虛擬現(xiàn)實情景互動訓(xùn)練在養(yǎng)老院阿爾茨海默病患者康復(fù)治療中的應(yīng)用

孫志成，王 彤，馬金霖，張 娜，潘麗君，董亞軍

(1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬老年醫(yī)院沐春園護(hù)理院分部，江蘇 南京 210024； 2.南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心，江蘇 南京 210029；3.南京江寧沐春園護(hù)理院康復(fù)診療中心，江蘇 南京 211000；4.南京江寧沐春園護(hù)理院頤康中心，江蘇 南京 211000)

隨著老齡化的加劇，我國已成為世界上阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)患者最多且遞增速度最快的國家[1]，而選擇將AD患者送入養(yǎng)老機(jī)構(gòu)照護(hù)已逐漸成為我國的養(yǎng)老趨勢[2]。隨著AD患者認(rèn)知功能和運動功能逐漸退化，進(jìn)而嚴(yán)重?fù)p害和影響其日常生活活動能力(activityof daily living，ADL)和生活質(zhì)量，因此對該類患者的照護(hù)已經(jīng)成為一個重要的社會負(fù)擔(dān)[3-4]。目前AD的治療手段主要是通過藥物對癥治療，但療效有限。美國精神病協(xié)會(American Psychiatry Association，APA)2007年AD診療指南指出，AD患者在常規(guī)藥物治療的基礎(chǔ)上應(yīng)輔以康復(fù)治療[5]，而其中運動訓(xùn)練干預(yù)已成為目前AD康復(fù)干預(yù)的研究熱點之一[6-7]。近年來，作為“高科技養(yǎng)老”成果之一的虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)情景互動技術(shù)被逐漸應(yīng)用于老年康復(fù)臨床中。本研究采用VR情景互動訓(xùn)練作為運動訓(xùn)練模式，旨在探索其對養(yǎng)老院AD患者的康復(fù)干預(yù)效果。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2018年7月—2020年3月南京江寧沐春園護(hù)理院(南京醫(yī)科大學(xué)附屬老年醫(yī)院管理經(jīng)營)收治的AD患者56例作為研究對象。按隨機(jī)數(shù)字表法分為觀察組和對照組，每組各28例。觀察組男性9例，女性19例；年齡69～85歲，平均(78.58±6.26)歲；受教育年限(5.94±3.97)年；病程(3.95±2.40)年；服用抗AD藥物20例，未服用抗AD藥物8例。對照組男性11例，女性17例；年齡72～84歲，平均(79.01±3.94)歲；受教育年限(6.13±3.21)年；病程(3.87±2.58)年；服用抗AD藥物22例，未服用抗AD藥物6例。2組性別、年齡、受教育年限、病程和服用抗AD藥物情況等差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合NINCDS-ADRDA制定的對AD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]；年齡65～85歲；簡易精神狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination，MMSE)評分在10～24分；能配合該研究項目，能獨立或在康復(fù)治療師與護(hù)理人員的幫助下完成全部研究任務(wù)；不低于小學(xué)文化程度；患者或者家屬簽署知情同意書；服用抗AD藥物(鹽酸多奈哌齊)的受試者入組前6個月內(nèi)未進(jìn)行藥物種類或劑量的調(diào)整，病情保持穩(wěn)定，入組后用藥方案不變，直到研究結(jié)束。排除標(biāo)準(zhǔn)：血管性癡呆、路易體癡呆及因腦外傷、腦炎等其他疾患引起的癡呆；伴有嚴(yán)重的心肝肺腎等臟器疾病者；重度抑郁、自殺傾向及精神分裂癥等精神障礙；嚴(yán)重失能、嚴(yán)重視/聽覺損害及失語無法交流者；無法完成或耐受VR情景互動訓(xùn)練者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)。

