Research progress on the application of Chatbots in the treatment of adolescent depression

YANG Bowen1，WANG Longyu1，LIU Xifang1*，CHEN Hong2，JIA Yiqing1，ZHU Hongbo3

1.Schoolof Nursing，Youjiang Medical University for Nationalities，Guangxi 533oo China; 2.BaisePeople's

Hospital;3.Affiliated Hospital of Hebei University of Engineering

*Corresponding Author LIU Xifang，E-mail：1429520089@qq.com

Keywordsadolescent depression; Chatbot;psychological intervention; nursing; review

摘要 綜述了聊天機器人的概述、分類、系統(tǒng)構(gòu)建方法、應(yīng)用現(xiàn)狀及在青少年抑郁障礙治療中的應(yīng)用優(yōu)勢，以期為青少年抑郁障礙心理干預(yù)提供參考。

關(guān)鍵詞 青少年抑郁；聊天機器人；心理干預(yù)；護(hù)理；綜述

doi：10.12102/j.issn.2095-8668.2025.09.010

抑郁障礙是臨床常見的一種精神疾病，可發(fā)生于任何年齡階段，青少年時期罹患抑郁障礙的風(fēng)險較高[1，大部分成年抑郁病人在青少年時期曾經(jīng)有過抑郁發(fā)作的經(jīng)歷[2。研究表明，全球范圍內(nèi)青少年抑郁障礙的患病率逐年上升，且呈現(xiàn)低齡化的趨勢[3]。美國1項調(diào)查顯示，抑郁障礙病人中， 15～18 歲的青少年占 11%～14% ，青少年重度抑郁障礙終身患病率為11%^（4] ；英國1項歷經(jīng)10年的研究顯示，青少年心理健康問題呈上升趨勢，重度抑郁病人10年間增長了近60%^[5] 。日本和法國青少年抑郁患病率分別為 22.0% 和 12.6%^[6] 。在中、低收人國家中，青少年抑郁障礙患病率高達(dá) 28% 。2021年我國第1個全國性的兒童青少年精神障礙流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，青少年抑郁癥患病率為 15%～20% ，中重度抑郁癥檢出率為 7.4% ?！?022國民抑郁癥藍(lán)皮書》報道，18歲以下抑郁病人占抑郁群體的 30.28%^[8] 。隨著青少年抑郁問題的日益嚴(yán)重，研究者對其進(jìn)行了廣泛而深入的研究，探討了青少年抑郁障礙的病因、治療和預(yù)防方法，并提出了諸多干預(yù)措施。目前，藥物治療和心理治療仍是心理疾病的主要治療方式，由于醫(yī)療資源相對缺乏，尚不能滿足人們心理健康發(fā)展的需求[9。隨著科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展，基于自然語言處理技術(shù)的聊天機器人（Chatbot）成為研究熱點。Chatbot是基于自然語言理解并生成自然語言文本的人工智能系統(tǒng)，通過模擬人機對話，實現(xiàn)人機交互，提供便捷的心理咨詢服務(wù)[10]。研究發(fā)現(xiàn)，Chatbot采用預(yù)訓(xùn)練轉(zhuǎn)換器可達(dá)到美國執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格的標(biāo)準(zhǔn)水平，提高了數(shù)字化健康干預(yù)在心理疾病治療中應(yīng)用的可行性[11]，對促進(jìn)青少年抑郁心理康復(fù)和擴大精神衛(wèi)生服務(wù)發(fā)揮重大作用[12]?，F(xiàn)綜述Chatbot在青少年抑郁病人中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀，以期為臨床工作者提供參考依據(jù)。

1Chatbot概述

1.1 Chatbot概念

Chatbot研究始于1950年，由英國知名數(shù)學(xué)家圖靈在《計算機器與智能》首次提出“機器智能”的概念[13]，隨后這一概念在學(xué)術(shù)界引起了廣泛的討論和研究。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，Chatbot逐漸從理論走向了實踐，成為人工智能領(lǐng)域的一個重要分支，經(jīng)歷了從簡單的規(guī)則匹配到基于模板的生成，再到基于深度學(xué)習(xí)的自然語言處理的演變。如今，Chatbot已經(jīng)能夠理解和生成復(fù)雜的自然語言，與人類進(jìn)行流暢的對話[14]鼓勵那些傳統(tǒng)上因為“污名化”而不愿尋求心理健康建議的人進(jìn)行互動[12]，增加獲得心理健康干預(yù)措施的機會。

