虚拟现实技术对脑干梗死患者平衡功能康复的影响＊

白亮 黄赛娥 陈雨 林高城 邹愉龙 吴丽华

脑梗死是中老年人的多发病，也是最常见威胁生命的疾病之一。其中脑干梗死占所有脑梗死的9%～21%[1]，病死率和致残率明显高于其他部位的梗死。平衡功能障碍是脑干梗死患者最常见的功能问题之一，影响患者运动功能和日常生活能力恢复，增加跌倒风险[2]。传统康复训练对该类患者平衡功能恢复的效果欠佳。虚拟现实技术（virtual reality，VR）是一种新兴且发展迅速的技术，可营造一个具有多重感官刺激的沉浸式的虚拟环境，患者通过各种感官的反馈来与计算机进行交互，达到康复训练的目的。目前，对于VR技术在脑干梗死患者平衡功能训练的报道尚不多，本研究拟探讨VR技术对脑干梗死患者平衡功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年6月-2021年1月笔者所在医院76例脑干梗死患者为研究对象，均符合文献[3]全国第四届脑血管病会议的诊断标准，并通过颅脑MRI明确诊断。纳入标准：（1）首次发病，病程<3个月；（2）存在平衡功能障碍；（3）具备基本的抓握能力，可独立站立或独立维持坐姿10 min以上；（4）年龄45～70岁。排除标准：（1）存在严重认知、视觉、听觉障碍；（2）合并严重心肺疾病或合并其他严重疾病无法接受训练；（3）存在精神疾病；（4）依从性差。按照随机数字表法分为对照组与观察组，各38例。对照组男20例，女18例；年龄45～69岁，平均（59.10±6.94）岁；病程15～68 d，平均（43.50±11.19）d。观察组男21例，女17例；年龄47～70岁，平均（60.84±6.47）岁；病程15～69 d，平均（45.68±12.73）d。两组患者的一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05）。本研究经医院伦理委员会批准，患者及家属签署知情同意书。

1.2 方法

两组均接受神经内科常规治疗，如抗血小板聚集、抗凝、调脂稳定斑块等。对合并高血压、糖尿病、冠心病等其他内科疾病给予相应治疗。

对照组进行常规平衡功能训练，训练原则：由静态平衡到动态平衡；由坐位平衡到站立平衡；由稳定基底到活动基底；支撑面积由大到小；稳定极限由大变小。训练方式：包括支撑坐位到无支撑坐位，从靠背椅到无靠背，由高凳到矮凳，双脚支撑到单脚支撑站立；平衡杠内平衡功能训练，平衡杠内各方向迈步；由宽基底到窄基底等训练；各方向够物、抛接物训练，在跪立位、坐位、站立位下行重心前后、左右转移训练，并在四个方向上施加阻力，训练重心转移能力。训练1次/d，30 min/次，6次/周，共4周。

观察组在上述常规康复的基础上给予虚拟游戏平衡训练，并根据患者的具体情况调整游戏难度，采用X-BOX体感游戏软件，选择与平衡相关的内容进行训练，（1）花园采摘游戏：要求患者在虚拟菜园中站起-蹲下，躲避障碍物，采摘蔬果。（2）城市驾车游戏：要求患者驾驶虚拟汽车行驶在不同方向的虚拟公路上，并避开虚拟建筑物。（3）踢球游戏：要求患者将虚拟球场中的足球按不同角度踢到指定的球门中。（4）接抛球游戏：要求患者接住来自各方向的虚拟篮球后再完成投篮。每个小游戏6 min，中间休息2 min，共进行30 min，每周6次，共4周。

1.3 观察指标及评价标准

采用Berg平衡量表（Berg balance scale，BBS）评定患者平衡功能。包含6项评估静态平衡和8项评估动态平衡的相关项目，如弯腰拾物、上臂前伸、转移、无支撑坐位、无支撑站立、由坐立至站立等，总分56分。分数越高提示平衡功能越好，低于40分提示有跌倒风险。

BioDex平衡测试系统，利用平衡仪进行量化评定，（1）静态跌倒风险指数（static fall index，SFI）：评价静态平衡，SFI 59～100为高跌倒风险，37～58为中跌倒风险，0～36为低跌倒风险。（2）动态跌倒风险指数（dynamic fall index，DFI），评价动态平衡，评分越高，耗时越短，则说明动态平衡功能越好。

10 m步行测试（10-meter walk test，10MWT）。要求患者独立以最大步行速度的方式步行16 m，记录3～13 m的10 m间步行时间，步行时间精确到0.1 s，步行速度以m/min表示，每个患者步行测试3次，取最快一次的时间进行记录。

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析，符合正态分布的计量资料以（±s）表示，采用t检验。计数资料以率（%）表示，采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组BBS评分对比

训练后，两组BSS评分均较前提高，组间比较，观察组评分高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

表1 两组训练前后BSS评分比较 [分，（±s）]

表1 两组训练前后BSS评分比较 [分，（±s）]

