虚拟现实技术对脑卒中患者上肢功能及日常生活活动能力的效果①

田然，柏敏，马腾

虚拟现实技术对脑卒中患者上肢功能及日常生活活动能力的效果①

田然，柏敏，马腾

目的观察虚拟现实技术对脑卒中患者上肢功能及日常生活活动能力的影响。方法2015年10月～2016年5月，60例脑卒中患者随机分为对照组(n=30)和观察组(n=30)。两组均接受针刺及常规康复治疗，观察组另外增加虚拟现实技术康复训练，每天20m in，每周5 d，共4周。治疗前后分别采用Fugl-Meyer评定量表上肢部分(FMA-UE)评定上肢及手的运动功能，改良Barthel指数(MBI)评定日常生活活动能力。结果治疗前，两组患者FMA-UE、MBI评分无显著性差异(P＞0.05)；治疗后，两组均明显提高(t＞3.120,P＜0.01)，观察组高于对照组(t＞2.510,P＜0.05)。结论虚拟现实技术可促进脑卒中患者上肢功能改善，提高日常生活活动能力。

脑卒中；针刺；虚拟现实；康复；上肢功能；日常生活活动能力

[本文著录格式]田然，柏敏，马腾.虚拟现实技术对脑卒中患者上肢功能及日常生活活动能力的效果[J].中国康复理论与实践,2016,22(12):1371-1374.

CITED AS:Tian R,BaiM,Ma T.Effectof virtual reality technology on upper limbs function and activities of daily living in stroke patients[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2016,22(12):1371-1374.

脑卒中后上肢功能及日常生活能力的康复一直是临床比较棘手的问题之一。有资料显示85%的脑卒中患者在发病开始就有上肢功能障碍[1]。在常规康复治疗过程中，人们往往比较重视步行训练，忽视上肢运动功能，而上肢运动功能在人类日常生活中占据特殊而重要的地位，如何促进脑卒中患者上肢运动功能恢复是目前研究所面临的严峻挑战之一。本研究探讨采用虚拟现实技术改善脑卒中后上肢功能，提高生活自理能力的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2015年10月～2016年5月本科收治脑卒中患者60例，诊断均符合1995年中华医学会全国第四届脑血管病会议通过的诊断标准[2]，并均经头颅CT或MRI确诊。

纳入标准：①首次发病，病程3个月以内，生命体征稳定；②无失语，简易精神状态检查(M ini-Mental State Exam ination,MMSE)≥21分，能明白治疗师的指令，配合训练；③Brunnstrom 6级评定法上肢≥Ⅲ级；④改良Ashworth痉挛量表评定肌张力≤Ⅱ级；⑤自愿参加本研究项目。

排除标准：①心、肾或神经、肌肉、骨骼等严重并发症；②意识障碍、痴呆、严重失语；③其他引起上肢运动功能障碍的情况，如外伤骨折、截肢、严重的上肢关节疾病或类风湿性关节炎等。

所有入组患者按随机数字表法分为观察组和对照组，每组30例。两组性别、年龄、病程、病变性质、Brunnstrom分级、改良Ashworth分级等均无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

1.2 治疗方法

两组均接受常规康复治疗和针刺治疗，观察组在此基础上进行虚拟现实技术康复训练。

1.2.1 常规康复治疗

两组入院前急性期均按照神经内科常规处理，经医师检查病情稳定，给予常规物理治疗、作业治疗。由康复治疗师根据两组患者的具体功能情况设计，如上肢控制能力训练，关节活动训练，磨砂板、木钉等作业训练，每天40m in，每周5 d，持续4周。

