同伴机器人在痴呆病人中的应用研究进展

周丽君，刘艳丽，燕杏钰，郭 蔚，王沙沙，魏齐斐，张 奇

山东中医药大学护理学院,山东250355

痴呆是一种大脑退行性病变，主要表现为各种认知功能减退、行为紊乱以及人格改变[1]。随着我国人口老龄化加剧，老年痴呆病人与日俱增，给我国医疗卫生保健系统造成了很大压力。目前，尚无治疗痴呆的特效药物，而已有的抗精神病类药物会引发病人严重的不良反应，非药物疗法扮演着越来越重要的角色。动物辅助疗法作为非药物治疗方法之一，可以增强病人社会互动、减轻病人的负性情绪、减少病人异常行为以及抗精神病类药物的使用。尽管动物辅助疗法对病人有诸多好处，但其也可能带来一系列问题，如抓伤、咬伤、过敏、感染等，此外，照顾动物还需耗费一定时间、精力和金钱[2⁃6]。在此背景下，同伴机器人在病人护理中的应用逐渐受到关注，其可以减少寄生虫感染风险，比动物更为安全，且不用专门照护，故可以减轻病人照顾宠物的负担。已有研究显示，同伴机器人干预和动物辅助疗法效果相同[7⁃8]，其在老年痴呆病人中的应用处于初步探索阶段。现对同伴机器人研究现状、在痴呆病人中的应用效果以及在使用过程中的问题进行综述，以期为痴呆病人的科学照护提供参考。

1 同伴机器人研究现状

1.1 同伴机器人概述 “机器人”一词首次出现于1920 年卡雷尔·卡佩克发表的科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》，他将捷克语Robota 写成Robot，表示奴役之意[9]。美国是机器人研究最早的国家，而我国的机器人研究起步较晚，为20 世纪90 年代，但随着近年来我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006−2020 年)》《中 国 制 造2025》《机 器 人 产 业 发 展 规 划(2016−2020 年)》等机器人支持政策的出台，我国在机器人市场上拥有了较大优势[10]。老年照护机器人主要分为同伴机器人和服务机器人[11]，同伴机器人又被称为宠物机器人、情感机器人以及社交机器人，是一种类似动物的小型机器人，可以代替动物与人类交流[12]。同伴机器人的设计初衷源于动物辅助疗法，该疗法对住院老年人的生理和心理均有积极意义，并可减少痴呆病人的烦躁情绪[5,13]。同伴机器人旨在模仿动物优势，同时最大限度地降低成本并规避动物潜在的安全和卫生风险[14]。

1.2 同伴机器人的种类 同伴机器人是采用相对简单的金属或人造毛皮制成的拟动物机器人，如PARO、NeCoRo、AIBO 和CuDDler，它 们 分 别 代 表 小 竖 琴 海豹、猫、狗和泰迪熊，已在养老机构使用[15]。已有研究显示，与猫、狗机器人相比，人们更喜欢与不太熟悉的海豹机器人交流，原因可能与大多数人对海豹了解不多，无法与真实的海豹进行比较有关[16]。PARO 是由Takanori Shibata 发明的一种治疗类同伴机器人，外形像一只小竖琴海豹，全身都是白色皮毛，重约2.8 kg，大小与小婴儿相似，发出的声音类似于真正的小海豹[17]。它身上配有5 个不同类型的高精度传感器，可对触觉、视觉、听觉、温度以及姿势做出反应，当被抚摸时会移动尾巴和鳍状肢，并睁开眼睛，它能记住自己的名字，还能学会对主人经常说的话做出反应，表现出惊讶、高兴和愤怒等情绪[18⁃19]。NeCoRo 是一个拥有人工智能系统和多个内置传感器的复杂猫形机器人，它会伸展身体和爪子、移动尾巴、睁闭眼睛，被触摸时会喵喵叫，还会拥抱，它会通过模仿真猫的反应激发人类的情感反应[20]。AIBO 是一只外形像狗的机器人，它与以往的动物机器人最大的不同之处在于可以通过自我学习适应环境以及表达情感，可以对外部环境和经验进行学习，有超强自律能力，此外，它还有表演和游戏模式，属于娱乐智能机器人[21⁃22]。CuDDler 是由新加坡谭耀基开发的泰迪熊机器人，又名抱抱，高40 cm，宽20 cm，重约4 kg，它可以移动脖子、手臂及眼睑，会发出柔和的呼噜声、眨眼、上下摇头，还可以通过手臂动作与病人拥抱。其头部、腹部和背部有3 个接触式麦克风，可以用来检测病人的触摸[23]。

