虛擬現實訓練對養老機構輕度認知障礙病人的康復治療效果

孫志成 王鳴 李詠陽 孔易萌 張娜 董亞軍 郭睿鈺 時賽賽 顧曉美

輕度認知障礙(mild cognitive impairment,MCI)是介于正常老化和滿足癡呆標準之間的一種認知狀態,也常被認為是AD的前驅癥狀和高危狀態[1]。據相關文獻報道顯示,全球50歲及以上社區居民的MCI患病率高達15.56%[2],向AD的轉化率約為6%～10%[3],且養老機構中老年人MCI的患病率顯著高于社區[4]。養老機構MCI病人一般表現為認知功能和功能性體適能下降,嚴重影響其生活質量,對其家屬和養老機構的照護都帶來了額外的負擔與壓力[5-6]。目前尚無針對AD的特效治療藥物,因此,盡早對MCI病人進行篩查并實施及時有效的非藥物干預措施,可能是延緩或阻止其向AD發展的有效途徑。

近年來,運動療法作為MCI病人的康復治療和非藥物療法之一已成為研究熱點[7]。虛擬現實(virtual reality,VR)訓練作為一種認知-運動雙重任務訓練方式,因其可以使老年人易于接受并能保持高度積極性及依從性,近年來在老年MCI領域開始逐漸應用[8-9],但國內關于VR訓練在養老機構MCI病人中應用的實踐經驗還較少。鑒于此,本研究采用VR訓練對養老機構MCI病人進行干預,觀察其康復治療效果。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選取2021年6月至2022年11月南京江寧沐春園護理院(江蘇省5A級醫養結合型養老機構)住養區篩查為MCI的病人63例,按隨機數表法分為VR組(32例)和對照組(31例)。

納入標準:(1)年齡60～85歲;(2)符合2018中國癡呆與認知障礙診治指南的MCI診斷標準[1],病情穩定;(3)主訴記憶障礙≥6個月;(4)生活可以自理,能夠參與完成本課題的各種檢查、評估及干預;(5)MMSE評分>24分;(6)MoCA評分≤26分;(7)至少有1項認知領域出現障礙;(8)獲得病人本人及家屬的知情同意。

排除標準:(1)血管性癡呆、帕金森病、甲狀腺疾病、貧血等導致的認知障礙等;(2)腫瘤顱內轉移和顱內異常;(3)患有精神疾病;(4)影響或無法耐受運動訓練的嚴重的心血管疾病或骨關節疾病;(5)存在嚴重的視覺、聽覺及言語等功能障礙;(6)有日常健身運動鍛煉習慣;(7)近期接受過相關的認知康復干預(尤其是VR訓練);(8)其他任何不確定情況所致不能完成本研究項目。

2組病人性別、年齡、受教育年限和婚姻狀況等一般資料比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表1。本研究已獲得南京醫科大學附屬老年醫院醫學倫理審查委員會批準[(2022)院倫審字第012號] 。

表1 2組病人一般資料比較

1.2 方法 對照組病人給予階段性的健康宣教和養老機構常規養老護理服務,VR組在對照組的基礎上接受VR訓練干預。

1.2.1 健康宣教:包括MCI疾病的相關知識(包括概念、流行病學、病因及防治措施等);調整飲食結構,建立地中海飲食等飲食習慣;控制MCI的危險因素(控制基礎疾病,積極參加文體活動及加強社交等);關注情緒和睡眠。1次/月,共干預6個月。另外,課題組給每位病人發放自制的相關圖文宣傳資料冊。

1.2.2 養老機構常規養老護理服務:(1)基礎養老護理:創造舒適、安靜且安全的養老居住環境;飲食健康合理,清淡易消化,多食用堅果等健腦食物;保證充足睡眠,戒煙戒酒;囑病人養成規律的生活習慣,指導和協助料理個人生活。(2)認知訓練:為病人制定個性化的認知訓練,包括記憶力、定向力、注意力、語言及執行功能等訓練,1次/d。(3)活動:鼓勵積極參加養老康樂活動,適當運動鍛煉,每天進行散步、慢走等運動15～30 min。(4)心理護理:建立良好的心理支持,及時疏導病人的負性情緒,使其保持積極樂觀的心理狀態。

