虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練對腦卒中偏癱病人平衡及運動功能的影響

黃燕珠,張 清,鐘 祥

腦卒中的發生與腦血管病變導致血管破裂、閉塞而引起腦血管循環障礙有關,病人表現認知障礙及肢體功能障礙,嚴重影響病人生活質量[1]。康復功能訓練可在一定程度上重塑腦卒中病人受損的神經元,改善病人神經運動功能[2]。虛擬現實技術即VR技術,在計算機基礎上生成,用戶通過傳感設備進入虛擬環境中,讓各項操作變得逼真、有趣,提高病人參與康復鍛煉積極性[3]。鏡像視覺反饋訓練通過訓練激活鏡像神經元系統來重塑大腦功能,能有效促進運動功能恢復[4]。研究指出,鏡像視覺反饋訓練在肢體功能障礙病人康復訓練中具有促進作用,通過指導肢體功能障礙病人開展系統化的視覺反饋訓練,可在一定程度上改善病人運動功能[5]。由于腦卒中偏癱病人需要長時間堅持鍛煉才能獲得較理想的康復效果,但臨床上不少病人由于鍛煉依從性較差而影響其康復效果。為此,本研究采用虛擬現實技術提升病人參與康復鍛煉積極性的同時對病人實施鏡像視覺反饋訓練,旨在最大限度提升病人康復效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2021年8月—2022年8月選取104例腦卒中偏癱病人為研究對象。納入標準:所有病人均符合腦出血及腦梗死的相關診斷標準[6];入院后接受影像學檢查,確認發生了腦卒中;初次發病,單側大腦半球存在病灶;年齡35～70歲;生命體征平穩。排除標準:合并精神障礙或伴有腦器質性病變;合并認知功能障礙或明顯失語;合并心肝腎等臟器功能衰竭; Ashworth痙攣評級為Ⅱ級或以上;伴有下肢明顯殘疾或疼痛。按照隨機數字表法將病人分為觀察組、對照組,每組52例。觀察組:男26例,女26例;年齡38～70(58.12±3.45)歲;偏癱部位左側28例,右側24例;學歷初中及小學18例,高中及中專20例,專科及以上14例。對照組:男27例,女25例;年齡38～70(58.23±3.52)歲;偏癱部位左側26例,右側26例;學歷初中及小學17例,高中及中專23例,專科及以上12例。兩組病人一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。

1.2 干預方法

1.2.1 對照組干預方法

對照組病人由康復治療師指導其行早期康復訓練及康復護理。1)病人病情穩定后由責任護士對病人進行肢體按摩及被動功能鍛煉,以防止關節畸形及肌肉萎縮。協助病人擺放合適體位,對于不能自主翻身的病人協助其2 h翻身1次,以改善病人肢體功能。2)體位轉換及轉移訓練:責任護士協助病人抬高床頭30°,當病人能堅持大于30 min后次日將床頭抬高增加10°開展訓練,直至床頭抬高至90°。然后指導病人交叉雙手抱膝,頭部逐漸靠近胸前,讓身體前后左右輕搖,以緩解下肢痙攣癥狀。3)上肢分離誘發訓練:病人取坐位,指導其行肘關節伸展及肩關節屈曲運動,要求病人行肩內斂、內旋及屈曲運動,并于肩內收或內旋時讓病人手部觸碰肩關節,然后復位,反復鍛煉8次。4)上肢控制訓練:指導病人行關節伸展運動,當關節屈伸90°時停留10 s,待病人完成后逐漸減少肩關節屈曲角度,于任意角度停止或運動。