组别 训练前 训练后 t值 P值对照组（n=38） 38.42±9.11 44.13±8.98 -9.268 0.000观察组（n=38） 37.94±8.32 48.89±9.88 -8.949 0.000 t值 0.237 -2.198 P值 0.814 0.031

2.2 两组SFI、DFI评分对比

训练后，两组组间比较，SFI评分差异无统计学意义（P>0.05），见表2。观察组DFI评分高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。

表2 两组训练前后SFI评分比较 [分，（±s）]

表2 两组训练前后SFI评分比较 [分，（±s）]

组别 训练前 训练后 t值 P值对照组（n=38） 45.13±7.79 38.81±9.16 7.815 0.000观察组（n=38） 44.34±9.34 37.57±8.86 11.737 0.000 t值 0.400 0.598 P值 0.690 0.552

表3 两组训练前后DFI评分比较 [分，（±s）]

表3 两组训练前后DFI评分比较 [分，（±s）]

组别 训练前 训练后 t值 P值对照组（n=38） 50.65±8.26 58.44±9.01 -10.749 0.000观察组（n=38） 52.47±6.63 64.02±8.67 -11.301 0.000 t值 -1.056 -2.751 P值 0.294 0.007

2.3 两组10MWT对比

训练后，两组患者10 m步行速度均较前明显提升，组间比较，观察组步行速度显著高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表4。

表4 两组训练前后10MWT比较 [m/min，（±s）]

表4 两组训练前后10MWT比较 [m/min，（±s）]

组别 训练前 训练后 t值 P值对照组（n=38） 44.60±8.57 66.86±13.68 -11.774 0.000观察组（n=38） 46.57±8.55 75.05±14.87 -18.905 0.000 t值 -1.005 -2.496 P值 0.318 0.015

3 讨论

脑干是联系大脑、小脑及脊髓的重要通路，其神经核团和上下传导束众多，各种感觉信息由脑干传入中枢，中枢的运动指令也通过脑干传至各相应的区域。脑干梗死患者的运动和感觉通路常发生障碍，引起肌力和肌张力异常、运动协调及感觉整合障碍，导致平衡功能障碍，从而影响患者的坐、站及步行能力，增加跌倒风险，严重影响患者的康复预后和生活质量[4]。研究表明，脑组织损伤后，可以通过早期积极的康复训练使神经元之间建立新的连接，也可以使临近脑区代偿损伤脑区的功能，有利于发挥脑组织的结构可塑性和功能可塑性[5]。

脑干梗死患者的平衡功能训练，传统上一般采用各种手法辅助的坐站平衡训练和康复器械辅助的平衡控制训练，患者需要长期重复训练同一个平衡动作，与实际生活场景关联度小，缺乏目的性，同时会感到枯燥，导致积极性和依从性下降，影响患者的治疗效果[6]。随着VR技术的不断进步，其在医学领域中的应用也越来越广泛，为脑干梗死患者的平衡功能训练提供了新的方法。VR技术通过计算机系统和相关设备，创造出一个虚拟现实环境，使患者沉浸其中，并产生交互，增加了平衡训练的趣味性和想象力，提高了患者的主观能动性[7]。本研究中所采用的虚拟平衡游戏，均能对运动过程中肢体和躯干的平衡控制、重心转移、自我保护策略等功能进行训练。虚拟抛接球、虚拟驾车游戏可用于训练肩肘腕的协调运动、躯干在左右方向的重心控制训练等；虚拟花园采摘游戏训练坐站平衡及手功能的灵活性；虚拟踢球游戏可以训练下肢和躯干的协调能力，改善踝关节的控制水平[8]。

本研究数据显示，训练后，两组静态跌倒风险差异无统计学意义（P>0.05），观察组的动态跌倒风险小于对照组，并且10 m步行速度更快，提示经虚拟游戏训练后，患者的动态平衡反馈能力和步行运动能力改善，其机制可能是：（1）VR提供多重维度训练。患者要完成维持姿势步态、追踪目标及完成任务等多维度训练，注意力不断根据场景转换，与传统康复相比，强化了康复内容，研究表明多重任务的平衡功能训练要优于单任务训练[9]。（2）VR技术提供了实时的视觉反馈。患者通过虚拟屏幕上的移动轨迹，可以实时了解自己的重心移动情况，获知自身在空间里的位置和方向，从而加强整合视觉和本体感觉的信息，提升动态平衡能力[10]。（3）VR技术为任务导向性训练。患者在完成目标的过程中，会充分调动自身的运动和感觉系统，完成目标后的奖赏反馈会给患者带来的成就感，提高了患者的训练积极性和主动性，从而加强康复训练的效果[11]。总之，在VR平衡功能训练中，根据虚拟场景的转换，不断产生及时的交互，并提醒患者调整姿势平衡，优化运动模式，从而改善神经网络，加强病灶周围的神经细胞的重组和代偿，提高了脑组织的可塑性[12]。

综上，基于VR技术的康复训练能改善脑干梗死患者的平衡功能及步行控制能力，其训练效果优于常规的平衡训练，对提高该类患者的生活质量有着重要意义，具有应用及推广价值。