社交機(jī)器人在緩解兒科操作性疼痛中的應(yīng)用進(jìn)展

舒 琪,程曉英,陳朔暉

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院,浙江杭州 310052

操作性疼痛是指與治療或操作相關(guān)的實(shí)際或潛在組織損傷引起的不愉快的感覺和情緒體驗(yàn)[1]。對(duì)于兒科患者,常見的檢查、治療和護(hù)理操作可引起其疼痛、痛苦和恐懼,因此疼痛在兒科環(huán)境中十分常見[2-3]。疼痛管理不善不僅會(huì)對(duì)患兒的健康造成傷害,而且可能導(dǎo)致患兒應(yīng)對(duì)疼痛的能力下降[4]。然而,并非所有患兒都愿意接受藥物鎮(zhèn)痛,所以非藥物鎮(zhèn)痛是目前兒科疼痛管理中的重要組成部分[5-6]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)器人在臨床中的發(fā)展為患兒提供了無限的可能性[7]。分散注意力的活動(dòng)可以幫助患兒在緊張的醫(yī)療程序中放松,減輕其壓力和焦慮,而社交機(jī)器人通過人機(jī)交互可以起到類似分散注意力的作用[8-9]。近年來,基于社交機(jī)器人分散注意力的心理社會(huì)干預(yù)越來越多地被運(yùn)用于兒科操作性疼痛的管理當(dāng)中。本文對(duì)社交機(jī)器人在緩解兒科操作性疼痛中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期為未來臨床實(shí)踐提供參考。

1 概述

1.1 社交機(jī)器人

社交機(jī)器人的初衷是像人類的寵物一樣,旨在與人建立社交關(guān)系,從而以多種方式支持用戶[10]。類似寵物的可擁抱機(jī)器人可以使得兒童與其有一定的社交互動(dòng)[11]。而在機(jī)器人逐漸融入日常生活的今天,兒童有著豐富的想象,更加傾向于將機(jī)器人擬人化[12],并且渴望與機(jī)器人產(chǎn)生情感聯(lián)系,因此人形機(jī)器人在醫(yī)療環(huán)境中的使用較為廣泛[13-15]。大多數(shù)醫(yī)院努力為患兒及其家長提供社會(huì)情感支持,但是醫(yī)護(hù)人員的精力有限[16],因此人形機(jī)器人應(yīng)用于兒科醫(yī)療和護(hù)理中的潛力越來越得到認(rèn)可[17]。

1.2 社交機(jī)器人的類型

從外形上,社交機(jī)器人可分為人形機(jī)器人和寵物機(jī)器人[8]。NAO機(jī)器人(NAO robot)是研究中應(yīng)用最多的人形機(jī)器人之一,這是一種自主的人形機(jī)器人,可以走路、說話,并具有檢測和產(chǎn)生聲音的功能[18]。在康復(fù)計(jì)劃中,NAO機(jī)器人甚至被認(rèn)為具有治療價(jià)值[19]。通常NAO機(jī)器人被設(shè)計(jì)用來示范和教授患兒深呼吸,并且鼓勵(lì)患兒將深呼吸的策略運(yùn)用到醫(yī)療程序當(dāng)中,來達(dá)到分散注意力的目的[13]。另外,Pepper機(jī)器人(Pepper robot)可與人類進(jìn)行語言和身體上的互動(dòng),其可以通過改變眼睛的顏色和語氣來表達(dá)自己[18]。Sanbot Elf是一個(gè)擁有人形身體的機(jī)器人,旨在成為醫(yī)療保健伴侶,其通過身體運(yùn)動(dòng)、顯示屏中的不同表情來表達(dá)自己,并對(duì)觸摸做出反應(yīng)[18]。寵物機(jī)器人包括泰迪熊機(jī)器人(huggable robotic bear)、海豹機(jī)器人(paro the seal robot)、小恐龍機(jī)器人(pleo)等[8]。泰迪熊機(jī)器人擁有一個(gè)毛絨熊的外觀,帶有數(shù)字動(dòng)畫的平板屏幕和一個(gè)進(jìn)行患兒臉部的捕捉攝像頭,并且另有一個(gè)遠(yuǎn)程操作員對(duì)干預(yù)全程進(jìn)行操控[16],從而實(shí)現(xiàn)全面的無線監(jiān)控、更快的故障排除和更高質(zhì)量的圖像捕獲[20]。海豹機(jī)器人的外形設(shè)計(jì)來源于幼年海豹,其擁有自主行為,可邀請(qǐng)使用者進(jìn)行撫摸并做出反應(yīng)[21]。

