失能老年人辅助设备应用研究进展

张昊睿 黄迅 董丽

作者简介 张昊睿，护士，硕士研究生在读

通讯作者 董丽，E?mail：15022008086@139.com

引用信息 张昊睿，黄迅，董丽.失能老年人辅助设备应用研究进展[J].护理研究，2024，38（12）：2199?2201.

Research progress on the application of assistive devices for disabled elderly people

ZHANG Haorui， HUANG Xun， DONG Li

Graduate School of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine， Tianjin 301617 China

Corresponding Author  DONG Li， E?mail： 15022008086@139.com

Keywords  disabled elderly people； assistive devices； nursing； review

摘要  主要对辅助设备及其在失能老年人中的应用进行综述，同时对其使用中的不足及未来发展方向进行阐述，以期为我国在失能老年人医疗护理领域的研究提供参考。

关键词  失能老年人；辅助设备；护理；综述

doi：10.12102/j.issn.1009-6493.2024.12.024

失能老年人是指在日常生活中丧失活动和生活能力的60岁及以上的老年人[1]。随着医疗技术的进步，老年人失能失智的发生率随着人口预期寿命的增长而迅速攀升[2]。研究显示，我国失能老年人数量将在2050年突破9 700万人[3]。由于身体机能的减退，失能老年人需要进行长期护理，且医院和商业机构的护理费用高昂，护理费用已经让大多数家庭无力承担[4]。近年来，研究者对辅助设备越来越感兴趣，一些机器人设备可用于增强失能老年人在日常生活活动中的生存能力[5]。随着相关领域专家对辅助设备的不断研发与改进，更多辅具出现在失能老年人家中，可以有效改善其生活质量，减轻家庭经济与照护负担。本研究对辅助设备进行概述，并对其在失能老年人中的应用、不足及未来发展方向进行综述，以期为我国在失能老年人医疗护理领域提供新的方案。

1  辅助设备概念

辅助设备是指能够有效防止、补偿、减轻或替代因残疾造成的身体功能减弱或丧失的产品、器械、设备或技术系统[6]。凡是能够帮助残疾人，使其生活便利，克服残疾影响，提高社会参与感和自我护理能力的器具，都称为辅助器具，包括下肢外骨骼机器人、自动跌倒检测设备、智能言语辅助系统、轮椅、助行器以及护膝、护理床、手套等。

2  辅助设备在失能老年人中的应用

2.1 言语辅助

构音障碍是一种常见的神经运动语言交流障碍，由神经损伤引起[7]。这种情况一般与身体疲惫残疾有关，因此个人不仅有沟通困难，而且难以与数字设备互动[8]。故而对于患有神经系统疾病的人来说，辅助技术变得越来越重要，并且是一项相当复杂的任务。Srinivasan等[9]提出了一种基于多视图表示的语音辅助系统，可以识别无序的语音并将其转换为相应的单词标签；这些单词标签被合成为看护者可以理解的正常语音；即使对于声音相似但不同发音的单词，该系统也具有很好的辨别力。语言辅助系统虽有助于提高病人沟通能力，减轻孤独感，改善其生活质量，但实施该系统载体的便利性以及可行性有待进一步优化与验证。

2.2 阅读辅助

全球范围内，至少有22亿人近视力或远视力受损，大多数视力受损者和盲人的年龄超过50岁[10]。随着机体的衰老，老花眼和白内障是不可避免的[11]。在智能时代，使用阅读软件或触觉系统可以有效改善老年人阅读困难的问题。Smaradottir等[12]介绍了一款屏幕阅读器VoiceOver，它允许用户通过手势与手机界面进行交互，并通过语音反馈指导老年人操作。Kiyota等[13]在VoiceOver的基础上创建一个数字智能终端，允许视觉有缺陷的人通过“手指追踪”对显示的文本字符进行触觉阅读，快速识别出想要的内容。阅读辅助工具在视障人群中应用可以有效满足其精神生活的需要，但是在应用程序中存在一些缺陷，而且相关操作手势过于复杂，未来需要相关领域专家进一步完善。

