香港大學李嘉誠醫學院(港大醫學院)臨床醫學學院內科學系中風研究組(HKU Stroke)、香港大學電機電子工程系運動人工智能實驗室(SAIL),聯同香港復康會(HKSR)共同研發一個智能復康流動應用程式 ─ SmartRehab,通過人工智能技術,幫助中風患者在家中進行復康訓練。除香港外,團隊最近獲得世界中風組織(WSO)支持,在全球七個國家測試SmartRehab平台的可行性,推動無障礙中風復康服務,尤其是在低收入和中等收入國家。
背景
中風是全球第二大致死疾病,也是致殘主因之一。[1] 適時且充分的復康活動對中風癒後恢復至關重要。[2] 隨著人口老齡化和中風個案上升,全球對中風後復康服務的需求也隨之增加。[3] 然而,復康組織和復康服務所需的資源極多,在低收入和中等收入國家,只有約25%的中風患者能夠獲得復康服務。[4] 提升中風復康服務的可及性,促進及時和便捷的社區復康服務,對減輕公共醫療系統負擔有重要意義。
儘管遠程醫療和遠程復康的服務愈見普及,目前的做法仍然非常依賴視頻或電話訪談形式進行主觀的報告。另外,一些方案嘗試利用有傳感器和特殊攝像鏡頭的設備記錄中風患者在練習時的表現,但所需的成本相對較高且對空間的需求較大,實際上有不少局限。
關於SmartRehab平台
SmartRehab是一個可在平板電腦或手機上使用的流動應用程式,旨在促進社區環境中的個人化中風復康進程。SmartRehab的開發團隊包括神經科醫生、工程師、轉化神經科學家、物理治療師和職業治療師,成員分別來自港大醫學院中風研究組、港大運動人工智能實驗室和香港復康會。目前,SmartRehab平台內置10組大肌肉運動練習,這些練習由香港復康會的治療師推薦和設計,專門為改善中風患者的上肢活動能力、重心轉移能力和平衡力而設。與傳統的遠端復康平台相比,團隊開發了一套基於電腦視覺的姿勢演算法,利用平板電腦或手機的內置攝像鏡頭,SmartRehab能偵測使用者的體型和不同關節接觸點。有關演算系統令SmartRehab能計算與運動相關的特徵,包括通過患者關節角度、速度變化及痙攣風險,評估動作是否符合標準並作出即時反饋。SmartRehab還包括一個網上平台系統,治療師可以在平台找到為患者度身訂造的復康練習運動(包括練習類型、頻率及重複次數),並通過遠程監察患者的表現、進展及運動姿勢是否標準。
意義和影響
港大醫學院臨床醫學學院內科學系臨床副教授、中風研究組主任劉巨基醫生表示:「我們非常高興研發SmartRehab平台,並獲得世界中風組織的支持,在全球七個國家同時進行測試可行性。我們希望這平台不僅對香港的中風患者有所幫助,也希望惠及其他低收入和中等收入國家,這些地方因為物理治療師和職業治療師嚴重短缺,令復康服務受到限制。」
運動人工智能實驗室總監霍偉棟博士表示:「隨著人工智能技術愈來愈進步,SmartRehab平台有很大發展潛力。我們將會納入更多小肌肉復康訓練、虛擬實境和擴增實境技術、遊戲化功能,以及各種生物識別監測功能。我們也會適時調整平台,以適應其他需要復康服務的患者及年長人士。」
香港復康會專職醫療暨基層醫療主管吳玉敏表示:「復康會很榮幸能夠參與這個項目。SmartRehab平台除了能造福中風患者,也可能惠及年長人士及有其他神經系統疾病的患者,例如柏金遜症及認知障礙症等。復康會致力透過科技應用,提升復康服務效能,我們期望盡快將SmartRehab納入復康會的中風服務範圍,延展中心治療後在家居的運動訓練,發揮患者最大的復康潛力。」
關於團隊
SmartRehab由港大醫學院中風研究組(HKU Stroke)、港大運動人工智能實驗室(SAIL)聯同香港復康會共同研發。港大醫學院中風研究組致力研究中風的成因及預防方法,多年來已開發多個平台及計劃,為中風患者及其照顧者謀求最大福祉。詳情可瀏覽港大醫學院中風研究組網頁:http://stroke.hku.hk。
港大運動人工智能實驗室由霍偉棟博士於2019年成立,專注於利用人工智能分析人體姿勢,藉以提升運動表現,以及了解影像內容。霍博士團隊曾參與公共資助項目,包括創科生活基金、智慧交通基金和運動科研資助計劃,這些項目包括遇溺偵測、中風後康復運動、交通安全和運動表現分析等。詳情可瀏覽港大運動人工智能實驗室網頁:https://www.sail.hku.hk。
香港復康會於1959年成立,是本港復康界的先軀,也是香港歷史最悠久、專注復康的慈善團體。香港復康會通過創新復康服務及賦權殘疾或面對健康挑戰的人士,倡議全人健康、社會參與以及共融有利的環境。詳情可參閱香港復康會網頁:https://www.rehabsociety.org.hk/。
鳴謝
團隊感謝創科生活基金(項目編號:ITB/FBL/8032/20/P)支持開發SmartRehab,以及世界中風組織(WSO)在香港以外七個國家(印度、馬來西亞、羅馬尼亞、阿根廷、巴西、美國和意大利)進行SmartRehab的可行性研究。
關注及預防中風
為響應「世界中風關注日」(10月29日),港大醫學院臨床醫學學院內科學系中風研究組將與香港復康會和新健社等,合辦為期三天的「風與同路 - 關注中風健康展覽」(10月27-29日),以提升公眾對中風的關注。活動於今天(10月27日)起,在太古城中心地下舉行,現場設有免費健康檢查及諮詢服務,幫助市民了解中風症狀及預防方法,同時為中風患者及其照顧者提供社區支援的詳盡資訊,屆時亦會示範使用SmartRehab平台,歡迎市民到場參觀。
[1] Stroke, Cerebrovascular accident, World Health Organization (https://www.emro.who.int/health-topics/stroke-cerebrovascular-accident/index.html).
[2] Van Peppen RPS, Kwakkel G, Wood-Dauphinee S, Hendriks HJM, Van der Wees PJ, Dekker J. The impact of physical therapy on functional outcomes after stroke: What's the evidence? Clinical Rehabilitation 2004; 18(8):833–62.
[3] World Health Organization. Access to rehabilitation in primary health care. In: Global Conference on Primary Health Care, 2018; Geneva.
[4] Owolabi MO, Thrift AG, Martins S, et al. The state of stroke services across the globe: Report of World Stroke Organization-World Health Organization surveys. Int J Stroke. 2021;16(8):889-901.