体感互动游戏Wii 改善脑卒中病人康复效果研究进展

王明珠，胡思鸿，王 琴，陶艳玲

1.遵义医科大学珠海校区，广东 519041；2.深圳市龙岗中心医院(护理部)

脑卒中是我国成年人致死、致残的首位病因，具有发病率高、致残率高、死亡率高和复发率高的特点[1]，是全世界死亡和永久性残疾的主要原因[2]，对病人本人、家庭和社会都会造成严重的负担。基于游戏的教育方法如今已被应用到各个方面，改善了69%的心理治疗、46%的临床医生技能、42%的健康教育和37%的疾病自我管理[3]。在康复治疗中使用游戏，特别是与虚拟现实相关的游戏，是有趣和互动的，具有挑战和激励功能，可以激励病人参与游戏，提高康复锻炼的依从性[4]。本研究综述Nintendo Wii（Wii）游戏对脑卒中病人的平衡能力、肢体活动、认知能力、活动能力等的康复锻炼效果和风险管理，旨在提高医护人员对Wii游戏的认知，为脑卒中病人的功能康复方法提供参考，设计适合我国脑卒中病人基于体感互动的Wii 游戏提供思路。

1 概述

1.1 Wii 游戏应用概况 体感互动游戏属于虚拟现实技术范畴，目前常用的体感设备有美国的Xbox Kinect和日本的Nintendo Wii、Play Station，使自己的身体在虚拟环境中进行互动，具有广泛的科学适用性[5]。有系统评价表明，虚拟现实游戏是脑卒中病人最流行的身体康复方法[6]。Wii 游戏于2006 年在日本上市，通过虚拟的交互式环境使病人进行重复任务训练，用于改善平衡、力量、柔韧性和健身[7-8]，相较于其他虚拟现实游戏，Wii 游戏设备成本低，相对便宜，可以提供有吸引力的环境，增加病人康复锻炼的乐趣，提高病人锻炼依从性，弥补常规康复训练耗时耗力、枯燥乏味、病人依从性不高等不足，是神经系统病人平衡训练的工具之一[9]。2010 年后Wii 游戏用于脑卒中病人的功能康复训练逐渐增多，可以改善身体机能和功能康复，是目前脑卒中病人康复锻炼使用最广泛的体感互动游戏工具。Wii 包括48 项虚拟现实游戏，分为瑜伽、肌肉力量训练、有氧运动和平衡游戏4 组，如网球、高尔夫、棒球、保龄球、拳击、障碍滑雪、跳台滑雪、足球、厨房游戏、琴类游戏等[10-12]，可以用于医院和家庭的平衡能力恢复[13]。目前，Wii 游戏已经应用于脑瘫[14]、帕金森病[15]、老年人[16]、膝关节骨性关节炎[17]等的康复锻炼中。Wii 的体感互动游戏多应用于国外脑卒中恢复期病人的康复训练，国内的应用研究较少。

1.2 Wii 游戏设备组成、原理及功能

1.2.1 Wii 游戏设备组成 Wii 游戏设备有主机、显示屏、Remote 控制器（手柄）和（或）Wii 平衡板[18]。病人通过手握住控制器（手柄），或者使用绑带将手柄固定在手臂上，站立在Wii 平衡板上，与显示屏上的虚拟环境进行交互来参与游戏[19]。

1.2.2 Wii 游戏设备原理 Wii 游戏是通过惯性与光学联合感测的原理进行运动检测。惯性感测是通过Wii 手柄或平衡板上的压力感受器来感测病人肢体运动的物理参数反映病人参与游戏的程度，如加速度[20]。病人站立在Wii 平衡板上，通过压力传感器检测病人的重心，病人通过改变重心的位置控制游戏环境。Wii手柄上有应用光学检测的红外线传感器，用以感应红外线发射器信号，通过监测手部在垂直及水平方向的位移操控游戏[21]。

1.2.3 Wii 游戏设备功能 Wii 游戏设备不仅可以用于病人参与游戏进行康复锻炼，Wii 手柄和平衡板还可以作为检测病人身体功能状态的工具。Wii 手柄可以通过压力传感器测量病人膝关节的角度变化评估脑卒中病人肢体的痉挛状态[22]。病人通过手握Wii 平衡板测量手部的最大自主收缩力，反映手的握力稳定性[23]。Wii 平衡板还可以测量病人安静站立时的重力，或者将重力集中在患侧下肢后持续10 s 再转移到健侧下肢，通过压力传感器测量病人的重量分布，反映病人身体压力中心的变化，评估病人的静态站立平衡[24-25]。此外，病人站立在Wii 平衡板上，通过玩瑜伽“树”游戏来评估病人的姿势稳定性[26]。