1.2方法 對照組接受養(yǎng)老院常規(guī)養(yǎng)老護(hù)理服務(wù)和健康宣教等，完成一般日常生活活動。觀察組在對照組的基礎(chǔ)上應(yīng)用VR情景互動訓(xùn)練進(jìn)行干預(yù)，具體方法如下：采用VR情景互動康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)(Motion v2.0，南京魔迅)，AD患者接受6種VR情景互動游戲訓(xùn)練。①八段錦：患者置身于山巒竹林之中跟隨虛擬教練練習(xí)整套10節(jié)八段錦動作。②守門員：選擇自由模式，患者通過身體的任何部位攔截足球，球可以被踢向球門的任意區(qū)域，鼓勵患者身體主動運動。③飛翔：患者以左右傾斜身體的方式來模擬控制鳥兒在空中展翅翱翔，并以游戲中穿過圓環(huán)中的水果(目標(biāo)物)獲取分?jǐn)?shù)。④健身：患者跟隨虛擬健身教練在虛擬健身房進(jìn)行弓步、下蹲、屈髖、髖外展、臺階上下等健身活動，訓(xùn)練時強(qiáng)調(diào)動作盡量規(guī)范，動作到位后會有鈴聲提示。⑤超市購物：患者在治療師的指引下，于虛擬超市中根據(jù)購物清單的購買任務(wù)(如香蕉或礦泉水等)，在超市的各個貨架間奔走，找到購物車?yán)锏臇|西所在位置后，通過其軀干和上肢運動選取所需購買的商品并放入購物車。⑥沙灘排球：模擬與機(jī)器人對手的沙灘排球比賽，患者通過軀干的移動以及上肢和手腕的運動回球。每次訓(xùn)練包括5 min熱身運動、35 minVR情景互動訓(xùn)練(其中八段錦游戲15 min，其他每種游戲各3 min，游戲之間間隔1～2 min休息)和5 min緩和運動，共45 min左右。每周訓(xùn)練3次，共訓(xùn)練6個月。訓(xùn)練場地位于一間獨立、溫度適宜且通風(fēng)的房間，以保證訓(xùn)練不受其他外界因素的干擾。AD患者在康復(fù)治療師的示范引導(dǎo)下進(jìn)行訓(xùn)練，每次訓(xùn)練結(jié)束后根據(jù)VR情景互動系統(tǒng)反饋的訓(xùn)練情況對下一次訓(xùn)練的游戲參數(shù)進(jìn)行實時調(diào)整。另外在訓(xùn)練過程中要求康復(fù)治療師加強(qiáng)對患者的保護(hù)監(jiān)督，保證訓(xùn)練安全。

1.3評定標(biāo)準(zhǔn) 于干預(yù)前及干預(yù)6個月后(干預(yù)后)，對2組行認(rèn)知功能、運動功能、日常生活活動能力以及生活質(zhì)量的評估。(1)認(rèn)知功能評估。①MMSE[9]：包括定向、記憶、語言、計算及視空間能力共五個分量表，總分30分。分?jǐn)?shù)越低，患者認(rèn)知功能越差。②AD認(rèn)知功能評估量表(Alzheimer′s disease assessment scale-cognition，ADAS-cog)[10]：包括定向、結(jié)構(gòu)、觀念運用、語言、形象性詞語即刻回憶與再認(rèn)共11題，總分70分，分?jǐn)?shù)越高，認(rèn)知障礙程度越重。(2)運動功能評估。①“起立-行走”記時測試(timed up and go test，TUGT)[11]：評估動態(tài)平衡功能，患者坐于有扶手的靠背椅上，聽到“開始”指令后從靠背椅上起立，待站穩(wěn)后，按平時步態(tài)向前行走至3 m標(biāo)志物后轉(zhuǎn)身，然后走回到椅子前再轉(zhuǎn)身坐下。記錄所用耗時，以s為單位。②30 s坐椅站立試驗(30-second chair stand test，30 sCST)[12]：評估下肢肌力，測試時，患者坐于一把無扶手椅子中央，雙足踩地，雙手抱肩交叉于胸前，連續(xù)快速進(jìn)行“起-坐”動作，記錄30 s內(nèi)完成的“起-坐”動作次數(shù)。③30 s手臂彎曲試驗(30-second arm curl test，30 sACT)[12]：評估上肢肌力，測試時，患者坐于一把直背式椅子中央，雙足踩地，測試受試者30 s內(nèi)優(yōu)勢手負(fù)重情況下(男性抓握8磅啞鈴，女性抓握5磅啞鈴)完成前臂屈曲的次數(shù)，前臂屈曲時須保持肘部位置固定。 ④坐椅前伸試驗(chair sit-and-reach test，CSRT)[13]：評估雙下肢和下背部的柔韌性。患者坐于坐椅上，優(yōu)勢側(cè)腿完全伸直時，前臂盡力往前伸，測量足尖與中指指尖的距離，中指指尖超過足尖記為正數(shù)，反之則記為負(fù)數(shù)。(3)ADL評估。ADL評估量表[14]：由軀體生活自理和工具性日常活動能力兩部分組成，共14項，總分14～56分，總分越低提示ADL越高。(4)生活質(zhì)量評估。阿爾茨海默病生活質(zhì)量量表(quality of life-Alzheimer′s disease，QOL-AD)[15]：評估AD患者的生活質(zhì)量，包含13個評估條目，每個條目5個等級，賦分1～5分，總分13～65分，分?jǐn)?shù)越高提示生活質(zhì)量越高。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料比較采用獨立樣本t檢驗和配對t檢驗，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.12組認(rèn)知功能比較 干預(yù)前，2組MMSE評分和ADAS-cog評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)6個月后，觀察組MMSE評分和ADAS-cog評分較干預(yù)前均顯著改善，觀察組均明顯優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而對照組MMSE評分和ADAS-cog評分均無顯著改善(P>0.05)。見表1。

