虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)鍛煉在創(chuàng)傷性顱腦損傷術(shù)后恢復(fù)中的應(yīng)用研究

王 艷,李朝明,楊平亮,夏 勛

1.成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院麻醉科,成都 610500; 2.成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科,成都 610500

創(chuàng)傷性顱腦損傷(traumatic brain injury,TBI)為外部暴力作用于顱腦導(dǎo)致的損傷[1]。近年來,盡管隨著我國醫(yī)療救治體系的逐漸完善,TBI病死率呈逐漸降低的趨勢,但因建筑業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,TBI發(fā)生率不降反升,給TBI的臨床治療及術(shù)后康復(fù)帶來了沉重的壓力[2]。資料顯示,即便是輕度TBI,仍有部分患者存在永久殘疾,而中重度TBI患者,出現(xiàn)永久殘疾的概率可高達(dá)60%～100%[3]。TBI術(shù)后常易出現(xiàn)運(yùn)動功能障礙,從而嚴(yán)重降低患者生命質(zhì)量[4]。康復(fù)鍛煉(rehabilitation exercise,RE)是恢復(fù)患者運(yùn)動功能的重要方式,但常規(guī)RE不但場景單一,訓(xùn)練項(xiàng)目枯燥無味,且功能恢復(fù)緩慢,多數(shù)患者常難以承受,因此產(chǎn)生心理壓力而灰心喪氣,部分患者甚至?xí)虼丝咕芑蚍艞塕E[5]。虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)鍛煉(virtual reality-rehabilitation exercise,VR-RE)可為患者創(chuàng)造豐富的虛擬場景,以激發(fā)患者興趣,使其在虛擬場景中完成RE,進(jìn)而達(dá)到術(shù)后恢復(fù)的目的[6]。目前,VR-RE多用于腦梗死患者康復(fù),極少應(yīng)用于TBI患者的術(shù)后恢復(fù)。2020年7月—2022年6月成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院將VR-RE應(yīng)用于創(chuàng)傷性顱腦損傷術(shù)后恢復(fù),報(bào)告如下。

臨床資料

1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡≥18歲;(2)符合《腦損傷神經(jīng)功能損害與修復(fù)專家共識》[7]中TBI診斷標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)頭顱CT證實(shí);(3)閉合性損傷;(4)生命體征平穩(wěn),術(shù)后單側(cè)肢體運(yùn)動功能障礙;(5)術(shù)前GCS≥9分;(6)行開顱手術(shù)者。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)重癥TBI;(2)既往顱腦損傷或顱腦手術(shù);(3)合并其他顱腦疾病;(4)無法完成康復(fù)鍛煉;(5)傷前肢體畸形或功能障礙;(6)認(rèn)知功能障礙史或簡明精神狀態(tài)檢查量表(mini-mental state examination,MMSE)評分>14分;(7)合并神經(jīng)或精神類疾病,肝腎功能異常;(8)依從性差。

本組收治TBI患者86例,男性64例,女性22例;年齡28～60歲,平均46.6歲;病程10～28 d,平均17.4 d;道路交通傷62例,高處墜落傷18例,打擊傷4例,其他2例。依據(jù)鍛煉方法將86例患者分為VR-RE組、RE組,各43例。兩組患者基線資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。本研究獲成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(2022CYFYIB-BA-39-5)。

表1 兩組患者基線資料比較

2 治療方法

兩組均行顱內(nèi)減壓術(shù),患者氣管插管全麻,取仰臥位,經(jīng)頭顱CT明確血腫位置,行開顱手術(shù)治療。術(shù)后RE組行常規(guī)RE。包括床上鍛煉:協(xié)助患者翻身與床上肢體被動鍛煉,隨患者肢體功能恢復(fù),逐漸改為主動鍛煉;轉(zhuǎn)移鍛煉:患者可主動坐起后,協(xié)助患者從床上轉(zhuǎn)移至床旁椅子上,期間囑患者盡量以下肢主動承重;床上拋接球鍛煉:患者主動坐起,給予兒童皮球,并囑其盡量向上拋起,并在皮球下落時(shí)接住;床旁站立鍛煉:患者站于床旁,雙腳與雙肩同寬,站立時(shí)擺動雙臂;床旁行走鍛煉:患者在床旁站穩(wěn)后,開始進(jìn)行床旁踏步或行走,同時(shí)盡量擺動雙臂;日常能力鍛煉:指導(dǎo)患者完成吃飯、穿衣等日常生活活動。上述鍛煉視患者實(shí)際情況選擇每日鍛煉次數(shù)及每次鍛煉時(shí)間,循序漸進(jìn),每次鍛煉以患者出現(xiàn)輕度疲勞為止,2～3次/d為宜。共鍛煉8周。