2 体感互动游戏Wii 在脑卒中功能康复中的应用

2.1 平衡能力 良好的平衡能力和姿势控制是脑卒中病人独立生活的前提，平衡能力的恢复显得尤为重要。刘智慧等[26]Meta 分析显示，在同等干预时间下，体感互动游戏辅助传统康复训练法相对于单纯传统康复训练，可以更大程度上改善脑卒中病人的动态平衡功能，病人对治疗的兴趣和满意度更高。Hyun 等[27]对40 例脑卒中病人使用Wii 设备进行重复站立训练，病人坐在没有靠背和扶手的椅子上，保持头、胸和腹部直立不变，踝关节、膝关节和髋关节屈曲至90°，缓慢站立，尽可能达到最大站立并保持该姿势，同时病人能在显示屏上实时检查自己的训练动作并进行调整，进行重复站立训练，每天训练20 min，每周5 d，持续6 周，6周后病人Berg 平衡量表评分上升14 分，有效改善了病人的动态平衡能力；同时，病人的起立行走试验和10 m 步行测试时间均有所减少，有效改善了病人的步态。Karasu 等[28]在常规治疗的基础上使用Wii 滑雪、企鹅滑梯等游戏进行每次20 min、每周5 d、连续4 周的虚拟现实游戏后，病人的动态平衡能力得到改善，此外，病人的压力中心位移的改善程度明显高于常规康复方法，病人的静态平衡能力也得到改善。但也有系统评价显示，Wii 游戏的虚拟现实训练与传统的平衡训练对脑卒中病人的动态平衡能力恢复效果无差异[29]，这可能与目前的研究较少有关，还需要更多研究探讨Wii 游戏对脑卒中病人动态平衡和静态平衡的康复作用效果。

2.2 肢体功能 脑卒中后超过80%和50%的病人存在上肢和下肢功能障碍，指南推荐脑卒中病人的肢体运动功能康复可以进行基于虚拟现实技术的康复技术[1,30]。Wii 游戏能改善病人的上肢运动功能的关节活动范围、手部运动功能、握力和灵活性[31-32]。Térémetz等[33]研究应用Wii 网球、高尔夫球、拳击的游戏，测量手部运动的时间、速度和角度，评估病人的上肢功能活动，Wii 游戏和常规训练对脑卒中病人的上肢功能恢复和肘部伸展具有相同疗效，可能是由于病人只进行了4 周、共12 次的锻炼，并且在进行锻炼时出现了躯干的代偿性动作，帮助了病人的手部运动，从而使手部的功能活动有所降低。Park 等[34]研究显示，在慢性脑卒中病人中单独进行保龄球、乒乓球和皮划艇的Wii 虚拟现实运动疗法有助于改善上肢功能，但在进行虚拟现实运动疗法之前接受5 min 的心理疗法（1 min 进行放松，3 min 的游戏想象，1 min 的冥想），病人的上肢功能恢复更好。提示未来研究中可以设计带有放松效果的游戏。Saposnik 等[35]研究表明，使用Wii 虚拟现实游戏与简单的娱乐活动（如扑克牌、宾果游戏）相比，脑卒中病人的上肢功能没有明显的效果。Hyun 等[27]研究中使用Wii 平衡板进行重复站立训练，病人瘫痪侧髋屈肌、髋外展肌和膝伸肌的肌力均有所上升，有效改善病人的下肢肌肉力量。Trinh 等[36]在脑卒中病人中应用Wii 高尔夫、棒球等游戏进行锻炼，有效增加了病人的6 min 步行距离和爬楼梯的速度，改善了病人的下肢功能。Marques 等[37]在常规康复的基础上使用Wii网球、保龄球、高尔夫游戏进行上肢功能锻炼，滑雪激流回旋、倾斜台、绳索拉力等游戏进行下肢功能锻炼，病人的下肢平衡能力得到明显改善，但是上肢的改善效果并不明显，这可能是由于病人只是把Wii 游戏当做娱乐，并不是在进行功能锻炼。因此，Wii 的非沉浸式虚拟现实游戏对脑卒中病人的上肢及下肢功能康复效果需要更多、更高质量的研究证明。

