社交机器人干预对老年人心理健康影响的Meta分析

杨思源 郭丽敏 贾媛 吴茜 孟繁洁

(天津中医药大学研究生院，天津 300193)

老年人口数量的不断增长、老年护理配套设施不完善、承担老年保健护理服务的人手不足都将给我国老年护理带来新的压力和挑战〔1，2〕。健康老龄化不仅关注老年人的身体状况，还包括老年人的心理健康。随着科学技术的创新和发展，陪伴型机器人干预已成为老年护理的新领域。目前，机器人辅助主要分为两类，一种是服务型机器人，主要是帮助日常生活的活动〔3〕。另一种是陪伴型机器人，它能改善使用者的心理状态，其中应用得较多的有日本索尼生产的AIBO(爱博、艾博)〔4〕、PARO(海豹机器人)〔5〕。与传统的药物治疗相比，社交机器人干预对老年人的心理健康的治疗效果显著且很少产生副作用〔6〕，被视为老年人动物辅助治疗(AAT)的替代品和促进老年人社交互动、参与的一种重要手段〔7〕。社交机器人不仅能丰富老年人的日常生活，治愈心灵，有效改善老年人心理健康，还能节省护理资源、减少照顾者负担且不受文化差异影响。在许多发达国家的老年照护中心，社交机器人已经占据重要地位〔8〕。本研究旨在探讨机器人干预对老年人心理健康的影响。

1 资料与方法

1.1纳入标准 (1)研究类型：随机对照试验(RCT)，无论是否使用盲法；(2)研究对象：年龄≥60岁的老年人；(3)干预措施：试验组仅采用社交机器人干预，对照组为常规护理(如阅读、玩具猫等)或控制机器人(与试验组机器人外形相似，但不能进行交流、活动等)；(4)结局指标；主要结局指标为加州大学洛杉矶分校孤独量表(UCLA)、痴呆抑郁量表(CSDD)评分；老年抑郁量表(GDS)评分次要结局指标包括：激惹量表(BARS)评分、痴呆焦虑量表(RAID)评分、宠物依恋量表(LAPS)评分、精神状态评估量表(MMSE)评分、阿尔茨海默症生活质量测评量表(QUALD)评分等。

1.2排除标准 重复发表、会议论文、无法获得全文的文献。

1.3文献检索策略 计算机检索PubMed、Web of Science、Embase、Cochrane Library、PsycINFO、IEEE Digital Library、Proquest和CNKI中社交机器人对老年人心理影响的RCT,检索时限为自建库至2019年1月1日，采用主题词与自由词相结合的方式，并追踪相关参考文献，以避免漏检。具体检索策略以PubMed为例：#1="socially assistive robot"〔Title/Abstract〕 OR "social assisted robot" 〔Title/Abstract〕 OR "companion robot" 〔Title/Abstract〕 OR "assistive robot" 〔Title/Abstract〕 OR "nursing robot" 〔Title/Abstract〕 OR "artificial intelligence" 〔Title/Abstract〕 OR AI 〔Title/Abstract〕;#2="the old" 〔Title/Abstract〕 OR older 〔Title/Abstract〕 OR elderly OR "aged care" 〔Title/Abstract〕 OR "geriatric nursing" 〔Title/Abstract〕;#3="psychological care" 〔Title/Abstract〕 OR "psychological health" 〔Title/Abstract〕 OR "mental health" 〔Title/Abstract〕 OR "emotional health" 〔Title/Abstract〕;#4=#1 AND #2 AND #3。

1.4文献筛选与资料提取 2名研究者按纳排标准独立筛选文献，对符合标准的文献进一步阅读全文，提取内容包括文献第一作者、年份、国家、样本数量、干预措施、对照措施、干预持续时间、干预地点和结局指标。

1.5文献质量评价 根据Cochrane Handbook〔9〕对纳入的文献进行方法学质量评价。如遇分歧则通过讨论协商解决。

1.6统计学分析 利用RevMan5.3软件对提取的数据资料进行统计学分析，计数资料采用比值比(OR)，连续性变量采用均方差(MD)或标准化均差(SMD)，其置信区间均为95%CI。若结果存在异质性(P>0.10，I2>50%)，使用随机效应模型，并对异质性的来源进行分析解释说明。反之则使用固定效应模型。

