沉浸式虛擬現實技術在老年癡呆患者認知訓練中的應用▲

謝 興 農青芳 農冬暉 潘曉艷 柳書儀 李先鋒 陳國英

(廣西南寧市第一人民醫院1 康復科，2 神經內科二區，3 全科醫學科，4 護理部，南寧市 530022,電子郵箱:422484359@qq.com)

老年癡呆癥主要包括阿爾茨海默癥、血管性癡呆、混合癡呆癥等類型，通常表現為發作性記憶和認知功能的逐漸喪失，隨后會出現語言和視覺空間技能的缺陷，同時伴隨著冷漠、攻擊性和抑郁等行為障礙[1]。多感官環境刺激治療(multi-sensory stimulation environments,MSSE)理論認為感官經驗是人類賴以生存、學習、認識自我及環境的必備條件，感官經驗的缺乏會阻礙自我認識和個體功能的發展，同時導致對外界環境認識和感知出現困難[2]。MSSE通過對患者視覺，聽覺，觸覺等感官進行刺激，為老年癡呆患者提供無壓力、娛樂性的治療環境，能夠改善老年癡呆患者的情緒、溝通、行為及認知狀態，同時還可以提高患者和照顧者的生活質量，具有智力要求低、適用范圍廣和時間安排靈活等特點，是老年癡呆治療中一種很有前景的替代治療方法[3]。但我國MSSE起步較晚，有關MSSE治療老年癡呆的大樣本研究報告較少[4]，MSSE治療的實現方式也仍有待探索。

沉浸式虛擬現實技術是指使用者通過使用頭戴式虛擬現實設備，將真實世界的視聽感覺隔離，產生虛擬的視聽覺，并利用專用的手柄或手套，與虛擬世界環境進行交互，產生完全置身于虛擬環境感受的技術[5]，是近年來利用計算機模擬發展而來的一項現代化技術。利用虛擬現實技術可以實現視覺、聽覺、觸覺等多感官和多場景的模擬。本研究運用沉浸式虛擬現實技術構建多感官的治療環境，對老年癡呆患者進行治療，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2019年1～12月在某城市醫療集團醫養結合機構、養老機構住院，經醫生診斷，符合美國國家衰老研究所和阿爾茨海默病學會頒布的2011診斷標準[6]的老年癡呆患者57例作為研究對象。納入標準：(1)簡易智能狀態量表[6](Mini-Mental State Examination,MMSE)得分<24分，(2)具備基本視聽說能力，能夠理解研究人員指令并執行。(3)獲得家屬同意參加作業治療，精神狀態穩定。(4)無其他嚴重軀體疾病。排除標準：(1)其他腦部器質病變(如外傷、出血、梗死)導致的認知障礙患者；(2)軀體活動不方便參與患者；(3)合并其他精神障礙疾病患者。采用隨機數字表法將研究對象分為觀察組28例和對照組29例。兩組患者一般資料、MMSE評分比較差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。本研究由研究者告知家屬實驗目的及方法，并由家屬簽署知情同意書。研究獲得醫院倫理委員會審議并通過。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 方法 兩組患者均按常規診療方案治療護理，遵囑予鹽酸多奈哌齊片[衛材(中國)藥業有限公司，國藥準字：H20050978]口服，5 mg/次，1次/d。在常規治療和護理基礎上，將患者以4～5人為一組，每周集中進行兩次干預，30 min/次，持續干預12周。觀察組通過構建沉浸式虛擬現實環境進行作業治療，具體做法：使用高性能計算機搭配HTC VIVE PRO 顯示頭套(2.0套裝)及虛擬現實軟件構建沉浸式虛擬現實任務場景(切水果、投籃、射擊、投擲等)。患者戴上虛擬現實頭套后，將沉浸在360°全方位立體的虛擬現實環境中，通過控制手柄完成相關任務。在此過程中，虛擬現實頭套將播放相應的音效并記錄得分。對照組采用平板電腦(iPad)進行非沉浸式的體感互動游戲任務(模擬切水果、投籃、射擊、投擲等)，干預時長、頻率同觀察組。治療結束后兩組成員均進行10 min的游戲心得交流。

