假肢外骨骼筆直地坐在椅子上，看起來像一個機器人站起來走開後留下了一部分自己。大約三分鐘後，凱文·奧爾特被綁在金屬框架中，準備站立。他閉上眼睛，深吸一口氣，像一個即將跳水的高臺跳水運動員一樣伸開雙臂。只是奧爾特每隻手都拿著一根柺杖，當開始時，他用他強壯的手臂向上推。外骨骼的四個電動機發出低沉的嗡嗡聲，伸直奧爾特的下半身，同時他用柺杖穩住自己。
奧爾特站立後，一名物理治療師檢查外骨骼背面連線的數字螢幕上的設定，並給他開了綠燈。奧爾特走了幾步，抬起頭說：“我正在重新學習如何走路。”
當一個 49 歲的男人說出這句話時，人們會認為他經歷了一些可怕的事情。對奧爾特來說，那是 14 年前的一場雪地摩托事故，導致他的脊柱受傷，使他坐上了輪椅。經過十多年的物理治療和努力，他每週在機器醫療外骨骼的幫助下重新站立幾次。
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比小說更科學
該裝置為奧爾特提供了他腿部不再提供的支撐。“感覺我正在走路，只是有電機的少量幫助，”當他在房間裡大步走時，外骨骼發出咔噠聲和嗚嗚聲。他的腳步非常流暢，考慮到它們是機器程式設計和他腿部剩餘力量的結合。外骨骼的軟體透過感知他在抬起腳並向前推時產生的力來校準奧爾特需要的輔助量。“我總是嘗試用我的思想來啟動我的腿向前走，”他說，他的額頭因與該裝置配合所需的努力而溼潤。“我向下看是因為我感覺不到我的腳，但我至少可以看到它們要去哪裡。”他說，這有助於重建他的思想和身體之間缺失的聯絡。
機械外骨骼已經開發了幾十年，但在大多數時間裡，重點是製造液壓驅動的套裝供士兵穿著以搬運重物。這些主要以原型形式存在，因為美國政府的國防高階研究計劃局 (DARPA) 和承包商試圖弄清楚如何使它們在成本和後勤方面對軍事行動實用。
但是奧爾特的外骨骼——Ekso Bionics 製造的 Ekso GT——以及其他公司生產的各種類似產品，近年來對脊髓損傷患者的醫療康復產生了更大的影響。4 月，GT 成為美國食品和藥物管理局批准的第一個用於中風患者以及脊柱損傷高達頸部區域（頸部下方）的患者的外骨骼，這要歸功於該裝置的高背板。3 月，FDA 批准 Parker Hannifin Corp. 出售其 Indego 機器人外骨骼給醫院和直接給患者。據報道，Argo Medical Technologies（ReWalk 外骨骼的製造商）是唯一一家可以直接向患者銷售的公司。2015 年 12 月，美國退伍軍人事務部開始為符合條件的癱瘓退伍軍人支付 ReWalk 外骨骼的費用。
標準護理非常需要親力親為——兩到三名物理治療師通常會支援和指導患者邁出的每一步。如果患者沒有移動的能力，其中一名治療師必須操作患者的腿。隨著時間的推移，該技術可以有效地幫助患者恢復下半身的力量和活動能力，但衡量患者的進展很困難，而且這項工作對治療師和患者來說都非常費力。最近的另一個選擇是輔助站立裝置，例如Hocoma 的 Lokomat，它將患者放置在由纜繩懸掛在跑步機上的外骨骼中。患者在 Lokomat 外骨骼的幫助下在跑步機上行走，但沒有獨立式外骨骼提供的自由感。
機器人康復
像奧爾特使用的外骨骼一樣，外骨骼需要一名治療師。它們可以進行調整以提供不同級別的支援，以滿足不同患者的需求，並且它們可以更精確地衡量患者的進展。Ekso Bionics 總裁兼執行長 Tom Looby 說，這可以帶來更有效的治療療程。在患者的第一次康復療程中，在沒有外骨骼的情況下工作的物理治療師團隊通常可以讓該人採取八個“高質量”的步驟，這意味著患者不會試圖扭曲自己的身體來彌補力量或平衡的不足，Looby 說。他聲稱，同一個患者在 Ekso GT 中可以在第一次療程中採取 400 個高質量的步驟。
巴爾的摩肯尼迪克裡格研究所的物理治療師 Liza McHugh 說，像這樣的機器人“步態訓練器”外骨骼作為一種康復選擇越來越受歡迎。McHugh 說，GT 使癱瘓患者能夠進行長時間的治療，在此期間他們能夠以“我們認為對恢復脊髓損傷後的神經系統有益的方式”進行步態訓練，她補充說，自 2015 年 8 月該裝置到達以來，肯尼迪克裡格已經用該裝置治療了數十名患者。
最新的外骨骼允許治療師測量和記錄統計資料，包括步長和步數、該套裝的電機輔助患者使用了多少功率以及患者在行走時如何轉移體重。McHugh 說，這使治療師能夠比過去更精確地衡量進展，他解釋說，物理治療師傳統上主要根據主觀觀察來判斷進展。
解決問題
但是外骨骼仍然有幾個缺點。除了價格昂貴（一個可能要花費 70,000 美元到 150,000 美元）並且需要對治療師進行大量特殊培訓之外，它們的設計用途僅限於堅固、乾燥和水平的表面，McHugh 說。患者在診所的行走能力可能無法轉化為潮溼、沙質或不平坦的地形。Ekso GT 僅可調節 1.5 米至 1.8 米之間的身高，因此“我們無法將其用於我們的兒科人群，”她補充道。
也沒有確鑿的證據表明外骨骼在康復患者方面比傳統的物理療法更成功。Ekso 正在贊助一項研究，該研究比較了 160 名接受 GT、親身療法和無療法的脊髓損傷患者在 12 周內的康復進展。8 月，該公司招募了第一位患者參加其 WISE 或“使用外骨骼改善脊髓損傷的行走”臨床試驗。
“總的來說，在所有條件相同的情況下，那些使用外骨骼的人能夠在更短的時間內獲得更多的治療——做更多的工作，”Dylan Edwards說，他是 WISE 的首席研究員，也是紐約白原市伯克醫學研究所非侵入性腦刺激和人類運動控制實驗室的主任。Edwards 和他的同事計劃評估機器人步態訓練是否可以提高患者的行走速度，這種進展表明大腦、脊髓、周圍神經和肌肉開始更有效地協同工作。研究人員還將評估患者的疼痛和肌肉痙攣，以及經濟因素，如培訓期間所需的物理治療師和工作人員的數量。“我試圖建立一個論點，我們應該在物理治療行業中接受這項技術，”Edwards 說。
鋼鐵俠
到目前為止，凱文·奧爾特可能是外骨骼最好的代言人。在過去的幾年裡，他一直在透過為新聞界和公眾進行演示來幫助推廣其技術。他說，他很享受穿著 Ekso GT 給予他的相對自由，即使是短暫的時間。他聲稱，在過去的幾年裡，每週三天持續使用外骨骼幫助他恢復了腿部的一些力量和運動控制。
奧爾特承認，需要幫助他在最小或沒有外骨骼幫助下再次行走的科技還需要數年時間。儘管如此，他的經歷給了他希望。“十六年前什麼都沒有，”他說。“這只是一個漫畫書設計——讀到鋼鐵俠。現在它已成為現實。”