2 结 果

2.1文献检索流程及结果 最终获得10篇文献〔10～19〕，语种均为英文。筛选流程见图1。

图1 PRISMA纳入文献筛选流程

2.2纳入文献的基本特征及方法学质量评价 最终纳入10个RCTs，共509例研究对象(试验组=254例，对照组=255例)，均为英文文献，涉及7个国家，其中来自美国〔10,19〕、澳大利亚〔12,18〕、新西兰〔13,17〕各2篇，日本〔11〕、西班牙〔15〕、挪威〔14〕、丹麦〔16〕各1篇；8篇文献〔12～19〕说明随机的方法，2篇〔10,11〕文献仅提及随机，未具体描述随机的方法；3篇文献〔12,15,18〕实施分配隐藏；1篇文献〔18〕实施盲法；10篇文献〔10～19〕均报道了基线资料具有可比性；10个RCTs的干预措施均仅为社交机器人干预，包括日本制造的AIBO〔10〕，人形机器人〔11〕及PARO〔12～19〕，见表1。纳入10篇文献的偏倚风险和各条目所占百分比情况见图2、图3。

图2 纳入的10篇文献的偏倚风险

图3 纳入的10篇文献各条目所占百分比

表1 纳入的10篇文献的基本特征

2.3Meta 分析结果

2.3.1社交机器人对老年人抑郁的影响 7篇RCTs〔11～14,16，17,19〕，共274位老年人，统计学异质性(P=0.20，I2=30%)，固定效应模型Meta分析结果显示，社交机器人组的抑郁评分明显优于常规护理组〔SMD=-0.46,95%CI(-0.70～-0.21),Z=3.67,P=0.000 2〕，见图4。按研究对象的不同人群分为3个亚组：亚组1为社交机器人对老年痴呆患者的抑郁影响；亚组2为社交机器人对混合人群(既有健康老年人，又有老年痴呆人群)的抑郁影响；亚组3为社交机器人对健康老年人的抑郁影响。其中4个研究〔12～14,19〕报告了老年痴呆人群的抑郁评分，统计学异质性为(P=0.23，I2=30%)，故采用固定效应模型，结果表明，社交机器人对老年痴呆人群与对照组相比，能改善抑郁的评分，差异有统计学意义〔SMD=-0.49,95%CI(-0.80～-0.18),Z=3.08,P=0.002〕。2个研究〔16，17〕报告了干预组对混合人群的抑郁评分，结果表明，差异有统计学意义〔MD=-1.22,95%CI(-2.25～-0.19),Z=2.32,P=0.02〕。1个研究〔11〕报告了健康老年人的抑郁评分，结果表明，尚不能证明社交机器人对健康老年人抑郁情况的影响〔MD=-0.30,95%CI(-0.68～0.08),Z=1.54,P=0.12〕。

图4 社交机器人治疗老年抑郁的Meta分析森林图

2.3.2社交机器人对老年人激惹的影响 3篇RCTs〔14,17,18〕，共216位老年人，统计学异质性为(P=0.13，I2=50%)。固定效应模型与随机效应模型Meta分析结果均稳健，差异有统计学意义〔MD=-5.12,95%CI(-7.44～-2.80),Z=4.33,P<0.000 1〕，见图5。按研究对象的不同人群进行亚组分析。1个RCT〔17〕报告了社交机器人对混合人群的激惹影响，Meta分析结果表明，试验组与对照组的激惹评分相当，差异无统计学意义〔MD=1.70,95%CI(-5.36～8.76),Z=0.47,P=0.64〕。

图5 社交机器人治疗老年人激惹的Meta分析森林图

2.3.3社交机器人对老年人焦虑的影响 2篇RCTs〔12,19〕，共79位老年人,统计学异质性为(P=0.32,I2=0%),固定效应模型Meta分析结果显示，社交机器人组治疗老年人焦虑方面显著优于常规护理组，差异有统计学意义〔MD=1.95,95%CI(1.74～2.16),Z=17.92,P<0.000 01〕，见图6。

图6 社交机器人治疗老年人焦虑的Meta分析森林图

2.3.4其他结局指标

2.3.4.1健康老年人的结局指标 Meta分析结果显示，社交机器人对健康老年人在宠物依恋、孤独方面均明显优于对照组(均P<0.001)。但认知水平的得分与对照组相比，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 健康老年人的其他结局指标

2.3.4.2老年痴呆人群的其他结局指标 Meta分析结果显示，社交机器人干预组的抗精神药物使用剂量明显低于对照组(P<0.001)。但认知水平和生活质量评分，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 患有痴呆的老年人群的其他结局指标

