虚拟现实技术结合康复训练对帕金森病患者平衡功能的影响

程元元，于 洋，梁思泉，王 玥，朱志中，吴 璠，巫嘉陵※

(天津市环湖医院 a.康复医学科,b.神经外科,天津 300350)

帕金森病是一种多巴胺能神经元减少的神经退行性疾病，包括运动症状和非运动症状，运动症状以运动迟缓、静止性震颤、肌强直等为主要表现，非运动症状包括抑郁、淡漠、疼痛和睡眠障碍等。目前对帕金森病治疗的研究不仅有药物治疗和手术治疗，还有运动和物理治疗等[1]。多项研究表明，通过系统康复治疗可以改善患者的运动功能，提高患者生活质量，减少运动并发症发生[2-4]。但患者在康复训练中缺乏主动性，自主训练意识不强，导致其很难达到理想的训练效果。有研究表明，虚拟现实技术可以提供多种场景，使康复训练过程充满乐趣，提高患者的乐观情绪[5]。因此，本研究将传统康复训练方法与虚拟现实技术相结合，观察该疗法对帕金森病患者的疗效，探究新型康复技术对帕金森病的治疗价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2017年10月至2018年 10月在天津市环湖医院进行诊治的40例年龄<80岁、病程4～10年的帕金森病患者为研究对象。纳入标准：①根据2015版国际运动障碍协会发布修订版的最新诊断标准诊断为帕金森病[6]；②改良Hoehn-Yahr分级2.5～4级；③能配合进行康复训练，独立完成测试；④患者及家属均签署知情同意书。排除标准：①除原发性帕金森病外的其他帕金森综合征；②严重心、肺疾病不能耐受训练强度；③严重认知功能障碍。剔除标准：①治疗过程中出现其他影响患者平衡功能的疾病；②依从性差，未按时训练。上述患者按照随机数字法分为对照组和观察组，每组20例。两组患者性别、年龄等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组帕金森病患者一般资料比较

对照组：采用常规康复训练；观察组：常规康复训练+虚拟现实技术；a为χ2值，余为t值

1.2干预方法 两组患者药物治疗均不调整。对照组进行常规康复训练，每次60 min，观察组接受40 min常规康复训练+20 min Silverfit三维动作捕捉分析系统进行平衡功能训练。根据患者状态，治疗师适当调整治疗强度，每周2次，共8周。

1.2.1常规训练方法 治疗师先予关节活动度训练：被动关节活动度训练，包括肩肘腕髋膝踝六大关节；牵伸训练：牵伸颈部肌肉、胸壁肩胛肌肉、牵伸背部肌肉、坐位下左右扭转以牵伸胸腰部肌肉，每个动作保持至少5 s；肌力训练：腰背部肌肉、四肢肌肉、臀大肌及腰背部等肌力训练，利用沙袋或患者自重提供阻力以进行肌力训练；转移训练：教会患者正确翻身坐起、由坐到站及转身的正确方法；调整重心训练：在坐位、站位下进行重心前后、左右转移训练；步态训练：听口令练习踏步走、大步走；视觉提示训练；跨越障碍物训练。所有康复训练均由同一名治疗师进行。

1.2.2虚拟现实训练 治疗师先予患者常规康复训练相应方法40 min，随后使用Silverfit三维动作捕捉分析系统进行虚拟现实训练，为患者选择2项游戏任务，包括厨房清理任务(训练患者重心左右转移)、踩鼹鼠任务(训练患者重心控制及反应速度)，每个游戏持续时间为10 min，中间休息5 min。治疗师在患者身旁保护，以预防跌倒；根据患者能力调整训练难度，以保证训练有一定挑战性又不至患者不能完成。结束后进行行走功能训练10 min，所有康复训练由同一名治疗师进行。

1.3评价方法

1.3.1Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS) 包括14个项目，每个项目得分为0～4分， 总分56分，41～56分，21～40分，≤20分分别代表相应于坐轮椅、辅助步行和独立行走3种活动状态的平衡能力。如果总分少于40分，预示有跌倒的危险性[7]。

1.3.2稳定极限(limit-of-stability,LOS) 支撑面上重心主动摆动的极限范围。使用ProKin Line 252型动静态平衡测试仪(意大利TecnoBody)进行LOS测定，患者赤足立于平衡测试板，调整电子屏幕使其与受试者双眼水平等高，电子屏幕上可移动的光标代表压力中心，嘱患者随目标物斜躯体移动重心，要求不触碰扶手、足跟不离开测试板。测试两次，第1次为预试验，第2次正式试验，数据记录平衡测试仪所得LOS，即直立位各方向倾斜最大角度时压力中心所达最大距离占正常人体最大倾斜角度时压力中心达到最大距离的百分比[8]。

1.3.3计时起立-行走测试(timed up and go test,TUGT) 患者评定时穿着舒适的鞋子，坐在有扶手的靠背椅上，躯干靠在靠背上，听到“开始”的指令后，患者从靠背椅上站起，站稳后，按照平常走路向前走5 m后转身，走回椅子前，再转身坐下，靠到椅背上，记录患者离开靠背到再次靠到靠背所用的时间(以秒为单位)，共测试3次，每次间隔1 min，取均值，评估员不与患者进行任何肢体接触，以避免给予帮助[9]。

1.3.439项帕金森病生活质量量表(the Parkinson′s disease questionnaire-39,PDQ-39) 评估患者运动、日常生活能力、认知、病耻感等，共39项，每项0～4分，最高156分，分数越高，生活质量越差[10]。

