許多患者在不幸罹患腦中風或脊髓損傷後，或是遭逢急性重大疾病、開刀術後，都會面臨至少短期間的臥床、下肢無力、無法自行起立行走的時期。以腦中風為例，在急性期若病況穩定，即會開始進行復健治療，以期能把握功能恢復的黃金時期，利用神經的可塑性，搭配高強度復健讓患者能有更好的預後。
下肢外骨骼機器人在復健病人的新選擇。（圖片提供／亞東醫院）
下肢外骨骼機器人，是復健運用良好工具
然而，在疾病發生及住院初期，患者常因為疾病影響、體力負荷等問題，身體過於虛弱無力而無法配合大量的復健動作，甚至因臥病在床而產生褥瘡、肺炎、泌尿道發炎、肌肉肌力及骨質流失等併發症。此時，如果能有復健治療的方式能讓患者早期離開病床，站立甚至行走，不僅能預防併發症的產生，更能提早復健的進展，而在這樣個概念下，下肢外骨骼機器人(exoskeleton)就是一個復健運用的良好工具。
外骨骼機器人在復健的應用
外骨骼機器人是發想自類似昆蟲提供保護及支撐的外骨骼結構，穿戴在身體外部的裝置，一開始開發是源自國防軍事用途，期望藉由有動力的外骨骼機器人，讓士兵在戰場上能走得更遠更久、跑得更快、跳得更高、舉起更重的物品並保護身體免於耗損。經過發展，外骨骼機器人的應用漸漸擴展至職場，如幫助從事重複動作作業的員工降低肌肉骨骼壓力，而在醫療產業上除了幫助照護者減少身體負荷外，更逐漸廣泛使用在病患復健，成了臨床上患者復健的夥伴。
下肢外骨骼機器人通常包含外部控制的電腦、電池、骨盆及下肢各部位的綁帶、髖關節及膝關節感測器，以及位於膝關節或髖關節及膝關節的馬達。其中，馬達的配置是位於膝關節或髖關節與膝關節處，讓可以使用下肢外骨骼機器人的患者功能可活動的狀態。但裝裝配馬達關節較多的患者，通常是用在下肢與平衡功能受損較嚴重的患者，但馬達多寡與電池等也會影響機器人本體重量，並非越多部位有馬達出力就是較好的選擇。
另外，啟動輔助動力的模式在各種下肢外骨骼機器人也有所不同，有的是利用感知重心的轉換來達成起坐站與行走，有的則是感應膝關節或髖關節輕微的主動活動或肌肉的動作電流後轉換成輔助動作的動力，而甚至有直接利用人機介面(Brain Machine Interface, BMI)擷取來自大腦的血流或電流變化，用思想來控制下肢外骨骼機器人的動作的機型正在積極發展中。
外骨骼機器人在復健上的療效
使用外骨骼機器人在復健上的療效，除了前述在疾病初期藉由減少臥床時間降低併發症的產生外，在不同疾病別上更有著各自的積極治療效果。如腦中風患者在外骨骼機器人幫助下，患者可以持續從事高密度重複性動作，更不用擔心動作品質因為肌力體能而產生誤差，藉此增加神經重塑的刺激，期望改善神經功能恢復。
而在脊髓損傷患者，尤其是完全性或較嚴重的不完全性低位頸椎、高位胸椎損傷患者，站立甚至行走本來是不太被期望可以達到的功能性動作，但外骨骼機器人的出現，讓這些患者重新擁有直立行走的能力，除了增進移動效率外，也減少脊髓損傷併發症的發生，更能改善自信及情緒。其他臨床上應用如在髖關節或膝關節開刀術後，也可以藉由外骨骼機器人的幫助，進行早期的坐起站立，加速術後疼痛控制與功能恢復。外骨骼機器人也可以搭配患者現有的輔具，如手杖、助行器、義肢、踝足矯形器等使用，增進輔具使用效能及進一步改善患者功能與安全，減少照顧者負擔。
結論
外骨骼機器人好處多多，但使用也有其限制。每部機器都有適用的患者體型，,如大小腿長度、關節活動度、髖及膝關節肌力、肌肉張力強弱等，並且還需考量患者本身疾病狀態與預後、有無共病及併發症、心肺能力，這些都歡迎與醫師及治療師進行進一步臨床評估討論，讓我們一同為患者量身打造專屬的鋼鐵人復健計畫。