在第一個片段中，男孩走路時似乎拖著腳，而且他的膝蓋，特別是左膝，在整個步伐中都保持彎曲。
在第二個片段中，他的膝蓋仍然向內彎曲。但是他的腿——現在穿著機器人外骨骼——在移動時擺動幅度更大，他的腳抬離地面，他的膝蓋隨著他的步伐彎曲和伸展。
這個男孩是七名患有腦癱的兒童之一，他們被配備了外骨骼，希望這種機器人裝置能夠改善他們彎腰的姿勢，讓他們更容易邁出簡單的步伐。隨著時間的推移，這些步伐會變得越來越困難；50%的腦癱患者在成年後停止行走。
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在一項研究中，該研究於週三發表在《科學轉化醫學》雜誌上，研究人員報告說，外骨骼幫助大多數參與者在行走時伸直腿，減輕了導致被稱為“蹲伏步態”的彎腰障礙的永久性膝蓋彎曲。研究人員還發現，雖然外骨骼在需要時提供了支援，但參與者仍然可以控制自己的步伐。
美國國立衛生研究院兒科外骨骼的測試，該外骨骼旨在為患有腦癱的兒童提供行走輔助。圖片來源：美國國立衛生研究院臨床中心康復醫學部功能與應用生物力學科
美國國立衛生研究院的生物醫學工程師、該論文的作者之一托馬斯·布萊亞表示，這項研究初步嘗試表明，應進一步探索外骨骼技術，將其作為幫助腦癱兒童保持活動能力的工具。現在，研究人員希望確定長期使用外骨骼（包括在研究環境之外）是否可以緩解蹲伏步態，即使在不穿戴外骨骼時也是如此。希望這種廣泛的訓練能夠使腦癱患者能夠自己行走更長時間。
“我們希望將我們在外骨骼中看到的行走模式轉移到不使用外骨骼的行走，”布萊亞說。“如果我們能夠在年輕時糾正或治療這種蹲伏步態，那麼在他們的一生中，我們或許能夠提高他們的活動能力。”
腦癱是一種神經系統疾病，會導致運動和協調問題。患有蹲伏步態的兒童通常可以自己行走，適應以彎腰的姿勢邁步。通常採用治療、手術或注射來放鬆膝蓋屈肌進行治療。但是，隨著人們年齡的增長和身體的變大，行走會變得更加困難。
這項新研究距離證明外骨骼是一種有效的臨床解決方案還有很長的路要走，而且還有許多懸而未決的問題。
在這項研究中，研究人員只招募了仍然能夠獨立行走良好的兒童。他們希望調查外骨骼是否可以幫助那些已經失去更多活動能力的兒童，以及患有其他導致活動問題的兒童，例如脊柱裂或肌營養不良症。
加州大學洛杉磯分校神經康復和研究專案主任布魯斯·多布金博士（未參與這項研究）說：“它可能對其中一些孩子有用，但更嚴重的孩子可能不會受益。”
此外，還擔心外骨骼可能無法隨著兒童年齡的增長而幫助保持活動能力。多布金說，一些手術和藥物的情況也是如此。在這些情況下，干預可能不值得付出努力或成本，部分原因是兒童具有“驚人的代償能力”，並且在他們仍然可以行走時會帶著步態問題行走。
不過，這些都是一項更長期、更大規模的研究可以幫助回答的問題。在這項研究中，七名參與者中有六名在蹲伏步態和膝蓋伸展方面有所改善，他們在邁步時膝蓋角度平均增加了約 13 度。孩子們在訓練課程中也看到了進步，布萊亞說這表明透過額外使用外骨骼可能會取得進一步的進展。
研究人員希望他們能夠改進外骨骼，以便可以在實驗室外佩戴。這可以提供足夠的訓練，即使在不佩戴裝置的情況下也能延長益處。
這項研究是將外骨骼技術引入兒童和青少年的首次嘗試之一。到目前為止，外骨骼試驗主要旨在恢復中風或脊髓損傷後癱瘓的成年人的運動能力，包括在 2014 年世界盃開幕式上踢足球的穿外骨骼男子。
在這些情況下，患者需要外骨骼來恢復失去的運動能力。但在新研究中，外骨骼被用來幫助仍然可以行走並且仍然可以控制自己步伐的兒童。重要的是，研究人員發現參與者在佩戴該裝置時保持了肌肉活動。
“這表明這些參與者正在與外骨骼一起工作，而不是將膝蓋伸展解除安裝到機器人上，”布萊亞說。