3D虛擬現實技術對腦卒中記憶功能障礙患者療效及1H-MRS的影響

溫鴻源 李力強 龍潔珍 林楚華

(肇慶醫學高等專科學校附屬醫院中醫康復科，廣東 肇慶 526000)

3D虛擬現實技術對腦卒中記憶功能障礙患者療效及1H-MRS的影響

溫鴻源 李力強1龍潔珍 林楚華1

(肇慶醫學高等專科學校附屬醫院中醫康復科，廣東 肇慶 526000)

目的 探討3D虛擬現實(VR)技術對腦卒中記憶功能障礙患者的療效及氫質子磁共振波譜(1H-MRS)的影響。方法 腦卒中后記憶功能障礙患者80例，按照隨機數字表法分為研究組和對照組，每組40例。對照組僅采取常規康復訓練與記憶訓練，研究組在對照組的基礎上加以3D VR訓練。采用Rivermead行為記憶測驗量表第2版(RBMT-Ⅱ)評估患者治療前后的記憶能力，并測定左、右兩側海馬1H-MRS代謝物。結果 治療前兩組RBMT-Ⅱ各項目評分及總分均無明顯差異(P>0.05)，治療后研究組圖片再認、即時回憶故事、延時回憶故事、即時回憶路線評分及總分均明顯高于對照組(P<0.05)；治療后研究組左、右兩側N-乙酰天門冬氨酸(NAA)/肌酸(Cr)比值均明顯高于對照組(P<0.05)，而左、右兩側膽堿復合物(Cho)/Cr比值無明顯差異(P>0.05)。結論 3D VR技術能有效改善腦卒中后記憶功能障礙，其機制可能與調節海馬區腦組織中1H-MR代謝有關。

3D虛擬現實技術；腦卒中；記憶功能障礙；氫質子磁共振波譜

認知功能障礙是腦卒中后比較常見的臨床癥狀，發生率約43.5%，其中記憶障礙占45.4%〔1〕。記憶是人參與其他一切認知過程不可或缺的要素，一旦記憶功能受損，將會嚴重影響患者的自我行為能力及康復進程。近些年，隨著科技的日益先進以及康復理念與手段的不斷發展，在記憶障礙康復領域中涌現出了多種康復工具與手段，如借助外部輔助工具、計算機輔助訓練、遠程認知康復、虛擬現實(VR)技術以及低頻重復經顱磁刺激等〔2〕。VR技術是結合先進的計算機技術與專業的軟硬件設備進行模擬仿真的一種技術，用在康復領域，主要是讓患者在仿真環境中進行可控的功能性運動與操作，從而實現功能重建的效果。本研究旨在探討3D VR對改善腦卒中后記憶功能障礙的療效其相關作用機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年3月至2016年7月我院收治的腦卒中后記憶功能障礙患者80例。納入標準：①符合《各類腦血管疾病診斷要點》中腦卒中的診斷標準〔3〕，并經影像學技術檢查證實；②病程<6個月，病情穩定；③經記憶功能檢測有記憶功能障礙；④意識清晰，持續注意力>5 min，視、聽、觸、動覺等方面無明顯障礙；⑤簽署知情同意書。排除標準：①腦卒中急性期；②既往有記憶功能障礙；③神志不清及精神障礙；⑤中途因故退出研究。按照隨機數字表法分為研究組和對照組，每組各40例。對照組男26例，女14例；年齡45～75〔平均(63.7±7.8)〕歲；病程29 d～5個月，平均(1.3±0.8)個月；腦梗死31例，腦出血9例；左側23例，右側17例。研究組男29例，女11例；年齡46～73〔平均(61.9±6.9)〕歲；病程23 d～4.5個月，平均(1.7±0.6)個月；腦梗死29例，腦出血11例；左側20例，右側20例；兩組等一般資料無明顯差異(P>0.05)，具有可比性。本研究經本院倫理委員會批準。

1.2 方法 對照組僅采取常規康復訓練與記憶訓練，研究組在對照組的基礎上加以3D VR訓練。兩組均不予改善認知功能的藥物服用，連續訓練2個月。

常規康復訓練包括物理治療與作業治療等。采取個體化記憶功能訓練的方法，包括聯想記憶法、PQRST法、首詞記憶術、視意象、無錯學習法以及日常生活活動記憶法等方法。3D VR訓練方式包括虛擬的行走、賽車、賽艇、滑雪。虛擬訓練時，患者在治療師的指導下體驗不同的場景，在訓練結束后自由回憶在虛擬場景中發生的事情的細節，每次進行5～8次的單項重復。根據患者的實際情況設定音樂的節奏及方向控制，宜按照慢節奏到快節奏、方向不可控到可控進行循序過渡。5次/w，30 min/次。

