下背痛反覆發作怎麼辦？AI動作捕捉系統幫你糾錯 復發前先矯正
許佳惠 報導 ｜ 2025/02/19 16:08
下背痛經常復發很困擾嗎？小心可能是痛過之後的錯誤姿勢造成！過去無法量化動作改變，現在透過AI無標記動作捕捉，可以明確知道姿勢是否正常。台北榮民總醫院和國立陽明交通大學、資策會共同合作，開發出AI「無標記動作捕捉系統」，未來患者只要走入診間，即可透過步態初步判斷是何處受損。
步態可以看出疾病 走進診間10秒內就有資料
神經內科專家、北榮副院長王署君表示，過去醫師會憑經驗，看患者走進診間的步態，大概就能判斷是否為巴金森氏症，但現在透過系統可以量化、更精準。神經修復科醫師郭昭宏表示，各種不同的步態可看出疾病跟表現，但現有動作捕捉系統要在特殊場域，身上還要穿戴感光元件，再加上軟體配套才能進行。北榮、陽明交大和資策會實驗室開發系統，利用4台高解析度攝影機，完成AI「無標記動作捕捉系統」，受測者不用穿戴裝置，走過5公尺、10秒內就能有資料。
膝關節角度、速度、腳跟軌跡觀察走路是否正常
陽明交大物理治療暨輔助科技學系助理教授施惠婷表示，這套系統可以觀察膝關節角度、速度、腳跟軌跡。舉例來說，正常人走路的膝關節角度波峰呈現一致，而且雙腳對稱、加減速會在一定的區間內、腳跟軌跡則是有一定的規律；但中風患者的膝關節動起來的角度不會對稱，加減速度也有差異，腳跟軌跡則可明顯看到患肢的腳跟會大幅度往上，這是因為膝蓋無法彎曲，造成患肢要往外擺動才能往前走。
下背痛經常復發與姿勢改變有關 系統可發現微小變化及早矯正
施惠婷說，透過這些數據，可以觀察受試者跟正常人的差異，以及哪裡需要加強訓練，之後則可用來評估復健是否有進步。而很多人下背痛，只要痛過一次就容易反覆發作，這是因為痛的時候，走路的姿勢可能已經改變，但不痛的時候，卻依舊維持錯誤的走路姿勢，引起反覆發作。過去這種微小的步態變化無法被發現，肉眼可能看不出來，但透過AI「無標記動作捕捉系統」就能發現跟正常步態的不同，可及早矯正介入，避免復發。
施惠婷強調，很多中風患者，會用健側肢體去代償患肢，加速健側肢體的退化和耗損，過去都要等到健側肢體有症狀才能發現，現在透過這套AI系統，也能及早發現並介入預防。
整合腦波與肌電圖 了解行走中的調控
郭昭宏醫師表示，這套技術還整合腦電圖（EEG）與肌電圖（EMG）等電生理訊號，深入探究步態控制機制。在「2025年工程醫學與生物應用研討會」榮獲第一名。該研究利用輕量化無標記動作捕捉系統合併腦部與肌肉訊號的記錄，了解各個腦部區域於人體行走中的神經訊號變化，以及行走中肌肉訊號的調控，更精確揭示中樞神經與肌肉在步態控制中的協同作用。
把定性變成定量 有沒有改善可以被量化
目前這套系統還在研究階段，需要建立正常人的資料庫，以每10歲為一個年齡層，每年齡層收30～50人，之後再收案脊髓損傷、腦傷、神經損傷和神經退化疾病等，預期未來5～10年內可望用於臨床，患者走進診間大概就知道狀況，初步判斷是腦部退化還是巴金森氏症等，甚至開完刀之後的改善也能被量化。郭昭宏強調，這套系統不是拿來取代現有診斷工具，是輔助用於疾病初期和復健，把定性、自覺有改善變成定量、有數據支持。
長短腳也能偵測 比醫師判斷更準確
資策會軟體院蔡政鴻組長表示，曾有同仁因跑步腳會痛，被醫師診斷為長短腳，建議在左邊的腳加上鞋墊。後來透過做瑜伽等運動，自覺有進步、已經好了，經過這套系統測試發現，穿鞋墊後有長短腳，但拿掉鞋墊後就沒有長短腳，顯示是真的已經改善。他強調，用系統測試比醫師用經驗判斷更準確。
動作捕捉系統可用於長照、復健
郭昭宏表示，這套系統的可靠性已經過多項研究驗證，準確度高達9成，應用領域不斷擴展。例如，在脊椎退化疾病或脊髓損傷患者中，可利用該系統了解其步態與正常人的差異，並在術前與術後提供精確的數據變化做為治療效果的科學依據。同時，遠距雲端復健評估系統的開發，讓醫師能即時掌握患者進展，為患者制定更個性化的復健計畫。此外，該技術還可用於評估跌倒風險與動作能力，特別適合長期照護與復健領域。醫療團隊可根據即時數據調整治療策略，精準助力患者恢復自信與行動能力。
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結合外骨骼設備讓行動不便者也能恢復行動能力
北榮神經修復科主任吳昭慶表示，北榮10多年前統計過脊髓損傷，台灣一年新增約4～5千人，高位的損傷對全身都有影響，發生率這幾年都差不多，這套系統未來也可結合外骨骼設備，為行動受限患者提供支持，讓他們重拾步伐與生活的希望。
◎ 圖片來源／許佳惠攝
◎ 諮詢專家／王署君醫師．郭昭宏醫師．施惠婷助理教授．吳昭慶主任．蔡政鴻組長