2.3 跌倒监测辅助

老年人跌倒的高发生率成了一个主要的公共卫生和临床健康问题[14]。跌倒事件的发生毫无预警，尽早预防突发事件的发生至关重要[15]。因此，跌倒监测技术被逐渐开发出来。Rice等[16]对使用轮椅和助行车的老年人进行统计，根据参与者的意见为跌倒监测设备的设计提供信息，以最大限度地提高可用性并防止技术被遗弃。Ezatzadeh等[17]提出一种基于多摄像机的跌倒检测方法（MC?FD），可以有效解决透视问题，防止有物体遮挡而导致误检测和误报警。虽然监控系统在老年跌倒中至关重要，可以防止因长时间平躺而造成的后续危害，但监控系统对病人行动轨迹的精准跟踪与隐私保护形成悖论，不利于临床推广。

2.4 用餐辅助

部分失能老年人无法行走、进食，不仅影响正常生活，还会增加他们的无助感。助餐机器人等辅助设备可以帮助残疾人并支持老年人进行日常活动[18]。然而，现有的助餐机器人由于用户界面不直观，操作不方便，需要额外的时间和精力。Ha等[18]提出了基于脑电图混合脑机接口（BCI）系统的进餐辅助机器人，该系统仅利用从头皮电极获得的信号，即可了解老年人的用餐意图以及用餐时间，进餐辅助机器人在残疾人和老年人进餐中的应用有效提高了其自尊并改善了生活质量。

2.5 康复辅助

随着老龄化进程加剧，更多慢性病致残老年人需要进行康复[19]。目前，由于护士和治疗师相对匮乏，失能老年人的康复训练成为研究热点[20]。因此，迫切需要康复辅助设备，使老年人和残疾人能够在不需要专业护理的情况下进行训练运动。Zhang等[21]开发了一种“主动”的老年康复训练装置，即MOVING UP。它是一种新型下肢外骨骼康复器，实现了失能老年人在家人或照顾者的协助下，通过辅助设备用手带动腿部进行主动下肢康复训练。由于病人体重差异带来的挑战，Zhang等[21]还提出了一种自适应模糊控制方案，根据体重调整控制输入，进一步完善该装置的精准性。Gao等[22]提出了一种拟人化、多自由度的电动驱动下肢外骨骼康复机器人助行器。该机器人采用主被动拟人化设计，使用仿生人工膝外骨骼和被动刚柔耦合踝关节外骨骼辅助病人进行康复运动，让失能老年人具有更好的佩戴舒适度和运动灵活性。人工骨骼的开发与使用，减轻了医护人员的照护负担，也减轻了家庭的经济负担，但是机器不能与病人进行互动与教学，缺少一定的人文关怀，长期使用会造成孤独感。

2.6 控制辅助

控制辅助设备在失能老年人日常生活中发挥重要作用，极大避免因身体不便导致拿取东西困难的情况。Li等[23]开发了一种新颖的3D凝视方法并将其集成到双眼跟踪系统中，以准确跟踪真实环境中人的3D凝视，进而通过人机交互方式准确操纵机械臂拿取物品，给失能老年人带来便利。Bonenberg等[24]设计了一个模块化橱柜，该橱柜由两个存储层组成。3个上部储藏室均配有电力推进和机电转向，因此其内容物可以降到下部模块的空置空间中，下部模块也配备了相同的推进和转向，可以进行上下部的转换。该橱柜的发明方便了老年人和残疾人进入厨房储藏区，最佳地利用橱柜空间，包括通常不可用的最高点。Dhatchayeny等[25]提出了一种基于使用眼电图（EOG）的辅助可见光通信（VLC）的新型智能设备控制方案。用户的眼球运动模式通过 VLC 链路传输以控制智能设备。该方案可以高效、准确地命令智能设备，同时保持无线通信链路。人机交互模式有助于控制设备，让失能老年人享受智能家居带来的好处，但其昂贵的成本能否真正用于大众的生活之中，需要进一步的检验。

