智能机器人在护理健康教育领域中应用的范围综述

2024-05-24梅紫琦金胜姬李玮彤柏亚妹宋玉磊李伊婷王萌徐桂华

护理学报 2024年7期

梅紫琦，金胜姬，李玮彤，柏亚妹，宋玉磊，李伊婷，王萌，徐桂华

（南京中医药大学护理学院，江苏南京 210023）

护理人力短缺和工作负荷过重是全球共同面对的挑战[1]。智能机器人技术的发展为解决这一问题提供了可能。护理人员认为机器人应承担重复程度高、劳动强度大、技术含量低的基础性工作，并对患者不造成任何伤害，健康教育分外符合上述要求[2]。智能机器人能使护士从繁复、机械的传统健康教育中解放，使其将更多精力投入到专业化工作中，从而提升护理质量。目前研究者越来越关注智能机器人在健康教育领域的应用前景，但机器人能否胜任健康教育工作者这一角色尚未可知。本研究以JBI 循证卫生保健中心发布的范围综述指南为指导[3]，对智能机器人在护理健康教育领域中的应用相关文献进行汇总分析，以全面了解该领域的研究进展，探索现有研究的局限性和未来的研究方向。

1 资料与方法

1.1 明确研究问题基于PCC（Population, Concept,Context）原则[4]，本研究研究对象（P）：有健康教育需求的人群，如患者、医护等。研究概念（C）：智能机器人为具有真实物理形态的具备一些与人或生物相似智能能力的自动化机器[5]，不包括无真实形态的使用自然对话语言与人类用户进行交流的智能对话机器人（如： ChatGPT 等）[6]。护理健康教育是指传播具有护理特色的科学健康知识、观念、方法和技能的方法[7]。研究情境（C）：研究对象接受智能机器人健康教育的情境，包括医院、学校等。经文献回顾以及头脑风暴，明确本研究主要问题为智能机器人在护理健康教育领域的应用现状、智能机器人常用类型、健康教育形式、交互模式、应用评价指标等，探明智能机器人健康教育的优势、限制以及未来前景。

1.2 文献的纳入及排除标准文献纳入标准为（1）研究对象：有健康教育需求的人群；（2）研究概念：基于智能机器人交互的面对面健康教育；（3）研究情境：研究对象接受智能机器人健康教育的情境。（4）研究设计：随机对照试验、类实验研究、质性研究、混合性研究。

文献排除标准：（1）基于无真实形态的智能对话机器人的健康教育以及由人类主导的健康教育；（2）侧重于智能机器人技术的发展；（3）研究计划书、指南、意见和政策性文件；（4）综述性文献；（5）除中英文以外的语种；（6）无法获取全文。

1.3 文献检索检索Cochrane Library、Embase、PubMed、Web of Science、CINAHL、维普中文科技期刊数据库、中国知网、万方医学期刊数据库，检索时限为建库至2023 年12 月31 日。中文检索式以万方医学期刊数据库为例：（“健康教育” OR “健教” OR“卫生教育” OR “健康宣教” OR “健康促进” OR“健康素养” OR “健康管理” OR “患者教育” OR“健康意识” OR “健康宣传” OR “健康知识” OR“公共卫生”）AND （机器人）。英文检索式以PubMed为例，具体检索策略见图1。

图1 PubMed 检索策略

1.4 文献筛选与资料提取首先，将检索到的文献导入EndNote 20 软件去重。再由2 名研究生阅读文献标题和摘要，筛选与主题相关的文献。在此基础上进行全文阅读，根据纳排标准筛选，确保文献内容与研究主题契合。最后，使用Excel 表格提取信息，并进行交叉核对。若出现分歧，请第三方解决。信息提取内容包括：（1）基本信息，如国家、作者、发表年份等；（2）重点内容，如健康教育形式、交互模式、评价指标等；（3）调查信息，如样本量、教育时长、使用感受等。

