輔助機器人在帕金森病病人中的應(yīng)用研究進展

祁鄭晴，陳微，許虹

·科研綜述·

輔助機器人在帕金森病病人中的應(yīng)用研究進展

祁鄭晴1，陳微1，許虹2*

1.杭州師范大學(xué)護理學(xué)院，浙江 311121；2.杭州師范大學(xué)健康與護理研究院

對輔助機器人在帕金森病病人中的應(yīng)用內(nèi)容、應(yīng)用效果等進行綜述，并提出相關(guān)建議，以期為輔助機器人在我國帕金森病病人中的應(yīng)用研究提供參考。

機器人；帕金森?。惠o助治療；康復(fù)訓(xùn)練；綜述

帕金森病（Parkinson's disease，PD）作為一種慢性進行性神經(jīng)退行性疾病，主要以多種運動障礙為特征，包括靜止性震顫、肌強直、運動遲緩和姿勢步態(tài)異常等，同時伴有大量非運動癥狀，是導(dǎo)致老年人殘疾的最常見原因之一[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)和人工智能在醫(yī)療服務(wù)行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，輔助機器人在帕金森病病人中被應(yīng)用，具有節(jié)省人力、物力資源、干預(yù)效果和臨床效益良好等特點[2]。目前，我國輔助機器人已被應(yīng)用于癡呆癥病人[3]和腦卒中病人[4]，在帕金森病病人中的應(yīng)用研究主要為機器人輔助康復(fù)訓(xùn)練、輔助腦深部電刺激（DBS）手術(shù)治療等[5]?，F(xiàn)對機器人在帕金森病病人中的應(yīng)用狀況進行總結(jié)和分析，以期為提高我國帕金森病病人的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量提供參考。

1 應(yīng)用內(nèi)容

1.1輔助評估診斷統(tǒng)一帕金森病評分量表(UPDRS)及帕金森病Hoehn?Yahr分期是目前帕金森病病人使用最廣泛的臨床評估方法，但隨著技術(shù)的進步，機器人越來越多地被應(yīng)用于帕金森病病人的評估工作，可以為病人進行精確、客觀、實時的評估。國外學(xué)者使用具有觸覺控制功能的集成機器人技術(shù)平臺量化帕金森病運動癥狀譜，主要是使用KINARM外骨骼機器人客觀量化病人運動遲緩、僵硬和姿勢穩(wěn)定性癥狀，能夠有效區(qū)分帕金森病病人與健康人群[6]。另一種用于評估帕金森病病人動態(tài)平衡的機器人[7]通過測量病人穩(wěn)定身體平衡的時間及運動幅度等評估病人運動狀況、活動能力，可用于帕金森病病人的平衡評估和康復(fù)訓(xùn)練。此外，也可通過帕金森病病人與機器人間的擊球游戲評估病人認知和運動功能[8]，病人通過接受虛擬現(xiàn)實技術(shù)的視覺反饋進行上肢運動，機器人準(zhǔn)確測量病人手速和運動區(qū)域內(nèi)擊中目標(biāo)的總數(shù)，從而精確評估病人運動障礙情況。未來還可利用機器人評估病人日?；顒幽芰?、臨床試驗中的運動癥狀治療效果及預(yù)測疾病進展等。

1.2輔助手術(shù)治療帕金森病是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，腦深部電剌激手術(shù)以其微創(chuàng)、安全的優(yōu)勢成為帕金森病外科治療的首選方式，而機器人輔助技術(shù)可顯著提高神經(jīng)外科手術(shù)效率、準(zhǔn)確性和安全性, 有效縮短腦深部電剌激手術(shù)治療帕金森病的時間，具有適應(yīng)證廣、臨床療效確切等優(yōu)勢[9?10]。Paff等[11]以帕金森病病人為研究對象，將機器人輔助腦深部電剌激術(shù)與傳統(tǒng)基于框架的手術(shù)結(jié)果進行比較發(fā)現(xiàn)，兩組病人平均運動評分和左旋多巴等效每日劑量（LEDD）變化差異不明顯。但與傳統(tǒng)手術(shù)相比機器人輔助流程增加，導(dǎo)致系統(tǒng)誤差與偶然誤差機會增多[12]，操作時應(yīng)引起醫(yī)護人員重視。此外，機器人輔助手術(shù)治療對于手術(shù)室護士要求較高，巡回護士需接受機器人輔助手術(shù)的術(shù)前訪視、特殊體位安置等護理操作培訓(xùn)，并掌握手術(shù)間環(huán)境布局，與洗手護士術(shù)中精細配合[13]，以順利輔助機器人手術(shù)的開展，保障病人生命安全。

1.3輔助康復(fù)訓(xùn)練康復(fù)護理旨在使帕金森病病人保持最大程度的活動能力和獨立性，機器人輔助康復(fù)訓(xùn)練一般是通過可重復(fù)運動訓(xùn)練提高帕金森病病人的神經(jīng)可塑性以恢復(fù)病人運動功能[14]。當(dāng)前，機器人輔助康復(fù)訓(xùn)練主要針對帕金森病病人的上下肢運動功能，旨在改善病人姿勢不穩(wěn)、動靜態(tài)平衡、步態(tài)凍結(jié)等問題。