2.7 移动辅助

众所周知，由于医疗保健水平的不断提高，人口老龄化是一种全球现象。随着人口老龄化，失能、半失能老年人越来越多，移动辅助器具逐渐被学者所研发，并应用在失能老年人的行走和日常生活之中[26]。Sang等[27]提出了一种低成本实用的轮椅担架辅助机器人。该机器人可以在轮椅和担架之间转换。轮椅形式可以自主移动，方便老年人轻松完成如厕、户外等基本日常活动。担架形式可自动调节高度并与床对接。机器人还可以与运输装置配合使用，将病人在床和担架之间移动，从而提高舒适度并防止对病人造成伤害。Lee等[28]开发一种坐站运动辅助椅，通过负载传感器检测用户的体重，并根据用户的体重和偏好自行调整速度帮助他们站起来。辅助椅的应用有效解决了失能老年人下肢肌肉无力、平衡力较差所导致无法独立站立的情况。Xu等[29]在助行机器人的基础上提出一种共享控制（SC）算法，通过学习不同失能老年人的操作习惯和运动能力，使智能助行机器人自主适应不同的用户，提高用户的可用性和舒适度。将行动辅具用于失能病人日常生活，可以帮助他们日常出行，提升自我认同感，减轻自身的自卑感、孤单感。另外，随着相关技术不断成熟，辅具可以根据老年人个体指标进行精准服务，有效提高老年人的舒适度。

3  不足与展望

随着老龄化进程的加剧，失能老年人数量越来越多，相关辅助设备在失能老年人日常生活中应用是当今的发展趋势。但是辅助设备的研发设计与实际应用间仍存在不小差距。跌倒检测辅助工具需要24 h对病人进行视频监测，老年人的隐私不能受到有效保护，而且我国在相关法律领域缺少监管政策，这也就会导致老年人的依从性较差，该类设备难以大范围推广使用。未来我国应完善相关领域政策法规，使用安全信息通道对病人隐私进行保护，防止隐私泄露。康复设备尚不能与病人进行沟通交流，在康复治疗期间病人略显孤独感，且容易对治疗效果产生怀疑。未来应加强该领域研究，在治疗期间充分体现人文关怀。还有一部分辅具不能根据病人自身指标进行调整，只是按照大部分人指标进行设计研发，无法实现精准医疗在老年人中的应用。我国在辅助设备研发设计上仍处于萌芽阶段，还有不少问题值得进一步解决，临床工作人员应多与相关领域专家沟通交流，让其了解老年人的生活需求，设计出的辅具经过多中心随机对照试验验证有效后，再投入使用。

4  小结

随着科学技术的进步，辅助设备逐渐出现在失能老年人的日常生活之中。但是辅助设备在实施过程中，仍存在隐私泄露、财产负担过重、缺少人文关怀、缺少精准性等诸多问题，可能会影响辅具在老年人中的推广与使用。未来我国应加强监督机制防止隐私泄露；对辅助设备进行一定的补贴，减轻家庭经济负担；加强人才建设，研究出更加精确、更具有实用性的仪器，进而有效提高失能老年人的生活质量，提高其生活便利程度，减轻家庭照护负担。

参考文献：

[1]  陈习琼.中国老年人口失能现状及地区差异[J].中国老年学杂志，2022，42（5）：1197-1201.

[2]  孙敬华，刘朝旭.政策工具视角下中国老年长期照护政策量化研究[J].中国卫生政策研究，2023，16（6）：73-78.

[3]  赵敏，张维亮.失能老年人居家养老护理现状分析[J].护理研究，2022，36（7）：1225-1228.

[4]  SUN Y J，WU X H.Research on community respite service for disabled elderly based on community theory[G]//Proceedings of the 2018 International Seminar on Education Research and Social Science.France：Atlantis Press，2018：1.

[5]  CHATTERJEE S，ROY S.A low-cost assistive wheelchair for handicapped & elderly people[J].Ain Shams Engineering Journal，2021，12（4）：3835-3841.

[6]  辅助技术和辅助器具的定义[EB/OL].[2023-06-20].https：//www.gov.cn/fuwu/cjr/2009-05/07/content_2630728.

[7]  SALIM S，SHAHNAWAZUDDIN S，AHMAD W.Automatic speaker verification system for dysarthric speakers using prosodic features and out-of-domain data augmentation[J].Applied Acoustics，2023，210：109412.

[8]  ALMADHOR A，IRFAN R，GAO J C，et al.E2E-DASR：end-to-end deep learning-based dysarthric automatic speech recognition[J].Expert Systems with Applications，2023，222：119797.

[9]  SRINIVASAN M，SHANMUGANATHAN C，GUPTA S M K，et al.Multi-view representation based speech assisted system for people with neurological disorders[J].Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing，2021.DOI：10.1007/s12652-020-02764-8.