2 结果

2.1 文献检索结果初检获得4 791 篇文献，其中Cochrane Library（n=235），Embase（n=625），PubMed（n=394），Web of Science（n=2 590），CINAHL（n=511），中国知网（n=130），万方医学期刊数据库（n=278），维普中文科技期刊数据库（n=28）。去除重复文献后剩余3 848 篇，阅读题目和摘要初筛后排除3 783 篇；阅读全文复筛剩余的65 篇文献后，排除49 篇，纳入16 篇；此外，追踪纳入文献的参考文献，补充获取3 篇相关文献，最终纳入19 篇文献。

2.2 纳入文献的基本特征共纳入19 篇文献，基本情况见表1。

表1 纳入文献基本信息表（n=19）

2.3 智能机器人在护理健康教育领域中的应用

2.3.1 智能机器人类型、健康教育形式以及交互模式常见健康教育机器人类型分为类人形、动物形、机械形等。类人形机器人在其中占据主要地位，它们与人类相似的物理结构和运动模式，能更好地模仿人类互动交流，满足患者需求。其中最受欢迎的是Nao、Pepper 两款类人形机器人，它们外形可爱，搭载多个传感器模块（例如视觉、触觉、听觉、表情等），可实现不同交互模式[27-28]。另外还有2 种机械形机器人，分别是带屏幕的机械车[20]和宠物蛋形机器人[17]。它们外观呈机械化，互动感略逊于人形机器人。

机器人搭载不同传感器模块影响健康教育形式和交互模式。配备语音识别技术可实现语音交互，可实现知识问答和健康故事[8-26]。屏幕模块可用于教育视频和课件，结合语音交互实现视听交互[8-26]。触觉感知模块使机器人能够感知用户触摸，实现更具情感的人机交互[15]。人形机器人因肢体相似性和自由度可模拟动作，如戴口罩和保持社交距离，实现肢体交互[16]。儿童健康教育常采用游戏、故事和动画等趣味形式[8-9,15,23]，成人认知水平更高，则更倾向于知识问答和课件[10-14,17-22,25-26]。

2.3.2 智能机器人健康教育应用的评价指标所纳入的文献应用了不同的理论、模型以及概念来制定智能机器人在护理健康教育领域中的评价指标。

2.3.2.1 基于知信行理论的评价指标知信行理论包括获取知识、产生信念和形成行为3 个过程[29]，该理论常用来评价智能机器人健康教育效果。周慧敏团队[10]使用智能机器人对甲状腺癌术后碘131隔离患者进行健康教育，实验组知晓率为92.66%，对照组为76.64%，差异具有统计学意义。 Connolly 等[18]运用Pepper 机器人对糖尿病患者进行健康教育，使用糖尿病态度量表评估健康信念认同状况。Triantafyllidis等[20]在跨理论模型（The Transtheoretical Model，TTM）的指导下，对儿童进行肥胖预防健康宣教，教育结束1 周后，约77%的儿童至少在健康饮食、身体锻炼和教育赋权3 个领域有1 项健康行为改变。

2.3.2.2 基于整合型技术接受模型的评价指标2003 年Venkatesh 等[30]提出整合型技术接受模型（Unified Theory of Acceptance and Use of Technology，UTAUT），包括绩效期望、努力期望、社会影响和促成因素四大要素，常以其构建评价指标，评价智能机器人健康教育使用感受，预测解释度高。有3 篇文献描述了研究对象对智能机器人健康教育使用态度，提取6 个研究结果，见表2。研究者根据UTAUT 模型将质性资料归纳整合，形成10 个新类别，汇总为4 项整合结果，见图2。

表2 研究对象对智能机器人健康教育使用感受（n=3）

图2 研究对象对智能机器人健康教育使用感受整合结果

2.3.2.3 心理学相关评价指标在重视心理健康的背景下，从心理学视角解读智能机器人健康教育应用效果已逐渐开始应用，如：焦虑、痛苦、情感参与等。Chang 等[24]关注患儿静脉输液前焦虑这一心理感受，采用机器人陪伴式教育，实验组相比于对照组焦虑评分降低，2 组之间的焦虑差异具有统计学意义。智能机器人在人机交互过程中扮演了“朋友”或“亲人”的角色，模拟一个类似于现实交谈的情境，与使用者互动、交谈、学习，进而满足使用者情感需求，降低焦虑、抑郁等负面情绪。