2.22組運動功能比較 干預(yù)前，2組TUGT、30 sCST、30 sACT和CSRT差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)6個月后，觀察組TUGT、30 sCST、30 sACT和CSRT測試結(jié)果較干預(yù)前均顯著改善，觀察組均明顯優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而對照組TUGT、30 sCST、30 sACT和CSRT測試結(jié)果均無顯著改善(P>0.05)。見表2。

2.32組ADL和生活質(zhì)量比較 干預(yù)前，2組ADL評分和QOL-AD評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。干預(yù)6個月后，觀察組ADL評分和QOL-AD評分較干預(yù)前均顯著改善，且觀察組均明顯優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而對照組患者的ADL評分和QOL-AD評分均無顯著改善(P>0.05)。見表3。

表1 2組干預(yù)前后認(rèn)知功能評估結(jié)果比較Table 1 Comparison of cognitive function before and after intervention in two groups 分)

表2 2組干預(yù)前后運動功能評估結(jié)果比較Table 2 Comparison of motor function before and after intervention in two groups

表3 2組干預(yù)前后ADL和生活質(zhì)量評估結(jié)果比較Table 3 Comparison of ADL and quality of life before and after intervention in two groups 分)

3 討 論

隨著近年來抗AD藥物臨床試驗的相繼失敗[16]，國內(nèi)外學(xué)者一直在探索AD的非藥物治療。而作為非藥物療法之一的運動訓(xùn)練干預(yù)，尤其是認(rèn)知參與程度高的運動康復(fù)訓(xùn)練干預(yù)近年來備受關(guān)注[17]。但目前在養(yǎng)老院中開展的運動訓(xùn)練形式(如步行、功率踏車、有氧體操等)多較為枯燥、無趣、運動強(qiáng)度較大，養(yǎng)老院AD患者極易產(chǎn)生煩躁抵觸情緒，從而影響其訓(xùn)練的依從性和耐受性，難以達(dá)到預(yù)期的干預(yù)效果[18]。因此，尋找更適于養(yǎng)老院AD患者的運動訓(xùn)練方式已成為近年來“醫(yī)康養(yǎng)融合”研究的重點。

VR情景互動訓(xùn)練是以運動學(xué)、奧瑞姆(Orem)自護(hù)以及游戲治療三種理論為基礎(chǔ)，通過微軟3D攝像頭捕捉并創(chuàng)造出一個患者的3D圖像，經(jīng)過計算機(jī)圖形與圖像技術(shù)，在虛擬場景中映射出患者的圖像，患者于虛擬場景中要做一連串設(shè)定好的動作完成指定的游戲任務(wù)以進(jìn)行人機(jī)交互[19]，且VR具有沉浸、交互和想象3個典型特征[20]。本研究選取的互動式的VR情景游戲訓(xùn)練任務(wù)如超市購物、守門員、飛翔等都極具趣味性，與VR場景的交互可以將枯燥乏味的康復(fù)訓(xùn)練變得生動有趣，能吸引AD患者的注意力，使AD患者的記憶力、注意力、執(zhí)行功能等多項高級認(rèn)知功能得以有效訓(xùn)練。另外，“逼真且富有現(xiàn)場感”的VR場景(如山巒竹林、健身房、超市等)使AD患者沉浸其中并對此訓(xùn)練產(chǎn)生興趣和好感，Vecchiato等[21]研究顯示，VR沉浸感可以使大腦的感覺運動整合得以激活，并使注意力的相關(guān)腦網(wǎng)絡(luò)得到調(diào)節(jié)。Zygouris等[22]研究表明，在VR訓(xùn)練過程中，隨著AD患者積極情緒體驗的增強(qiáng)，可相應(yīng)提高其認(rèn)知功能，本研究結(jié)果與其一致。VR情景互動訓(xùn)練克服了康復(fù)治療師的個體化訓(xùn)練差異性，根據(jù)AD患者的訓(xùn)練完成情況和成績設(shè)定不同等級的難度，并實時、科學(xué)地調(diào)整及重點強(qiáng)化，使AD患者的訓(xùn)練更加重復(fù)精準(zhǔn)化、客觀化和完整化，進(jìn)而激發(fā)更多的與認(rèn)知功能某些領(lǐng)域密切相關(guān)的多巴胺釋放，從而達(dá)到改善認(rèn)知功能的作用[23]，并能有效避免常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練較為枯燥和單調(diào)模式帶來的疲乏感。本研究觀察組在接受了6個月的VR情景互動訓(xùn)練后，其MMSE和ADAS-cog評分較干預(yù)前和對照組干預(yù)后均顯著改善，該結(jié)果提示，VR情景互動訓(xùn)練可顯著改善養(yǎng)老院AD患者的認(rèn)知功能。