1.2 Chatbot的分類

Chatbot有著豐富多樣的分類，根據(jù)功能的不同[15]，分為目標(biāo)驅(qū)動型和無目標(biāo)驅(qū)動型。目標(biāo)驅(qū)動型機器人又稱任務(wù)導(dǎo)向型機器人，是以目標(biāo)驅(qū)動來完成多輪對話的系統(tǒng)，通常針對特定領(lǐng)域設(shè)計，用來解決特定的問題或完成特定的任務(wù)，如訂購商品、查詢信息、安排日程等[16]，這類機器人通常具備專業(yè)的知識庫和智能推理能力，能夠根據(jù)用戶的需求提供準(zhǔn)確和及時的回答，其構(gòu)建方式主要為Pipeline和End-to-end。Pipeline以模塊化的方式構(gòu)造，由輸入預(yù)處理模塊、自然語言理解模塊、對話管理模塊、答案生成模塊、輸出處理模塊組成。這種構(gòu)造方法易于實施和理解，但是，模塊間的錯誤會層層累積，由于模塊間的獨立性，不能進(jìn)行聯(lián)合調(diào)整[13]。End-to-end是一種以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的端到端算法，通過對大量有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，從而形成一種深度學(xué)習(xí)模型。該方法具有很好的擴展性，但需要大量且高質(zhì)量的標(biāo)注數(shù)據(jù)，因此仍在探索階段[17]。無目標(biāo)驅(qū)動型機器人又稱閑聊型Chatbot，主要致力于與用戶展開面向開放域的閑談交流，其核心目標(biāo)是與用戶建立富有意義且自然的多輪對話互動。相比于目標(biāo)驅(qū)動型Chatbot，無目標(biāo)驅(qū)動型機器人能夠與用戶進(jìn)行自然而流暢的對話，提供情感支持和娛樂價值[16]。因為閑聊機器人缺乏明確的目標(biāo)定位，導(dǎo)致其對話效果優(yōu)劣的評判標(biāo)準(zhǔn)尚未確立。目前，關(guān)于閑聊機器人的評價體系尚未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和定義，這一挑戰(zhàn)成為制約閑聊機器人進(jìn)一步快速發(fā)展的重要因素[15]。

2 Chatbot的實施方式

Chatbot是基于數(shù)字化設(shè)備上獨立運行的APP軟件和Web平臺，以及以人形或動物形象呈現(xiàn)的機器人載體[18]，Chatbot依據(jù)預(yù)定義規(guī)則、決策樹、多種傳感器技術(shù)以及機器學(xué)習(xí)算法等機制生成響應(yīng)[14]。用戶以文字或語音的形式輸入后，傳感器接收到信號和在線問卷收集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行自然語言理解，然后再通過語義提示和上下文進(jìn)入對話管理，進(jìn)而對用戶的心理和生理狀況進(jìn)行風(fēng)險評估。在此基礎(chǔ)上，提供相應(yīng)的心理干預(yù)措施，旨在實現(xiàn)預(yù)防、自我監(jiān)測、診斷以及治療等多重目的，從而有效促進(jìn)病人的康復(fù)與健康管理[18]目前，Chatbot心理干預(yù)主要聚焦于擁有手機、互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字設(shè)備并具備讀取與回復(fù)消息能力的個體，不適用強迫癥和雙相情感障礙的病人。

3 青少年抑郁障礙Chatbot系統(tǒng)構(gòu)建方法

在Chatbot技術(shù)領(lǐng)域中，主流的構(gòu)建方法包括基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）的Chatbot[19]、基于深度學(xué)習(xí)的Chatbot、基于人工模板的Chatbot、基于檢索的Chatbot。

