脊髓損傷(SCI)是一種嚴重的(de)、使人(rén)衰弱的(de)疾病，其特征是脊髓的(de)結構和(hé)功能損傷，通(tōng)常由創傷、炎症或腫瘤等原因引起。它導緻損傷部位以下(xià)的(de)神經功能障礙，影(yǐng)響運動、感覺、括約肌和(hé)自主神經功能。近年來(lái)，脊髓損傷的(de)發病率持續增加，影(yǐng)響了(le)全世界相當多(duō)的(de)個(gè)體，估計每年影(yǐng)響25~50萬人(rén)。在漫長(cháng)的(de)康複過程中，脊髓損傷幸存者面臨著(zhe)巨大(dà)的(de)心理(lǐ)負擔和(hé)不可(kě)逆轉的(de)器官損傷，包括功能損傷和(hé)具有挑戰性的(de)預後。運動恢複在減輕SCI患者全身并發症中起著(zhe)至關重要的(de)作用(yòng)，并且仍然是一個(gè)重要的(de)研究領域。康複訓練是目前改善脊髓損傷運動功能障礙的(de)基礎療法，提供了(le)最有效和(hé)最實質性的(de)治療方法。對(duì)這(zhè)些患者進行康複治療的(de)主要目标包括盡量減少繼發性并發症的(de)風險，包括壓瘡、肺部和(hé)尿路感染、骨質疏松症和(hé)關節攣縮。此外，恢複肢體活動能力旨在提高(gāo)患者的(de)生活質量，延長(cháng)患者的(de)預期壽命。傳統的(de)康複醫院治療存在可(kě)及性有限、費用(yòng)高(gāo)、設備操作複雜(zá)等問題，導緻患者康複效果欠佳。因此，迫切需要便攜式和(hé)用(yòng)戶友好的(de)可(kě)穿戴設備，使患者能夠進行自主訓練。外骨骼機器人(rén)是一種基于機器人(rén)學、機械學、仿生學、控制理(lǐ)論、通(tōng)信技術和(hé)信息處理(lǐ)技術原理(lǐ)的(de)機器人(rén)系統，它是爲個(gè)人(rén)設計的(de)，通(tōng)過用(yòng)戶控制的(de)動作來(lái)完成特定的(de)任務。外骨骼使患者能夠保持特定的(de)姿勢，并使他(tā)們能夠在日常活動中進行關節運動，從而減輕由關節僵硬和(hé)肌肉收縮引起的(de)功能損傷。此外，外骨骼系統有助于功能訓練，增強患者的(de)自我護理(lǐ)能力，并改善他(tā)們的(de)生活質量。盡管如此，外骨骼技術在SCI患者中的(de)實際應用(yòng)還(hái)是伴随著(zhe)與感覺障礙、運動障礙和(hé)反射障礙相關的(de)挑戰。在使用(yòng)之前，必須根據每位患者的(de)具體情況仔細評估這(zhè)些因素。外骨骼機器人(rén)在脊髓損傷康複方面發展迅速，具有不可(kě)替代的(de)優勢和(hé)廣闊的(de)研究空間。已經有一些關于特定外骨骼機器人(rén)的(de)效用(yòng)和(hé)有效性的(de)研究，但尚未有綜述全面描述可(kě)用(yòng)于脊髓損傷的(de)下(xià)肢醫學外骨骼的(de)發展并探討(tǎo)可(kě)能的(de)生理(lǐ)機制。本文介紹了(le)下(xià)肢外骨骼輔助多(duō)關節的(de)分(fēn)類綜述。它還(hái)討(tǎo)論了(le)外骨骼輔助康複治療的(de)生理(lǐ)機制，并探討(tǎo)了(le)外骨骼機器人(rén)技術的(de)當前趨勢。

一、脊髓損傷外骨骼的(de)發展

機器人(rén)步态訓練器爲脊髓損傷患者提供重複性、高(gāo)強度和(hé)标準化(huà)的(de)步态訓練，減輕了(le)治療師的(de)身體負擔。目前，多(duō)關節輔助下(xià)肢訓練機器人(rén)可(kě)分(fēn)爲三代。第一代由減輕重量的(de)外骨骼機器人(rén)組成，它們利用(yòng)懸挂的(de)皮帶和(hé)運動跑步台。第二代包括能夠在平地上行走的(de)步态輔助外骨骼機器人(rén)。第三代是智能動力外骨骼機器人(rén)，集成了(le)人(rén)工智能(AI)、增強現實(AR)、虛拟現實(VR)和(hé)物(wù)聯網(IoT)等技術，提供輔助行走具有附加功能。

二、脊髓損傷患者的(de)外骨骼作用(yòng)機制

1. 01運動對(duì)脊髓損傷後神經康複的(de)影(yǐng)響

   脊髓損傷後運動促進的(de)神經修複依賴于神經可(kě)塑性，包括損傷直接誘導的(de)自發可(kě)塑性和(hé)依賴于訓練任務的(de)可(kě)塑性。任務特異性可(kě)塑性涉及中樞模式發生器(CPG)的(de)再激活和(hé)脊髓内神經元回路的(de)重組。CPG分(fēn)布于整個(gè)脊髓，而非局限于某一特定區(qū)域。在缺乏自主運動控制和(hé)步驟特異性感覺反饋的(de)情況下(xià)，人(rén)類腰脊髓可(kě)以在CPG的(de)控制下(xià)産生有節奏的(de)肌肉激活模式。研究表明(míng)，外骨骼雜(zá)志預證明(míng)通(tōng)過激活CPG有效促進損傷後的(de)運動恢複。運動反饋信号可(kě)以觸發中樞神經系統的(de)神經反應。功能性磁共振成像(fMRI)研究表明(míng)，下(xià)肢的(de)主動和(hé)被動運動都能誘導脊髓損傷部位的(de)尾側神經元反應，主動運動能喚起更多(duō)的(de)神經元。體重支撐運動訓練(BWST)可(kě)以減少或延緩損傷脊髓的(de)組織變性，促進損傷部位周圍的(de)軸突生長(cháng)，特别是在星形膠質細胞缺乏的(de)區(qū)域。這(zhè)些因素的(de)綜合作用(yòng)有望促進大(dà)鼠神經功能的(de)恢複。來(lái)自網狀脊髓和(hé)固有脊髓的(de)軸突纖維可(kě)以自發适應并形成交叉，促進病變下(xià)方同側和(hé)對(duì)側脊髓節段的(de)部分(fēn)神經支配。網狀内在脊髓旁路對(duì)運動恢複具有重要意義。

   02運動改善脊髓損傷引起的(de)其他(tā)全身并發症

   一些研究提供證據表明(míng)，外骨骼輔助運動可(kě)以增強SCI患者的(de)肌肉功能、心肺功能、骨密度、腸道功能、自主神經反射障礙緩解、膀胱抑制、勃起功能障礙改善、神經性疼痛減輕和(hé)社會心理(lǐ)适應。然而這(zhè)些研究通(tōng)常樣本量有限。骨密度，膀胱和(hé)勃起功能障礙的(de)改善程度仍然是不确定，而且檢查心理(lǐ)社會影(yǐng)響的(de)研究缺乏标準化(huà)測試。

2. 
   

   三、外骨骼的(de)未來(lái)趨勢