虛擬現實技術對多發性硬化癥病人康復訓練效果的Meta 分析

雷 鋮，孫子科技木，王延芬，黃 棋，張寶露*

（1.德陽市人民醫院,四川 618000；2.西南醫科大學護理學院）

多發性硬化癥（multiple sclerosis,MS）是中樞神經系統的一種常見慢性進行性自身免疫性疾病，可引起廣泛的功能障礙，如平衡失調、運動、言語及認知障礙等[1]。有研究報道，61.6%的病人在病程中會出現平衡失調[2]。平衡失調和步態不穩也增加了MS 病人跌倒風險，嚴重影響病人的日常活動及整體生活質量[3]。報道稱，一些廣泛用于神經系統疾病的藥物能在一定程度上影響步態和平衡，但目前尚缺乏改善MS 病人平衡功能改善的針對性藥物[4]。因此，物理康復訓練仍然是大多數MS 病人改善功能障礙的主要途徑[5‐9]。近年來，虛擬現實（virtual reality,VR）技術作為一種治療工具已經成為神經康復研究的一個新興課題[10]。從運動學習的角度，VR 技術提供了高強度、任務導向、多感覺反饋訓練的可能性，可促進病人視覺、聽覺、觸覺輸入，并且通過讓病人體驗沉浸或非沉浸式的虛擬環境，增加了康復過程中的趣味性，使病人的治療依從性得到有效提升[11‐12]。已有研究結果證實，VR 技術對腦卒中、自閉癥和老年人的活動能力、認知功能和生活質量等方面有積極作用[13‐15]。目前，許多研究者也開始將VR 技術應用于MS 病人的肢體功能康復治療中，但目前由于研究樣本量小、對象局限等原因，VR 技術對MS 病人的功能康復的有效性尚存在爭議[16]。因此，本研究采用Meta 分析的方法，將應用VR 技術對MS 病人進行康復訓練的文獻進行綜合評價，以期為MS病人的肢體康復提供更科學的依據。本研究已在PROSPERO網站登記注冊（編號：CRD42019121777）。

1 資料與方法

1.1 檢索策略 按照PICOS 原則(P：Participant，即研究對象；I：Intervention，即干預措施；C：Comparison，即對照組；O：即Outcome 研究結局；S：Study design，即研究設計)制定檢索策略，通過計算機檢索外文數據庫（包括PubMed,Web of Science,Cochrane Library,EMbase）和中文數據庫（包括萬方數據醫藥期刊庫、維普數據庫和中國知網等）。檢索時間從建庫到2018 年12 月。中文數據庫檢索詞為：（多發性硬化）AND（虛擬現實OR 沉浸式游戲OR 體感游戲OR 虛擬游戲OR商業視頻）。英文數據庫檢索詞：(“Multiple Sclerosis”OR“Disseminated Sclerosis”OR“MS”) AND (“virtual reality”OR“VR”OR“gaming”OR“exergaming”OR“Wii”OR“X‐box”)。

1.2 文獻納入和排除標準

1.2.1 納入標準 ①研究對象：臨床診斷為MS 的病人（符合2010 版McDonald 標準[17]），且擴展殘疾狀況評分量表評分（Expanded Disability Status Scale，EDSS）≤6 分（即無論休息與否，能在使用單根拐杖或者不使用拐杖的情況下至少行走100 m）。②干預措施：試驗組采用基于VR 技術或系統（沉浸式和非沉浸式）的方法進行平衡和步態康復訓練，形式為由計算機系統軟件提供的交互式體感訓練或商業視頻訓練游戲（如任天堂Wii Fit 系統、X‐box 360 系統等），對照組不干預或采用常規的平衡和姿勢控制訓練。③結局指標：主要的觀察指標包括姿勢控制（Centre of Pres‐sure，Composite Equilibrium Score，Overall Stability In‐dex）、平衡功能（Berg Balance Scale）、移動能力（行走速度Two‐minute Walk Test，Six‐minute Walk Test，10‐minute Walking Test；步 行 能 力Timed“Up and Go”test)、肢體協調能力（Four Step Square Test,RCT）等。④研究類型：隨機對照試驗（randomized controlled trial）。