1.2.2 觀察組干預方法

觀察組病人在對照組基礎上實施虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練。

1.2.2.1 虛擬現實支持技術

由物理治療師負責幫助病人完成VR平衡訓練,應用Silverfit 2.5.5.8229軟件設置虛擬場景,利用3D攝像頭根據紅外線反射來捕捉病人活動時的圖像,將3D動態影像完整記錄下來。病人每次接受30 min訓練,可選擇3種VR游戲,每種游戲的訓練時長為10 min,物理治療師要對病人的實際情況做出綜合評定,協助病人選擇難度適宜的游戲,要盡量保證病人可以不用輔助工具或者不借助其他人的力量完成訓練。在訓練過程中,治療師需要擔當監督者與保護者,適當時用語言指導病人。常見VR訓練游戲有3個:1)沙灘排球,系統中設置沙灘排球的虛擬場景,病人保持站立姿勢,自身影像投射到屏幕中成為排球運動員的形象,病人移動,屏幕上的人物也會隨之移動,病人通過改變姿勢或者身體重心完成一場沙灘排球比賽,可以通過調整時間限制的方式變化難易程度。2)城市行走,系統中設置城市馬路的虛擬場景,病人保持站立姿勢,通過步行或者移動身體的方式躲避屏幕上出現的障礙物,直至達到終點,如果訓練過程中未能成功躲避障礙物,系統會通過畫面與聲音的變化做出提示,可以通過調整時間限制的方式變化難易程度。3)花園采摘,系統中設置菜園的虛擬場景,菜園中遍布各類蔬菜,病人訓練時保持站立姿勢,其影像投射到屏幕中為鏟子的形象,病人移動,鏟子也隨之做出動作,鏟子移動到蔬菜上,對應的蔬菜閃爍,病人做出下蹲或者彎腰動作,鏟子隨機將蔬菜收割。同樣,也可以通過調整時間限制的方式變化難易程度。

1.2.2.2 視覺反饋訓練

病人訓練前取平臥位,在雙腿中間放置鏡子,鏡子反光面側置于健側下肢,鏡子背面置于患側下肢,指導病人通過調整合適的體位來看清鏡面中呈現的鏡像,指導病人根據鏡像完成下肢訓練動作。訓練步驟:膝關節屈伸—踝關節背伸—下肢抬高等,同側肢體也進行相同動作,囑咐病人時刻觀察肢體鏡像,雙側肢體交替進行鍛煉,每次持續訓練20 min,每天1次,每周6次,持續訓練4周。

1.3 觀察指標

由2名經統一培訓的責任護士,在病人入組時(干預前)及干預3個月時(干預后)以問卷調查形式收集兩組平衡功能、下肢運動功能、功能性步行、日常生活能力及生活質量數據,病人填寫完相關量表后現場回收,本次共發出相關量表104份,有效回收104份,有效回收率100%。

表1 兩組病人干預前后BBS評分、FAC評分、Barthel指數比較 單位:分

表2 兩組病人干預前后下肢運動功能評分比較 單位:分

表3 兩組病人干預前后生活質量評分比較比較 單位:分

1.3.1 平衡功能

采用Berg平衡量表(BBS)[7]進行評價,總分0～56分,分值越高說明病人平衡能力越理想,量表Cronbach′s α系數為0.832,效度系數為0.863,信效度理想。

1.3.2 下肢運動功能

采用Fugl-Meyer運動能力量表(FMA)[8]進行評價,量表包括上肢功能(0～66分)和下肢運動功能(0～34分),總分0～100分,評分越高表明病人肢體運動能力越理想,量表Cronbach′s α系數為0.856,效度系數為0.878,信效度理想。

1.3.3 功能性步行量表(FAC)[9]

用于評價病人步行狀況,量表評分1～5分,評分越高表明病人步行能力越理想,量表Cronbach′s α系數為0.872,效度系數為0.882,信效度理想。

1.3.4 Barthel指數

包括10個項目,每個項目采用1～10級評分,總分10～100分,評分越高說明病人日常生活能力越理想,量表Cronbach′s α系數為0.863,效度系數為0.879,信效度理想。

1.3.5 生活質量

應用腦卒中專用生活質量量表(SS-QOL)[10]進行評價,量表包括工作情況、軀體功能、社會功能、心理狀態4個維度,每個維度評分0～100分,分值越高說明病人生活質量水平越高。