1.2.3 VR訓練干預:采用VR情景互動康復訓練系統(魔迅,Motion Version 2.0型,南京產),MCI病人接受6種VR游戲:(1)八段錦:病人跟隨虛擬教練在山巒竹林中習練一套八段錦(共10節);(2)超市購物:病人根據游戲要求的購物清單,于康復治療師的引導下在虛擬超市貨架間奔走并尋找所需商品的陳列定位,然后通過其上肢運動進行選取并放置于購物車中;(3)展翅翱翔:病人通過身體左右傾斜來模擬控制鳥在湖泊上空展翅飛翔,并在飛翔途中試圖不斷控制鳥的位置以成功穿過光圈中的水果;(4)魔術戲法:病人身處馬戲團場景,通過上肢運動使手中燃燒的火焰烤落出現的水果球泡泡;(5)健身房:病人身處虛擬健身房中,在虛擬健身教練的帶領和示范下進行弓步、上下階梯、下蹲等各種健身運動;(6)太空引力球:病人通過自身軀干或上肢的運動控制自己在虛擬環境(失重狀態的飛船中)上下左右地漂流移動,用身體的任何部位阻止球掉進病人一邊的洞里。每次訓練包括5 min熱身運動、35 min VR訓練(其中八段錦15 min,其余游戲各3 min,各游戲間休息1 min)和5 min放松運動,共45 min。訓練3次/周,共6個月。訓練場地安靜、獨立且溫度適宜,訓練時要求康復治療師注意觀察病人動作完成的幅度、速度及準確性等,并及時給予糾正、示范指導,同時要確保病人的訓練安全,鼓勵病人循序漸進、持之以恒。每次訓練結束根據VR系統軟件反饋的病人完成訓練內容情況及時調整游戲模塊難度參數。

1.3 評估標準 2組病人均在干預前和干預6個月后進行以下功能評估。

1.3.1 認知功能評估:(1)MoCA[10]:評價病人的整體認知功能,總評分為30分,分數越高表明整體認知功能越好;(2)Rivermead行為記憶測驗第2版(Rivermead Behavioural Memory Test Second Edition,RBMT-Ⅱ)[11]:評價病人的記憶功能,總分為24分,分數越高表明記憶功能越好;(3)數字符號轉換測驗(Digit Symbol Substitution Test,DSST)[12]:評價病人的注意力,根據給出的數字—符號對應關系,在數字下的空格內填上相對應的符號,90 s內正確完成的個數越多表明注意力越好;(4)動物詞語流暢性測驗(Animal Fluency Test,AFT)[13]:評價病人的語言功能狀態,要求其60 s內就動物這一范疇列舉出盡可能多的例子;(5)連線測驗(Trail Making Test,TMT)A-B[14]:評價病人的執行功能,包含A、B兩項子測試,A部分要求按序連接25個數字,B部分則要求按序交替連接25個數字和字母,總耗時越短表明執行功能越好。

1.3.2 功能性體適能[15]評估:(1)平衡適能:8英尺起立行走測試(8-foot Up and Go Test,8UGT):病人坐在靠背椅中央,聽到“開始”后站起,盡量快速向前走至2.44 m(8英尺)處的圓錐體后轉身再返回椅子坐下,測量用時。(2)肌肉適能:①30 s手臂彎舉測試(30-second Arm Curl Test,30sACT):病人端坐于椅子中央,記錄其30 s內優勢手橫握姿勢抓握啞鈴(男性8磅,女性5磅)完成前臂彎舉的次數;②30 s座椅站立測試(30-second Chair Stand Test,30sCST):病人端坐于無扶手椅子中央,雙臂交叉抱于胸前,記錄其30 s內連續快速完成“起-坐”的動作次數。(3)柔韌適能:①抓背測試(Back Scratch Test,BST):病人先抬一側臂至頭頂屈肘,手掌觸背向下伸展;同時另一側臂向后夾肩屈肘,手背觸背向上伸展。測量兩手中指間的距離。②座椅體前伸測試(Chair Sit-and-Reach Test,CSRT):病人坐于椅中央,優勢側腿向前保持膝蓋挺直,腳跟著地,手臂伸直緩慢前伸至最大幅度,測量其中指指尖與腳尖的距離,超過腳尖為正數,反之為負數。(4)心肺適能:2 min踏步測試(2-Minute Step Test,2MST):要求病人連續快速完成2 min的原地踏步,要求抬腿高度達到髕骨與髂前上棘連線的1/2。記錄2 min內右膝達到的次數。