1.3 同伴机器人的干预方式

1.3.1 集体干预 通常在长期护理中心的一个单独、安静的房间内进行，每组3～6 人，采用非结构化的形式进行灵活互动[24]。每次会议护理人员均会向病人介绍同伴机器人，然后把同伴机器人传至每例病人，每例病人均可以与同伴机器人互动，接触时间最多5 min，护理人员会演示与同伴机器人的互动方法，如抚摸同伴机器人的身体，以鼓励病人的互动。

1.3.2 个体干预 在家庭环境中为病人及其照顾者提供单独的同伴机器人，护理人员为照顾者提供口头指导和书面指导手册，包括同伴机器人适用情景和使用方法等，如当病人感到悲伤或孤独、痛苦或焦躁时，建议病人拥抱并抚摸同伴机器人，与病人谈论机器人以及以前的宠物，帮助病人回忆以前的事物；同时，指导手册也简要介绍了同伴机器人，列出了同伴机器人与真实动物相比具有的优势；此外，指导手册还包括同伴机器人使用的技术指导，如如何通过触摸传感器与同伴机器人互动、如何改变同伴机器人姿势以及清洁和充电问题等[25]。与集体干预相比，个体干预强调根据每个人的需求和喜好以个性化的方式使用同伴机器人。

2 同伴机器人在老年痴呆病人中的应用效果

2.1 增强病人社会互动 痴呆病人由于大脑功能退化，与他人沟通能力减弱。Jøranson 等[26]对5 所养老院的30 例痴呆病人进行痴呆等级分组，每组5 例或6 例病人，干预期间每周组织2 次PARO 小组会议，每次持续30 min，持续12 周，在第2 周和第10 周进行录像，对病人“观察PARO”“与他人交谈”“对其他病人微笑/大笑”等行为的持续时间占总会话时间的百分比进行统计分析，结果显示，轻度至中度痴呆组病人“观察PARO”的频率较高(P<0.05)，而重度痴呆组病人“观察其他事物”的频率较高(P<0.05)，且轻度、中度痴呆病人在干预期间“对其他病人微笑/大笑”比例增加(P<0.05)。Song[27]选取32 例痴呆病人进行随机对照研究，对照组采用常规护理，试验组采用PARO 干预，每周2次，共6 周，研究结果显示，同伴机器人对增加痴呆病人的交流和互动有积极作用。在1 项采用AIBO 机器人进行的干预中，痴呆病人经常自发地开始交谈，描述同伴机器人性能，并评论其身体特征，此外，病人还与其他病人进行交流[28]。同伴机器人可以为痴呆病人提供机会，通过与同伴机器人互动进行社交刺激，引导病人与其他人交流[29]。在参与同伴机器人干预的过程中，病人通过与同伴机器人及其他病人互动，增强了社会互动等积极的社会行为，减轻了照护压力。

2.2 减轻病人负性情绪 痴呆病人会出现各种认知功能障碍，进而诱发焦虑、抑郁等不良情绪，影响病人及其照顾者的生活质量[30]。PARO 在改善痴呆病人情绪方面的作用明确，如可以减少抑郁症状和孤独感[31⁃33]。Park等[7]在1项荟萃分析中纳入了2000年1月—2019 年8 月发表的9 项关于痴呆病人动物辅助疗法和同伴机器人干预的随机对照试验，并评估了动物辅助疗法和同伴机器人干预对躁动、抑郁和生活质量的影响，发现两种干预方法均可以显著降低痴呆病人的抑郁程度。1 项研究报告显示，PARO 对老年痴呆症病人的抑郁和心理躁动有积极影响，可以有效缓解神经精神症状，可以作为非药物干预措施[34]。Moyle 等[18]采用随机交叉设计对澳大利亚18 例患有中晚期痴呆症的病人进行研究，研究总时长为5 周，对照组病人接受常规护理，干预组病人每周随机选取3 个下午与PARO 相处45 min，持续3 周，3 周后对照组和干预组交换护理干预措施，使用老年痴呆生活质量量表、汉密尔顿抑郁量表、情感淡漠评估量表和修订的徘徊行为量表对病人进行评估，结果显示，与接受常规护理的病人相比，与PARO 交谈的病人愉悦感更高。1 项个案研究分析了病人与PARO、填充玩具交流的视频，发现PARO 给病人带来了更多的笑声和积极表情[35]。Leng等[36]的1 项评价同伴机器人干预对痴呆病人影响的荟萃分析结果显示，接受机器人干预治疗的痴呆病人焦虑和抑郁症状显著改善。