隨著養(yǎng)老院AD患者認(rèn)知功能的下降，其平衡及步行能力、肌肉力量、柔韌度等運動功能也隨之降低，進(jìn)而導(dǎo)致ADL下降，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，并且增加養(yǎng)老院的照護(hù)負(fù)擔(dān)。因此，提高AD患者認(rèn)知功能的同時必須提升其運動功能。觀察組AD患者在接受VR情景互動訓(xùn)練6個月后，其TUGT、30 sCST、30 sACT和CSRT測試結(jié)果較組內(nèi)干預(yù)前和對照組干預(yù)后均顯著改善，該結(jié)果提示，VR情景互動訓(xùn)練可改善養(yǎng)老院AD患者的運動功能。本課題前期研究顯示，VR情景互動訓(xùn)練能有效改善養(yǎng)老院老年人的動、靜態(tài)平衡功能、下肢肌力及步態(tài)功能等跌倒相關(guān)危險因素，降低跌倒發(fā)生次數(shù)[24]。而本研究選取的八段錦、飛翔、守門員等VR情景互動游戲訓(xùn)練，訓(xùn)練過程中給予AD患者視、聽覺等多方面反饋，融合了雙重任務(wù)和感覺干擾兩種訓(xùn)練元素，在激發(fā)AD患者積極性和主動性的同時，可明顯提升前庭覺信息的整合能力和中樞的控制能力，提高AD患者的姿勢穩(wěn)定性[25]。健身游戲里，AD患者模仿健身教練在虛擬健身房進(jìn)行的各種下肢運動，增強(qiáng)了下肢各肌群的肌力、伸展性和彈性，促進(jìn)下肢肌力和柔韌性的增加。而沙灘排球、超市購物等游戲，通過上肢反復(fù)的屈伸、外展等運動，促進(jìn)了上肢肌力的增長。上述綜合因素可能在顯著改善AD患者相關(guān)運動功能(平衡能力、上下肢肌力及柔韌性等)方面起到了積極的作用。

AD患者認(rèn)知功能和運動功能的提升，改善了其ADL和生活質(zhì)量，進(jìn)而減緩AD的惡化進(jìn)展，同時可提高患者家屬對養(yǎng)老院的滿意度。觀察組在接受了6個月的VR情景互動訓(xùn)練后，其ADL和QOL-AD評分較組內(nèi)干預(yù)前和對照組干預(yù)后均顯著改善，該結(jié)果表明，VR情景互動訓(xùn)練可有效改善養(yǎng)老院AD患者的ADL和生活質(zhì)量。這與Gamito等[26]的研究結(jié)果一致，該研究對AD患者進(jìn)行基于VR的模擬ADL場景訓(xùn)練后，患者的認(rèn)知功能和ADL均得到明顯改善和提升。

綜上所述，VR情景互動訓(xùn)練可有效改善養(yǎng)老院AD患者的認(rèn)知功能、運動功能和日常生活活動能力，提高生活質(zhì)量。在養(yǎng)老院AD患者的康復(fù)治療中更具趣味性，訓(xùn)練效率更高，患者依從性和接受程度更好，是一個可行的AD非藥物治療方案，適用于養(yǎng)老院內(nèi)推廣應(yīng)用。但本研究只選取了一家養(yǎng)老院AD患者進(jìn)行研究干預(yù)，未來應(yīng)擴(kuò)大研究范圍，增大樣本量，對VR情景互動訓(xùn)練干預(yù)后的遠(yuǎn)期療效進(jìn)行觀察隨訪。