辅助机器人在帕金森病病人中的应用研究进展

2022-12-02祁郑晴陈微许虹

护理研究 2022年22期

关键词：步态帕金森病康复训练

祁郑晴，陈微，许虹

·科研综述·

辅助机器人在帕金森病病人中的应用研究进展

祁郑晴1，陈微1，许虹2*

1.杭州师范大学护理学院，浙江 311121；2.杭州师范大学健康与护理研究院

对辅助机器人在帕金森病病人中的应用内容、应用效果等进行综述，并提出相关建议，以期为辅助机器人在我国帕金森病病人中的应用研究提供参考。

机器人；帕金森病；辅助治疗；康复训练；综述

帕金森病（Parkinson's disease，PD）作为一种慢性进行性神经退行性疾病，主要以多种运动障碍为特征，包括静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势步态异常等，同时伴有大量非运动症状，是导致老年人残疾的最常见原因之一[1]。随着互联网和人工智能在医疗服务行业中的广泛应用，辅助机器人在帕金森病病人中被应用，具有节省人力、物力资源、干预效果和临床效益良好等特点[2]。目前，我国辅助机器人已被应用于痴呆症病人[3]和脑卒中病人[4]，在帕金森病病人中的应用研究主要为机器人辅助康复训练、辅助脑深部电刺激（DBS）手术治疗等[5]。现对机器人在帕金森病病人中的应用状况进行总结和分析，以期为提高我国帕金森病病人的医疗服务质量提供参考。

1 应用内容

1.1辅助评估诊断统一帕金森病评分量表(UPDRS)及帕金森病Hoehn⁃Yahr分期是目前帕金森病病人使用最广泛的临床评估方法，但随着技术的进步，机器人越来越多地被应用于帕金森病病人的评估工作，可以为病人进行精确、客观、实时的评估。国外学者使用具有触觉控制功能的集成机器人技术平台量化帕金森病运动症状谱，主要是使用KINARM外骨骼机器人客观量化病人运动迟缓、僵硬和姿势稳定性症状，能够有效区分帕金森病病人与健康人群[6]。另一种用于评估帕金森病病人动态平衡的机器人[7]通过测量病人稳定身体平衡的时间及运动幅度等评估病人运动状况、活动能力，可用于帕金森病病人的平衡评估和康复训练。此外，也可通过帕金森病病人与机器人间的击球游戏评估病人认知和运动功能[8]，病人通过接受虚拟现实技术的视觉反馈进行上肢运动，机器人准确测量病人手速和运动区域内击中目标的总数，从而精确评估病人运动障碍情况。未来还可利用机器人评估病人日常活动能力、临床试验中的运动症状治疗效果及预测疾病进展等。

1.2辅助手术治疗帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病，脑深部电剌激手术以其微创、安全的优势成为帕金森病外科治疗的首选方式，而机器人辅助技术可显著提高神经外科手术效率、准确性和安全性, 有效缩短脑深部电剌激手术治疗帕金森病的时间，具有适应证广、临床疗效确切等优势[9⁃10]。Paff等[11]以帕金森病病人为研究对象，将机器人辅助脑深部电剌激术与传统基于框架的手术结果进行比较发现，两组病人平均运动评分和左旋多巴等效每日剂量（LEDD）变化差异不明显。但与传统手术相比机器人辅助流程增加，导致系统误差与偶然误差机会增多[12]，操作时应引起医护人员重视。此外，机器人辅助手术治疗对于手术室护士要求较高，巡回护士需接受机器人辅助手术的术前访视、特殊体位安置等护理操作培训，并掌握手术间环境布局，与洗手护士术中精细配合[13]，以顺利辅助机器人手术的开展，保障病人生命安全。

1.3辅助康复训练康复护理旨在使帕金森病病人保持最大程度的活动能力和独立性，机器人辅助康复训练一般是通过可重复运动训练提高帕金森病病人的神经可塑性以恢复病人运动功能[14]。当前，机器人辅助康复训练主要针对帕金森病病人的上下肢运动功能，旨在改善病人姿势不稳、动静态平衡、步态冻结等问题。

1.3.1辅助上肢康复训练目前针对帕金森病病人的上肢康复研究较少。Kishi等[15]应用可穿戴机器人对病人上肢进行交互式节律性触觉刺激，结果表明，病人在机器人辅助下手臂摆动幅度、速度明显增加，干预效果可以持续至干预后一段时间。Picelli等[16]使用可提供前臂旋转和手腕屈伸的机器人辅助设备对病人进行10次训练，并通过九孔柱测试评估病人手灵活性，结果显示，病人上肢灵活度及手部灵巧度有所提高。但由于不同研究中使用的评估工具不同，测定结果无法进行比较。今后需制定针对帕金森病病人的精准、全面、灵敏性较高的上肢运动功能评估工具，以进一步明确机器人辅助手臂训练改善帕金森病病人上肢功能的效果。

1.3.2辅助下肢康复训练下肢康复训练辅助机器人主要通过协助帕金森病病人进行步行训练改善病人步态参数，如Flexbot、Lokomat下肢康复机器人等[17⁃19]。刘燕平等[20]应用Lokomat下肢康复机器人对帕金森病病人实施步行训练，每周5次，每次30 min，并采用Berg平衡量表评定病人平衡功能、预测病人跌倒风险，采用6 min步行测试评价病人步行耐力等，结果显示，Lokomat下肢康复机器人辅助步行训练可显著提高帕金森病病人的平衡能力和步行能力。已有研究显示，与传统康复训练比较，重度帕金森病病人使用辅助机器人后下肢康复效果更佳[21⁃23]。未来医务人员可使用机器人加强对重度帕金森病病人的辅助步态训练，并根据病人疾病状况设计个性化的康复训练方案，为病人制定适宜的训练强度和频率。