1.2.2 针刺治疗

头皮针：取病灶同侧(偏瘫对侧)顶颞前斜线、顶旁1线、顶旁2线。

体针：取肩髃透极泉，曲池，手三里，外关，合谷，八邪等。

头皮针选用华佗牌30号1.5寸不锈钢毫针(苏州医疗用品厂)，常规消毒后针与头皮呈30°刺入头皮下，快速捻转2～3m in，每次留针30m in，留针期间反复捻转2～3次。体针选30号1.5～2.0寸不锈钢毫针进行针刺，常规消毒，针刺得气后，在针柄上接KWD-808I脉冲针灸治疗仪(常州经济技术开发区华音电子有限公司)，选择连续波，强度以患者能接受为准，调整针尖方向，使肌肉有节律地收缩、舒张，加强针感，每次留针30m in，每天1次，每周5 d，持续4周。

1.2.3 虚拟现实技术康复

虚拟现实技术康复训练采用VREX 1.0魔迅虚拟康复训练系统(南京魔迅信息科技有限公司)，此系统由硬件系统和软件系统所组成。患者面对显示屏，取坐位或站位。打开迅康主机和液晶电视机，系统启动后，输入用户名和密码进入并使用系统。进入患者界面，输入患者姓名、病历号等基本信息保存；选择处方，包括处方执行时间、间隔时间、训练项目等。系统拥有搬运工、变魔术、飞翔、赛车、鲨鱼、击鼓、打排球、蒲公英、守门员、接鸡蛋、引力球、滑雪等十几个虚拟环境处方，每个环境又有许多选项来控制虚拟练习的模式。治疗师根据患者的不同病情，制定个体化的训练任务，可以单侧上肢或双侧上肢进行训练，如飞翔、赛车、击鼓、滑雪需双上肢协同训练；搬运工、变魔术、鲨鱼、打排球、引力球单侧、双侧上肢均可进行训练；接鸡蛋、蒲公英、守门员可进行单侧上肢训练。治疗师设计3～5个游戏，每个游戏3～5m in，游戏中间休息1～2m in，训练时间均为每次20 m in，每周5 d，持续4周。训练结束后可根据多个报告中的内容进行最终分析。输入患者信息，进入分析界面后，出现患者训练的完整分析图。

1.3 疗效指标

采用Fugl-Meyer评定量表上肢部分(Fugl-Meyer Assessmentof Upper Extrem ities,FMA-UE)[3]评估上肢运动功能，共33个测评条目，每个条目分3个等级(0、1、2分)，最高得分66分，得分越高则运动功能越好。用改良Barthel指数(modified Barhel index, MBI)[4]评估患者日常生活活动能力，总分100分，得分越高，表示患者的日常生活能力越好。

分别在治疗前和治疗结束后进行评估。

1.4 统计学分析

各项数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析。计量资料数据采用(±s)表示，FMA-UE、MBI评分，两组组内治疗前后比较采用配对t检验，治疗后组间比较采用独立样本t检验。性别、病种等计数资料采用χ2检验，Brunnstrom、改良Ashworth分级采用等级资料两样本比较秩和检验。显著性水平α=0.05。

表1 两组患者一般资料比较(n)

2 结果

治疗前，两组FMA-UE、MBI评分无显著性差异(P＞0.05)。治疗后，两组FMA-UE、MBI评分均明显提高(P＜0.01)，观察组高于对照组(P＜0.05)。见表2、表3。

表2 两组治疗前后FMA-UE评分比较

表3 两组治疗前后MBI评分比较

3 讨论

针灸治疗脑卒中己有两千多年的历史，具有独特的疗效，其本身具有改善中枢神经功能的作用，尤其对于脑损伤后功能重塑有积极促进作用。中医理论认为人体是通过经络的“内属于府藏，外络于肢节”，将人体内外连贯起来的一个有机整体，人体穴位周围有丰富的神经、血管及各种感受器分布，针灸人体穴位可增强感受器接收的传入性冲动传导至大脑皮层，促进中枢患肢运动传导通路的形成，恢复肢体功能[5]。

