虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合常規(guī)康復治療對痙攣型腦性癱瘓患兒下肢運動功能的影響*

張紅敏，高晶，王麗娜

（揚州大學附屬淮安市婦幼保健院 兒童康復科，江蘇 淮安 223002）

痙攣型腦性癱瘓（以下簡稱腦癱）是小兒腦癱最常見的臨床分型，包括痙攣型四肢癱、痙攣型雙癱、痙攣型偏癱，其常因錐體束損傷導致相應肌群痙攣，臨床表現(xiàn)為肌張力增高、屈髖屈膝、剪刀步態(tài)、尖足等。尖足多因小腿三頭肌痙攣導致，因此盡早緩解小腿三頭肌痙攣，促進肌肉功能重建，是改善尖足的主要措施[1]。雖然運動療法、踝足矯形器、A 型肉毒毒素等康復治療方法在緩解小腿三頭肌痙攣、改善尖足方面取得了不錯的效果，但各自也存在缺點，如疼痛、枯燥、費用昂貴等[1]?！吨袊X性癱瘓康復指南（2022）第四章：康復治療（上）》[2]指出，使兒童愉快和有動力的康復訓練在腦癱治療中作為A 級推薦，如虛擬現(xiàn)實（virtual reality,VR）技術(shù)、游戲等。目前，VR 技術(shù)在國內(nèi)外廣泛用于成人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)康復治療，且在國外運用于腦癱兒童的康復治療已比較成熟，而國內(nèi)還處于起步階段，臨床研究較少[3]。本研究探討采用VR 技術(shù)結(jié)合常規(guī)康復治療對痙攣型腦癱的尖足癥狀、粗大運動功能及日常生活活動能力的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年1月1日—2022年12月31日在揚州大學附屬淮安市婦幼保健院兒童康復科門診康復治療的痙攣型腦癱患兒的臨床資料。本研究所采用的康復治療方法經(jīng)患兒家屬同意并簽署知情同意書，且通過醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審查批準（編號：2017003）。納入標準：①符合《中國腦性癱瘓康復指南（2015）：第一部分》的腦癱診斷及分型標準[4]；②患兒年齡≥ 12月；③患兒認知功能尚可，能理解治療師的指令并執(zhí)行；④粗大運動功能分級系 統(tǒng)（gross motor function classification system,GMFCS）為Ⅰ～Ⅲ級；⑤改良Tardieu 量表（modified Tardieu scale,MTS）評定R2-R1≥ 10°。排除標準：①有嚴重的心肝腎等重要臟器疾病；②年齡＜12月；③治療時服用抗痙攣藥物；④治療前3 個月內(nèi)接受肉毒毒素注射治療或跟腱延長手術(shù)；⑤有視力障礙；⑥患兒家長拒絕參加本研究。將符合納入與排除標準的80 例患兒按隨機數(shù)字表法分為對照組和治療組，每組40 例。分組醫(yī)師與數(shù)據(jù)分析醫(yī)師非同一人。兩組患兒的性別構(gòu)成、年齡、臨床分型、GMFCS 分級，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。

表1 兩組患兒的臨床資料比較 （n=40）

1.2 方法

1.2.1 治療方法對照組采用物理治療（physical therapy,PT）、生物反饋常規(guī)康復治療；治療組在常規(guī)康復治療基礎上加用VR 技術(shù)。PT 主要應用神經(jīng)發(fā)育促進技術(shù)，40 min/次；生物反饋主要刺激脛前肌，20 min/次。各項目均1 次/d，5 次/周，連續(xù)治療3 個月。VR 技術(shù)采用虛擬情景互動評估和訓練系統(tǒng)（BioMaster）（廣州市章和電氣設備有限公司）。設備接通電源，開機后選擇踝關(guān)節(jié)訓練，擺正患兒體位，足背佩戴無線位置傳感器；首先評估患兒患肢踝關(guān)節(jié)主動活動時背屈、跖屈最大值，根據(jù)評估結(jié)果選擇游戲項目并設定合適參數(shù)。游戲項目：①圖片匹配，患兒主動進行足背曲、跖屈使電腦屏幕上相同圖片匹配到正確位置（見圖1A）；②軌跡飛行，患兒主動進行足背曲、跖屈確保電腦屏幕上小飛機在規(guī)定的軌道上飛行，如果在飛行的過程中捕捉氣球給予獎勵加分（見圖1B）；③運動看視頻，選擇患兒感興趣的動畫視頻，患兒必須處于主動足背屈、跖屈的關(guān)節(jié)活動中視頻才能持續(xù)播放，否則視頻停止（見圖1C）。

