乳腺癌术后居家患者基于运动捕捉技术的康复训练

叶晓露，徐静娟，高雪娟，崔青，吴智水，孙晓英

近年来，乳腺癌发病率逐年增加，且趋于年轻化，由于医疗技术的进步，乳腺癌患者生存期延长，5年生存率达82%[1]，因此，其术后康复更加值得关注。术后早期规律的功能锻炼可以有效缓解乳腺癌术后患者瘢痕挛缩、促进上肢功能早期恢复，以及减少术后淋巴水肿等并发症的发生[2-3]。目前针对乳腺癌患者的康复干预手段很多，国内有针对性的电话随访、基于微信管理平台的干预、手机康复应用软件、虚拟现实设备等[4-7]；国外有知识管理智能手机应用程序、带计步器的智能程序等[8-10]。但目前的干预手段，多集中于术后饮食干预、健康宣教等，无专门用于记录、管理和监督乳腺癌患者术后功能锻炼的在线程序，患者居家康复锻炼依从性不高的问题仍然有待解决[11]。无标识人体运动捕捉技术，是通过摄像头捕捉人体运动的关键部位、轮廓外形等，来记录人体运动轨迹的一项技术[12]。运动捕捉技术与运动分析技术、多媒体技术、网络技术相结合，已经被应用于医疗康复领域：面向网络的手指康复训练与评估系统、借助人体捕捉技术辅助分析膝关节炎患者运动功能改变、系统测量步态下肢关节角度等[13-15]。本研究于2019年8月至2020年8月将无标识运动捕捉技术与乳腺癌术后渐进式康复操结合，设计出一套专门针对乳腺癌术后患者康复功能锻炼的在线程序，并进行效果评价，报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 采用便利抽样法，选取2019年8月至2020年8月于苏州大学附属第三医院乳腺外科手术的患者作为研究对象。纳入标准：①年龄>18岁；②行单侧手术，术后确诊为乳腺癌；③可简单操作并拥有平板或带摄像头的计算机等电子设备；④沟通无障碍，意识清楚；⑤签署知情同意书。排除标准：①转移性乳腺癌；②上肢或颈部有重大外伤史、手术史及感染史，有严重的骨科或风湿性残疾而影响上肢功能；③并存帕金森等运动障碍性疾病；④并存心、肝、肺、肾功能不全等其他严重疾病；⑤并存全身感染、严重贫血和恶病质等。脱落标准：①病情恶化无法继续康复项目；②中途拒绝参与康复项目、联络中断等无法完成追踪。共纳入72例乳腺癌术后需要进行居家康复的患者。按随机数字表法，将纳入患者随机分为观察组和对照组各36例。观察组1例患者中途出现不耐受情况而终止治疗，退出研究；对照组1例患者选择别院进行后续治疗，2例患者因觉干预过程繁琐而拒绝参与研究。共68例完成研究，观察组35例，对照组33例。两组一般资料比较，见表1。

表1 两 组 一 般 资 料 比 较

1.2方法

1.2.1对照组 两组患者在院内的康复训练相同，于术前对患者进行术前宣教；术后面对面指导患者早期握拳、伸指、活动手腕、前臂屈伸等动作。两组患者于出院回家后开始康复训练。在患者出院时，发放印有早期功能锻炼操的书面资料，指导患者回家后仍需规律做操，按照渐进式康复操内容要求[16]，每天3次，每次10～15 min；添加患者入微信群，定时发送功能锻炼通知。患者每隔3周来院随访及进行其他综合治疗时，评估伤口恢复以及肩关节活动度等情况，予以指导督促。

1.2.2观察组

在常规护理的基础上，采用基于运动捕捉技术的在线康复程序以协助患者居家康复功能锻炼。

1.2.2.1程序设计的整体思路和框架 应用Python编程语言进行程序开发，使用JavaScript语言进行后端制作。程序设计核心内容分为三部分：①前期通过录制不同人在不同背景穿不同衣服做乳腺癌术后康复操的上百个视频，构建训练参数化人体模型；②从视频截帧图像中捕捉对应帧的患者肢体的变化外形；③将捕捉到的患者动作对应帧与标准化模型作对比，患者整体运动的动作匹配程度最后通过转化为百分制分数的结果呈现。