1.3.3 生活質量評估:采用阿爾茨海默病生活質量量表(Quality of Life-Alzheimer’s Disease,QOL-AD)[16]評價病人的生活質量,包含13項評估條目,每項條目5個等級,賦分1～5分,總分13～65分,分數越高提示生活質量越高。

2 結果

2.1 2組病人干預前后認知功能比較 干預前,2組病人的MoCA、RBMT-Ⅱ、DSST、AFT、TMT-A和TMT-B測試結果組間差異均無統計學意義(P>0.05)。干預6個月后,VR組病人的MoCA、RBMT-Ⅱ、DSST、AFT和TMT-A測試結果較干預前及對照組均有明顯改善(P<0.05或P<0.01),而VR組TMT-B測試結果與干預前比較,差異無統計學意義(P>0.05);對照組干預前后MoCA、RBMT-Ⅱ、DSST、AFT、TMT-A和TMT-B測試結果差異均無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 2組病人干預前后認知功能比較

2.2 2組病人干預前后功能性體適能比較 干預前,2組病人的8UGT、30sACT、30sCST、BST、CSRT和2MST測試結果組間差異均無統計學意義(P>0.05)。干預6個月后,VR組病人的8UGT、30sACT、30sCST、CSRT和2MST測試結果較干預前及對照組差異均有統計學意義(P<0.05或P<0.01),而VR組BST測試結果較干預前無明顯改善(P>0.05);對照組干預前后8UGT、30sACT、30sCST、BST、CSRT和2MST測試結果差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 2組病人干預前后功能性體適能評估結果比較

2.3 2組病人干預前后生活質量比較 干預前,2組病人的QOL-AD評分差異無統計學意義(P>0.05)。干預6個月后,VR組病人的QOL-AD評分顯著高于干預前及對照組,差異均有統計學意義(P<0.05),而對照組病人的QOL-AD評分無顯著改善(P>0.05)。見表4。

表4 2組病人干預前后QOL-AD評分比較分)

3 討論

近年來,針對MCI開展的運動干預方式主要包括有氧運動(如健步走、功率踏車、慢跑)和阻力訓練等[17],但這些方式在養老機構中開展多存在著單一、枯燥,以及與認知聯系不緊密等缺點,導致機構內老年人的參與程度不高、難以堅持且抵觸情緒明顯,從而很難達到預期的康復干預效果。因此,探索出更適用于養老機構MCI病人的運動訓練方式已成為近年來“康養結合”研究的重點之一。