2.3 减少异常行为和抗精神类药物的使用 痴呆病人的行为症状（如激越）通常采用抗精神病药物治疗[37]，但抗精神病药物会产生一系列副作用，包括镇静、跌倒、中风以及死亡率增高等[38]，故尝试非药物护理干预管理病人的异常行为十分必要。Mervin 等[39]选取澳大利亚415 例痴呆病人进行整群随机对照试验，病人每周需选取3 个下午与PARO 相处15 min，研究进行10 周，结果显示，PARO 在降低病人激越行为、减少抗精神药物使用方面效果优于其他非药物疗法。Jøranson 等[40]对10 所养老院的53 例痴呆病人进行随机对照研究，干预组的27 例痴呆病人每次与PARO 相处30 min，每周2 次，持续12 周，研究结果显示，与对照组相比，干预组使用的精神药物减少。在1 项病例研究中，1 例患有阿尔兹海默病的90 岁退伍军人在入院初期对员工表现出轻度到中度的语言攻击行为，护理人员决定使用猫机器人干预，病人在24 h 内抚摸猫，观察它移动，听它发出咕噜声，身体攻击性行为几乎消失，且在其临终前3 d 猫机器人的使用使他不再依赖苯二氮䓬类药物，其也不需要任何治疗晚期躁动的药物[41]。

2.4 改善生理状况 随着疾病进展，痴呆病人生理健康受到严重影响。Liang 等[25]在新西兰2 所痴呆日托中心进行同伴机器人试点随机试验发现，病人生理指标无明显改变，可能与样本量较小有关。Pu 等[42]于2018 年1 月—2019 年1 月选取澳大利亚3 所照护中心的43 例患有慢性疼痛的痴呆病人进行随机对照试验，干预组病人每天与PARO 交流30 min，每周5 d，持续6周，每次交谈完毕研究人员对病人疼痛情况进行评价，结果显示，干预组病人疼痛水平显著降低，使用的止痛药物明显减少。Bemelmans 等[43]通过查阅国外同伴机器人相关文献，经过一系列筛选，最后纳入41 篇文献，描述了涉及4 类同伴机器人的17 项研究，大多研究报告显示，同伴机器人对生理方面(如血压)有积极影响。居住在养老机构的痴呆病人常常因疼痛导致睡眠质量降低，在1 项研究中，2 例痴呆病人提到PARO 在改善睡眠方面有潜在好处[44]。

3 同伴机器人使用过程中的问题

①同伴机器人的成本较高，可能限制同伴机器人的使用人群；同时，当同伴机器人出现故障时需要较长的维修时间，病人失去同伴机器人陪伴可能产生不良行为，加重病情。建议将同伴机器人纳入医保范围，同时建立专门的同伴机器人维修技术团队，解决同伴机器人维修困难问题。②同伴机器人照护可能忽视病人意愿和需求。有学者认为同伴机器人照护不是从病人意愿和需求出发，无法提供病人想要的人文关怀，对病人而言是不尊重甚至是不道德的行为[45⁃46]。③病人把同伴机器人当作情感倾诉者，子女和父母间的相处时间减少，情感逐渐淡化[47]。同伴机器人不能完全代替子女和护理人员陪伴，要注重病人意愿，把同伴机器人作为辅助干预措施，同时，还要加强伦理制度建设。

4 小结

随着机器人技术日益成熟、智能化程度进一步提升，机器人越来越广泛地应用于护理领域，节省了大量的人力、物力，同时解决了护理人员缺乏和优质护理服务需求迫切的矛盾，提高了病人及其照顾者的生活质量。国外已有研究将同伴机器人应用于痴呆病人中，增强了病人社会互动、减轻了负性情绪、减少了异常行为和抗精神病药物使用，改善了病人生理状况。我国关于同伴机器人的研究尚处于探索阶段，仍存在技术、应用以及伦理等方面的问题，后续研究需重点关注和改善以上问题。