虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練技術(shù)對(duì)顱腦損傷患者認(rèn)知功能恢復(fù)的療效

江山，李婭娜，王一鳴，徐影，王會(huì)會(huì)，李玲

近年來(lái)，隨著地震、海嘯、交通事故、樓房坍塌等天災(zāi)人禍的頻繁發(fā)生，由此帶來(lái)了一系列社會(huì)民生問(wèn)題，其中顱腦損傷(traumatic brain injury，TBI)無(wú)疑成為影響幸存者最為嚴(yán)重的身心問(wèn)題[1]。認(rèn)知障礙是顱腦創(chuàng)傷患者最為常見(jiàn)的癥狀之一[2-3]，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，阻礙患者重返家庭、工作和社會(huì)。傳統(tǒng)的康復(fù)認(rèn)知訓(xùn)練方法人力物力耗費(fèi)較大、治療過(guò)程較單調(diào)、患者主動(dòng)參與的積極性較差，訓(xùn)練強(qiáng)度和效果不易評(píng)估，同時(shí)訓(xùn)練內(nèi)容不能與患者的日常生活緊密關(guān)聯(lián)，使得訓(xùn)練效果不夠理想[4]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtual reality，VR)是指借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)及硬件設(shè)備，創(chuàng)建1種人們可以通過(guò)視、聽(tīng)、觸等手段所感受到的虛擬環(huán)境的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)[5-6]。目前VR技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于臨床，治療腦損傷后的功能障礙[7-10]。VR技術(shù)具有傳統(tǒng)康復(fù)手段不具備的優(yōu)勢(shì)[11]，可以使患者與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)，提高主動(dòng)參與的積極性，更為重要的是能夠?qū)⒃谔摂M環(huán)境中學(xué)到的技能很好地運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。但VR技術(shù)應(yīng)用于TBI認(rèn)知障礙的研究較少。由于TBI患者多為青壯年人群，因此恢復(fù)他們的認(rèn)知功能使其重返家庭、社會(huì)和工作崗位因此意義顯得尤為重大。因此本研究以存在認(rèn)知障礙的TBI患者為研究對(duì)象，觀察VR技術(shù)對(duì)TBI患者認(rèn)知功能恢復(fù)的治療效果，以期為此類患者找到1種新的行之有效的治療方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院2015年5月～2018年5月收治的TBI患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合TBI診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)CT或核磁共振證實(shí)的患者，發(fā)病在6個(gè)月以內(nèi)；格拉斯哥昏迷評(píng)分(Glasgow coma scale，GCS)≥9分；年齡20～60歲；上肢及下肢均無(wú)嚴(yán)重開(kāi)放性傷口，無(wú)嚴(yán)重畸形及活動(dòng)受限；病情穩(wěn)定，生命體征平穩(wěn)；能配合治療；患者或其監(jiān)護(hù)人同意參加本試驗(yàn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：除TBI外其他原因的疾病導(dǎo)致認(rèn)知障礙；認(rèn)知障礙嚴(yán)重者(簡(jiǎn)明精神狀態(tài)檢查量表(Mini-Mental State Examination，MMSE)≤14分)；患者或其監(jiān)護(hù)人要求退出臨床試驗(yàn)；患者仍處于病情變化期，生命體征不平穩(wěn)；孕婦。根據(jù)入組標(biāo)準(zhǔn)，共納入患者60例，按隨機(jī)數(shù)字表分為常規(guī)認(rèn)知治療組(coventional cognition treatment group，CCT組)和虛擬現(xiàn)實(shí)治療組(virtual reality treatment group，VRT組)，每組各30例。治療期間，CCT組流失2例，自動(dòng)退出1例，而VRT組流失1例，退出2例。最終樣本共54例，2組均為27例。2組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性。詳見(jiàn)表1。

1.2 方法 針對(duì)患者運(yùn)動(dòng)功能障礙，2組患者均采用相同的傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方法，包括體位變換，關(guān)節(jié)主被動(dòng)活動(dòng)，翻身、坐起訓(xùn)練，站立、行走訓(xùn)練等。經(jīng)此基礎(chǔ)上，CCT組和VRT組分別給予常規(guī)的認(rèn)知訓(xùn)練和虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練。認(rèn)知訓(xùn)練遵循個(gè)體化原則，常規(guī)認(rèn)知訓(xùn)練組方法如下：①注意力障礙訓(xùn)練：包括數(shù)字排序、舒爾特表注意力訓(xùn)練、視線跟蹤訓(xùn)練等。主要訓(xùn)練患者的注意力反應(yīng)時(shí)間，注意力穩(wěn)定性、注意力轉(zhuǎn)移、注意力分配等。②記憶障礙訓(xùn)練：采用外部輔助策略以及內(nèi)部重建策略進(jìn)行訓(xùn)練。包括采用提示卡片、日歷強(qiáng)化記憶，看圖說(shuō)話、看視頻復(fù)述內(nèi)容等訓(xùn)練方法。③計(jì)算力訓(xùn)練：包括做算術(shù)題、累加累減等。④執(zhí)行能力訓(xùn)練：比如將圖片分類、推理訓(xùn)練、圖畫(huà)排序等。⑤作業(yè)治療：鍛煉患者手部精細(xì)功能，執(zhí)行功能。常規(guī)認(rèn)知訓(xùn)練40～60min/次，1次/d，5次/周，訓(xùn)練8周。

虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練方法：采用D-BOX和ReoFlex100虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練系統(tǒng)(蝶和科技有限公司)進(jìn)行訓(xùn)練。具體方法如下：患者面對(duì)患觀屏，取坐位或站位；治療師點(diǎn)擊處方界面，治療師可以根據(jù)患者的認(rèn)知功能障礙特點(diǎn)以及改善程度選擇不同的訓(xùn)練模式(訓(xùn)練類別、難易程度等)，根據(jù)患者的職業(yè)、功能、興趣愛(ài)好等選擇3個(gè)游戲，每個(gè)游戲10～15min，每個(gè)游戲中間休息1～2min。訓(xùn)練結(jié)束后進(jìn)入分析界面后，可體現(xiàn)患者訓(xùn)練情況的完整變化圖。常用訓(xùn)練模式有如下幾種：①公共汽車：模擬乘坐公共汽車環(huán)境，患者站立，通過(guò)重心轉(zhuǎn)移，保持平衡，同時(shí)需要躲避障礙物，主要訓(xùn)練患者的注意力、運(yùn)動(dòng)功能，同時(shí)鍛煉患者的平衡功能。②搬運(yùn)物體：患者通過(guò)虛擬操作，搬運(yùn)流水線上的各種物體，并將其歸類。主要訓(xùn)練患者的執(zhí)行能力，注意力，同時(shí)鍛煉患者上肢的運(yùn)動(dòng)功能。③接椰子：患者通過(guò)移動(dòng)患側(cè)上肢，接樹(shù)上的椰子，并進(jìn)行計(jì)數(shù)。主要訓(xùn)練患者的眼手協(xié)調(diào)能力、計(jì)算力。④躲避訓(xùn)練：模擬患者生活區(qū)域，躲避各種障礙物。主要鍛煉患者的平衡能力、注意力、協(xié)調(diào)能力。⑤分類訓(xùn)練：將顯示屏中出現(xiàn)的各類家用物品進(jìn)行分類，并進(jìn)行組裝。主要針對(duì)患者手部精細(xì)功能以及執(zhí)行功能進(jìn)行訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練40min/次，1次/d，5次/周，訓(xùn)練8周。

1.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 于治療前、治療后2周、4周和8周時(shí)由同一康復(fù)評(píng)定師對(duì)患者進(jìn)行評(píng)定。內(nèi)容包括如下幾個(gè)評(píng)定量表：Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定量表(Fugl-Meyer Assessment，F(xiàn)MA)[12]、蒙特利爾認(rèn)知功能評(píng)估量表(Montreal Cognitive Assessment，MoCA)[13]、簡(jiǎn)明精神狀態(tài)檢查量表(Minimum Mental State Examination，MMSE)以及日常生活能力評(píng)定(Barthel指數(shù))[13-14]，分別評(píng)定患者的運(yùn)動(dòng)功能、認(rèn)知功能和日常生活能力。

表1 2組患者干預(yù)前一般資料比較

2 結(jié)果

2.1 2組患者M(jìn)oCA及MMSE評(píng)分比較 治療前，2組MoCA及MMSE評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療2周時(shí)，2組患者的MoCA評(píng)分較治療前有所升高(P<0.05)，MMSE較治療前比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2組患者間2項(xiàng)評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療4及8周時(shí)，2組患者的MoCA、MMSE評(píng)分均較治療前明顯增加(P<0.05)，治療4周后，2組患者間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；治療8周時(shí)，VRT組的MoCA評(píng)分與MMSE評(píng)分均顯著高于CCT組(P<0.05)。見(jiàn)表2。

2.2 2組患者Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分比較 治療前，2組間FMA評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。治療2及4周時(shí)，2組患者的FMA評(píng)分有所增高(P<0.05，0.01)，但2組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而治療8周時(shí)，VRT組的FMA評(píng)分高于CCT組(P<0.01)。見(jiàn)表3。

2.3 2組患者日常生活能力比較 治療前，CCT組和VRT組患者的Barthel指數(shù)無(wú)顯著性差異；治療2周時(shí)，2組患者的Barthel指數(shù)與治療前比較及2組間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而治療4周時(shí)，2組患者Barthel指數(shù)則均高于治療前(P<0.01)，但2組患者間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而治療8周時(shí)，VRT組的Barthel指數(shù)明顯高于CCT組(P<0.01)。見(jiàn)表3。