3.1 基于RNN的Chatbot

基于RNN的Chatbot是近年來在人工智能領(lǐng)域取得明顯進(jìn)展的一種技術(shù)。相較于普通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單向傳遞信息，RNN具有感知和記憶功能。RNN中的神經(jīng)元是環(huán)路結(jié)構(gòu)，能對序列之前的信息進(jìn)行迭代計算[20]。應(yīng)用過程中，RNN可以有效地捕捉對話的上下文信息，理解用戶的意圖和情感，從而生成更為準(zhǔn)確和自然的響應(yīng)。研究表明，通過構(gòu)建復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、優(yōu)化算法和調(diào)整參數(shù)，提高了機器人的精準(zhǔn)表達(dá)度[21]。

3.2基于深度學(xué)習(xí)的Chatbot

深度學(xué)習(xí)是建立模擬人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并用于數(shù)據(jù)分析的技術(shù)方法，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用[22]。該技術(shù)是模仿神經(jīng)元之間的信息傳遞，類似于神經(jīng)元接受信息并加工，然后轉(zhuǎn)移到附近的神經(jīng)元。通過非線性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，修改隱藏點，得到最本質(zhì)的數(shù)據(jù)特征，進(jìn)行深入轉(zhuǎn)換，把樣本數(shù)據(jù)特征轉(zhuǎn)移到新的特征空間，從而獲得預(yù)測數(shù)據(jù)信息。深度學(xué)習(xí)作為人工智能領(lǐng)域的研究前沿，在心理學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)涉及人工心理、語音、表情等多元多模塊的融合[23-24]。在國外基于深度學(xué)習(xí)研發(fā)的AI心理機器人常用于輔助評估和治療焦慮癥和抑郁癥[25-26]。

3.3 基于人工模板的Chatbot

Chatbot通過預(yù)先設(shè)定的模板，快速識別用戶輸入內(nèi)容，并給予相應(yīng)的回應(yīng)，如ALICE、ChatScript等。ALICE采用AIML語言描述知識庫，AIML語言采用XML語法來存儲數(shù)據(jù)[17]。人工構(gòu)建的模板準(zhǔn)確性很高，但受到人力和物力資源的制約，使得模板數(shù)量有限，從而影響其靈活性。

3.4基于檢索的Chatbot

基于檢索的Chatbot從大型語料庫中檢索相關(guān)信息和答案與用戶進(jìn)行交互[27]。這種方法的優(yōu)點在于其能夠處理更加復(fù)雜和多樣化的對話場景，并為用戶提供更加準(zhǔn)確和有用的回答。同時，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，論壇、社交軟件等平臺上人類對話的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)出龐大的規(guī)模，這也使其具備了較高的靈活性[28]。

