遠程呈現機器人在老年護理中的應用研究進展

黃璐瑤,趙志芳

浙江中醫藥大學護理學院,浙江杭州 310051

根據聯合國發布的《世界人口老齡化報告》預測,到2025年全球65歲及以上的人口將達到15億[1]。當前我國正面臨老齡化趨勢持續加劇的嚴峻形勢,第七次全國人口普查數據顯示,我國60歲及以上人口達18.7%,其中65歲及以上人口達13.5%,接近中度老齡化社會水平[2]。全球老齡化趨勢對社會養老、醫療、經濟等方面產生了巨大的壓力和挑戰。國務院發布的《新一代人工智能發展規劃的通知》中指出,需圍繞醫療、健康和養老,推廣應用人工智能治療新模式、新手段,開發面向老年人的移動社交和服務平臺、情感陪護助手,提升老年人生活質量[3]。遠程呈現機器人(mobile telepresence robots, MTR)是解決醫療保健系統中這一“瓶頸”的手段,其在成本節約和醫療服務改善等方面具有巨大的潛力。相比于發達國家,遠程呈現機器人在國內護理領域的應用起步較晚、研究較少。因此,本文對遠程呈現機器人的概念及其在老年護理中的應用范圍及效果進行總結和分析,以期為遠程呈現機器人在老年護理領域的進一步發展提供借鑒和參考。

1 概述

遠程呈現(telepresence)是由麻省理工學院人工智能實驗室的聯合創始人,也是該研究領域的先驅之一Marvin Minsky于1980年創造的,指的是用于操縱遠程物理對象的遠程操作系統[4]。遠程呈現機器人是一種通過遠程控制和操作的機器人系統,可以代表人類用戶在遠距離的地點執行任務或提供服務,代表性的遠程呈現機器人有Giraff、Temi、VGo、Double、Beam、Padbot[5-6]。操作者可以登錄機器人,通過智能手機、平板電腦或計算機對其進行控制,遠程呈現機器人通過高度先進的傳感器、攝像頭、揚聲器等裝置,將操作者的動作、聲音和視角傳達給機器人,由機器人進行呈現,并將另一端用戶的信息傳回給操作者,為遠程用戶創建了真實體驗的模擬環境,實現實時的互動和交流[7]。遠程呈現機器人技術廣泛應用于各個領域,如教育、工業、醫療等。在教育領域,遠程呈現機器人不僅可以使學生在無法親自到場的情況下參與遠程學習,而且有利于授課者與學生產生互動,增強現場參與感[8];在工業領域,遠程呈現機器人可以用于對潛在危險的工業環境進行檢查等[9];在醫療領域,遠程呈現機器人可以使醫生遠程診斷和治療患者,并可為患者實施遠程手術[10]。遠程呈現機器人的發展為人們提供了更多跨越時空和地域限制的機會,使得遠程操作和互動更加便捷和實時化。

2 遠程呈現機器人在老年人群中的應用范圍

2.1 遠程呈現機器人在老年癡呆患者中的應用

2.1.1非藥物干預措施在老年癡呆患者護理中的重要性

癡呆是一種由大腦病變引起的綜合征,臨床特征為記憶、理解、判斷、推理、計算和抽象思維等多種認知功能減退,可伴有幻覺、妄想、行為紊亂和人格改變[11]。癡呆發病率隨著老齡化而迅速增加,全球癡呆性疾病的患病率正在上升[12]。老年癡呆是全球性的健康問題,影響家庭、醫療保健系統和社會[13]。癡呆的治療包括藥物治療和非藥物治療,抗精神疾病類藥物治療常產生嚴重的不良反應,增加老年癡呆患者行為心理癥狀(Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia,BPSD)、跌倒、感染等風險[14]。世界衛生組織批準的2017-2025年癡呆公共衛生應對全球行動計劃強調了信息和通信技術的潛力,為癡呆患者護理提供負擔得起、成本效益高、可持續和高質量的非藥物干預措施[15]。

2.1.2遠程呈現機器人可促進老年癡呆患者社交并為其提供情感支持

失去深入的溝通和社交對話會導致癡呆患者感到社會孤立,沒有機會表達自己的需求[16]。一項系統評價[17]顯示,隔離導致缺乏社交和感官刺激,使癡呆患者更容易感到無聊,從而增加其出現BPSD的機會,例如焦慮、冷漠、睡眠障礙、幻覺等。在信息技術干預中,遠程呈現機器人的治療對老年癡呆患者有積極作用,得到了照顧者及護理人員的認可[18]。Moyle等[18]從癡呆癥患者(n=22)、家庭照顧者(n=5)以及護理人員(n=12)的角度,通過社交存在評估工具、國際積極和消極情感量表、情感表現量表以及半結構化訪談,探討了遠程呈現機器人在癡呆患者護理中的應用效果。研究結果表明,通過使用遠程呈現機器人,患者、家庭照顧者以及護理人員均獲得了較好的社交存在感,在國際積極和消極情感量表上的積極情感得分為(18.77±4.00)分,明顯高于消極情感得分的(8.05±1.76)分,在情感表現量表的面部表現子量表上也取得積極效果。因此,遠程呈現機器人在需要社會聯系的癡呆患者中具有良好的應用效果,但需要進行更大樣本量、不同環境和成本效益分析的研究,以指導其在衛生保健中應用?？傊?遠程呈現機器人可以為老年癡呆患者提供陪伴和情感支持。這些機器人通常配備了人工智能技術,不僅可以進行基本的對話和交流,而且能夠幫助老年癡呆患者聯系家人,以增加社交互動,減輕老年癡呆患者的焦慮和孤獨感,促進心身健康。