2 应用效果

2.1减少姿势不稳姿势控制能力下降使帕金森病病人身体稳定性和协调性降低，且姿势不稳会随着帕金森病的进展逐渐加重，增加照护者的照护负担[24]。机器人辅助技术能够评估病人在受干扰、不受干扰和不稳定条件下保持直立姿势的能力，并通过测量病人反应，评估和发现病人姿势障碍问题[25]，协助医护人员进行早期预防和治疗。Picelli等[26]将34例Hoehn⁃Yahr分期为3期和4期的帕金森病病人随机分为两组，分别对其进行传统式步态训练及机器人辅助训练，结果表明，机器人辅助步态训练可以减轻病人姿势不稳定性。未来研究人员可为帕金森病病人量身定制机器人辅助平台，制定针对性的康复训练计划，以提升病人姿势稳定性。

2.2降低跌倒发生率机器人辅助步行训练（robot⁃assisted gait training，RAGT）可帮助病人提高动静态平衡能力并恢复病人步行能力，其效果优于传统跑步机训练，能够有效预防跌倒，重建病人正常步态[27]。Bevilacqua等[28]的研究中，技术干预组使用Tymo系统或Walker View进行30 min的传统治疗和20 min的机器人系统治疗，Tymo系统是用于平衡和姿势控制训练的无线平台，Walker View是一款配备8个称重传感器和1个3D摄像头的跑步机器人，病人以舒适速度行走，同时机器人进行心脏活动监测，为病人提供视觉和听觉反馈以达到实时纠正步态的效果，物理治疗师根据病人行走数据和临床状况制定针对性的步态训练，结果显示该方法可有效改善病人步态，降低病人跌倒发生率。

2.3提高运动能力机器人辅助康复系统作为帕金森病病人的非药物治疗手段之一，能够准确预测和纠正病人运动轨迹，改善病人运动功能。已有研究表明，在高科技设备辅助下进行运动训练的帕金森病病人上肢运动能力得以改善[29]。机器人辅助步态训练在帕金森病病人的某些运动方面显示出比传统干预更好的临床效果，如与跑步机训练相比较，机器人辅助能够重复强化步态训练，显著提高病人耐力和行走速度，尤其对于有严重步行障碍的病人具有更大优势[30]。一项研究显示，机器人辅助对轻度帕金森病病人的步行运动能力干预效果较为明显[23]。当前，机器人辅助技术提高帕金森病病人运动能力的证据尚不一致，研究人员需要进一步深入探索。

2.4改善生活质量震颤是帕金森病病人的一种常见症状，疾病后期可能导致病人生活不能自理，严重影响病人生活质量[31]。Nguyen Truong等[32]设计了一款可以辅助自我喂食的机器人以协助帕金森病病人进食，该机器人拥有机械手和食物托盘，可通过互联网技术将食物相关信息、数据发送至信息控制中心，系统根据营养标准分析数据，并结合病人健康状况和需求控制机械手和食物托盘运动，进而改善病人营养状态[33]。Wilson等[34]研制的一种抑制手部震颤的助餐机器人，可帮助因震颤无法进餐的帕金森病病人，使其能够独立进食。Valenti等[35]研发的一款用于检测帕金森病病人情绪状态的伴侣机器人，可通过识别帕金森病病人的语言、面部表情、手势等推断病人情绪状态，有利于护理人员对病人进行针对性的心理护理，从而减轻病人负性情绪，改善病人生活质量。

3 建议

辅助机器人在帕金森病病人中的应用使护理领域对护士的要求进一步提高，为使机器人辅助技术在我国帕金森病护理领域更好的发展，提出以下建议：①培养机器人专科护士，培训内容包括辅助机器人的使用和管理、医生和麻醉医师的手术配合、应用辅助机器人监测病人健康信息的方法、根据检测数据发现问题并做出正确应对的措施从而提升护理质量。②目前，医学领域机器人主要针对病人运动症状进行康复治疗，对于帕金森病病人的非运动症状、心理支持以及照护者支持研究较少，未来医护人员以及研发人员应关注陪伴机器人、社交机器人等的研发与应用，从而对帕金森病病人社会心理产生积极影响。③探索机器人辅助帕金森病病人治疗、康复中的新模式，如将叙事医学护理模式[36]、Robocare护理模式[37]、精益护理模式[38]等应用于机器人辅助治疗，以减轻病人疼痛、降低并发症发生率，改善病人负性情绪和生活质量。④已有研究显示，中医治疗结合康复机器人训练能够改善早期帕金森病病人的非运动症状，可减轻病人焦虑，改善病人睡眠，提高病人自主神经功能等[39]，我国医护人员可将中医与机器人辅助治疗相结合，研发机器人辅助帕金森病的中医治疗手段。

4 小结

机器人辅助技术已经广泛应用于医疗领域，将其应用于帕金森病病人能够有效协助病人的临床评估诊断、手术治疗、康复训练等，有利于减少帕金森病病人的姿势不稳症状，并提高其运动能力，降低跌倒发生率，改善病人的生活质量。

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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

祁郑晴，护师，硕士研究生在读

许虹，E⁃mail:Xh3674@sina.com

祁郑晴,陈微,许虹.辅助机器人在帕金森病病人中的应用研究进展[J].护理研究,2022,36(22):4049⁃4052.