1.3 評價方法 由干預實施者記錄每次游戲得分。在干預前、干預后12周由兩名精神科醫生使用相關量表進行認知能力、生活自理能力、心理狀況評價。

1.3.1 認知能力：使用MMSE評價認知能力。MMSE量表為目前世界上廣泛應用于癡呆篩查的神經心理學量表，從定向力、記憶力、注意力與計算力、回憶能力、語言能力共五個維度進行評價，每正確回答 1 題記 1 分，總分 30 分，得分越高認知功能越好[7-8]。根據不同文化程度，以文盲總分≤19分，小學≤22分，初中及以上≤26分考慮認知受損，該量表靈敏度0.76，特異度為0.93[9]。

1.3.2 生活自理能力：使用Barthel指數[10]評定生活自理能力，包括排便及排尿控制、修飾、如廁、進食、洗澡、穿衣、床椅轉移、平地行走、上下樓梯10個條目，每個條目按等級記分，總分100分，≤40分為重度依賴，41～60分為中度依賴，61～99分為輕度依賴，100分為無需依賴。該量表中文版內部一致信度Cronbach α系數為0.916[11]。

1.3.3 心理狀況：使用漢密爾頓焦慮量表(Hamilton Rating Scale for Anxiety，HAMA)和漢密爾頓抑郁量表(Hamilton Rating Scale for Depression，HAMD)[12]評定心理狀況。(1)HAMA由14個項目組成，采用0～4分5級評分法，將因子歸納為精神性和軀體性兩大類，分數越高焦慮狀況越嚴重。總分評定信度系數r為 0.93,各單項癥狀得分信度系數為0.83～1.00,效度系數0.36[13]。(2)HAMD由焦慮/軀體化、體重、認識障礙、日夜變化、阻滯、睡眠障礙、絕望感7個因子24個項目組成，采用0～4分5級評分法，總分越高抑郁狀況越嚴重，總分評定信度系數r為0.99,各單項癥狀得分的信度系數r為0.83～1.00,效度系數為0.36[13]。

1.4 質量控制 (1)通過文獻查閱、專家咨詢和預試驗確定干預內容、時長及頻次。(2)采用單盲法，患者認知功能、日常活動能力、焦慮抑郁情況均固定由兩名主治醫師以上職稱的精神科醫生評價，確保評價一致性。(3)干預實施者不參與數據采集，數據統一由經過培訓的護理人員采集處理。

1.5 統計學分析 采用SPSS 20.0軟件進行統計學分析。計量資料以(x±s)表示，組間比較采用獨立t檢驗，組內干預前后比較采用配對t檢驗；等級資料組間比較使用采用Mann-Whitneyu檢驗，組內干預前后比較采用Wilcoxon秩和檢驗；計數資料以例數(百分比)表示，組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

干預前，兩組患者MMSE評分、Barthel指數評分、HAMA評分、HAMD評分比較差異無統計學意義(P>0.05)。干預12周后，兩組患者MMSE總評分、Barthel指數評分高于干預前，且觀察組高于對照組，觀察組MMSE中定向力維度，注意力和計算力維度評分高于對照組及干預前(P<0.05)。HAMA評分、HAMD評分均低于干預前，且觀察組低于對照組(P<0.05)。見表2，表3。

表2 兩組患者干預前后MMSE評分比較(x±s，分)

表3 干預前后兩組患者Barthel指數、HAMD、HAMA評分比較(x±s，分)

