1981年在美國洛杉磯5名健康年輕人卻罹患罕見肺囊蟲肺炎，而他們的共同特徵就是同性戀者。肺囊蟲肺炎一般是發生在免疫機能低下之病患，而這5名年輕人除肺炎外，也出現其他免疫失調的症狀。1982年時將此類由於免疫力低落而引發各種症狀的疾病，稱為後天免疫缺乏症候群，俗稱為愛滋病（AIDS）。次年，證實人類免疫缺乏病毒，即所謂的愛滋病毒（Human Immunodeficiency Virus, HIV）為引起AIDS的主因。

愛滋病是什麼
愛滋病（AIDS-Acquired Immunodeficiency Syndrome）又稱「後天免疫缺乏症候群」，是由愛滋病毒所引發的疾病。這種疾病會破壞人類的免疫系統，使人體失去抵抗疾病的能力，導致病毒、原蟲、細菌、黴菌等可輕易侵入人體，而引發各種疾病及發生惡性腫瘤。

愛滋病流行現況
依據疾病管制局2009年1月底之統計資料顯示，本國籍愛滋感染者共16,851例，若依危險因素分析，性行為佔62.7%（同性間性行為佔38.6%、異性戀佔24.1%）、靜脈毒癮佔35.8%，顯見「不安全性行為」與「毒癮共用針具」是傳播愛滋病的主要途徑。在政府強力推動「減害計畫」下，已逐漸受到控制；但是經由轟趴、性派對、多重性伴侶等危險性行為而感染的個案數仍持續增加中。

愛滋病是如何得到的
與染愛滋病毒者發生口腔、肛門、陰道等方式的性交。輸用愛滋病毒污染的血液、血液成份、血液製劑、與感染病毒者共用針頭、針筒、由愛滋病母親傳染給嬰兒。

愛滋病的發病狀況
少數病人，經數週或數月之空窗期後，可能出現急性症狀，如：淋巴腺腫、脾腫大、出汗、發燒、疲倦、皮膚發疹、肌肉關節疼痛、咽喉疼痛…等，經數天或數週痊癒，進入潛伏期半年至十年．發病時體重急劇減輕(10%以上)、疲倦、夜間盜汗、持續發燒(3 個月以上)、下痢、淋巴腺腫大、出現卡波西氏肉瘤、肺囊蟲肺炎、引球菌腦膜炎、白色念珠菌等伺機性感染。

愛滋病如何預防

• 應避免與愛滋病人或可能帶有病毒之人發生性行為或共用針頭、針筒。
• 高危險群若增加其性伴侶，患病機會也相對增加，盡量維持單一固定性伴侶。
• 避免重覆使用針頭或針筒，更應避免與濫用靜脈注射毒品者發生性行為。
• 愛滋病毒感染者及其性伴侶都應避免捐血及血漿。
• 安全性行為，由於愛滋病毒存在於精液與陰道分泌物中，因此，可經由同性、異性或雙性性交而感染，病毒可由直腸、陰道、尿道或口腔侵入體內，被動性肛交是最危險的行為，因為此種行為容易損傷肛門與直腸，若不使用保險套，危險性就更大了。愛滋病是一種性病，性伴侶的數目愈多，感染的機會愈多，機率愈大。若有其他性病，例如疱疹、梅毒等等，則受愛滋病毒感染的機會也越大，發生性行為時應全程使用保險套。
• 避免與別人共用會傷害皮膚、黏膜之工具，例如，刮鬍刀、牙刷。
• 勿與「個人交往史」不清楚、不了解者發生任何性行為。
• 每人每年至少作一次抽血檢查，以便早期發現、早期治療。
• 婚前男、女都要驗血，已確定有無傳染性疾病。
• 懷孕初期婦女應接受愛滋病毒的篩檢。

預防愛滋病最有效的方法是不要與「性交往史」不清楚的對象進行性行為，並拒絕使用毒品；即使在最快樂的時候，如果性伴侶無法提供性的安全保證，又不願做好愛滋病及性病防範時，就應該拒絕與其有任何的性接觸。根據世界衛生組織建議，使用保險套可阻隔體液（精液、陰道分泌物或血液）進入人體，將感染機率降到最低，可以有效預防性病及愛滋病，只要全程正確使用合格的保險套，即可杜絕愛滋及性病感染。