2.2 遠程呈現機器人在老年流行性疾病中的應用

2.2.1遠程呈現機器人可提供遠程監測、診療及消毒等服務

遠程呈現機器人可以與用戶互動,促進他們參與交流、運動、家務和健康監測等活動,從而改善他們的心身健康[19]。新型冠狀病毒感染的爆發對全球老年人的健康和福祉產生長期而深遠的影響。老年人屬于高風險群體,需要避免接觸可能攜帶病毒的人群,因此大流行期間醫療護理機構的探視限制和人員短缺使老年人感到孤獨[20],遠程呈現機器人為其提供了一種安全的交流和服務方式。遠程呈現機器人可以配備傳感器,實時監測老年人生命體征,并及時提醒老年人及其家屬或醫護人員,以便及時發現異常情況從而進行遠程診療[21]。Wang等[22]開發出遠程呈現機器人FLEXTRA,FLEXTRA可以在新型冠狀病毒感染大流行情況下進行遠程溫度監測、遠程健康咨詢、食品和藥品的非接觸式交付、遠程房間消毒,幫助老年人應對新型冠狀病毒感染中的困難和挑戰。

2.2.2遠程呈現機器人可通過視頻通話等技術加強交流

遠程呈現機器人可以通過視頻通話技術使老年人與其親朋好友進行交流,這有助于減少老年人的孤獨感和減輕照護者負擔。在新型冠狀病毒感染大流行期間,Hung等[23]在加拿大的4個長期護理機構中招募了51名參與者,包括9名居民、15名家庭成員和27名工作人員以調查使用遠程呈現機器人(Double 3)后的影響和體驗。家庭成員通過Wi-Fi遠程控制機器人,使用Double在線系統安排虛擬通話。此外機器人配備3D傳感器,可躲避障礙物,家庭成員可以遠程調整機器人的高度和控制機器人移動,使居民更容易與家人保持聯系。干預結束后對居民、家庭成員和工作人員進行了訪談,研究結果顯示,遠程呈現機器人的使用能夠幫助老年人與家屬保持聯系,加強老年人自主權,減輕照護者負擔。在新型冠狀病毒感染大流行期間,遠程呈現機器人不僅能夠為老年人進行健康評估與監測,減少了人與人之間的面對面接觸,降低老年人感染新型冠狀病毒的風險,而且通過社交互動和溝通,彌合家庭成員與老年人之間通常存在的物理距離,有效緩解了老年人的社會隔離,保障了老年人的心身健康[19,24]。但需要注意的是,遠程呈現機器人可以為老年人提供一定的幫助,但并不能完全替代人與人之間的互動和關懷。在應用這些技術時,還需要結合人性化設計和人工智能的倫理原則,確保老年人的隱私安全和尊嚴得到保護。

3 遠程呈現機器人在老年護理中的應用效果

3.1 增加社交陪伴和減少孤獨感

社會隔離一直是老年護理中的一個重要問題,長期的社會隔離會導致老年人孤獨、抑郁和認知能力下降[25]。盡管目前智能手機和虛擬在線通信平臺等技術已廣泛普及,但由于老年患者缺乏通訊設備使用技能、認知和身體機能減退等原因,使得其很難使用這些技術與外界進行聯系。而遠程呈現機器人是由呼叫者進行遠程控制,老年人無需學習如何控制機器人,因此遠程呈現機器人對老年人更具有適用性[19]。遠程呈現機器人通過遠程視頻通話和語音交流,為老年人提供社交陪伴。通過增加日常生活中的通話互動次數,有助于老年人感受到被關注和家庭紐帶的存在,從而加強老年人和家庭之間的聯系,這種虛擬連接的存在可以減少老年人的孤獨感,增強老年人的自尊心以及在社會中的價值感[23]。Isabet等[26]探究遠程呈現機器人干預對居家老年人的孤獨感和社交孤立的影響。該研究預計通過遠程呈現機器人干預增強參與者已有的社會聯系和社會歸屬感,從而減少孤獨感和社會隔離。Moyle等[27]對6名家庭照顧者進行半結構化訪談,研究表明,家庭照顧者通過遠程呈現機器人與老年人交談,產生存在感和聯系感,機器人有助于加強老年人與家人的交談和社會聯系,因此遠程呈現機器人具有促進社會聯系的潛力,特別是在家庭成員無法定期訪問養老院的情況下?？傊?遠程呈現機器人為老年人提供了一種虛擬的社交平臺,使其能夠更加容易地參與社交活動,感受到社交陪伴和關愛,從而改善老年人的心理健康,促進積極的社交體驗和情感支持。