3 討論

顱腦損傷是指一類由外傷導(dǎo)致腦組織嚴(yán)重?fù)p害的疾病，具有高發(fā)病率、高致殘率的特點(diǎn)，目前已經(jīng)成為影響人類健康的首要原因之一。雖然顱腦損傷的總體死亡率由30年前的50%降低至目前的30%左右，但是存活的患者中，輕度損傷患者10% 會(huì)遺留永久殘疾，而中重度患者可達(dá)到60%～100%[15]。而認(rèn)知障礙則是造成TBI永久殘疾的重要原因[16]。TBI后認(rèn)知障礙可以表現(xiàn)為記憶障礙、注意障礙、執(zhí)行功能障礙、思維障礙等多種形式，極為嚴(yán)重地影響了患者的生活質(zhì)量。雖然目前臨床上治療TBI后認(rèn)知功能障礙的方法很多[16]，例如各種藥物治療，各種經(jīng)典康復(fù)治療方法等，但是，療效都較一般。

VR技術(shù)應(yīng)用于康復(fù)的理念最早由Wanna和Turnbull提出[17]。近年來(lái)，隨著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，VR逐漸被應(yīng)用于腦損傷后功能障礙的治療。目前，在國(guó)內(nèi)外的病例研究中，VR技術(shù)運(yùn)用最多的是腦損傷后運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)。例如，顧瑩等[18]使用VR技術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)對(duì)腦卒中患者進(jìn)行肢體功能訓(xùn)練，進(jìn)行對(duì)照研究，結(jié)果顯示VR技術(shù)能夠顯著改善腦卒中患者的上肢功能。梁明等[19]則聯(lián)合VR技術(shù)與外骨骼臂輔助系統(tǒng)治療腦卒中后上肢功能障礙，該研究針對(duì)患者的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)了各種虛擬場(chǎng)景。結(jié)果表明，VR技術(shù)能顯著改善患者的上肢功能，同時(shí)能夠提高患者的日常生活能力。而肖湘等[20]利用VR技術(shù)進(jìn)行步態(tài)訓(xùn)練，結(jié)果同樣表明，VR技術(shù)能改善患者的步態(tài)和平衡功能。國(guó)外也有類似的研究[21-22]。

表2 2組患者M(jìn)oCA和MMSE評(píng)分治療前后比較 分，

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與CCT組比較，cP<0.01

表3 2組患者Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分比較 分，

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與CCT組比較，cP<0.01

VR技術(shù)對(duì)認(rèn)知功能的影響，大多集中于對(duì)阿爾茲海默病后認(rèn)知障礙的作用[23]。所以在本研究中，我們探討了VR技術(shù)對(duì)于TBI后認(rèn)知障礙的療效。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)，VR技術(shù)能夠改善TBI患者的認(rèn)知功能。在治療4周時(shí)，與常規(guī)康復(fù)治療方法無(wú)顯著性差異，但治療8周時(shí)，VRT組認(rèn)知功能、運(yùn)動(dòng)功能和日常生活能力都較CCT組得到顯著提高。這說(shuō)明，VR的長(zhǎng)期療效要優(yōu)于常規(guī)認(rèn)知治療方法。在本研究中，由于VR治療方案的選擇與患者的職業(yè)、家庭特征相關(guān)聯(lián)，具有個(gè)性化的特征，同時(shí)與運(yùn)動(dòng)功能的訓(xùn)練緊密結(jié)合，因此，本研究中，2組患者雖然采用了同樣的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法，但VR組的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)要優(yōu)于常規(guī)認(rèn)知訓(xùn)練組。這也是VR能夠顯著改善TBI患者日常生活能力的原因，這也是VR技術(shù)優(yōu)于常規(guī)認(rèn)知方法的優(yōu)勢(shì)之一。

在本研究中，我們選擇了MMSE與MoCA量表作為認(rèn)知功能評(píng)估的工具。這是因?yàn)椋琈MSE量表具有快速、方便，受試者配合度高的特點(diǎn)，并且對(duì)患者的受教育程度要求不高，而且在我國(guó)具有大樣本的常模[13]。而MoCA量表的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)認(rèn)知障礙程度更為敏感，同時(shí)涵蓋的認(rèn)知域更廣泛、全面，分值分配更合理，此外，還需要患者具有一定的文化水平[13]。因此在本研究中，治療2周時(shí)，就能通過(guò)MoCA量表發(fā)現(xiàn)2組患者認(rèn)知功能有所改善。所以本研究中將2種量表聯(lián)合使用，能相互彌補(bǔ)兩種量表的缺點(diǎn)，提高了認(rèn)知評(píng)估的準(zhǔn)確性，更加真實(shí)地反應(yīng)患者的認(rèn)知功能。

總之，本研究通過(guò)隨機(jī)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，VR技術(shù)能夠改善TBI患者的認(rèn)知功能，運(yùn)動(dòng)功能及日常生活能力。