轉化商品仍有一段距離。


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