1.2.2 排除標準 文獻類型為綜述、會議論文、學位論文；重復發表的研究；無法取得全文或數據不能完整提取；文獻質量過低或有明顯研究缺陷。

1.3 文獻篩選和數據提取 由兩名接受過系統循證培訓的研究者，根據納入和排除標準獨立對文獻進行閱讀、篩選并提取相關資料。采用Excel 錄入提取資料，完成后進行交叉核對，若存在分歧時通過討論或與第三方研究者共同商議裁定。提取并整理納入文獻的相關數據，包括文獻標題、第一作者、發表時間、研究國家（地區）、樣本量、干預時間、評價指標等信息。

1.4 文獻質量評價 由兩名接受過系統循證培訓的研究者，根據Cochrane 手冊5.1.0 推薦的偏倚風險評估方法，對所納入的文獻進行質量評價，存在不同意見時通過討論或與第三方研究者共同商議裁定。評估項目包括：A.隨機分配方案的產生；B.是否進行分配方案的隱藏；C.是否對受試者、研究者采用盲法；D.是否對結果評價者采用盲法；E.不完整結果資料；F.選擇性報告結果；G.其他偏倚來源。評估結果“是”表明偏倚風險低；結果為“否”則表明該研究出現偏倚的風險較高；“不清楚”表示文獻未提及或無充足信息來評價是否存在偏倚。

1.5 統計學分析 采用Stata 15.0 軟件對提取出的數據進行Meta 分析。納入研究結果間的異質性采用χ2檢驗來進行分析，根據分析結果選擇相應的效應模型：如果P≥0.1，I2<50%，提示研究間統計學異質可接受，可選擇固定效應模型進行數據合并；如果P<0.1，I2≥50%，提示研究間臨床異質性較大，則選擇隨機效應模型進行數據合并。不同評價工具測得的連續變量數據，選擇標準化均方差(standard mean difference,SMD)進行分析；若評價工具相同，則選擇加權均方差(weighted mean difference,WMD)進行分析，并計算95%CI。對可能出現異質性的因素進行亞組分析，必要時采用敏感性分析檢驗結果的穩健性。若無法進行Meta 合并的研究采取描述性分析。

2 結果

2.1 文獻檢索結果 通過中英文數據庫及其他途徑首次檢索到相關文獻592 篇，經Note Express 軟件去除重復文獻167 篇，閱讀文題和摘要，根據納入和排除標準剔除文獻383 篇，其中與主題不符277 篇、干預措施不符44 篇、研究方法不符45 篇、文獻類型不符17篇。初篩后獲得文獻42 篇，進一步獲取全文鏈接，對全文進行閱讀，剔除與主題不符16 篇、干預措施不符9篇、無法獲取全文2 篇，得到15 篇文獻。最終納入分析的文獻共14 篇，均為英文文獻。文獻篩選流程見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 納入文獻基本特征 最后納入文獻共14 篇[18‐31]，發表時間為2013 年—2018 年，納入文獻的語種均為英文，研究分別來自瑞士[27]、意大利[18,20,28‐30]、西班牙[24,26]、德國[23]、英國[19,22]、以色列[21]、伊朗[25]和約旦[31]。共涉及研究對象521例，所有納入研究的試驗組均采用基于VR 技術的干預措施，其中包括了平衡訓練、運動游戲、站姿訓練和步態訓練等。每次干預時間從10 min到1 h，干預周期為3～12 周。詳見表1。

表1 納入文獻的基本特征

（續表）

2.3 納入文獻的質量評價 本研究共納入14項隨機對照試驗，其中8項研究[19‐21,24,27‐28,30‐31]對隨機分配方案的產生進行了描述，11項研究[18‐23,25,27‐30]描述了隨機方案的隱藏，僅有1項試驗[18]對受試者、研究者采用了盲法，所有試驗均沒有對結果測評者采用盲法，所有試驗均明確提供了完整的數據且不存在其他潛在的偏倚風險，在選擇性報道方面的偏倚風險較低。詳見表2、圖2。