4 Chatbot在青少年抑郁障礙中的應(yīng)用現(xiàn)狀

抑郁障礙不僅影響青少年的學(xué)業(yè)，還可能引起人際關(guān)系不良、藥物依賴、自殘、暴力行為等問題[29]。認(rèn)知行為療法（cognitive behavioral therapy，CBT）已被廣泛推薦為抑郁障礙治療領(lǐng)域中的一項有效的干預(yù)措施。傳統(tǒng)的CBT依賴于面對面的交流形式，這種方式在實際操作中常受到時間、地域、病人依從性以及污名化等多重因素的制約，從而限制了其應(yīng)用的廣泛性和有效性。Chatbot在提供CBT等心理干預(yù)措施方面具有明顯的優(yōu)勢。Chatbot不受時間和地域的限制，能夠隨時隨地為病人提供心理支持。同時，其匿名、自動化的交互方式也有助于減輕病人的心理負(fù)擔(dān)，提高治療的接受度和效果[18]。國外一項研究顯示，越來越多的青少年使用電子設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)上搜索有關(guān)心理健康的信息，許多青少年表示希望在應(yīng)對情緒困擾時能夠“自力更生”，并且更喜歡使用人工智能設(shè)備緩解情緒，而不是通過面對面的互動[30]。Grové等[31]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青少年傾向于使用新技術(shù)，他們可能對數(shù)字干預(yù)措施的設(shè)計和質(zhì)量有很高的期望。Dosovitsky等32招募了23名 13～18 歲青少年參與了Chatbot的用戶測試，對參與者反饋的用戶體驗問題、印象和建議進(jìn)行了主題分析，其中13名青少年完成了全部干預(yù)，并在線提供了用戶體驗反饋，9名青少年的體驗反應(yīng)是積極的，并且相信Chatbot可以幫助他們改善心理癥狀。Eduardo等進(jìn)行了一項為期1周的探索性研究，從社交媒體招募了20名14～19歲、居住在農(nóng)村、患有心理障礙的青年，通過Facebook 和 Instagram 提供的Chatbot 發(fā)放調(diào)查問卷，評估心理狀況及Chatbot可用性，參與者報告Chatbot具有良好的可用性和用戶滿意度評分，心理癥狀相比測試前有所變化，效果為小到中等[33]。有研究將18例 13～17 歲中度抑郁青少年納入一項為期12周的試點研究，通過使用基于CBT的Chatbot進(jìn)行心理干預(yù)，結(jié)果顯示，青少年和家長報告該應(yīng)用程序的可用性、可行性和可接受性都很高，并且抑郁癥狀有改善的趨勢[34]。研究者為提高Chatbot的干預(yù)效果，優(yōu)化服務(wù)體驗[35，加入了表情包以及外觀造型的擬人化設(shè)計[36]，從而轉(zhuǎn)變病人的心態(tài)，增強情感聯(lián)系，提高對話的滿意度水平，降低恐怖谷效應(yīng)[3]。因此，在青少年抑郁障礙治療領(lǐng)域，Chatbot有望成為一種更加便捷、高效的心理干預(yù)手段，為病人提供更好的治療體驗。5Chatbot在治療青少年抑郁障礙中的優(yōu)勢。

目前，Chatbot在公共服務(wù)中應(yīng)用較為普遍，而在心理學(xué)領(lǐng)域發(fā)展較為緩慢。臨床工作中，心理方面的數(shù)據(jù)多數(shù)來源于病人的陳述以及書面記錄的形式[38]。但是，人工智能技術(shù)依然可以有效地在心理健康領(lǐng)域中發(fā)揮作用[38]。研究顯示，傳統(tǒng)的心理干預(yù)方式存在缺陷，未來人工智能可在心理健康領(lǐng)域得到更好的表現(xiàn)[39]?？傮w來看，Chatbot應(yīng)用于青少年抑郁障礙有以下幾點優(yōu)勢。

5.1便捷性與高效率

美國精神健康協(xié)會調(diào)查顯示，超過 60% 的重度抑郁障礙青少年未接受任何心理健康相關(guān)的治療[40]。這與醫(yī)療資源分配不均和專業(yè)人員稀缺有一定的相關(guān)性。有研究表明，只有不到 15% 的貧困兒童得到了所需的服務(wù)，少數(shù)民族和農(nóng)村家庭獲得心理健康服務(wù)的機會較少[41]。在低收人和中等收入國家，獲取心理健康服務(wù)的機會甚至受到更嚴(yán)重的限制[42]。Chatbot不受時間和地點的限制，隨時待命，為用戶提供個性化的服務(wù)[10]。與人類代理相比，Chatbot具備智能化處理能力，可以同時有效地響應(yīng)大量用戶，節(jié)省了人類的精力和時間，同時仍然為用戶提供一種人類互動的感覺[43]。由于這一優(yōu)勢，Chatbot已經(jīng)在醫(yī)療保健設(shè)置中實現(xiàn)，以自動解決或轉(zhuǎn)移重復(fù)呼叫的方式，減少了醫(yī)療保健消費者的等待時間，并使醫(yī)療保健人員能夠?qū)Ｗ⒂诟鼜?fù)雜的病例[43]。