1.2.2.2程序使用 患者凭借账号和密码即可登录网页。进入系统后，拉滚动条选择术后天数，即可进入下一界面。点击示教视频，患者可跟随视频讲解的分解动作，学习渐进式乳腺癌术后康复操[16]的内容，在结尾处会弹出“是否学会”的选择按键，如点击“否”则重新学习分解动作视频，如点击“是”则进入训练评分系统；如对康复操的内容已较为熟悉可跳过示教视频直接进入训练评分系统。进入训练评分系统后，患者端界面会出现红虚线人形框，患者需站在红虚线框指定的位置，头、颈、躯干均在红虚线框内，站立位置大约距摄像头1 m。患者跟随视频做康复操，摄像头捕捉患者的动作，在后台与标准动作进行对比，最后得出分数。康复程序整体采用快捷式设计，按屏幕提示进行操作，自动跳转界面。

管理员端界面包括主页、患者管理、基础管理、系统管理。患者管理包括患者基础信息和训练信息。基础信息包括姓名、年龄、住院号、手术日期、手术类型等；训练信息包括时间、类型、得分。患者每次训练完毕程序自动计分，生成表格，医护人员可随时查看每例患者锻炼完成的时间点，锻炼频率、动作吻合度情况，据此及时了解患者的锻炼完成度及康复情况，并给予相应的指导。

1.2.2.3实施乳腺癌术后康复在线程序的管理 患者出院时，将网址链接发送给患者，并将账号和密码发送给患者，指导患者登录并试用；添加患者于微信群，定时发送功能锻炼通知，同时在程序后台管理中可见患者1周内功能锻炼的次数及做操分数(动作吻合度)；针对患者功能锻炼数据情况，对患者进行评估和管理：若患者每天有3次以上锻炼记录且做操分数在80～100分，则对患者进行鼓励和表扬，继续鼓励患者按时按量完成；若患者每天少于3次，且做操分数在60～80分，则与患者进行沟通询问，了解患者居家功能锻炼是否存在不规范；若患者每周不足10次，或做操分数在60分以下，则与患者沟通术后是否存在不良反应，及时了解有无伤口感染、皮瓣下积液等情况并督促其回院随访检查。

1.2.3评价方法 于出院时、出院3个月后进行评价。①乳腺癌术后功能锻炼依从性量表。该量表由芦凤娟[17]编制，共有3个维度，18个条目。3个维度分别为：身体功能锻炼依从(9条)、术后注意事项(5条)、主动寻求建议(4条)。每个条目使用1～4级的评分：根本做不到，偶尔做得到，基本做得到，完全做得到。计分方法为：18项得分和为总成绩，总分越高，患者功能锻炼的依从性水平越高。量表每个维度的Cronbach′s α系数为0.79～0.86，总体Cronbach′s α系数为0.87，重测信度系数为0.83。②上肢功能评定量表(Disabilities of Arm，Shoulder and Hand Scale，DASH)。该量表由患者自评，主要包括A、B两个部分，A部分主要用于评估患肢的日常活动受限情况，包括23个条目，每个条目依据患者完成的难易程度依次分为：无困难、有点困难、有困难但能做到、很困难、完全不能5个等级，依次计1～5分；B部分主要用于评估患者手臂症状严重程度，包括7个条目，每个条目依据患者的感受分为：无、轻微、中度、重度、极度5个等级，依次计1～5分。得分越低，表示上肢功能恢复越好。总量表的Cronbach′s α系数为0.930，各条目Cronbach′s α系数为0.903～0.918[18]。③肩关节活动度。使用国产通用上肢肩关节量角器测量患侧肩关节前屈、后伸、外展以及内外旋的角度，以患者无任何不适或疼痛为宜。④握力。使用电子握力计(香山EH101型)测量患者握力。根据患者手掌大小调节手柄至合适位置，指导患者上肢下垂，缓慢均匀用力握手柄直至最大力紧握，再缓缓松开。握力计显示数字即为最大力时的握力值，以kg为单位。间隔15 min后进行第2次测试，取两次平均值。

