同伴機器人在癡呆病人中的應用研究進展

周麗君，劉艷麗，燕杏鈺，郭 蔚，王沙沙，魏齊斐，張 奇

山東中醫藥大學護理學院,山東250355

癡呆是一種大腦退行性病變，主要表現為各種認知功能減退、行為紊亂以及人格改變[1]。隨著我國人口老齡化加劇，老年癡呆病人與日俱增，給我國醫療衛生保健系統造成了很大壓力。目前，尚無治療癡呆的特效藥物，而已有的抗精神病類藥物會引發病人嚴重的不良反應，非藥物療法扮演著越來越重要的角色。動物輔助療法作為非藥物治療方法之一，可以增強病人社會互動、減輕病人的負性情緒、減少病人異常行為以及抗精神病類藥物的使用。盡管動物輔助療法對病人有諸多好處，但其也可能帶來一系列問題，如抓傷、咬傷、過敏、感染等，此外，照顧動物還需耗費一定時間、精力和金錢[2?6]。在此背景下，同伴機器人在病人護理中的應用逐漸受到關注，其可以減少寄生蟲感染風險，比動物更為安全，且不用專門照護，故可以減輕病人照顧寵物的負擔。已有研究顯示，同伴機器人干預和動物輔助療法效果相同[7?8]，其在老年癡呆病人中的應用處于初步探索階段?，F對同伴機器人研究現狀、在癡呆病人中的應用效果以及在使用過程中的問題進行綜述，以期為癡呆病人的科學照護提供參考。

1 同伴機器人研究現狀

1.1 同伴機器人概述 “機器人”一詞首次出現于1920 年卡雷爾·卡佩克發表的科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》，他將捷克語Robota 寫成Robot，表示奴役之意[9]。美國是機器人研究最早的國家，而我國的機器人研究起步較晚，為20 世紀90 年代，但隨著近年來我國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006?2020 年)》《中 國 制 造2025》《機 器 人 產 業 發 展 規 劃(2016?2020 年)》等機器人支持政策的出臺，我國在機器人市場上擁有了較大優勢[10]。老年照護機器人主要分為同伴機器人和服務機器人[11]，同伴機器人又被稱為寵物機器人、情感機器人以及社交機器人，是一種類似動物的小型機器人，可以代替動物與人類交流[12]。同伴機器人的設計初衷源于動物輔助療法，該療法對住院老年人的生理和心理均有積極意義，并可減少癡呆病人的煩躁情緒[5,13]。同伴機器人旨在模仿動物優勢，同時最大限度地降低成本并規避動物潛在的安全和衛生風險[14]。

1.2 同伴機器人的種類 同伴機器人是采用相對簡單的金屬或人造毛皮制成的擬動物機器人，如PARO、NeCoRo、AIBO 和CuDDler，它 們 分 別 代 表 小 豎 琴 海豹、貓、狗和泰迪熊，已在養老機構使用[15]。已有研究顯示，與貓、狗機器人相比，人們更喜歡與不太熟悉的海豹機器人交流，原因可能與大多數人對海豹了解不多，無法與真實的海豹進行比較有關[16]。PARO 是由Takanori Shibata 發明的一種治療類同伴機器人，外形像一只小豎琴海豹，全身都是白色皮毛，重約2.8 kg，大小與小嬰兒相似，發出的聲音類似于真正的小海豹[17]。它身上配有5 個不同類型的高精度傳感器，可對觸覺、視覺、聽覺、溫度以及姿勢做出反應，當被撫摸時會移動尾巴和鰭狀肢，并睜開眼睛，它能記住自己的名字，還能學會對主人經常說的話做出反應，表現出驚訝、高興和憤怒等情緒[18?19]。NeCoRo 是一個擁有人工智能系統和多個內置傳感器的復雜貓形機器人，它會伸展身體和爪子、移動尾巴、睜閉眼睛，被觸摸時會喵喵叫，還會擁抱，它會通過模仿真貓的反應激發人類的情感反應[20]。AIBO 是一只外形像狗的機器人，它與以往的動物機器人最大的不同之處在于可以通過自我學習適應環境以及表達情感，可以對外部環境和經驗進行學習，有超強自律能力，此外，它還有表演和游戲模式，屬于娛樂智能機器人[21?22]。CuDDler 是由新加坡譚耀基開發的泰迪熊機器人，又名抱抱，高40 cm，寬20 cm，重約4 kg，它可以移動脖子、手臂及眼瞼，會發出柔和的呼嚕聲、眨眼、上下搖頭，還可以通過手臂動作與病人擁抱。其頭部、腹部和背部有3 個接觸式麥克風，可以用來檢測病人的觸摸[23]。