1.3.1輔助上肢康復(fù)訓(xùn)練目前針對帕金森病病人的上肢康復(fù)研究較少。Kishi等[15]應(yīng)用可穿戴機器人對病人上肢進行交互式節(jié)律性觸覺刺激，結(jié)果表明，病人在機器人輔助下手臂擺動幅度、速度明顯增加，干預(yù)效果可以持續(xù)至干預(yù)后一段時間。Picelli等[16]使用可提供前臂旋轉(zhuǎn)和手腕屈伸的機器人輔助設(shè)備對病人進行10次訓(xùn)練，并通過九孔柱測試評估病人手靈活性，結(jié)果顯示，病人上肢靈活度及手部靈巧度有所提高。但由于不同研究中使用的評估工具不同，測定結(jié)果無法進行比較。今后需制定針對帕金森病病人的精準(zhǔn)、全面、靈敏性較高的上肢運動功能評估工具，以進一步明確機器人輔助手臂訓(xùn)練改善帕金森病病人上肢功能的效果。

1.3.2輔助下肢康復(fù)訓(xùn)練下肢康復(fù)訓(xùn)練輔助機器人主要通過協(xié)助帕金森病病人進行步行訓(xùn)練改善病人步態(tài)參數(shù)，如Flexbot、Lokomat下肢康復(fù)機器人等[17?19]。劉燕平等[20]應(yīng)用Lokomat下肢康復(fù)機器人對帕金森病病人實施步行訓(xùn)練，每周5次，每次30 min，并采用Berg平衡量表評定病人平衡功能、預(yù)測病人跌倒風(fēng)險，采用6 min步行測試評價病人步行耐力等，結(jié)果顯示，Lokomat下肢康復(fù)機器人輔助步行訓(xùn)練可顯著提高帕金森病病人的平衡能力和步行能力。已有研究顯示，與傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練比較，重度帕金森病病人使用輔助機器人后下肢康復(fù)效果更佳[21?23]。未來醫(yī)務(wù)人員可使用機器人加強對重度帕金森病病人的輔助步態(tài)訓(xùn)練，并根據(jù)病人疾病狀況設(shè)計個性化的康復(fù)訓(xùn)練方案，為病人制定適宜的訓(xùn)練強度和頻率。

2 應(yīng)用效果

2.1減少姿勢不穩(wěn)姿勢控制能力下降使帕金森病病人身體穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性降低，且姿勢不穩(wěn)會隨著帕金森病的進展逐漸加重，增加照護者的照護負擔(dān)[24]。機器人輔助技術(shù)能夠評估病人在受干擾、不受干擾和不穩(wěn)定條件下保持直立姿勢的能力，并通過測量病人反應(yīng)，評估和發(fā)現(xiàn)病人姿勢障礙問題[25]，協(xié)助醫(yī)護人員進行早期預(yù)防和治療。Picelli等[26]將34例Hoehn?Yahr分期為3期和4期的帕金森病病人隨機分為兩組，分別對其進行傳統(tǒng)式步態(tài)訓(xùn)練及機器人輔助訓(xùn)練，結(jié)果表明，機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練可以減輕病人姿勢不穩(wěn)定性。未來研究人員可為帕金森病病人量身定制機器人輔助平臺，制定針對性的康復(fù)訓(xùn)練計劃，以提升病人姿勢穩(wěn)定性。

2.2降低跌倒發(fā)生率機器人輔助步行訓(xùn)練（robot?assisted gait training，RAGT）可幫助病人提高動靜態(tài)平衡能力并恢復(fù)病人步行能力，其效果優(yōu)于傳統(tǒng)跑步機訓(xùn)練，能夠有效預(yù)防跌倒，重建病人正常步態(tài)[27]。Bevilacqua等[28]的研究中，技術(shù)干預(yù)組使用Tymo系統(tǒng)或Walker View進行30 min的傳統(tǒng)治療和20 min的機器人系統(tǒng)治療，Tymo系統(tǒng)是用于平衡和姿勢控制訓(xùn)練的無線平臺，Walker View是一款配備8個稱重傳感器和1個3D攝像頭的跑步機器人，病人以舒適速度行走，同時機器人進行心臟活動監(jiān)測，為病人提供視覺和聽覺反饋以達到實時糾正步態(tài)的效果，物理治療師根據(jù)病人行走數(shù)據(jù)和臨床狀況制定針對性的步態(tài)訓(xùn)練，結(jié)果顯示該方法可有效改善病人步態(tài)，降低病人跌倒發(fā)生率。

