智慧感壓地墊及應用：材料世界網

李彬州／工研院材化所

走路的速度在肌少症的診斷上是一個重要的指標，跌倒風險評估也會使用到步速。除了走路的速度，行走時還有動態的足壓反應、雙腳承受體重的配比、重心移動的軌跡、每一步的步長（步幅）、每秒走幾步（步頻）、身體擺動的程度等。這些移動時所產生的數值都可以進一步地與生理健康、運動訓練連結。為了簡易、方便地擷取記錄這些資料，工研院材化所與電光系統所的技術團隊，整合各自的智慧感壓地墊與光學骨架辨識技術，開發出「全身步態分析系統」，實現不穿不戴、不受干擾，甚至有機會不知不覺就可以在行走移動過程中，將身體所發出的訊號完整地記錄下來。

【內文精選】

前言

走路對大部分的人而言是再平常不過的日常，但走路是否會反映身體狀態？可以透露出哪些訊息？正因它如呼吸般地自然，通常要等到身體發生某種程度的變化，改變了既有的走路方式時，人們才會驚覺原來走路的存在感是如此地真實，要恢復以往的行走方式需要下點功夫，但也可能再也回不到那個日常。

步行的速度可以是指標

Dr. Studentski et. al.彙整分析9個從1986年到2000年把個人步行速度資料納入的世代研究(Cohort Studies)，整理出步行速度與存活率及預期壽命的關聯。分析發現，75歲的男性，預期10年後存活率對照不同的步行速度範圍是19%~87%；女性則是35%~91%。而走路速度每上升0.1 m/s，死亡的風險比值(Hazard Ratio)就下降0.88 (95% CI, 0.87~0.90; P <0.001)。結論顯示，不論年齡或性別為何，走路愈慢的人死亡率愈高。

肌少症

經常發生在年長者身上的肌少症(Sarcopenia)，是指一種隨著年齡增長而流失的肌肉量與在年老族群身上發生的肌力下降與生理功能異常。長輩們走路的速度變慢就是前述生理功能異常之一。目前國際間對於肌少症的研究大概包括：歐盟肌少症小組(EWGSOP)、國際肌少症小組(IWGS)、美國國衛院生物標誌聯盟肌少症研究(FNIH)，以及亞洲肌少症小組(AWGS)幾個工作小組。國際對於肌少症的診斷標準整理大致分為肌肉質量量測與肌肉功能評估兩種方式。前者係用儀器就肌肉量進行量測，有生物電

阻抗分析(BIA)和雙能量X射線吸收儀(DXA)兩種方法。肌肉功能評估分為兩個面向：肌力(Muscle Strength)量測與活動力的表現(Physical Performance)。兩者的量測項目如圖一。

圖一、肌肉功能評估項目

全身步態分析系統

有鑑於長輩們的步行速度與肌少症評估及跌倒風險的關聯性，若有技術可以在長者還能健康行走時便能長期追蹤長者的步態(Gait)資料，在發生步態異常變化的初期便能發現並進行評估發生變化的原因，對於長輩的健康狀態與後續處置方式及資源配置都將有所助益。長輩的狀態從健康趨向亞健康是無法避免的事實，及早發現便可有機會透過物理治療師給予運動處方與訓練課程，或介護至醫護單位予以治療。希望可讓長輩自亞健康恢復為健康，或儘量維持其身體狀態不再惡化，俾達到早期發現、早期改善的目的。

「全身步態分析系統」包括材化所開發的高密度智慧感壓地墊，在約5平方公尺面積內共設置超過600個感壓點，地墊系統將利用這些感壓資料即時處理受測者在地墊上走路過程中觸及到的點數、位置、壓力大小、時間，計算出其步速、步幅、步頻、雙腳同時站立時間、移動軌跡、壓力中心(COP)等生物指標，藉此評估個人的肌肉能力表現。目前這套系統在場域進行的步態量測是依據前述國際肌少症工作小組對於肌肉活動力的評定項目…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。