1.3.5锻炼时间 让患者家属记录每日主动锻炼的时间(包括主动牵伸、利用沙袋进行抗阻训练、大步行走、骑行)。

2 结 果

治疗过程中，观察组1例因意外骨折退出研究，对照组1例失访，1例未按规定时间参加训练退出研究，故观察组19例，对照组18例。训练前两组患者BBS、LOS、TUGT、PDQ-39、锻炼时间比较差异无统计学意义(P>0.05)。训练后两组BBS、LOS、锻炼时间均高于训练前，且观察组上述各指标明显高于对照组(P<0.05)；训练后两组患者TUGT、PDQ-39低于训练前，且观察组上述各指标低于对照组(P<0.05)。两组各指标组间、时点间、组间和时点间交互作用比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

3 讨 论

帕金森病是常见的神经系统变性病，发病率仅低于阿尔茨海默病[11]。它不影响患者寿命，但随着病情进展，患者的生活质量会受到严重影响，其中平衡功能障碍导致的跌倒是患者最严重的并发症之一，因此改善患者平衡功能尤为重要。

帕金森病患者平衡功能障碍的发病机制复杂，可能有以下几个原因。①本体感觉障碍：本体感觉障碍导致患者对空间定位障碍，影响姿势平衡[12-13]；②肌张力异常：患者各大关节周围肌肉痉挛导致活动受限，进而使平衡能力减弱[14]；③重心变化：患者非对称起病，重心前移或侧移导致患者体位转移障碍、平衡障碍；④内部节律紊乱：患者内部时间节律与运动节律不协调，导致步幅变异度大、冻结导致平衡障碍[15-16]。研究显示，康复训练可以利用牵伸、耐力训练、肌肉力量训练、暗示策略、水中运动训练等方法改善上述症状，提高患者平衡能力，减少跌倒，提高生活质量[17-20]。但康复效果的持续时间仍缺乏充分的随访调查，有证据表明，至少4周的步态训练或8周的平衡训练可以产生积极效果，在治疗完成后持续3～12个月[21]，其作用机制包括上调多巴胺能神经递质及其受体表达、促进5-羟色胺、去甲肾上腺素等非多巴胺能神经递质释放，增加神经保护因子、提高突触传递可塑性、促进神经再生、减少活性氧类、抑制自由基、维持线粒体功能、促进免疫系统激活等[22]。因此，康复锻炼要贯穿疾病始终。但临床工作中发现，患者训练中主动性差，离开治疗师的监督时，训练强度、训练时间均很难得到保障，造成训练效果欠佳。因此，寻找适合帕金森患者的康复策略至关重要。

表2 两组帕金森病患者训练前后相关参数的比较

BBS：Berg平衡量表；LOS：稳定极限；TUGT：计时起立-行走测试；PDQ-39：帕金森病生活质量量表；对照组：采用常规康复训练；观察组：常规康复训练+虚拟现实技术

帕金森病患者目标导向行为减少可能与多巴胺分泌减少有关。有研究发现在帕金森病早期，患者对程度较低的奖励事件表现出动机减少，而多巴胺能药物可以改善这种情况[23]。也有动物实验显示，多巴胺分泌减少可以导致前额叶与基底节联系减少，使前额叶不能被充分激活，导致目标导向性动作减少[24]。因此，帕金森病患者就需要更强有力的刺激完成自主控制和有效学习。

虚拟现实技术是一种多源信息融合的人工环境，使患者沉浸在该环境中，通过提高视觉、听觉、触觉等的输入，提高运动学习的能力及兴趣，目前已应用于多种神经系统疾病的康复训练。有研究表明，其对姿势控制、平衡、步态等方面效果显著[25]。本研究结果显示，与对照组相比，训练后观察组BBS、LOS、锻炼时间均高于训练前，TUGT、PDQ-39低于训练前(P<0.05)，说明经常规康复治疗+虚拟现实技术能更好地改善患者的平衡功能，提高患者生活质量。Liao等[26]研究表明，以虚拟现实训练可改善患者的动态平衡，陈思等[27]研究显示虚拟现实可改善患者的平衡功能，并能改善患者的抑郁状态。本研究结果与此一致。本研究观察组锻炼时间更长，可延长康复的作用，分析可能的机制为：①康复训练是目标导向行为，执行目标导向行为需相关知识、注意力评价行动与结果之间的关系，从而采取适宜行动[28]。帕金森病患者目标导向行为减少，而虚拟现实中的视觉反馈提高了患者的注意力，利于任务导向活动进行，也有研究显示，虚拟现实技术可以改善患者认知[29]。②自我效能感是人们能否完成某项行为的主观判断，是内部动机的重要组成，虚拟现实技术直观显示患者能力的提高，给予患者信心，增加内部动机，促进其对康复锻炼的坚持性。③观察组的训练任务趣味性强，增强患者的好奇心，在训练结束直接给予鼓励性刺激，比无趣、枯燥的任务增加了内部动机。

综上所述，本研究根据帕金森病患者的平衡障碍机制及疾病特点，将虚拟现实与传统康复相结合，通过锻炼时间的变化，体现患者平衡障碍的改善与提高患者主动性相关，说明虚拟现实技术对帕金森病患者有效。但本研究样本量小，观察时间短，尚需进一步临床试验的证实。