1.4 統計學方法

2 結果

3 討論

3.1 虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練可改善腦卒中偏癱病人平衡能力

平衡訓練旨在提升病人的平衡能力,傳統訓練多依賴于康復器械與訓練手法,訓練內容比較枯燥,形式較為單一,病人在長期重復的訓練當中極易失去康復信心與積極性[11]。計算機技術逐步應用到醫學領域,為醫療工作的展開提供了全新的途徑與方法,VR技術與平衡功能訓練的結合就很典型,VR技術在計算機信息技術的基礎上展開,為病人創造生動真實的虛擬環境,病人極易融入其中,且能夠在訓練當中感受到樂趣,在VR技術的吸引下病人在訓練當中的注意力以及積極性都會有很大程度的提升[12-13]。鏡像視覺反饋訓練通過視覺錯覺訓練可提升病人肢體存在意識,從而促進大腦組織形成“使用-依賴性”功能,有效避免患肢由于長期缺乏鍛煉而導致肢體功能衰退而影響平衡能力[14]。本研究對腦卒中偏癱病人實施虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練,結果顯示觀察組病人干預后BBS評分、FAC評分較對照組明顯升高(P<0.05),表明虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練可改善腦卒中偏癱病人平衡能力。這是因為虛擬現實技術可模擬各種訓練場景,能充分調動病人參與康復訓練的積極性及主動性,而視覺反饋訓練通過對雙側肢體進行訓練,有助于兩側大腦半球相互抑制,從而達到新的運動平衡,因此可從神經層面促進運動功能恢復,改善病人平衡能力[15]。

3.2 虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練可改善腦卒中偏癱病人肢體功能

下肢運動功能障礙是腦卒中偏癱病人常見的臨床癥狀,本研究為了促進腦卒中偏癱病人下肢功能恢復,對病人實施虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練,結果顯示觀察組病人干預后Fugl-Meyer量表及相關維度評分高于對照組(P<0.05),表明虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練可改善腦卒中偏癱病人肢體功能。分析可能由于VR技術指導下的康復訓練可以從多方面給予病人反饋,包括本體覺、聽覺以及視覺,全方位的反饋能提高病人功能鍛煉效果,促進病人術后肢體功能恢復[16]。視覺反饋訓練通過“幻象”為病人提供的視覺反饋,且相關反饋可刺激運動神經傳導通路,激活患側肢體運動神經元,重塑雙腿神經元,從而有效改善病人下肢運動功能[17]。

3.3 虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練可改善腦卒中偏癱病人日常生活質量

積極提升腦卒中偏癱病人生活質量是護理的最終目的,本研究結果顯示,觀察組病人經訓練后生活質量評分較對照組明顯升高(P<0.05),表明虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練可改善腦卒中偏癱病人日常生活質量。和傳統的重復性訓練不同,VR技術下的平衡訓練具有任務導向性特征,可根據病人的病情變化,設定適合的訓練目標,病人訓練過程中系統會根據病人動作情況給予指導與反饋,病人可以根據反饋結果調整姿勢,優化訓練模式,以更加準確的姿勢完成訓練,及時反饋具有優化運動模式的、優化神經網絡的作用,讓病人的執行力明顯提升,從而有效改善病人運動功能,讓病人能盡快恢復正常生活[18-19]。另外,視覺反饋訓練可增強病人運動皮質區興奮性,改善病人肢體功能,激活病人M1區興奮性,改善患側大腦半球功能,進而促進肢體功能恢復,因此在虛擬現實技術訓練基礎上對病人行視覺反饋訓練,可起到協同效應,有效提升病人運動功能,改善病人生活質量[20]。

4 小結

虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練能有效改善腦卒中偏癱病人下肢運動功能及步行功能,有助于病人生活質量提升。然而本研究存在一定不足之處,如納入樣本量小、病人病程短,缺乏長期跟蹤隨訪,在日后需要擴大樣本量,延長隨訪時間進一步客觀評價虛擬現實技術聯合視覺反饋訓練在腦卒中偏癱病人中的應用價值。