2.3 认知能力 脑卒中后超过32%的人患有认知障碍[38]。Unibaso 等[39]使用Wii 射箭、网球、高尔夫、保龄球、自行车等游戏对脑卒中病人进行每周3 d、每次30 min、共8 周的训练后，病人的注意力、信息处理速度和工作记忆等认知能力都有所改善。Kannan 等[40]对30 例慢性脑卒中病人应用Wii 游戏锻炼的同时进行类比、心算、重复字母等认知训练，可以提高慢性脑卒中病人的认知能力。Hung 等[41]研究用Wii 游戏训练和传统的干预相比，Wii 游戏在改善脑卒中病人的抽象/判断和语言领域具有更好的效果。

2.4 活动能力 脑卒中病人活动能力的恢复可以使病人进行基本的日常生活活动，提高病人的日常生活活动能力。Marques 等[37]对29 例脑卒中病人在常规功能锻炼的基础上应用Wii 网球、保龄球、绳索拉力等游戏进行干预后，病人的日常生活活动能力得分明显得到提高。McNulty 等[42]使用Wii 游戏进行14 d 的功能锻炼后，病人日常生活活动能力得到提升，在6 个月时对病人进行访谈，病人仍愿意使用Wii 游戏进行功能锻炼，并且有很高的依从性和接受度。Karasu 等[28]对脑卒中病人应用Wii 虚拟游戏进行4 周的康复锻炼，在第4 周和第8 周用功能独立性测试评估病人的活动能力，病人的转移和运动部分的得分都有所提高，进行活动的独立性得到明显改善。

2.5 生活质量 随着医疗及生活水平的提高，病人越来越关注自身生活质量。脑卒中病人由于疾病的影响，不能参与正常的社会生活。研究表明，基于虚拟现实的游戏干预可以改善脑卒中病人的生活质量[43]。Unibaso 等[44]应用Wii 游戏与标准康复治疗相比，干预2 个月后，进行Wii 游戏的脑卒中病人身体机能、社会机能和心理健康维度评分显著提高，病人的生活质量得到改善。

2.6 其他 有研究发现，脑卒中病人应用Wii 体感互动游戏进行训练，可以增加皮质运动的兴奋性，从而增强运动学习能力，促进神经功能恢复[45]。Trinh 等[46]研究显示，Wii 上肢运动疗法可以增加脑卒中病人的心率，改善病人的心血管健康状况。进行Wii 单人或者多人的网球运动游戏模式可以调节老年人之间的社会支持和孤独感，改善老年人的抑郁症状[47]。提示可以开发基于Wii 的多人共同参与的游戏模式应用于脑卒中病人，以取得更好的康复锻炼效果。

3 Wii 游戏的风险管理

Wii 设备对距离敏感，动作捕捉延迟，不能精确反映病人的运动程度，可能对病人造成二次伤害，某些Wii 游戏在时间、速度、强度、复杂性和运动范围不适合所有的脑卒中人群[20]，各研究中没有统一标准的干预方案。在病人进行Wii 游戏锻炼前，治疗师要根据脑卒中病人的残疾程度和需要选择适合的游戏。锻炼过程中，仔细观察病人有无肢体不适、疲劳、眩晕等不良反应，据病人情况及时调整锻炼计划，给予安全措施，避免发生跌倒等不良事件。Wii 游戏可以应用于家庭的康复训练，但是在家庭训练之前应对病人及其照顾者进行培训，以保证训练过程中的安全问题。目前，已经有基于Wii 技术的新型虚拟现实康复技术，可以根据病人的情况设置运动范围、速度和持续时间、重复次数[48]，未来研究可以开发根据脑卒中病人的不同需求进行选择的游戏。

4 小结

体感交互游戏对脑卒中病人的康复锻炼效果优于单纯传统康复治疗[49]。基于Wii 的体感互动游戏可以改善脑卒中病人的平衡能力、肢体运动、认知能力、活动能力，提高病人的生活质量等。未来研究可以加强与其他团队的合作，设计多人、带有放松效果和认知训练，且能够根据病人的残疾程度和需求进行选择的游戏，并制定适合我国脑卒中病人基于Wii 游戏进行康复锻炼的标准干预方案。