2.3.2.4 其他评价指标此外，一些研究从护理管理角度研究机器人的使用效果，例如护理工时、护理满意度等。李艳等[13]在医院病房内进行了1 项对200例冠心病患者的类实验研究，结果显示实验组的健康教育护理工时比对照组时间明显缩短，且出院时实验组护理满意度优于对照组，差异均有统计学意义。智能机器人能够24 h 不间断答疑，互动宣教模式直观生动，可以提高健康宣教工作效率，或将成为临床上护理工作者的好助手。

3 讨论

3.1 智能机器人在护理健康教育领域中的应用优势健康教育需贯穿全生命周期，早已成为医护临床工作的重要组成部分，智能机器人在健康教育领域中应用具备以下3 个优势。（1）减轻医护人员工作压力。目前临床健康教育模式消耗医护大量时间精力[31]，且某些健康教育内容存在同质性，医护常做机械重复的健康教育工作，缺乏幸福感[32]。智能机器人可以多次、反复地提供健康教育，解答患者疑问，协助医护人员完成繁重、琐碎的任务，从而减轻工作压力。（2）智能机器人支持多种教育形式，提升宣教质量。传统的健康教育形式多为口授或纸媒，被教育者多是单方面听取信息，被动接受，因此相关知识不易掌握且遗忘速度快。智能机器人搭载屏幕或投影仪，可以使用文字、图像、动画、声音和活动视频等多种形式的媒体信息，以多样、形象、生动、直观、交互的方式呈现教育内容，提升了教育质量。（3）智能机器人健康教育知识体系科学全面。机器人整合了海量文献、临床指南和专业知识，构建了多元异构的知识库系统，提供了专业且全面的教育知识技术基础。

3.2 智能机器人在护理健康教育领域中的应用限制智能机器人在护理健康教育领域中的应用限制主要包括技术限制和伦理道德限制。其中，智能机器人技术缺陷是制约用户使用的问题核心。例如，语音交互技术的准确性会受到方言、口音等因素影响，网络问题会导致机器人响应延迟，以及运动过程中可能产生的碰撞、噪音问题等。此外，智能机器人内置的健康教育知识图谱受到构建者专业背景的限制。目前，知识图谱主要由计算机领域的研究人员构建，主要关注于算法的创新和优化，而忽视了临床应用价值[33]。因此，需要构建以医护人员为主导的医学健康教育知识库，以满足临床实际应用的需求[34]。其次，智能机器人健康教育的伦理道德限制也是一个不容忽视的问题。由于智能机器人在社会中的普及程度较低，部分人对其认可度不高，并担心其可能带来的一些威胁，如加重认知负担、带来社会隔离等[16]。此外，一些智能机器人搭载了人脸识别功能[10]，存在隐私泄露的风险，可能影响用户的体验和信任度。

3.3 智能机器人在护理健康教育领域中的应用前景随着技术的不断创新和发展，智能机器人在健康教育中的应用将更加普及和深入，可以从以下几个方面展望其未来发展。（1）技术创新与跨学科合作。未来可以组建跨学科的团队，包括医学、计算机学、工程学、语言学等领域专家，共同致力于智能机器人技术的研发与创新，如深入真实临床世界，采集语音数据，构建符合我国国情与临床实际的医学情感术语数据库。（2）数据驱动的个性化服务。通过收集大量的临床数据和用户反馈，促使机器人提供个性化健康教育，根据不同人群的需求和特点，量身定制相应的教育内容和方式。（3）医护人员参与合作。未来，医护人员应更加积极地参与智能机器人的设计、开发和验证过程，确保智能机器人能够更好地适配临床实际需求，提高用户的满意度和信任度。（4）临床试验与证据支持。未来需要开展更多的大样本、高质量的临床随机对照试验，为其应用提供更加可靠的证据支持。（5）伦理道德的重视和规范。在推动智能机器人在健康教育中的应用时，需要高度重视伦理道德问题，确保智能机器人的操作、使用等各个环节符合伦理规范，保护用户的隐私和权益。总的来说，智能机器人在健康教育领域的应用前景非常广阔，但同时也需要在技术、数据、人文等多个方面持续不断地进行创新与探索，以更好地满足人们对健康教育的需求，促进社会的健康发展。