头针疗法是由山西焦顺发首先提出，又称焦氏疗法，它以大脑皮层功能定位和脏腑经络理论为依据，在头部选取相关经穴进行治疗[6]。头针是近几十年来基于传统针灸发展起来的一种新针法，具有取穴精简、操作简便、不易诱发肌痉挛等优点。有研究表明头针能更好地改善脑卒中患者的躯体运动功能，提高其生活自理能力[7]，从而影响躯体功能、生理职能领域的状况。

头针与体针联合应用，即中枢及周围部位联合针刺，既作用于病变中枢，又作用于症状部位，在与现代康复结合方面，头针、体针效果最明显。王俊卿等运用头体针配合功能锻炼进行早期康复治疗，可直接改善脑卒中患者功能障碍，预防或减少各种继发性功能障碍的出现，促进脑卒中患者运动功能的恢复[8]。张丽蕊等在临床观察中体会到，针刺配合康复训练不仅可以解除或缓解患者肌肉疼痛，防止关节僵硬和肌肉萎缩，而且可以激活感觉功能，调整神经反射环路中各神经元的兴奋性，改善颅内血液循环及周围循环，恢复大脑皮层的功能，实现大脑皮层的功能重组，有利于患者的早日康复[9]。石素宁等采用头体针并用结合康复疗法治疗脑卒中上肢功能障碍患者，对照组予常规康复训练，观察组在常规康复的基础上给予个体化作业治疗，治疗4周，结果观察组FMA、Barthel指数评分差值明显高于对照组[10]。

针刺结合康复治疗脑卒中，头皮针选取患肢对侧头部运动区、感觉区、足运感区等[11]，体针多采用阳明经穴位为主。本研究选穴证实这一观点，头穴顶颞前斜线主治对侧瘫痪，顶旁1线主治瘫痪麻木，顶旁2线主治肩臂上肢瘫痪、麻木。体穴以肩髃、曲池、手三里、合谷手阳明经穴位为主。根据大脑皮层中枢交叉支配的原理基础，针刺脑卒中患者健侧头皮运动区能很好地促进患侧上肢肢体功能恢复。同时予以体针，可加快局部血液循环，可有效地防止肌肉萎缩，促进神经肌肉功能恢复，从而达到改善脑卒中后上肢功能的目的[12]。

尽管针灸治疗可促进中枢-患肢运动传导通路的形成，但还必须输入正常的运动模式才能获得正常的运动功能。康复医学认为，大脑有很强的可塑性，刺激运动通路上的神经元，能有效提高脑组织残存细胞的兴奋性，促使病灶周围组织或健侧脑细胞的重组或代偿，以恢复因病损而丧失的功能，并使相应的皮质代表区扩大，有效防止和减轻继发功能障碍[13]，这就为康复训练的应用提供了理论依据。常规作业疗法需要作业治疗师一对一地进行，费时费力，训练效果和强度难以保证。因此寻求一种更好、新型的训练措施显得必要，虚拟现实技术可以有效解决目前治疗手段的局限性。虚拟现实技术是利用计算机生成一种模拟真实事物的虚拟环境，实现用户与该虚拟环境自然交互的技术，是近年来国内外研究较多的一种新型康复治疗策略，其人工环境由计算机硬件和软件合成，使沉浸在其中的患者产生视、听、触等感觉，通过在虚拟环境中完成一系列任务，使患者的运动功能得到有效提高[14]。目前虚拟现实技术的应用领域主要在娱乐和教育及艺术方面，其次为军事与航空方面，医学康复方面约占6%～7%，且保持略微提升趋势[15]。

虚拟现实技术常用于脑卒中后患侧上肢功能障碍的治疗，国内外已有研究证实虚拟现实技术能够改善脑卒中患者偏瘫上肢的运动功能[16-18]，提高日常生活能力。有研究发现，虚拟环境训练能显著促进卒中患者运动功能和ADL能力恢复，采用MRI技术发现患者训练时损伤侧的运动皮质、额叶白质及小脑募集被显著激活，推测这一变化可能是促进其运动功能恢复的原因之一[19]。几种专用于上肢康复的虚拟现实系统已经完成开发并在全世界通过各种治疗方法和要求的检测[20]，包括触觉训练系统、手和手指训练系统、手臂训练系统以及混合训练系统等[21-23]。Wisneski等研发日常生活活动训练机器人结合日常生活活动训练和机器人辅助治疗技术，找到一种新的轨线产生模式[24]。