本院愛滋病免費匿名篩檢專線： 2312-3456 轉 67552

臺大醫院最新研發的上肢復健機器人

五、六年級生一定看過魔鬼終結者這部電影，還記得當阿諾扮演的Terminator 用刀劃開他的前臂時，一條條機械肌肉收縮的景象嗎？這已不是科幻小說的情節，雖然人類被機器人統治的日子應該還很遙遠，但目前確定的是全世界都在積極發展仿真機器人，由電視廣告出現的智慧型吸塵器機器人，到可以自由行走並上下樓梯的 Asimo，機器人的發展可謂日新月異。機器人在醫療上的應用也相當快速，從協助搬運病人的看護型機器人，到協助外科醫師手術的達文西系統，都已進入臨床的實用階段。在我們復健科的肢障病人身上，我們最希望的就是他們的肢體經復健後能恢復從前的功能，然而常常事與願違，恢復不如預期，因此常常在想若能在病人下肢跨出去無力時，或上肢抬高不足時，給他加力一下，就像電動腳踏車可以在上坡時切換到馬達推動，這樣有多好，這就孕育了我們復健用機器人的研究動機。事實上世界上已有許多研究機構在進行類似的研發工作，而且其應用可推廣到正常人身上，試想，若我星期天去郊外登山，在最累最陡峭的地方舉步維艱時，若有一”加力檔”幫我一下，讓我克服困難登上峰頂，那有多好呢？事實上美國的軍方早已有這樣的想法，他們在研究如何利用套在軍人下肢的機械裝置，讓戰士可以日行千里而不疲勞，無形中訓練出更強大的戰鬥力！

臺大醫院在規劃未來的研究方向時，就看出這是一個重要且責無旁貸的方向，並在院會中賦予復健部此重責大任，督促我們投入復健用機器人的發展，我們的規劃在初期是發展能協助家屬與治療師，確實執行足夠的肢體復健運動，進一步希望發展出能協助因中風而導致偏癱的病人控制其無力的肢體，完成日常生活功能的機械手臂及機械腳。一般而言，肢體損傷患者需定期往返醫院進行相關復健療程，以避免關節攣縮及肌肉萎縮，並訓練肢體力量與功能。在復健過程上，傳統的人工徒手治療方式是必須一對一進行，相當耗費人力，也造成病人訓練次數受限，再加上病人在居家時難以得到妥善的監督，常常造成訓練效果不佳，耽誤病人的復健黃金時期，且其治療效果與治療師的經驗及技術高度相關，而治療過程中也常常包含一系列重覆且費時的動作。我們希望藉由機器人的使用，可以輔助治療師進行一對多的治療，治療師僅需將患者專屬的復健療程藉由對機器人下達命令，使機器人能夠遵循治療師的命令協助關節的活動，期待其治療的效果更為顯著。

在病人復健達一階段後，腦傷所造成的永久破壞，可能使許多部位的肢體功能，留下永久性的傷害，例如患側上肢無法抬高至嘴的高度，造成進食上的困難，患側下肢力量不足，造成跨步困難，重心移到患側時又撐不住，因此無法正常站立或行走，若能製造出穿戴式上下肢機械裝置，利用力回饋及位置回饋來估算自主動作與力量，再利用機械裝置補其不足之處，完成功能性活動，這不就是為病人裝置一”加力檔”嗎？

復健用機器人的發展是跨領域的研究主題，我們研究團隊的成員包括了資訊、電機、復健醫學、物理治療，以及醫學工程等各領域的專家，共同研發相關技術，在合作過程中必須針對遭遇的問題作緊密的知識交換，除了讓我們能夠對病因等知識有更深入了解，同時藉由相互討論歸納出具體的解決與因應的方案，使團隊能夠朝既定之目標邁進。然而為了使各領域專家能齊聚一堂，並且能夠從各自不同的觀點中取得共識，初期的進展是較為緩慢且艱難的，經過一年多的努力與發展，已初步建構一個針對手臂復健運動的機器人雛型，以下將進一步說明：

本團隊研發的上肢復健機器人的適用對象為因急性中風而造成肢體偏癱的患者。急性中風的偏癱患者在中風初期併發肩肱關節半脫臼的機率高達60%-70%。患者肩肱關節處的肌肉因為中風引起的癱瘓，喪失了固定肩肱關節的作用；加上偏癱側上肢受到地心引力的牽引會向下移位，會讓肩肱關節脫離正常的位置，造成了所謂的肩肱關節半脫臼。半脫臼的肩容易因牽拉的動作造成肩峰下撞擊症候群，導致肌腱炎或滑液囊炎，並引發肩關節疼痛。由於肩肱關節半脫臼造成的疼痛難耐，患者容易出現煩躁、焦慮、抑鬱等不良情緒，有時甚至會拒絕復健訓練。所以急性中風初期的偏癱患者不適合直接進行肩關節復健動作，以防止對肩肱關節造成更大的傷害。故而急性中風患者在使用上肢復健機器人進行手臂復健運動前，必須先讓半脫臼的肩肱關節復位。為了讓半脫臼的肩肱關節復位，本團隊特別進行可以有效延遲肌肉疲乏出現的新型功能性電刺激器(圖一)的研發，並將其作為上肢復健機器人的必要前端裝置。此新型功能性電刺激器亦可脫離上肢復健機器人獨立工作，單獨用於肩肱關節半脫臼復位治療，用以紓解肩肱關節半脫臼造成的疼痛；此外也可用於其他以電刺激誘發肌肉收縮的復健治療與訓練。