3.2 提供醫療協助和緊急救援

遠程呈現機器人配備了傳感器和攝像頭,可以實時監測老年人的生活環境和身體狀況。醫護人員或家屬可以通過遠程呈現機器人來監測老年人的活動、睡眠、飲食、生命體征等,并及時采取必要的關懷和干預,這有助于提早發現健康問題并采取相應的措施[28]。遠程呈現機器人與醫護人員的遠程會診和醫療協助密切相關,醫生可以通過機器人的攝像頭和傳感器觀察老年人的病情,并給予遠程診斷和治療建議[29],如在一些偏遠地區,遠程通訊技術可以為無法親自就診的老年人提供及時的醫療服務。遠程呈現機器人在老年人緊急救援中發揮著關鍵作用,老年人穿戴的識別健康檢測設備若發生數值異常,如生命體征異?；虬l生跌倒等,機器人可以通過緊急呼叫系統聯系醫療人員或緊急救援服務,醫生或急救人員可以通過機器人的攝像頭觀察患者,并對現場人員進行實時指導和心理支持,不僅可以幫助老年人采取正確的急救措施,以取得最佳的治療時間,從而改善預后,而且可以為老年人提供安撫和鼓勵,以緩解緊張情緒、提高安全感[30]。綜上,遠程呈現機器人通過實時監測老年人狀況、遠程醫療協助和緊急救援等功能,保障老年人的生命安全。

3.3 提高康復效果和生活質量

許多老年人無法獲得專業康復師來定期進行有監督的康復活動,但遠程呈現機器人能夠遠程監督老年人定期進行康復活動[31]。視頻會議與機器人移動性的結合能夠使操作員在房間中觀察到參與者所要求的練習[32]。遠程呈現平臺結合實體的機器人更有助于提供高質量的遠程康復。Flo是一款遠程呈現的社會輔助機器人,其目的在于通過為患者提供實體代理人,從而增強遠程康復互動。Flo以定制的游戲形式展開互動,這些游戲根據臨床醫生、操作員和患者的需求進行設計,如目標觸摸游戲等?；颊吲c機器人進行互動時,臨床醫生能夠通過系統屏幕和揚聲器實現遠程互動。同時,Flo的面部表情可以動態變化,以傳達情感,而其語音則采用AWS Polly實時合成。Flo機器人的每只手臂具備4個自由度,因此可以執行多種任務。該平臺上配備的攝像頭能夠收集數據,實現對患者功能的自動評估。Sobrepera等[33]詢問了379名美國治療師對使用Flo的總體感受,結果表明,雖然在視頻質量和相關法規上有所欠缺,但康復師對可用遠程呈現機器人增強遠程康復的觀點是積極的,在新型冠狀病毒感染大流行下,遠程呈現機器人填補腦癱、腦卒中等疾病的康復鍛煉空白,創造了有意義的遠程康復接觸。Mascret等[34]隨機選擇了40名老年人,分為兩組,每組20名參與者,進行認知-運動任務的個體學習,其中一組面對面與體育活動教師交流,另一組通過遠程呈現機器人與同一名教師交流。通過定量和定性方法評估任務表現、老年人對遠程呈現機器人的接受程度以及對體育活動教師的感知。結果顯示,使用遠程呈現機器人組與面對面干預組在幫助老年人學習認知-運動任務方面的效果相當,老年人高度接受遠程呈現機器人,認為使用遠程呈現機器人的體育活動教師溫暖、能干、適應性強且善于社交。因此,可以考慮由考核合格的教師使用遠程呈現機器人開展體育活動課程,服務于獨居的老年人。綜上,遠程呈現機器人在老年人康復訓練中扮演著重要角色,機器人可以通過示范動作及進行語音指導和實時反饋,幫助老年人進行正確的康復訓練,這種個性化和實時的輔助訓練有助于老年人提高康復效果和生活質量。

4 結語

遠程呈現機器人陪伴可能是未來老年人的一種生活方式,在老年護理領域展示了廣闊的應用前景。本文通過綜述其概念和應用范圍,了解其在老年癡呆患者和老年流行性疾病中的應用。在應用效果方面,遠程呈現機器人在增加社交陪伴和減少孤獨感、提供醫療協助和緊急救援,以及提高康復效果和生活質量等方面顯示出潛在的優勢。但目前遠程呈現機器人干預尚缺乏規范化指南,大部分研究存在著樣本量小、未隨機分組、缺乏對照組等問題,未來研究可借鑒國外成功經驗,并基于我國實際情況進行大樣本隨機對照研究以提高論證強度,同時可針對不同場景,如醫院、養老院、社區等構建適合我國老年人的遠程呈現機器人干預方案。