本研究采用的VR情景互動訓練系統是一種利用“受試者-計算機”界面的交互技術,生成可以模擬真實事物的虛擬場景,病人在此虛擬場景里通過做一連串設定好的動作來完成指定的游戲任務以進行人機交互,從而有利于重塑其大腦功能及提升康復效果[18]。本研究VR組病人經過6個月的VR訓練后,其整體認知功能、記憶力、注意力和執行功能均取得改善且療效優于對照組,與國內外相關研究結果一致[19-20],分析其原因可能包括:(1)本研究選取的如超市購物等VR訓練游戲,融合了記憶力、注意力及執行功能等多重訓練任務,并根據MCI病人的訓練完成質量和成績設定不同的訓練難度,做到隨時調整及重點強化,能使VR訓練達到更加精準化和完整化,進而提高了MCI病人的整體認知功能。(2)本研究的深山竹林、太空飛船及馬戲團等VR訓練場景生動逼真且令人興奮,VR訓練任務趣味性也較強,這些都能夠增加MCI病人的康復積極性和主動性,強化重復訓練和延長訓練時間,從而進一步固化其思維模式和訓練效果,進而提高其記憶力。(3)VR訓練這種認知-運動雙重任務訓練模式可以提高注意力的轉換速度,改善游戲任務之間注意力的分配能力,繼而改變中樞神經系統的活動性并增加皮層的激活區域,從而促進注意力的提高。Vecchiato等[21]的研究也表明,VR的沉浸特性可以激活大腦的感覺運動整合,并有助于注意力的相關腦網絡的調節。(4)VR訓練設置的不同游戲訓練場景和任務,進一步分化了MCI病人的訓練目標以及明確了康復的目的性和指向性,使其能完成較為復雜的訓練任務,提高了執行功能的可塑性,進而改善執行功能。

隨著養老機構老年MCI病人認知功能的下降,其功能性體適能也隨之降低,從而成為引起跌倒的危險因素并嚴重影響病人的生活質量[5]。Arrieta等[22]研究發現,相較于功能性體適能較差的老年人,具有良好功能性體適能的老年人罹患AD的風險更低。因此,在AD臨床早期階段不僅需要提高病人的認知功能,同時還需提升其功能性體適能。本研究VR組病人經過6個月的VR訓練后,除上肢柔韌適能外,其余功能性體適能以及生活質量均顯著改善并優于對照組,分析原因可能為:(1)本研究選取的八段錦、展翅翱翔、太空引力球等VR訓練游戲,包含了雙重任務和感覺干擾2種訓練元素,可增強特定區域神經系統的興奮性,顯著提升中樞組織能力和前庭覺信息的整合能力,強化并提高病人的姿勢穩定性及身體靈敏性,從而改善其平衡適能[23]。(2)健身房游戲中,病人通過在虛擬健身房情景中跟隨虛擬健身教練進行的下肢各種反復運動,促進了髖、膝關節周圍肌群肌力、伸展性和彈性的增強,從而使其下肢肌肉適能和柔韌適能得以改善;魔術戲法、超市購物等游戲,引導病人進行上肢屈伸、外展等反復運動,促進了上肢各肌群肌力的增長,從而改善其上肢肌肉適能[24]。(3)VR訓練選取的八段錦屬于低強度且有規律的有氧運動,本質屬性為“三調合一”(即調心、調形、調息),其8個動作結合了呼吸、吐納和肢體運動,能夠提升膈肌上下的活動范圍并提高胸廓的活動量,反復習練可增加膈肌收縮力,提高呼吸效率,另外還可使血液循環中運輸和利用氧的能力增強,從而改善心肺適能[25]。(4)MCI病人的認知功能和功能性體適能的提升,改善了其在養老機構的生活質量,這與Afifi等[26]的研究結果一致。

本研究仍存在以下局限性:(1)樣本量較小且只選取了一家養老機構,易導致結果可能存在偏倚。(2)未對研究對象做長期隨訪,VR訓練的長期效果有待進一步驗證。(3)VR組病人經過VR訓練干預后,其TMT-B和BST測試結果較干預前無顯著差異,分析其原因可能為:養老機構MCI老年病人的評估測試耐受性較低,而TMT-B測試所需時間較長;本研究選擇的VR游戲項目對上肢柔韌適能的改善效果并不明顯。后續研究需要進一步探索更適合養老機構MCI病人特點的認知評估量表,并選取更具針對性和全面性的VR游戲項目。

綜上所述,VR訓練能夠有效地改善養老機構MCI病人的認知功能和功能性體適能,提高其生活質量,且VR訓練簡便、強度適中、趣味性強,是一個可行的非藥物治療手段,易于在醫養結合型養老機構內推廣、實踐。