表2 納入文獻偏倚風險評估

圖2 納入文獻偏倚風險項目百分比

2.4 Meta 分析結果

2.4.1 姿勢控制 包括COP、CES 和OSI。7篇文獻[21‐23,25‐26，28‐29]報道了研究對象姿勢控制能力的改變，因為采用不同的評價工具進行結局指標的測量，故對數據進行均差標準化處理，各研究間異質性較大（I2=77.6%，P<0.001），選用隨機效應模型進行分析。分析結果顯示，干預后兩組研究對象姿勢控制能力的得分差異無統計學意義[SMD=-0.28，95%CI(-0.77,0.22)，Z=1.09，P=0.277]；根據對照組干預方式進行亞組分析顯示，當對照組無干預時，VR技術在改善姿勢控制力上有明顯優勢，差異有統計學意義[SMD=-0.67，95%CI(-1.07,-0.27)，Z=3.26，P=0.001]，但當對照組接受常規訓練時，兩組無明顯差異[SMD=-0.04，95%CI(-0.72,0.63)，Z=0.12，P=0.901]。見圖3。

圖3 VR 技術對姿勢控制能力影響的森林圖

2.4.2 平衡功能(BBS) 9篇文獻[18,20‐21,24‐26,29‐31]報道了研究對象平衡功能的改變，均采用BBS 對結局進行測量，各研究間異質性較小（I2=47.0%，P=0.058），選用固定效應模型進行分析。分析結果顯示，干預后試驗組平衡功能的改善效果顯著優于對照組，差異具有統計學意義[SMD=0.67，95%CI(0.43,0.91)，Z=5.43,P<0.001]。見圖4。

圖4 VR 技術對平衡功能影響的森林圖

2.4.3 移動能力 11篇文獻[18‐20,22‐25,27‐28,30‐31]報道了研究對象移動能力的變化，因采用不同的評價工具進行結局指標的測量，故對數據進行均差標準化處理，各研究間異質性無統計學意義（I2=0.0%，P=0.707），選用固定效應模型進行分析。分析結果顯示，干預后兩組研究對象移動能力差異無統計學意義[SMD=-0.06，95%CI(-0.23,0.10)，Z=0.75，P=0.455]；根據不同評價指標進行亞組分析顯示，VR 技術在改善病人行走速度[SMD=-0.11，95%CI(-0.35,0.12)，Z=0.94，P=0.347]和步行能力方面[SMD=-0.01，95%CI(-0.25,0.22)，Z=0.12，P=0.908]，效果與常規訓練均無明顯差異。見圖5。

圖5 VR 技術對移動能力影響的森林圖

2.4.4 肢體協調能力(FSST) 4篇文獻[18,21,27‐28]報道了研究對象肢體協調能力的變化，均采用FSST 進行結局測量，各研究間異質性無統計學意義（I2=0.0%，P=0.614），選用固定效應模型進行分析。分析結果顯示，干預后兩組研究對象肢體協調能力差異無統計學意義[WMD=0.25，95%CI(-0.10,1.50)，Z=0.40，P=0.691]。見圖6。

圖6 VR 技術對肢體協調能力影響的森林圖

2.5 發表偏倚及敏感性分析 由于每項評價指標納入的文獻數量較少（不足10 例），因此不適宜用漏斗圖對發表偏倚進行分析。對分析結果進行敏感性分析，分別采用兩種效應模型（固定和隨機），對每項研究進行逐一剔除后再次進行Meta 分析，結果未發生明顯變化，提示本次研究的結果具有較好的穩健性。

3 討論

3.1 基于VR 技術的功能訓練對MS 病人康復效果的影響 本次系統評價共納入14 個研究，521 例病人。研究結果提示，基于VR 技術的康復訓練在改善MS 病人平衡功能上比常規訓練有著更為顯著的效果，但在改善姿勢控制能力、移動能力、肢體協調能力方面并沒觀察到突出優勢，但VR 技術至少可以被認為是一項與傳統訓練同樣有效的康復手段。然而，由于各研究治療強度、干預時間以及納入研究中效應量大小的差異，應謹慎對待本次研究的結果。