5.2 隱私保護(hù)和減少污名化

“自我污名感”現(xiàn)象在抑郁障礙病人中較為常見，也是抑郁障礙就診率偏低的原因之一。研究發(fā)現(xiàn)，在青少年群體中，抑郁情緒的嚴(yán)重程度與“自我污名感”相關(guān)。隨著抑郁水平的增加，青少年對抑郁障礙的自我污名感亦隨之上升，進(jìn)一步導(dǎo)致他們尋求幫助的傾向降低[44]。使用Chatbot表達(dá)個體的情緒或精神障礙有助于減少“污名化”45]。一項研究發(fā)現(xiàn)，許多青少年認(rèn)為心理問題屬于個人隱私，無法與他人共享[46]。Chatbot對青少年病人信息存貯設(shè)置加密系統(tǒng)，對于訪問權(quán)限和登錄時間設(shè)置備案，嚴(yán)格保護(hù)病人隱私。相較于傳統(tǒng)治療方式，青少年通過匿名登錄的形式與非人類的“虛擬治療師\"交談，更愿意披露個人信息[30]。

5.3 緩解醫(yī)療壓力

按照世界衛(wèi)生組織的建議，每千人擁有一個心理咨詢師是健康社會的平衡點[47]。據(jù)此推算，我國14億人口至少需要140萬名心理咨詢師。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有專業(yè)心理治療師7000余人，心理咨詢師約35萬人[48]。研究結(jié)果表明，我國心理咨詢與治療師的數(shù)量不能滿足人們心理健康發(fā)展的需求。隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，Chatbot逐漸成為醫(yī)療服務(wù)領(lǐng)域中的一股新勢力，為醫(yī)療行業(yè)帶來前所未有的變革。它以 24h 不間斷的服務(wù)模式，極大地緩解了醫(yī)療系統(tǒng)的壓力，使得更多的病人能夠得到及時的醫(yī)療指導(dǎo)和建議。與此同時，Chatbot可以降低醫(yī)療工作的成本，提高生產(chǎn)力[40]。在人力方面，它可以簡化日常工作，消除許多單調(diào)、重復(fù)的任務(wù)，有助于精神衛(wèi)生專業(yè)人員在治療過程中聚焦于病人的需求[49]。當(dāng)心理醫(yī)生與病人交談時，醫(yī)生將不再被筆記本電腦隔開，因為Chatbot能夠執(zhí)行醫(yī)療訪問記錄、整理和解釋功能[39]。這不僅能夠減輕心理醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)，還能夠提高醫(yī)療服務(wù)的效率和質(zhì)量。

5.4普及心理疾病相關(guān)知識

隨著AI技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的推廣，Chatbot可以在青少年抑郁病人的知識宣教中發(fā)揮更大的作用。通過應(yīng)用先進(jìn)的AI技術(shù)對病人回答時所提供的關(guān)鍵詞進(jìn)行深度解析，構(gòu)建可靠的風(fēng)險評估模型[38]，達(dá)到精準(zhǔn)化醫(yī)療的目的，進(jìn)一步調(diào)整健康教育的內(nèi)容。Chatbot可以主動發(fā)起會話，并以聊天的形式向青少年病人介紹各種心理疾病的癥狀、成因以及治療方法，使其對心理疾病有更全面的了解。

6 展望

Chatbot作為人工智能領(lǐng)域一個新興的研究方向，能夠?qū)π睦碜稍兣c治療起到輔助作用。它所具備的信息處理技術(shù)在青少年抑郁病人的診療過程中已顯示出一定的效果。該技術(shù)因其易于被青少年接受、可行性高以及病人滿意度良好等特點，對于推動青少年抑郁病人的心理康復(fù)具有重要的潛在價值。為了更加深入地了解病人、技術(shù)以及醫(yī)護(hù)之間的相互作用，推動數(shù)字化健康技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用與推廣，護(hù)理人員必須開展更為深入的研究工作。未來的研究可以參考國際上的成功經(jīng)驗，對比其他干預(yù)手段、技術(shù)效果與成本效益，結(jié)合我國的實際情況和文化特性，探索適合我國青少年抑郁障礙特點的應(yīng)用模式，從而為青少年的心理康復(fù)提供更為有效的支持。

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（本文編輯 張建華）