1.3 同伴機器人的干預方式

1.3.1 集體干預 通常在長期護理中心的一個單獨、安靜的房間內進行，每組3～6 人，采用非結構化的形式進行靈活互動[24]。每次會議護理人員均會向病人介紹同伴機器人，然后把同伴機器人傳至每例病人，每例病人均可以與同伴機器人互動，接觸時間最多5 min，護理人員會演示與同伴機器人的互動方法，如撫摸同伴機器人的身體，以鼓勵病人的互動。

1.3.2 個體干預 在家庭環境中為病人及其照顧者提供單獨的同伴機器人，護理人員為照顧者提供口頭指導和書面指導手冊，包括同伴機器人適用情景和使用方法等，如當病人感到悲傷或孤獨、痛苦或焦躁時，建議病人擁抱并撫摸同伴機器人，與病人談論機器人以及以前的寵物，幫助病人回憶以前的事物；同時，指導手冊也簡要介紹了同伴機器人，列出了同伴機器人與真實動物相比具有的優勢；此外，指導手冊還包括同伴機器人使用的技術指導，如如何通過觸摸傳感器與同伴機器人互動、如何改變同伴機器人姿勢以及清潔和充電問題等[25]。與集體干預相比，個體干預強調根據每個人的需求和喜好以個性化的方式使用同伴機器人。

2 同伴機器人在老年癡呆病人中的應用效果

2.1 增強病人社會互動 癡呆病人由于大腦功能退化，與他人溝通能力減弱。J?ranson 等[26]對5 所養老院的30 例癡呆病人進行癡呆等級分組，每組5 例或6 例病人，干預期間每周組織2 次PARO 小組會議，每次持續30 min，持續12 周，在第2 周和第10 周進行錄像，對病人“觀察PARO”“與他人交談”“對其他病人微笑/大笑”等行為的持續時間占總會話時間的百分比進行統計分析，結果顯示，輕度至中度癡呆組病人“觀察PARO”的頻率較高(P<0.05)，而重度癡呆組病人“觀察其他事物”的頻率較高(P<0.05)，且輕度、中度癡呆病人在干預期間“對其他病人微笑/大笑”比例增加(P<0.05)。Song[27]選取32 例癡呆病人進行隨機對照研究，對照組采用常規護理，試驗組采用PARO 干預，每周2次，共6 周，研究結果顯示，同伴機器人對增加癡呆病人的交流和互動有積極作用。在1 項采用AIBO 機器人進行的干預中，癡呆病人經常自發地開始交談，描述同伴機器人性能，并評論其身體特征，此外，病人還與其他病人進行交流[28]。同伴機器人可以為癡呆病人提供機會，通過與同伴機器人互動進行社交刺激，引導病人與其他人交流[29]。在參與同伴機器人干預的過程中，病人通過與同伴機器人及其他病人互動，增強了社會互動等積極的社會行為，減輕了照護壓力。

2.2 減輕病人負性情緒 癡呆病人會出現各種認知功能障礙，進而誘發焦慮、抑郁等不良情緒，影響病人及其照顧者的生活質量[30]。PARO 在改善癡呆病人情緒方面的作用明確，如可以減少抑郁癥狀和孤獨感[31?33]。Park等[7]在1項薈萃分析中納入了2000年1月—2019 年8 月發表的9 項關于癡呆病人動物輔助療法和同伴機器人干預的隨機對照試驗，并評估了動物輔助療法和同伴機器人干預對躁動、抑郁和生活質量的影響，發現兩種干預方法均可以顯著降低癡呆病人的抑郁程度。1 項研究報告顯示，PARO 對老年癡呆癥病人的抑郁和心理躁動有積極影響，可以有效緩解神經精神癥狀，可以作為非藥物干預措施[34]。Moyle 等[18]采用隨機交叉設計對澳大利亞18 例患有中晚期癡呆癥的病人進行研究，研究總時長為5 周，對照組病人接受常規護理，干預組病人每周隨機選取3 個下午與PARO 相處45 min，持續3 周，3 周后對照組和干預組交換護理干預措施，使用老年癡呆生活質量量表、漢密爾頓抑郁量表、情感淡漠評估量表和修訂的徘徊行為量表對病人進行評估，結果顯示，與接受常規護理的病人相比，與PARO 交談的病人愉悅感更高。1 項個案研究分析了病人與PARO、填充玩具交流的視頻，發現PARO 給病人帶來了更多的笑聲和積極表情[35]。Leng等[36]的1 項評價同伴機器人干預對癡呆病人影響的薈萃分析結果顯示，接受機器人干預治療的癡呆病人焦慮和抑郁癥狀顯著改善。