VR 是近年來興起的一項新技術，因為其訓練方式的新穎性、可提供個性化康復訓練等特點，在國內外迅速普及，各種不同的基于VR 的專業技術平臺和治療方案也在積極開發和研究之中，有關VR 在神經康復領域應用的研究數量激增。本研究結果與相關學者在帕金森[32]、輕度認知障礙[33]等人群中的研究結果一致，物理治療結合VR 技術干預對研究對象運動功能的改善優于常規的康復訓練。Sampson 等[34]研究結果發現，采用基于計算機的VR 機器人訓練結合功能性電刺激能夠改善MS 病人手臂運動的可行性，減少近端手臂的損傷，病人對干預的依從性極佳，且未報告副作用。Mahajan 等[35]采用基于VR 系統的駕駛操作訓練對MS 病人開展相關研究，結果發現該訓練方式能夠有效提高病人的位置感應能力，可作為有震顫癥狀的MS 病人康復訓練的理想選擇。本研究通過Meta分析發現，VR 技術相對于常規訓練可以顯著改善MS病人的平衡能力，其作用發生的機制可能如下：①在康復過程中，基于VR 技術的運動訓練可以通過重塑大腦對側感覺運動皮層，對神經受損病人的運動功能改善起到至關重要的作用，可以提升病人大腦感知、處理和整合信息的能力，從而更好地維持平衡和控制體位；②VR 技術可以對病人的視聽感覺以及本體感覺產生即時反饋，通過計算機準確評估病人的功能水平,設置不同的難度級別的訓練任務，讓病人在完成訓練時，不但能感覺到挑戰性,而且可以收獲成功的驚喜，促使其產生繼續“闖關”的欲望，并最終達到機體功能改善的目的；③主動完成指定訓練任務可以增強運動神經可塑性，改善肌肉的控制能力[36]。本研究中涉及的VR干預措施多樣，但多數以游戲的形式來開展，這樣的訓練方式讓病人能產生更深厚的興趣，主觀能動性得以提升，從而積極完成各項康復訓練，形成良性循環，最終獲得功能水平的改善；④VR 技術相較于傳統康復訓練的優勢，在于其可以精確地針對不同病人的疾病特點提供更個體化的康復訓練方案，并且可將數據即時儲存于計算機上，并通過各種設備間的數據同步更好地促進病人和系統的交互，從而提高康復效果。

3.2 本研究的局限性和對未來研究的啟示 本次系統評價只檢索了公開發表的中英文文獻，對于其他語種和灰色文獻的檢索存在欠缺，可能會造成一定的發表偏倚。由于VR 技術干預的特殊性，無法對試驗組病人實施盲法，在結果評測時可能會導致對象主觀報告數據的偏差，實施雙盲法的確具有難度，但仍是隨機對照研究的最佳設計。此外，所納入的研究中采取的VR 干預形式、訓練時間、訓練強度和結局評價指標等也不盡相同，因此在數據匯總時存在一定的異質性，這也是關于VR 干預的其他系統評價中常見的局限之處。另外，僅有1 篇文獻報道了使用VR 康復訓練的花費，但卻沒有與對照組進行經濟效益的比較，在未來的研究中可加入對不同康復訓練方式費用等方面的觀察。

4 小結

本研究從循證學的角度，對基于VR 技術的康復訓練改善MS 病人平衡與步態功能的效果進行了分析。結果提示，相比常規訓練，VR 技術可以顯著改善病人的平衡功能，但對于姿勢控制、移動能力和肢體協調能力的改善有待進一步證實。盡管如此，仍可認為VR 技術可以作為一種傳統康復訓練效果不理想時的替代療法，并期待在未來開展設計更嚴謹、干預方案更標準化、樣本量更大的多中心隨機對照試驗，為驗證其潛在優勢提供更強有力的循證依據。