1.3 觀察指標 分別在治療前、治療后2個月采用Rivermead行為記憶測驗量表第2版(RBMT-Ⅱ)〔4〕評估患者的記憶功能，量表共12項，包括記姓和名、記約定、被藏物、圖片再認、即時回憶故事、延時回憶故事、即時回憶路線、延時回憶路線、臉部再認、定向、信件、日期。滿分12分，22～24分為正常，分數越低記憶功能障礙越嚴重。使用西門子3.0T 超導型磁共振機檢測氫質子磁共振波譜(1H-MRS)代謝物，采用刺激回波序列，在左右兩側海馬區置入180 mm(前后)×162 mm(左右)×60 mm(頭足)體素，由軟件自動識別并計算各代謝物波峰的曲線下面積，3個主要的代謝物的化學頻移位置為：肌酸(Cr)3.2 ppm、膽堿復合物(Cho)3.03 ppm、N-乙酰天門冬氨酸(NAA)2.02 ppm。NAA、Cho相對濃度的計算以Cr為內參照。

1.4 統計學方法 應用SPSS17.0軟件，計量資料采用t檢驗；計數資料采用χ2檢驗。

2 結 果

2.1 兩組治療前后RBMT-Ⅱ評分比較 治療前兩組RBMT-Ⅱ各項目評分均無明顯差異(P>0.05)；治療后研究組圖片再認、即時回憶故事、延時回憶故事、即時回憶路線評分及總分均明顯高于對照組(P<0.05)。見表1。

項目研究組治療前治療后對照組治療前治療后記姓和名1.33±0.181.83±0.551.29±0.671.48±0.63記被藏物1.61±0.421.88±0.811.67±0.521.80±0.44記約定1.19±0.241.65±0.351.21±0.181.33±0.58圖片再認1.20±0.501.87±0.411)1.18±0.421.48±0.81即時回憶故事1.09±0.641.85±0.451)1.01±0.681.53±0.55延時回憶故事0.68±0.331.27±0.411)0.67±0.220.80±0.39臉部再認1.13±0.441.75±0.331.28±0.181.43±0.56即時回憶路線1.12±0.621.77±0.511)1.17±0.421.40±0.26延時回憶路線0.60±0.481.17±0.390.61±0.360.96±0.55信件1.28±0.611.64±0.481.17±0.631.33±0.81定向1.22±0.591.69±0.591.21±0.551.68±0.27日期1.52±0.491.77±0.311.57±0.421.68±0.74總分13.82±2.6219.97±2.091)12.27±2.1817.39±2.55

與對照組比較:1)P<0.05；下表同

2.2 兩組治療前后左、右兩側海馬1H-MRS代謝物比值比較 治療前兩組左、右兩側海馬1H-MRS代謝物比值均無明顯差異(P>0.05)；治療后研究組左、右兩側NAA/Cr比值均明顯高于對照組(P<0.05)，而左、右兩側Cho/Cr比值無明顯差異(P>0.05)。見表2。

項目研究組治療前治療后對照組治療前治療后NAA/Cr(左)1.17±0.331.46±0.131)1.16±0.671.37±0.44NAA/Cr(右)1.21±0.131.45±0.091)1.17±0.521.38±0.04Cho/Cr(左)1.51±0.241.23±0.051.52±0.241.29±0.08Cho/Cr(右)1.52±0.501.17±0.211.51±0.331.20±0.18

3 討 論

對于腦卒中患者的康復，目前的設想是盡量為患者提供現實或虛擬的治療環境。3D VR技術通過現代化科技構建一種能夠在視、聽、觸、動覺等多個方面的3D體驗界面，讓患者身臨其境在這種類似現實的環境中進行可控的功能性運動及操作，從而實現功能重建的效果，對認知功能障礙患者的康復有促進作用。與真實環境相比，VR的康復訓練具有安全性高、刺激體驗豐富、趣味性強、反饋及時、康復訓練效果更好等獨特優勢。

近些年，3D VR技術在記憶障礙康復訓練領域中得到越來越多的關注。Vourvopoulos等〔5〕研究顯示，VR技術對同時伴有注意與記憶障礙的腦卒中患者具有雙重的康復作用，是一種全面、經濟、安全有效的訓練方式。記憶按時間分包括回顧性記憶與前瞻性記憶，目前的研究多集中于前者，但后者在日常生活中的重要性亦是不可忽視的。童武松等〔6〕通過補償措施來治療腦損傷患者的認知功能缺陷，但對前瞻性記憶的治療以失敗告終，提示通過補償措施治療前瞻性記憶是不易成功的，而需要一個與現實環境相融的、具有生態效度與經濟效益的訓練方法，而VR則可以很好地滿足上述要求。Okahashi等〔7〕在其基于VR技術的前瞻性記憶訓練研究中發現，患者無論是在虛擬環境中的評估成績還是現實環境中的評估成績都得到顯著改善。Laffont等〔8〕運用3D虛擬游戲導航訓練對認知功能障礙患者進行康復治療，通過功能性磁共振檢查顯示，在虛擬導航記憶訓練的過程中，患者海馬與海馬旁回區域激活，隨訪12個月，患者的空間記憶能力明顯提高。