1.3 社交機(jī)器人的作用

研究[22]指出,通過刺激視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺中的一種或多種感覺可以減輕患兒的侵入性疼痛,目前臨床上使用較為廣泛的非藥物鎮(zhèn)痛措施大多通過其中一種感覺的干擾來達(dá)到分散患兒注意力的目的,例如音樂療法、母乳氣息干擾等[23-24]。在現(xiàn)有的緩解患兒操作性疼痛的研究中,機(jī)器人的作用主要通過刺激多種感覺提供情感支持和分散注意力[25]。一方面,社交機(jī)器人為醫(yī)療過程中的患兒提供陪伴和安慰,減少焦慮、痛苦和困擾,表達(dá)對(duì)患兒的同理心,使得患兒感受到積極的情緒;另一方面,社交機(jī)器人指導(dǎo)正在經(jīng)歷疼痛刺激的患兒深呼吸或吹氣來分散注意力,降低患兒的疼痛程度。除此之外,社交機(jī)器人還能夠?yàn)榛純禾峁┬畔⒅С?并提高患兒住院期間的幸福感[8]。

2 社交機(jī)器人在緩解兒科操作性疼痛中的應(yīng)用及其效果

2.1 靜脈穿刺和靜脈采血

針刺相關(guān)的醫(yī)療、護(hù)理操作是兒童時(shí)期常見的醫(yī)療程序,也是護(hù)理人員認(rèn)為兒童經(jīng)歷痛苦最多的醫(yī)療程序,50%～60%的兒童主訴有明顯的疼痛和焦慮[26-28]。疼痛管理不善可導(dǎo)致兒童及其家庭出現(xiàn)針頭恐懼、痛苦和不滿[29]。同時(shí),青少年相對(duì)于年幼的兒童來說,較少得到家長和醫(yī)護(hù)人員的安慰,他們接受靜脈穿刺所經(jīng)歷的疼痛刺激常常被低估,導(dǎo)致其對(duì)針刺更加恐懼[30]。Farrier等[14]在一項(xiàng)人形機(jī)器人的質(zhì)量改進(jìn)研究中發(fā)現(xiàn),人形機(jī)器人通過與患兒進(jìn)行互動(dòng),如一起舞蹈或者講故事等,可以顯著降低患兒在各種醫(yī)療操作中的疼痛水平。Lee-Krueger等[13]用便利抽樣法選取137例4～12歲的即將在手術(shù)室進(jìn)行靜脈置管的患兒,將其隨機(jī)分為機(jī)器人干預(yù)組和標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理對(duì)照組。兩組均使用修訂版面部疼痛量表(Faces Pain Scale-Revised,FPS-R)和兒童恐懼量表(Child Fear Scale,CFS)收集了靜脈置管前和靜脈置管時(shí)的疼痛和恐懼,未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Ali等[29]招募了86例6～11歲需要在急診進(jìn)行靜脈注射的患兒,機(jī)器人干預(yù)組的患兒除了標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理外接受了額外的干預(yù),在靜脈注射前,機(jī)器人首先自我介紹并要求患兒參加一些簡單的活動(dòng),然后進(jìn)行深呼吸練習(xí)。在完成靜脈注射后,機(jī)器人發(fā)表了支持性的言論,訴說患兒是多么的勇敢,然后繼續(xù)隨著流行歌曲跳舞,并以太極拳的示范結(jié)束。雖然干預(yù)組患兒相比于標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理組的疼痛評(píng)分并未降低,但可減輕根據(jù)行為痛苦修訂量表(Observed Scale of Behavioural Distress-Revised,OSBD-R)測量到的患兒痛苦程度,且提升了家長和護(hù)士的滿意度。Jibb等[31]納入40例4～9歲需要進(jìn)行皮下注射座針頭插入的癌癥患兒。首先,當(dāng)護(hù)士準(zhǔn)備針頭插入時(shí),機(jī)器人向患兒做介紹性陳述;其次,當(dāng)患兒坐在護(hù)士面前準(zhǔn)備進(jìn)行針頭插入時(shí),機(jī)器人做支持性陳述;然后,護(hù)士進(jìn)行皮膚消毒時(shí),機(jī)器人使用鎮(zhèn)靜和鼓勵(lì)的陳述來加強(qiáng)積極的行為;接著,當(dāng)護(hù)士將針頭插入時(shí),機(jī)器人引導(dǎo)患兒進(jìn)行深呼吸練習(xí),以放松和分散患兒的注意力;最后,當(dāng)護(hù)士粘貼無菌敷料時(shí),機(jī)器人對(duì)患兒的行為提供積極的肯定。結(jié)果顯示,干預(yù)組在行為方法量表(Behavioral Approach-Avoidance Scale, BAADS)評(píng)估中得到的恐懼評(píng)分并未降低,但是在單項(xiàng)評(píng)分“當(dāng)護(hù)士靠近患兒時(shí)”的恐懼程度降低,表明干預(yù)組患兒更加積極和適應(yīng)。Smakman等[32]將納入機(jī)器人干預(yù)組的患兒分為低年級(jí)(4～6歲)、中年級(jí)(>6～9歲)和高年級(jí)(>9～12歲),并采取了不同的分散注意力措施。對(duì)于低年級(jí)的患兒,機(jī)器人詢問患兒最喜歡的顏色和動(dòng)物;對(duì)于中年級(jí)的患兒,機(jī)器人詢問患兒有關(guān)愛好的問題并展示其愛好,如太極拳和演奏薩克斯管;對(duì)于高年級(jí)的患兒,機(jī)器人向患兒展示其愛好,如講笑話和吹薩克斯管。此外,機(jī)器人根據(jù)不同年齡階段患兒挑選適合的歌曲并和患兒一起跳舞。研究結(jié)果顯示,為患兒設(shè)計(jì)的機(jī)器人陪伴措施可以降低兒童疼痛行為量表(Face, Legs,Activity,Cry,and Consolability Scale,FLACC)與視覺模擬量表(Visual Analogue Scale,VAS)評(píng)分,減輕患兒的疼痛和焦慮,且與機(jī)器人互動(dòng)的患兒的父母對(duì)社交機(jī)器人持強(qiáng)烈的積極態(tài)度。由此可看出,社交機(jī)器人分散注意力的措施能否降低兒科患者在經(jīng)歷致痛性操作時(shí)的疼痛水平這個(gè)問題上仍存在爭議,但患兒在試驗(yàn)中并未表現(xiàn)出對(duì)與機(jī)器人互動(dòng)的排斥,因此有必要開展更大樣本的研究進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)也可針對(duì)不同年齡階段的患兒或者不同分散注意力的措施進(jìn)行分組干預(yù),探索各個(gè)年齡階段適宜的機(jī)器人干預(yù)方案以及各個(gè)分散注意力措施的有效性和依從性。