圖一、本團隊研發之新型功能性電刺激器(尺寸為14cm X 11cm x 4cm)除可有效延遲肌肉疲乏出現之外，尚可彈性改變其輸出波形

而本團隊研發的輔助性上肢復健機器人，其上肢具有十個自由度，可有效地簡化現今繁瑣的復健流程，不必再像傳統針對各個不同的復健動作，使用個別之輔助器具，讓患者可以在最短的時間內達成復健之功效。同時，在機構設計上，我們還評估了國內外現有的各式輔助裝置之優缺點，並將其納入設計之考量，而另一項設計重點，就是上肢復健機器人的活動範圍，由於不當的設計可能對患者的生命及安全造成危害，因此完整的安全性考量，皆是為了設計出真正符合人性化的輔助裝置。我們的上肢復健機器人基本裝置如圖二所示。

圖二、 本團隊研發之上肢復健機器人平台

人機互動模式

圖三、控制策略流程圖 被動模式

為了模擬治療師的徒手復健，上肢復健機器人採用先進的控制技術提供患者以被動或主動的方式進行上肢復健，讓治療師可依據患者復原的狀態，選擇其適當之運動模式（圖三）。

此一模式適用於術後不久或完全麻痺之患者，因為此時期的患者雙手仍無法自行出力，所以需要藉由外力的輔助，運用運動學與動力學的推算結果，準確地帶動患者完成整個復健療程，使用復健機器人可以引導患者執行正規的復健動作，避免因患者心理或生理等因素影響原本整套動作不被完全並標準的執行，降低了治療的效果。同時，亦可預防關節攣縮之發生。

主動模式
為了不讓患者養成長期依賴上肢復健機器人的協助，主動模式是有其必要，因為當患者雙手能逐漸自行出力，若還是依賴著此上肢復健機器人的協助，將會失去最終復健的目的。此外，主動模式的實現，必須藉由力感測器之嵌入，再依據患者肌力大小的資訊，給予適當的助力或阻力，讓患者逐漸達到康復的目標。此點對開始神經恢復之中風患者特別重要！

人性化的操控介面
為使治療師能更容易且方便地操控此上肢復健機器人，本團隊藉由與治療師的討論溝通後，依其需求建構出適合開發動作的人性化操控介面，本介面除了提供動作上的編輯設計，同時可儲存及觀測各生理資訊及機台狀態；另外也開發了3D即時動態模擬平台介面，可讓治療師先經由電腦分析並由不同的視角確認並模擬所規劃之動作，是否與預期的規劃相符，資料庫的建構也方便不同的治療師可透過本系統建構、分類針對不同患者所設計之動作規劃。而最後所規劃完成之設計動作，可透過與上肢復健機器人的主機伺服端連線而上傳資訊至機台處，使得本平台可輕易的運作於離線之規劃。因此，綜合上述論點，人性化操控介面之實現，主要是協助治療師可更容易評估患者復健之成效，並更進一步地為患者的療程做適當之調整（圖四）。

圖四、上肢復健機器人之人機介面平台開發

有了此機器人系統架構後，為使機器人有更多的應用空間，以輔助更多不同類型的病患復健，一些更有效率的復健動作開發是必須的，同時針對先前雛型機開發時所面臨的一些實務上問題的改良，於手臂復健機器人完成後，經過小組的討論與分析，組成了一個針對上肢復健機器人的發展改良與應用之團隊(註3)，做更細膩更嚴謹的探討，以期能落實於醫院並輔助療程的進行。雖然研究的時間相較國外之發展時程來的短，但在大家同心齊心下，有了豐碩的成果。除了軟硬體的開發已有顯著的成效，對於環境及空間的建構、與復健的具體療程方法，更具備明確的規劃與方案。

有感於在研究過程中，各研究領域仍無法在一個適合的環境中共同發展，成立一個醫療中心將是個不錯的選擇，敝人期盼能與諸先進共同創造一個以機器人服務的空間，帶給病患一個舒適溫馨的環境，在這醫療中心裡除了有充分的媒介讓病患能夠對自己的疾病有所認識，降低心理上對疾病的恐懼感外，同時在生活上能有機器人二十四小時全天候的照護與輔助，各領域的專家也可透過此多元化的環境，彼此交換資訊進而建構更優質的環境，藉由高科技的知識與研發的產物，將這些元素融合於此環境中，相信此理想若能實現，將能加速國內在醫療及工程等領域上之發展，增加學術上的深度與廣度並落實於生活環境中，使國內的醫療體系能更健全。

註:

1. 臺灣大學醫學院附設醫院復健部　賴金鑫、陳文翔
2. 臺灣大學電機資訊學院電機工程學研究所　王威文、傅立成、陳士維、郭德盛
3. 本研究團隊還包括未列名於此文作者之陸哲駒、章良渭、及其指導之多位研究生