本研究结果显示，经4周治疗，两组FMA-UE、MBI评分均高于治疗前(P＜0.05)；观察组FMA-UE评分提高明显，原因考虑本研究所用魔迅虚拟训练系统涉及的虚拟情景，在进行训练时包含肩关节屈伸、外展，前臂的旋前、旋后，肘关节屈伸，腕关节的屈伸运动，可以帮助患者改善关节活动范围、运动控制能力，肌肉力量等上肢功能。通过模拟日常作业活动，使患者更一进步认识到如何开展正确的日常生活活动，促进患者ADL提高。两组患者MBI评分差异主要体现在需要上肢参与的评分项目上，如进食、转移、修饰、洗澡、穿衣、如厕方面，治疗后观察组患者MBI评分较对照组高，提示观察组患者训练后的ADL能力较好。

脑卒中后上肢功能的康复非常重要，但是充满挑战。在国内专门为患者设计虚拟现实治疗方案进行治疗的康复机构仍然不多，大部分人们还是习惯于接受传统的治疗模式。在传统康复与现代康复结合的切入点上，针刺结合虚拟现实技术康复报道不多，本研究尝试找到两者的结合模式。目前本研究还存在一定的不足之处：①处于前期研究阶段，符合条件样本量有限，治疗周期不够长；②入组患者中要求Brunnstrom 6级评定法上肢≥Ⅲ级，改良Ashworth痉挛量表评定法肌张力≤Ⅱ级，脑卒中软瘫期患者和痉挛期患者应用受到限制；③虚拟训练中的所有训练模式不能进行手指精细功能的训练。这都有待于加大样本量，进一步发展、完善虚拟康复设计。

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Effectof Virtual Reality Technology on Upper limbs Function and ActivitiesofDaily Living in Stroke Patients

TIANRan,BAIMin,MATeng
Departmentof Rehabilitation,Nanjing Pukou CentralHospital,Nanjing,Jiangsu 211800,China

ObjectiveTo explore the effects of virtual reality technology on upper limbs function and activities of daily living(ADL)in stroke patients.MethodsForm October,2015 to May,2016,60 stroke patientswere random ly divided into control group(n=30)and observation group(n=30).Both groups received conventional rehabilitation and acupuncture,while additional virtual reality technology was provided to the observation group,20m inutes a day,5 days a week for 4 weeks.Fugl-Meyer Assessment-Upper Extrem ities(FMA-UE)and modified Barthel index(MBI)wereused to assess themotor function of theupper limbsand hands,and ADL beforeand after treatment.ResultsTherewasno significant difference in the scores of FMA-UE and MBIbetween two groupsbefore treatment(P＞0.05).The scores improved in both groups after treatment(t＞3.120,P＜0.01),and were higher in the observation group than in the control group(t＞2.510,P＜0.05).ConclusionVirtual reality technology could facilitate to improve theupper limbs function and ADL in stroke patients.

stroke;acupuncture;virtual reality;rehabilitation;upper limbs function;abilitiesof daily living

10.3969/j.issn.1006-9771.2016.12.002

R743.3

A

1006-9771(2016)12-1371-04

2016-05-10

2016-11-21)

南京市医学科技发展项目(课题)(No.YKK15221)。

南京市第一医院分院南京市浦口区中心医院康复科，江苏南京市211800。作者简介：田然(1980-)，女，汉族，河南汝南县人，硕士，主治医师，主要研究方向：脑血管病的康复研究。通讯作者：马腾(1970-)，男，主任医师，主要研究方向：神经康复、骨科康复。E-mail：doctorm t@163.com。