2.2 疫苗接種

疫苗接種是兒童時(shí)期最常見的侵入性操作之一,近一半的兒童被家長認(rèn)為在疫苗接種時(shí)經(jīng)歷了中重度的疼痛,超過三分之一的兒童在疫苗接種前就心存中重度的恐懼,而疼痛和針頭恐懼是疫苗接種延遲的常見原因[33-34]。Littler等[18]通過系統(tǒng)綜述發(fā)現(xiàn),與社交機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)能夠降低兒童痛苦和焦慮的水平。Beran等[35]選取了57名4～9歲需要進(jìn)行流感疫苗接種的兒童作為研究對(duì)象,機(jī)器人干預(yù)組的兒童在接種前、中、后都接受了分散注意力的措施。在護(hù)士準(zhǔn)備疫苗接種時(shí),機(jī)器人自我介紹并開始談?wù)撘魳泛碗娪暗?在護(hù)士為兒童接種疫苗時(shí),機(jī)器人引導(dǎo)兒童對(duì)著玩具進(jìn)行吹氣并不斷重復(fù)直至疫苗接種完成;在完成疫苗接種之后,機(jī)器人對(duì)兒童說一些鼓勵(lì)的話,并揮手告別。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),干預(yù)組兒童的BAADS評(píng)分較對(duì)照組低,這說明兒童對(duì)疫苗接種的抵觸和回避行為更少,且兒童和家長表示希望將來在疫苗接種時(shí)使用機(jī)器人陪伴。在Beran等[15]的另一項(xiàng)研究中,在流感疫苗接種的醫(yī)療程序中引入社交機(jī)器人分散注意力的策略,并用視頻記錄了兒童和父母微笑與哭泣的持續(xù)時(shí)間,發(fā)現(xiàn)接受機(jī)器人干預(yù)的兒童微笑的持續(xù)時(shí)間更長,這表明雖然社交機(jī)器人沒有消除痛苦,但是在一定程度上減少了痛苦的程度。綜上可知,將社交機(jī)器人引入疫苗接種的醫(yī)療程序中,可以減輕兒童對(duì)疫苗接種的恐懼,減少兒童的痛苦體驗(yàn)。