3 討 論

3.1 沉浸式虛擬現實技術可改善老年癡呆患者認知功能 虛擬現實技術根據其不同的實現方式，可分為沉浸式虛擬現實技術和非沉浸式虛擬現實技術[14]。非沉浸式虛擬現實技術又稱桌面式虛擬現實技術，通過計算機及相關設備的控制，與屏幕上的圖像進行互動[15]。沉浸式虛擬現實技術要求使用者帶上頭盔，通過計算機的模擬，產生一個三維空間的虛擬世界，為使用者提供視覺、聽覺、觸覺等感官的現實模擬[16]。相較于非沉浸式虛擬現實技術，沉浸式虛擬現實技術能讓使用者以更自然的方式與虛擬物品(對象)進行實時交互，仿佛沉浸于真實環境中。本研究兩組患者均使用虛擬現實互動游戲對老年癡呆患者進行多感官認知干預，結果顯示干預后兩組MMSE總評分均高于干預前，與鄭佳穎等[17]研究結果相似，提示虛擬現實互動游戲可改善老年癡呆患者的認知。但使用沉浸式虛擬現實技術開展互動游戲的觀察組MMSE總評分及定向力、注意力和計算力兩個維度評分高于對照組(P<0.05)。提示沉浸式虛擬現實技術在改善老年癡呆患者的定向力、注意力和計算力方面效果更好，原因可能是運用沉浸式虛擬現實技術模擬現實環境，構筑射擊、投擲、捶打、砍削等任務場景，患者需要在360°全景空間中通過定向、瞄準、快速做出反應以完成相關任務，相較于屏幕的二維空間，需要更多的專注和投入，從而更有利于改善其認知功能，但兩組記憶力、回憶力、語言能力維度得分差異無統計學意義(P>0.05)，可能與未設計相關任務有關。

3.2 沉浸式虛擬現實技術有助于改善老年癡呆患者的抑郁癥狀 有研究表明，老年癡呆患者認知障礙與抑郁癥關系密切[18]。老年抑郁癥常常伴隨有認知功能的改變，而認知障礙的患者也常伴有抑郁癥狀，兩者相互影響[19]。老年抑郁常用的干預方法有認知行為療法、人際心理療法、音樂療法等[18]。研究指出，多種訓練模式相結合的同步雙任務訓練，能更有效地改善患者的認知功能[20]。運用沉浸式虛擬現實技術對老年癡呆患者進行干預，患者需要在三維空間內對物體進行快速識別，同時通過操控控制手柄完成相應的動作，配合同步播放的音效，起到多感官訓練的作用。本研究結果顯示，干預后觀察組HAMD、HAMA得分均低于干預前及對照組(P<0.05)，提示沉浸式虛擬現實技術能較好地改善老年癡呆患者的心理狀況。

3.3 虛擬現實技術的應用前景與普適性 虛擬現實技術近年來被引入醫療行業，廣泛應用于康復訓練、心理治療、醫學教育等領域[21-25]。與傳統作業療法相比，虛擬現實技術擺脫了人力、時間、地點等客觀條件的限制，避免了治療師人為的偏移，通過沉浸式的虛擬，使患者獲得接近現實的體驗，從而保證訓練成果能夠延伸到現實中，幫助患者提升日常活動能力。本研究觀察組患者接受干預后，日常活動能力評分高于干預前及對照組(P<0.05)，提示沉浸式虛擬現實技術對患者日常活動能力有較好的改善作用。

隨著技術的發展，虛擬現實技術已進入了商用高速增長階段[16]，以本研究所用沉浸式虛擬現實設備為例，其市場價格在人民幣2～4萬元不等，在大于4平方米的房間即可進行部署，普通人經過簡單培訓，便能掌握相關設備的使用，可廣泛應用于醫院、社區、養老機構。隨著配套軟件的進一步開發，虛擬現實設備將可以實現更多現實場景的模擬，用于老年癡呆患者的康復和訓練治療。

綜上所述，沉浸式虛擬現實技術可用于老年癡呆患者認知功能訓練，緩解老年癡呆患者焦慮抑郁的心理狀態，提高日常活動能力，具有較好的應用前景和普適性。但受研究時間限制、患者招募等條件影響，本研究納入樣本量較少，入組患者認知障礙程度較輕，沉浸式虛擬現實技術在重度認知障礙患者中的應用效果及中長期的療效仍待進一步探索。