2.3 減少異常行為和抗精神類藥物的使用 癡呆病人的行為癥狀（如激越）通常采用抗精神病藥物治療[37]，但抗精神病藥物會產生一系列副作用，包括鎮靜、跌倒、中風以及死亡率增高等[38]，故嘗試非藥物護理干預管理病人的異常行為十分必要。Mervin 等[39]選取澳大利亞415 例癡呆病人進行整群隨機對照試驗，病人每周需選取3 個下午與PARO 相處15 min，研究進行10 周，結果顯示，PARO 在降低病人激越行為、減少抗精神藥物使用方面效果優于其他非藥物療法。J?ranson 等[40]對10 所養老院的53 例癡呆病人進行隨機對照研究，干預組的27 例癡呆病人每次與PARO 相處30 min，每周2 次，持續12 周，研究結果顯示，與對照組相比，干預組使用的精神藥物減少。在1 項病例研究中，1 例患有阿爾茲海默病的90 歲退伍軍人在入院初期對員工表現出輕度到中度的語言攻擊行為，護理人員決定使用貓機器人干預，病人在24 h 內撫摸貓，觀察它移動，聽它發出咕嚕聲，身體攻擊性行為幾乎消失，且在其臨終前3 d 貓機器人的使用使他不再依賴苯二氮?類藥物，其也不需要任何治療晚期躁動的藥物[41]。

2.4 改善生理狀況 隨著疾病進展，癡呆病人生理健康受到嚴重影響。Liang 等[25]在新西蘭2 所癡呆日托中心進行同伴機器人試點隨機試驗發現，病人生理指標無明顯改變，可能與樣本量較小有關。Pu 等[42]于2018 年1 月—2019 年1 月選取澳大利亞3 所照護中心的43 例患有慢性疼痛的癡呆病人進行隨機對照試驗，干預組病人每天與PARO 交流30 min，每周5 d，持續6周，每次交談完畢研究人員對病人疼痛情況進行評價，結果顯示，干預組病人疼痛水平顯著降低，使用的止痛藥物明顯減少。Bemelmans 等[43]通過查閱國外同伴機器人相關文獻，經過一系列篩選，最后納入41 篇文獻，描述了涉及4 類同伴機器人的17 項研究，大多研究報告顯示，同伴機器人對生理方面(如血壓)有積極影響。居住在養老機構的癡呆病人常常因疼痛導致睡眠質量降低，在1 項研究中，2 例癡呆病人提到PARO 在改善睡眠方面有潛在好處[44]。

3 同伴機器人使用過程中的問題

①同伴機器人的成本較高，可能限制同伴機器人的使用人群；同時，當同伴機器人出現故障時需要較長的維修時間，病人失去同伴機器人陪伴可能產生不良行為，加重病情。建議將同伴機器人納入醫保范圍，同時建立專門的同伴機器人維修技術團隊，解決同伴機器人維修困難問題。②同伴機器人照護可能忽視病人意愿和需求。有學者認為同伴機器人照護不是從病人意愿和需求出發，無法提供病人想要的人文關懷，對病人而言是不尊重甚至是不道德的行為[45?46]。③病人把同伴機器人當作情感傾訴者，子女和父母間的相處時間減少，情感逐漸淡化[47]。同伴機器人不能完全代替子女和護理人員陪伴，要注重病人意愿，把同伴機器人作為輔助干預措施，同時，還要加強倫理制度建設。

4 小結

隨著機器人技術日益成熟、智能化程度進一步提升，機器人越來越廣泛地應用于護理領域，節省了大量的人力、物力，同時解決了護理人員缺乏和優質護理服務需求迫切的矛盾，提高了病人及其照顧者的生活質量。國外已有研究將同伴機器人應用于癡呆病人中，增強了病人社會互動、減輕了負性情緒、減少了異常行為和抗精神病藥物使用，改善了病人生理狀況。我國關于同伴機器人的研究尚處于探索階段，仍存在技術、應用以及倫理等方面的問題，后續研究需重點關注和改善以上問題。