2.3 牙科診療

Kasimoglu等[36]在牙科診療程序中引入機(jī)器人互動(dòng),其在牙科診所中納入98例4～10歲需要進(jìn)行齲齒治療的患兒,并分為機(jī)器人陪伴組和無機(jī)器人陪伴組。機(jī)器人帶有的平板電腦可播放刷牙歌曲和牙科動(dòng)畫,可以分散患兒注意力,在治療的過程中,由操作員遠(yuǎn)程管理機(jī)器人,使得機(jī)器人與兒童進(jìn)行互動(dòng),最終發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的陪伴能夠減少患兒的焦慮,并且大多數(shù)由機(jī)器人陪伴的患兒在離開診所時(shí)表示想要在下一次來診所時(shí)同樣擁有一個(gè)這樣的伴侶。

3 不足和展望

目前對(duì)社交機(jī)器人在兒科操作性疼痛中的應(yīng)用已有初步的探尋,但仍存在許多問題。第一,分散注意力的措施較為單調(diào)。本文對(duì)社交機(jī)器人在患兒進(jìn)行致痛性操作時(shí)分散注意力的措施進(jìn)行綜述后發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的試驗(yàn)均采用了深呼吸的策略,卻并不能夠有效減輕疼痛的程度,這是由于分散注意力的刺激需要比疼痛操作的刺激更強(qiáng)才能夠使得患兒的注意力從疼痛上轉(zhuǎn)移開[15]。因此建議今后的試驗(yàn)方法中可以加入更加多樣化的分散注意力措施。第二,患兒年齡跨度較大。本文綜述的試驗(yàn)中患兒年齡最小為4歲,最大12歲,年齡跨度較大,患兒的認(rèn)知程度差異也較大。Smakman等[32]的試驗(yàn)中將參與試驗(yàn)的患兒分為低年級(jí)、中年級(jí)、高年級(jí),并分別制定了干預(yù)措施,但其他大多數(shù)試驗(yàn)中的干預(yù)措施并沒有對(duì)不同年齡段的兒童進(jìn)行區(qū)分。NAO機(jī)器人可進(jìn)行個(gè)性化定制,以執(zhí)行各種任務(wù),因此建議今后的研究可以更加細(xì)分各個(gè)年齡段兒童并定制個(gè)性化的分散注意力措施。第三,患兒對(duì)機(jī)器人可能感到恐懼。一項(xiàng)研究[32]中報(bào)告了患兒因不喜歡機(jī)器人而退出研究,因此需要注意對(duì)機(jī)器人外形的設(shè)計(jì),并且在試驗(yàn)前加強(qiáng)機(jī)器人和兒童的社交聯(lián)系。第四,交叉感染與清潔。目前對(duì)于社交機(jī)器人引入兒科操作性疼痛的研究當(dāng)中,鮮少提到清潔社交機(jī)器人的問題。由于社交機(jī)器人在與患兒進(jìn)行人機(jī)交互的過程中,必然存在患兒皮膚與機(jī)器人表面的接觸,因而在今后試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮到醫(yī)院感染的問題。第五,機(jī)器人的成本。社交機(jī)器人相較于其他分散注意力的干預(yù)措施,成本較高[29],難以推廣使用,因此建議今后在設(shè)計(jì)社交機(jī)器人時(shí)應(yīng)關(guān)注成本問題,以提高社交機(jī)器人臨床應(yīng)用的可推廣性。

4 結(jié)語

目前對(duì)于社交機(jī)器人在兒科操作性疼痛中的應(yīng)用,國外已經(jīng)進(jìn)行了一定的探索。對(duì)于社交機(jī)器人在兒科操作性疼痛中的應(yīng)用效果,是否能夠降低疼痛水平仍存在一定爭議,但社交機(jī)器人的應(yīng)用能夠減少患兒的負(fù)面情緒,在一定程度上減輕患兒對(duì)醫(yī)療程序的恐懼。未來研究可借鑒國外已有的成功經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合我國兒科護(hù)理的實(shí)際情況,對(duì)社交機(jī)器人的具體干預(yù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的探索,針對(duì)不同年齡階段、不同使用場景構(gòu)建適合我國兒童的社交機(jī)器人干預(yù)方案。