圖1 虛擬情景互動評估和訓練系統(tǒng)的游戲項目

1.2.2 評定標準兩組患兒康復治療前后由科室固定的專業(yè)治療師在不知分組情況下進行評定。①踝關(guān)節(jié)MTS 角度R1、R2 評定：R1 是以最快速度被動活動踝背屈至出現(xiàn)“卡住”的角度；R2 是以最慢速度被動活動踝背屈至最大關(guān)節(jié)活動的角度。②粗大運動功能評定：采用腦癱兒童粗大運動功能量表88 項（gross motor function measure-88,GMFM-88）進行評估，評估D 區(qū)（站立位，13 項）、E 區(qū)（行走與跑跳，24 項）得分；評分有0、1、2、3 分4 個等級，D 區(qū)總分39 分，E 區(qū)總分72 分；當無法確定分數(shù)時，按較低等級給分，各功能區(qū)及總分得分越高表明粗大運動能力越好。③日常生活活動（activity of daily living，ADL）能力評定：采用中國康復研究中心制定的腦癱兒童ADL 量表，對患兒的個人衛(wèi)生動作（5 項）、進食動作（7 項）、更衣動作（7 項）、排便動作（3 項）、器具使用（4 項）、認識交流（4 項）、床上運動翻身（6 項）、移動動作（6 項）、步行動作（8 項）等進行評定，共50 項；評分有0、1.0、1.5 和2.0 分4 個等級，滿分100 分。得分越高表明其日常生活活動能力越好，障礙程度越輕。

1.3 統(tǒng)計學方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 23.0 統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標準差（±s）或中位數(shù)（下四分位數(shù)，上四分位數(shù)）[M（P25，P75）]表示，比較采用t檢驗或秩和檢驗；等級資料以等級表示，比較采用秩和檢驗；計數(shù)資料以構(gòu)成比或率（%）表示，比較采用χ2檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患兒康復治療前踝關(guān)節(jié)MTS 角度R1、R2，GMFM量表D區(qū)、E區(qū)評分，以及ADL評分比較

兩組患兒的治療前的踝關(guān)節(jié)MTS 角度R1、R2，GMFM 量表D 區(qū)，E 區(qū)評分，以及ADL 評分比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組患兒的臨床資料比較 [n=40，M（P25，P75）]

2.2 兩組患兒康復治療前后踝關(guān)節(jié)MTS角度R1、R2差值比較

兩組患兒治療前后踝關(guān)節(jié)MTS 角度R1、R2 差值比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），治療組均高于對照組。見表3。

表3 兩組康復治療前后踝關(guān)節(jié)MTS角度R1、R2差值比較[n=40，（°），M（P25，P75）]

2.3 兩組患兒康復治療前后GMFM量表D區(qū)、E區(qū)評分及ADL評分差值比較

兩組患兒康復治療前后GMFM 量表D 區(qū)、E 區(qū)評分及ADL 評分差值比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；治療組均高于對照組。見表4。

表4 兩組康復治療前后D區(qū)、E區(qū)評分及ADL評分差值比較[n=40，M（P25，P75）]

3 討論

踝關(guān)節(jié)是控制人體姿勢的微調(diào)樞紐，能夠調(diào)整人體站立、行走等姿勢并維持平衡。尖足步態(tài)是痙攣型腦癱常見的臨床表現(xiàn)之一，發(fā)生率高達83.3%[5]，且隨著年齡增長而升高。由于尖足減少足與地面的接觸面積，使得患兒踝足部在生物力學上對位對線異常，導致踝關(guān)節(jié)功能障礙，嚴重影響了腦癱患兒站立、行走時的平衡及穩(wěn)定。

改善尖足步態(tài)的首要任務就是要緩解小腿三頭肌痙攣。本研究應用的MTS 在腦癱下肢痙攣程度評定有較好的可信度[6]，尤其在評估踝關(guān)節(jié)的可靠性更高[7]，且MTS 中角度R1、R2 更能夠體現(xiàn)肌肉痙攣為速度依賴性牽張反射。本研究納入標準為GMFCS 為Ⅰ～Ⅲ級，故采用GMFM-88 量表中D 區(qū)（站立位）、E 區(qū)（行走與跑跳）進行評估。GMFM-88量表對腦癱兒童粗大運動功能評估具有可靠的信度和效度[8]，且其評估的敏感性較Peabody-2 粗大運動發(fā)育量表（PDMS-2）更高[9]，值得信賴，是目前國際公認為的評估腦癱患兒康復效果的金標準[10]。研究也顯示ADL 評定量表評估腦癱患兒日常生活活動能力具有很高的重測信度[11]。