VR-RE組行常規(guī)RE+VR-RE。常規(guī)RE同RE組。每日完成RE中的內(nèi)容后,經(jīng)適當(dāng)休息,VR-RE組開始進(jìn)行VR-RE。首先向患者系統(tǒng)介紹VR-RE的內(nèi)容,引導(dǎo)患者觀看相關(guān)視頻,使其理解視頻中的相關(guān)動作及完成標(biāo)準(zhǔn),患者不明白的地方耐心講解,直到其完全理解為止,然后囑患者認(rèn)真進(jìn)行鍛煉。內(nèi)容主要包括:(1)搬運(yùn)物體。模擬搬運(yùn)物體的活動,提高患者上肢、下肢運(yùn)動能力及注意力。(2)駕船。模擬駕船的環(huán)境,使患者完成在多種復(fù)雜虛擬場景中駕船的活動,提高患者肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)活動能力。(3)接椰子。模擬接樹上掉落椰子的活動,提高患者反應(yīng)、肢體協(xié)調(diào)及計(jì)數(shù)能力。(4)乘坐汽車。模擬乘坐汽車環(huán)境,提高患者肢體活動、轉(zhuǎn)移重心、躲避障礙及維持站立平衡能力。(5)躲避訓(xùn)練。模擬遇到障礙物場景,提高患者注意力、應(yīng)急反應(yīng)能力及協(xié)調(diào)能力。(6)整理家務(wù)。模擬患者居家生活,使患者完成打掃衛(wèi)生、整理衣物、搬移桌凳、取放水果等虛擬活動,提高患者肢體精細(xì)運(yùn)動及協(xié)調(diào)能力。40 min/次,1次/d,共鍛煉8周。

3 觀察指標(biāo)

觀察兩組術(shù)后并發(fā)癥及術(shù)后7 d GCS。觀察兩組患者鍛煉前、后神經(jīng)功能;運(yùn)動功能;日常生活能力;精神狀態(tài);血清膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acid protein,GFAP)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)、泛素羧基末端水解酶L1(ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1,UCH-L1)等神經(jīng)損傷因子水平。以美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(national institutes of health stroke Scale,NIHSS)及改良Rankin量表評價(jià)神經(jīng)功能;以簡式Fugel-Meyer(FMA)及Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)評價(jià)運(yùn)動功能;以Barthel指數(shù)(Barthel index,BI)評價(jià)日常生活能力;以MMSE評價(jià)精神狀態(tài)。以ELISA法檢測血清GFAP、NSE、UCH-L1等神經(jīng)損傷因子水平。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率及術(shù)后7 d GCS比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組術(shù)后并發(fā)癥及GCS比較

鍛煉前兩組患者血清GFAP、NSE、UCH-L1水平比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);鍛煉8周后兩組患者血清GFAP、NSE、UCH-L1水平均降低(P<0.05),且VR-RE組血清GFAP、NSE、UCH-L1水平均低于RE組(P<0.05)。見表3。

表3 兩組患者神經(jīng)損傷因子水平比較

鍛煉前兩組患者NIHSS評分、Rankin評分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);鍛煉8周后兩組患者NIHSS評分、Rankin評分均降低(P<0.05),且VR-RE組NIHSS評分、Rankin評分均低于RE組(P<0.05)。見表4。

表4 兩組患者神經(jīng)功能評分比較分)

鍛煉前兩組患者FMA評分、BBS評分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);鍛煉8周后兩組患者FMA評分、BBS評分均升高(P<0.05),且VR-RE組FMA評分、BBS評分均高于RE組(P<0.05)。見表5。

表5 兩組患者運(yùn)動功能評分比較分 )

鍛煉前兩組患者BI評分、MMSE評分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);鍛煉8周后兩組患者BI評分、MMSE評分均升高(P<0.05),且VR-RE組BI評分、MMSE評分均高于RE組(P<0.05)。見表6。

表6 兩組患者日常生活能力、精神狀態(tài)評分比較分)