1.2.4统计学方法 应用SPSS23.0软件进行统计学分析，采用χ2检验、t检验和秩和检验，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1两组功能锻炼依从性比较 见表2。

表2 两组功能锻炼依从性比较 分，

2.2两组上肢功能评定得分比较 见表3。

表3 两组上肢功能评定得分比较 分，

2.3两组上肢肩关节活动度比较 见表4。

表4 两组上肢肩关节活动度比较

2.4两组握力比较 见表5。

表5 两组握力比较

3 讨论

常规居家康复护理不能监督患者是否浏览观看相关功能锻炼的知识和视频内容，是否进行了按时按量的运动，患者实际的使用率不明，患者功能锻炼的依从性得不到保证。通过运动捕捉技术与乳腺癌术后康复操相结合，设计在线应用程序。患者通过带前置摄像头的平板或计算机登录网址，在线进行功能锻炼，无需其他传感设备。无标识运动捕捉技术区别于传统的通过传感设备而追踪和记录人体运动轨迹，直接从图像序列和视频截帧中捕捉人体运动肢体的变化情况[20]，对场地和设备的要求降低，减少费用的投入，患者使用成本降低的同时依然保持运动的互动和趣味性。

本研究结果表明，两组出院3个月功能锻炼依从性得分均低于出院时，与既往研究[21]一致，但本研究观察组出院3个月功能锻炼依从性得分明显优于对照组，组间差异有统计学意义(P<0.01)，说明乳腺癌患者术后在院期间，功能锻炼依从性较高，但随着时间的推移，虽然将视频材料发放于患者，但患者出院后功能锻炼的依从性逐渐降低，导致患侧功能恢复不理想，这与患者出院后无人监督提醒、患者术后功能锻炼兴趣不高有关[22]。本程序针对患者术后运动康复而设计，患者登录后，按提示步骤，选择相应的术后天数，即可做相对应的功能锻炼操，尤其在术后早期，需要循序渐进增加动作时，程序的使用可以保证患者能准确地按术后康复不同阶段的要求完成训练。因程序加入无标识人体运动捕捉技术，既增添了游戏互动元素，又无需其他额外的传感设备，患者每次做完功能锻炼操后，有相应动作匹配度得分，增加了患者功能锻炼操的兴趣，此外医护人员通过功能锻炼信息的反馈，依据患者锻炼的频率和准确性及时督促提醒，与对照组比较，明显提升了患者居家后的功能锻炼依从性。

术后康复程序的使用加快患者的功能恢复。本研究结果显示，两组出院3个月患侧上肢症状严重程度得分差异有统计学意义(P<0.01)，说明在基于无标识运动捕捉技术的乳腺癌术后康复程序的干预下，观察组患者在症状严重程度得分要明显低于对照组，对于患者患肢的不适症状有明显改善。这与以往的研究[23]一致。乳腺癌患者术后早期规律的功能锻炼，对减少患者出现患肢疼痛、麻木、针刺样、无力、僵硬等感觉有效。另外，本研究两组患者在肩关节活动度方面，出院3个月观察组患者的前屈、外展和内旋相对于对照组都有明显的提升，差异有统计学意义(P<0.05，P<0.01)，说明配合乳腺癌术后康复程序的使用，能有效促进乳腺癌患者术后肩关节活动度的恢复，减少肩关节活动度受限带来的不适。在握力方面，观察组在出院时握力平均值低于对照组，出院3个月后，握力平均值高于对照组，虽然差异不显著，但也在一定程度上提高了患者握力值。分析原因，这可能与握力使用的主要为前臂和手部的力量，而功能锻炼对这部分影响较小。

综上所述，基于无标识运动捕捉技术的康复锻炼在线程序，能有效提高乳腺癌患者上肢功能锻炼的依从性，改善患者术后常出现的患侧上肢疼痛、麻木、无力、僵硬以及针刺样感觉等症状，加快促进了患者术后前屈、外展、内旋等肩关节活动度的恢复。本研究由于时间、人力和资源等有限因素，选取样本仅为1所三甲医院的患者，望下一步可以开展多中心大样本的研究。