2.3提高運動能力機器人輔助康復(fù)系統(tǒng)作為帕金森病病人的非藥物治療手段之一，能夠準(zhǔn)確預(yù)測和糾正病人運動軌跡，改善病人運動功能。已有研究表明，在高科技設(shè)備輔助下進行運動訓(xùn)練的帕金森病病人上肢運動能力得以改善[29]。機器人輔助步態(tài)訓(xùn)練在帕金森病病人的某些運動方面顯示出比傳統(tǒng)干預(yù)更好的臨床效果，如與跑步機訓(xùn)練相比較，機器人輔助能夠重復(fù)強化步態(tài)訓(xùn)練，顯著提高病人耐力和行走速度，尤其對于有嚴(yán)重步行障礙的病人具有更大優(yōu)勢[30]。一項研究顯示，機器人輔助對輕度帕金森病病人的步行運動能力干預(yù)效果較為明顯[23]。當(dāng)前，機器人輔助技術(shù)提高帕金森病病人運動能力的證據(jù)尚不一致，研究人員需要進一步深入探索。

2.4改善生活質(zhì)量震顫是帕金森病病人的一種常見癥狀，疾病后期可能導(dǎo)致病人生活不能自理，嚴(yán)重影響病人生活質(zhì)量[31]。Nguyen Truong等[32]設(shè)計了一款可以輔助自我喂食的機器人以協(xié)助帕金森病病人進食，該機器人擁有機械手和食物托盤，可通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將食物相關(guān)信息、數(shù)據(jù)發(fā)送至信息控制中心，系統(tǒng)根據(jù)營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)分析數(shù)據(jù)，并結(jié)合病人健康狀況和需求控制機械手和食物托盤運動，進而改善病人營養(yǎng)狀態(tài)[33]。Wilson等[34]研制的一種抑制手部震顫的助餐機器人，可幫助因震顫無法進餐的帕金森病病人，使其能夠獨立進食。Valenti等[35]研發(fā)的一款用于檢測帕金森病病人情緒狀態(tài)的伴侶機器人，可通過識別帕金森病病人的語言、面部表情、手勢等推斷病人情緒狀態(tài)，有利于護理人員對病人進行針對性的心理護理，從而減輕病人負性情緒，改善病人生活質(zhì)量。

3 建議

輔助機器人在帕金森病病人中的應(yīng)用使護理領(lǐng)域?qū)ψo士的要求進一步提高，為使機器人輔助技術(shù)在我國帕金森病護理領(lǐng)域更好的發(fā)展，提出以下建議：①培養(yǎng)機器人專科護士，培訓(xùn)內(nèi)容包括輔助機器人的使用和管理、醫(yī)生和麻醉醫(yī)師的手術(shù)配合、應(yīng)用輔助機器人監(jiān)測病人健康信息的方法、根據(jù)檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題并做出正確應(yīng)對的措施從而提升護理質(zhì)量。②目前，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域機器人主要針對病人運動癥狀進行康復(fù)治療，對于帕金森病病人的非運動癥狀、心理支持以及照護者支持研究較少，未來醫(yī)護人員以及研發(fā)人員應(yīng)關(guān)注陪伴機器人、社交機器人等的研發(fā)與應(yīng)用，從而對帕金森病病人社會心理產(chǎn)生積極影響。③探索機器人輔助帕金森病病人治療、康復(fù)中的新模式，如將敘事醫(yī)學(xué)護理模式[36]、Robocare護理模式[37]、精益護理模式[38]等應(yīng)用于機器人輔助治療，以減輕病人疼痛、降低并發(fā)癥發(fā)生率，改善病人負性情緒和生活質(zhì)量。④已有研究顯示，中醫(yī)治療結(jié)合康復(fù)機器人訓(xùn)練能夠改善早期帕金森病病人的非運動癥狀，可減輕病人焦慮，改善病人睡眠，提高病人自主神經(jīng)功能等[39]，我國醫(yī)護人員可將中醫(yī)與機器人輔助治療相結(jié)合，研發(fā)機器人輔助帕金森病的中醫(yī)治療手段。

4 小結(jié)

機器人輔助技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，將其應(yīng)用于帕金森病病人能夠有效協(xié)助病人的臨床評估診斷、手術(shù)治療、康復(fù)訓(xùn)練等，有利于減少帕金森病病人的姿勢不穩(wěn)癥狀，并提高其運動能力，降低跌倒發(fā)生率，改善病人的生活質(zhì)量。

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Research progress of application of assistant robot in patients with Parkinson's disease

QIZhengqing,CHENWei,XUHong

School of Nursing,Hangzhou Normal University,Zhejiang 311121 China

robot；Parkinson's disease；assistant treatment；rehabilitation training；review

XU Hong,E?mail:Xh3674@sina.com

10.12102/j.issn.1009-6493.2022.22.018

祁鄭晴，護師，碩士研究生在讀

許虹，E?mail:Xh3674@sina.com

祁鄭晴,陳微,許虹.輔助機器人在帕金森病病人中的應(yīng)用研究進展[J].護理研究,2022,36(22):4049?4052.

（收稿日期：2022-03-31；修回日期：2022-10-29）

（本文編輯 陳瓊）