本研究結(jié)果顯示，治療組較對照組MTS 踝關(guān)節(jié)R1、R2 角度增加，D 區(qū)、E 區(qū)及ADL 分值提高，表明加用VR 技術(shù)可緩解腦癱患兒小腿三頭肌痙攣，改善尖足狀態(tài)，提高患兒站立、行走能力，改善日常生活活動能力。

VR 技術(shù)是目前最有前景、新的康復治療技術(shù)之一[12]，其是通過計算機創(chuàng)建的一種虛擬的人機互動技術(shù)，使個體在虛擬環(huán)境下進行沉浸式、交互式的目標性任務，進而改善相關(guān)功能。國外VR 技術(shù)用于腦癱的康復治療比較成熟，國內(nèi)也在逐步發(fā)展。有研究顯示，VR 技術(shù)能夠改善腦癱患兒上下肢的運動功能[13-14]、平衡協(xié)調(diào)能力[15]、認知功能[16]。VR技術(shù)是在虛擬情景下以游戲的方式進行康復訓練，符合兒童心理特性和發(fā)育特性，能激發(fā)腦癱患兒主動參與康復訓練的內(nèi)驅(qū)力、動力，提高患兒的依從性，改善治療效果[17]。腦癱患兒除了疾病本身特征如肌肉痙攣、關(guān)節(jié)攣縮等遭受疼痛，醫(yī)源性（如神經(jīng)發(fā)育學療法、針灸、肉毒毒素治療等）疼痛也不容忽視，且痙攣型腦癱尤為顯著。有研究顯示，長期反復疼痛會使下丘腦等結(jié)構(gòu)的可塑性發(fā)生改變，影響遠期腦功能[18]，影響社會生活參與度，包括日常康復訓練。VR 技術(shù)的趣味性強，使患兒沉浸其中，能分散疼痛注意力[19]，進而降低疼痛感知，緩解疼痛應激，提高康復治療效果[20]。VR 技術(shù)的虛擬環(huán)境豐富多彩，有研究顯示豐富環(huán)境能夠促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育及腦損傷修復[21]；國外早期研究表明[22-23]，VR訓練可使頭顱影像學發(fā)生改變，可以激活腦癱患兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)感覺運動區(qū)的皮質(zhì)、促進感覺運動系統(tǒng)的重組、提高肢體運動功能。

本研究采用具有VR 技術(shù)的虛擬情景互動訓練取得了不錯的療效，分析其原因如下：①患兒在游戲的過程中主動進行最大限度的足背曲、跖屈訓練，對踝關(guān)節(jié)起到主動牽伸作用，減少肌肉蛋白聚糖等成分的黏稠度及僵硬程度，延長肌纖維長度，緩解小腿三頭肌痙攣，提升脛骨前肌肌力，改善尖足。這與WARNIER 等[24]的研究結(jié)果一致。②由于腦癱患兒小腿三頭肌激活能力差，踝關(guān)節(jié)本體感覺減退，影響站立位平衡協(xié)調(diào)。應用虛擬情景互動訓練患兒接受視聽覺刺激后可以間接地為本體感覺提供正反饋，同時患兒在視聽覺反饋下進行足背曲、跖屈訓練，同樣也增加踝關(guān)節(jié)本體感覺的輸入，提高患兒立位平衡協(xié)調(diào)能力。國內(nèi)很多研究也證實這一結(jié)論[25-26]。③患兒在虛擬游戲中正確完成指令性任務后系統(tǒng)會自動給予加分獎勵，更加激勵患兒參與訓練的主觀能動性。

綜上所述，具有VR 技術(shù)的虛擬情景互動訓練較傳統(tǒng)的康復訓練更能緩解腦癱患兒的小腿三頭肌痙攣，改善尖足狀態(tài)，提高立位、行走、跑跳的能力，增加日常生活活動能力，提高腦癱患兒日常生活參與度，改善生存質(zhì)量。虛擬情景互動訓練具有游戲特性，增加了患兒主動參與康復訓練的興趣，使得康復治療不沉悶、枯燥，符合兒童的發(fā)育天性，更易于患兒接受，提高康復療效，有利于長期堅持，值得推廣。但本研究納入的樣本量相對較少，需要多中心大樣本進一步研究。