本研究結果顯示，3D VR訓練能夠改善腦卒中記憶功能障礙，其中的原因可能為：①3D VR仿真環境提供多種豐富的感官刺激，使患者體內的多巴胺與膽堿能系統的神經遞質的傳導功能增強，從而促進患者注意力增加，而注意障礙是認知障礙的基礎，故注意力好轉有利于記憶好轉。②通過模擬現實環境中的多種身臨其境的體驗，患者能夠在途中遇到各種信息，從而有利于其空間信息編碼與檢索能力的增強，并促使程序性記憶啟動，而經證明，程序記憶好轉有利于高視空間記憶好轉。③3D VR訓練能夠提高患者的腦活動量與血流量，從而有利于腦損傷局部的血管新生，對大腦神經有很大的幫助。而對于其余項目改善不大的原因可能與3D VR系統自帶素材有一定的關系。

海馬是記憶的重要結構，密切關系著人的語義記憶、情景以及不同信息間的聯系等多個方面的功能。1H-MRS可反映細胞水平代謝物生化變化的信息。研究表明，認知功能障礙患者的內嗅皮質與內側顳葉是最早發生病理改變的部位，內側顳葉中的1H-MRS可能對認知功能障礙的早期診斷有一定的價值〔9〕。另有研究顯示，隨著記憶測試成績的改善，海馬區等與記憶有重要關系的部位中的1H-MRS會出現相應的好轉，提示海馬左側中的1H-MRS與記憶功能障礙有一定的關系〔10〕。1H-MRS代謝物常用的有Cr、NAA與Cho。一般情況下，Cr處于較穩定的水平，NAA可反映出神經元的密度與完整度，Cho與細胞膜的完整度有關。本研究結果說明3D VR訓練能夠促進腦卒中記憶功能障礙患者海馬區腦組織代謝的改善，對神經元的修復及記憶能力的提高有很大的幫助。

綜上所述，3D VR技術能有效改善腦卒中后記憶功能障礙，其機制可能與調節海馬區腦組織中1H-MR代謝有關。VR技術是認知功能康復領域中的一大突破，優勢明顯，能夠創設虛擬情景以及模擬現實環境，推動了康復治療與評估向更具生態效度的方面發展。但是，目前其在這個領域中的運用尚在起步階段，系統的交互性欠佳，設備比較昂貴，無法普及化，未來需逐一解決這些問題。同時，未來還應重視 VR技術與功能性磁共振的結合，更明確地掌握患者VR訓練過程中大腦激活的情況。

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3 陳 斌,黃朝云,吳經緯,等.卒中后抑郁患者認知功能與腦內代謝產物的相關分析〔J〕.中華行為醫學與腦科學雜志,2013;22(8):728-30.

4 Park GT,Kim M.Correlation between mobility assessed by the Modified Rivermead Mobility Index and physical function in stroke patients〔J〕.J Phys Ther Sci,2016;28(8):2389-92.

5 Vourvopoulos A,Bermúdez I,Badia S.Motor priming in virtual reality can augment motor-imagery training efficacy in restorative brain-computer interaction:a within-subject analysis〔J〕.J Neuroeng Rehabil,2016;13(1):69.

6 童武松,郭義君,楊文進,等.急性創傷性腦損傷后早期認知功能障礙特征及影響因素分析〔J〕.中華創傷雜志,2015;31(2):128-32.

7 Okahashi S,Seki K,Nagano A,etal.A virtual shopping test for realistic assessment of cognitive function〔J〕.J Neuroeng Rehabil,2013;10(1):59.

8 Laffont I,Bakhti K,Coroian F,etal.Innovative technologies applied to sensorimotor rehabilitation after stroke〔J〕.Ann Phys Rehabil Med,2014;57(8):543-51.

9 呂志紅,劉曉加.認知功能電話問卷修訂版在缺血性腦卒中后認知功能研究中的應用〔J〕.中華神經醫學雜志,2016,15(6):604-9.

10 張立蘋,蔣根娣,苗迎春,等.輕度認知功能損害患者1H-MRS的研究〔J〕.中國臨床醫學影像雜志,2011;22(1):1-5.

〔2016-09-11修回〕

(編輯 袁左鳴)

李力強(1942-)，男，碩士，主任醫師、教授，主要從事脾胃病方面的研究。

溫鴻源(1979-)，男，副主任醫師，主要從事中醫康復科方面的研究。

R455

A

1005-9202(2017)01-0100-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.01.043

1 肇慶醫學高等專科學校