3 讨 论

本研究结果表明，社交机器人干预对老年人心理健康有积极的影响，但根据亚组分析显示，社交机器人对不同人群的干预效果也有所差异。社交机器人干预对老年人心理健康的影响效果优于常规护理，能显著降低老年人抑郁、激惹、焦虑评分及宠物依恋、孤独、抗抑郁药物使用剂量方面均优于对照组。分析原因可能是，由于老年人失去家人、朋友、社会角色和身体功能等因素很容易产生抑郁〔20〕，还有一些患有痴呆症等其他精神疾病的老年人，他们因疾病患有各种精神和行为障碍。而老年护理人员在与老年人交流的同时，由于缺乏共同的话题或因为疾病的原因不能配合活动，护理人员发现与老年人沟通很困难，从而对老年人及其照顾者的生活质量都有负面影响〔21〕。随着科学技术的发展，各种类型的陪伴型机器人，有人性、动物形或具有独特外观的机器人被开发出来与人类互动，这些机器人像生命体一样，在接受外界刺激的同时，带着目的和动机独立行动。它们的身体有着丰富的视觉、触觉和听觉等传感系统。皮肤表面有着柔软的触觉传感器，在使用者触摸时检测到位置和力，还能根据使用者与他们互动时的表情判断他们的心情。机器人通过其可爱的外表，独特的行为动作(跳舞、与老年人做游戏等)，身体互动(如抚摸、拥抱、亲吻等动作)来刺激人类的不同感官，提高老年人的语言和运动能力，增加了欢乐，有助于减少其抑郁、激动和焦虑心理，对非常喜欢和社交机器人互动的使用者尤其如此，从而减少精神药物使用的剂量〔19，22，23〕。日本学者〔24〕发现，干预后的老年人其尿液中的17-酮类固醇硫酸盐和17-羟基皮质类固醇结果显示老年人的压力反应有效改善，克服压力的能力也有所提高。此外，在团体活动中，社交机器人还充当了老年人与其他老年人、护理人员或其他照顾者互动的媒介，帮助他们放松和保持与世界的联系。

本研究纳入文献的样本量较少，混合人群中有痴呆和健康的老年人，患痴呆程度不同。纳入文献的研究对象数量较少、干预时间较短。

此外，学者Tanaka等〔11〕对患有痴呆的老年人使用磁共振成像(MRI)检测发现，与社交机器人互动后，对老年人的额叶皮质有良好影响，对于患有痴呆的老年人，有50%的皮层神经元活性因子在与机器人互动时得到改善，证明可以改善痴呆患者的额叶皮层和记忆功能。其改善认知功能的机制可能是，交流机会的增加有助于良好的认知结果，而沟通是维持动机的必要条件，动机改善认知功能。因此，与机器人生活在一起所带来的动机增加，有助于减少老年痴呆症患者的激惹行为，减少言语攻击和焦虑的发作，增加社会交往，有助于提高认知能力，与本研究的结论一致。由于研究选择的样本量小，研究对象与机器人生活的时间较短，且操作步骤不统一，不足以充分评估机器人对认知功能的影响。

纳入的10篇文献〔10～19〕均未报告社交机器人对老年人产生不良反应及安全问题。这些机器人都是经过上万次安全和耐用性测验，它们的皮肤具有抗菌耐脏的特点，避免了细菌滋生和传播，为防止有心脏起搏器的人群受到影响，机器人内部设计有电磁屏蔽，以保证使用者的安全。根据一项调查研究〔24〕结果显示，人们对社交机器人的评价较高，在许多国家都被广泛接受并占有重要地位，表明其不受文化差异影响。机器人柔软的外表，有趣的动作，愿意与老年人互动使得它们很容易被老年人所接受。并且，它们的设计简单，只有一个电源开关和充电器，可以随时随地使用，甚至不需要任何专业知识和陪护人员在场，从而大大减少经济成本及护理人员和其他照顾者的负担。

本系统评价存在的局限性有：(1)纳入的研究语言仅为中英文，可能存在检索不全的风险；(2)纳入文献的研究对象、干预实施步骤尚不完全统一、疾病程度也不相同，可能对结果造成影响。

综上，由于我国老龄化的加速及养老护理人员的短缺，老年人的心理护理也是养老护理的工作重点之一。社交机器人不仅能丰富老年人的生活，治愈其心灵，有效改善老年人心理健康，还能减少照顾者负担、不受文化差异影响，具有为老年人提供心理健康服务，节省护理人力资源和提高老年护理质量的巨大潜力，随着科学技术的不断发展，未来将社交机器人应用于我国老年护理领域是一个新兴的领域。不过，受纳入文献的质量和数量的局限，今后还需规范统一、大样本、更完善的研究论证上述结论，并确定社交机器人治疗老年人心理健康的具体干预措施步骤。