[10]  世界卫生组织.视力损害和盲症[EB/OL].[2023-06-20].https：//www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/blindness-and-visual-impairment.

[11]  世界卫生组织.第七十四届世界卫生大会最新情况[EB/OL].[2023-06-20].https：//www.who.int/zh/news/item/27-05-2021-update-from-the-seventy-fourth-world-health-assembly-27-may-2021.

[12]  SMARADOTTIR B F，H?LAND J A，MARTINEZ S G.User evaluation of the smartphone screen reader VoiceOver with visually disabled participants[J].Mobile Information Systems，2018，2018：6941631.

[13]  KIYOTA K，ISHIBASHI T，SHIMAKAWA M，et al.Effects of social implementation education for assistive device engineers at NIT（KOSEN） through the development of a digital reading device for the visually impaired[J].Sensors，2022，22（3）：1047.

[14]  CHEN L Y，WANG J X，CHEN Y Y，et al.Activities-specific performance frequency can accurately detect fallers in elderly populations：an alternative method for quantifying activity restrictions[J].BMC Geriatrics，2022，22（1）：205.

[15]  ELTAHIR M M，YOUSIF A，ALROWAIS F，et al.Deep transfer learning-enabled activity identification and fall detection for disabled people[J].Computers，Materials & Continua，2023，75（2）：3239-3255.

[16]  RICE L A，FLIFLET A，FRECHETTE M，et al.Insights on an automated fall detection device designed for older adult wheelchair and scooter users：a qualitative study[J].Disability and Health Journal，2022，15（1S）：101207.

[17]  EZATZADEH S，KEYVANPOUR M R，SHOJAEDINI S V.A human fall detection framework based on multi-camera fusion[J].Journal of Experimental & Theoretical Artificial Intelligence，2022，34（6）：905-924.

[18]  HA J，PARK S，IM C H，et al.A hybrid brain-computer interface for real-life meal-assist robot control[J].Sensors，2021，21（13）：4578.

[19]  JIA G，ZHANG G Y，YUAN X，et al.A synthetical development approach for rehabilitation assistive smart product-service systems：a case study[J].Advanced Engineering Informatics，2021，48：101310.

[20]  YAN S H，TAO J，HUANG J，et al.Model predictive control for human following rehabilitation robot[G]//2019 IEEE International Conference on Advanced Robotics and its Social Impacts （ARSO）.Beijing：IEEE，2019：369-374.

[21]  ZHANG X，LI J H，OVUR S E，et al.Novel design and adaptive fuzzy control of a lower-limb elderly rehabilitation[J].Electronics，2020，9（2）：343.

[22]  GAO M Y，WANG Z L，PANG Z X，et al.Electrically driven lower limb exoskeleton rehabilitation robot based on anthropomorphic design[J].Machines，2022，10（4）：266.

[23]  LI S P，ZHANG X L，WEBB J D.3-D-gaze-based robotic grasping through mimicking human visuomotor function for people with motion impairments[J].IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering，2017，64（12）：2824-2835.

[24]  BONENBERG A，BRANOWSKI B，KURCZEWSKI P，et al.Designing for human use：examples of kitchen interiors for persons with disability and elderly people[J].Human Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries，2019，29（2）：177-186.

[25]  DHATCHAYENY D R，CAHYADI W A，CHUNG Y H.An assistive VLC technology for smart home devices using EOG[J].Wireless Personal Communications，2018，98（1）：81-89.

[26]  DING L，XING H J，TORABI A，et al.Intelligent assistance for older adults via an admittance-controlled wheeled mobile manipulator with task-dependent end-effectors[J].Mechatronics，2022，85：102821.

[27]  SANG L F，YAMAMURA M，DONG F Y，et al.Analysis，design，and experimental research of a novel wheelchair-stretcher assistive robot[J].Applied Sciences，2019，10（1）：264.

[28]  LEE K，HA S，LEE K，et al.Development of a sit-to-stand assistive device with pressure sensor for elderly and disabled：a feasibility test[J].Physical and Engineering Sciences in Medicine，2021，44（3）：677-682.

[29]  XU W X，HUANG J，WANG Y J，et al.Reinforcement learning-based shared control for walking-aid robot and its experimental verification[J].Advanced Robotics，2015，29（22）：1463-1481.

（收稿日期：2023-07-21；修回日期：2024-06-03）

（本文编辑 苏琳）