討 論

TBI及手術(shù)創(chuàng)傷均可導(dǎo)致腦組織原發(fā)性及繼發(fā)性損傷,破壞腦部神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),致患者殘疾甚至死亡,因TBI及手術(shù)操作引發(fā)的腦組織損傷較為復(fù)雜,患者術(shù)后出現(xiàn)的功能障礙也多種多樣[8]。RE可通過多種運(yùn)動方式激發(fā)患者神經(jīng)殘存功能,改善其神經(jīng)、運(yùn)動功能,充分發(fā)揮其潛能,促進(jìn)患者康復(fù)。但因多數(shù)TBI患者術(shù)后功能恢復(fù)較為緩慢,在術(shù)后漫長的康復(fù)過程中,患者常易出現(xiàn)多種不良情緒,嚴(yán)重影響患者術(shù)后康復(fù)效果[9]。VR-RE是將人機(jī)交互技術(shù)與RE相結(jié)合的新型康復(fù)方式,可吸引患者進(jìn)入豐富游戲場景,促使其主動參與RE,達(dá)到術(shù)后康復(fù)的目的[10]。VR系統(tǒng)可收集、分析患者鍛煉信息,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)患者鍛煉期間出現(xiàn)的問題,并將問題反饋給患者,促進(jìn)患者及時(shí)改進(jìn)、調(diào)整,從而提高康復(fù)鍛煉的有效性[11]。VR-RE以游戲方式促進(jìn)患者進(jìn)行康復(fù)鍛煉,操作簡單,可重復(fù)性強(qiáng),鍛煉期間患者無摔倒風(fēng)險(xiǎn),較適合顱腦損傷患者術(shù)后康復(fù)[12]。

本研究鍛煉8周后,VR-RE組血清GFAP、NSE、UCH-L1水平及NIHSS評分、Rankin評分均低于RE組,說明VR-RE有助于促進(jìn)TBI術(shù)后患者神經(jīng)損傷恢復(fù),改善其神經(jīng)功能。TBI后腦組織仍存在結(jié)構(gòu)及功能上的重組及重塑能力,VR-RE可針對性進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,從而導(dǎo)致部分突觸激活,促進(jìn)神經(jīng)代償功能建立[13]。VR-RE可促進(jìn)內(nèi)啡肽分泌并上調(diào)谷氨酸水平,其中內(nèi)啡肽可誘導(dǎo)祖細(xì)胞增殖,增加新生神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量,谷氨酸為興奮性神經(jīng)遞質(zhì),可經(jīng)促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞成熟、遷移以及參與突觸形成促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)[14]。VR-RE可促進(jìn)骨骼肌收縮產(chǎn)生IL-6,IL-6能夠進(jìn)入腦組織并抑制神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生多種炎癥因子,避免腦組織發(fā)生炎癥損傷,抑制神經(jīng)損傷因子生成[15]。

本研究鍛煉8周后,VR-RE組FMA評分、BBS評分、BI評分、MMSE評分均高于RE組,說明VR-RE可有效改善TBI患者術(shù)后運(yùn)動功能及精神狀態(tài),提高其術(shù)后日常生活能力。VR-RE可有效刺激運(yùn)動通道神經(jīng)細(xì)胞,激發(fā)其活性,促進(jìn)運(yùn)動反射重建,恢復(fù)運(yùn)動輸出,改善TBI患者術(shù)后運(yùn)動功能[16]。VR-RE可促進(jìn)側(cè)支循環(huán)建立,恢復(fù)或改善肢體血供,促進(jìn)肢體神經(jīng)、肌肉功能恢復(fù)[17]。VR-RE可經(jīng)多種運(yùn)動方式促進(jìn)腦損傷患者上下肢關(guān)節(jié)活動,提高其反應(yīng)、肢體協(xié)調(diào)及平衡能力,協(xié)同改善腦損傷患者術(shù)后運(yùn)動、平衡功能,為提高其日常生活能力創(chuàng)造了條件[18]。VR-RE針對性設(shè)計(jì)了腦損傷患者術(shù)后機(jī)體功能失常的鍛煉模式,并根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息及時(shí)對鍛煉模式進(jìn)行改進(jìn),使其更適合腦損傷患者術(shù)后肌肉力量及關(guān)節(jié)功能恢復(fù)[19]。VR-RE可經(jīng)創(chuàng)建豐富的游戲場景,促進(jìn)腦損傷患者產(chǎn)生愉悅、歡快的正性情緒,消除其焦慮、悲哀等負(fù)性情緒,促進(jìn)患者身心健康發(fā)展[20]。VR-RE可使腦損傷患者明顯感受到自身機(jī)體功能的日益改善,提高其參與康復(fù)鍛煉的主動性,從而建立良性循環(huán),增強(qiáng)患者戰(zhàn)勝疾病的信心,改善其精神狀態(tài)[21]。

總之,VR-RE可促進(jìn)TBI患者術(shù)后腦神經(jīng)修復(fù),改善其神經(jīng)功能、運(yùn)動功能及精神狀態(tài),提高患者術(shù)后日常生活能力。

作者貢獻(xiàn)聲明:王艷:查閱資料、論文設(shè)計(jì)與撰寫; 李朝明、夏勛:數(shù)據(jù)收集;楊平亮:論文修改