虚拟现实技术在痉挛型脑瘫患儿康复中的应用效果

2023-09-12章培培ZHANGPeipei

医院管理论坛 2023年7期

□ 章培培ZHANG Pei-pei

脑瘫，全称脑性瘫痪(cerebral palsy)[1]，是指婴儿出生前或者出生后所出现的早期脑内发育异常，是由于多种原因所导致的持续进行性的脑部损伤综合征。该病总体发病率为2‰～3‰左右，我国发病率为2．48‰。其中，最常见的脑性瘫痪为痉挛型脑瘫，主要损伤锥体系，同时伴有弥漫性的脑皮质结构异常和神经元变形[2]。出现脑瘫的患儿除伴随运动障碍外，常伴随其他诸如认知、知觉、感觉、行为等方面的障碍，同时有继发骨骼肌肉问题及癫痫[3]，对患儿的生长发育有严重影响[4]。目前根据流行病学统计数据，脑瘫疾病的致残率约为42%～45%，严重影响患儿自理能力和家庭经济[5]。目前，用于干预脑瘫患儿的治疗手法主要以药物及手术针灸为主，同时配合运动疗法以达到改善运动功能的效果。而传统的康复训练对患儿来说枯燥且单一，患儿常常处于被动状态，无法吸引患儿兴趣，依从性较差，效果有限[6]。因此，通过改善干预方法提高患儿依从性，从而进一步改善患儿生活质量是目前迫切的需求[7]。虚拟现实(virtual reality，VR)技术是通过计算机系统及3D 传感技术呈现虚拟环境，是使用者产生身临其境的感觉，并通过传感器与虚拟环境进行互动的一种技术。目前有多项研究显示[8]，虚拟现实技术在康复护理、患者认知障碍等方面起到了不可忽视的作用和良好的效果。由于该技术具有丰富的趣味性及可操作性，同时安全性较高，因此已被广泛运用于帕金森、脑卒中等患者康复中[9-10]。目前，国内将虚拟现实技术用于脑瘫患儿的研究较少。本研究将虚拟现实技术运用于脑瘫患儿用于改善患儿的运动功能，取得了一定的成效。

研究对象与方法

1．研究对象。选择2021 年6 月至2022 年5 月，在我院康复科接受治疗的痉挛型脑瘫患儿。根据两样本n1=n2=n=(Zα+Zβ)2(1+1/k) σ2δ2本研究双侧检验，取α=0．05，β=0．10，查表得Zα=1．9600，Zβ=1．2816，根据查阅相关文献[11]，σ 保守取5．701，δ 保守取5．030，两组样本量取相等，k=1，计算可得每组样本量n=27 例，以每组10%脱落率计算，每组还需增加3 例样本，因此共需样本量60 例。估算最小样本量为每组30 例，采用随机数字表法产生随机序列号，随机分配为2 组，并通过密闭信封保存随机序列号，每一位符合纳入标准的患者均给予密封信，根据信封中的随机序列号将患者分配至对照组或VR 训练组，分为对照组30 例，VR 训练组30 例。本研究所有入选患儿均由其家属同意并签署知情同意书，同时经过我院伦理委员会批准。

纳入标准：(1)符合《中国脑性瘫痪康复治疗指南》最新修订的脑瘫诊断标准[12]；(12)能够听懂理解简单口令并具有依从性；(3)粗大运动功能分类系统(Gross Motor Function Classification System，GMFCS)为I ～II 级；(4)监护人具有认知能力且能够配合方案的实施。

排除标准：(1)严重影响患儿运动功能的其他骨骼神经疾病；(2)半年内实施过其他骨科手术；(3)患有严重心肺疾病、器质性病变、癫痫、精神疾病、智力发育不全等无法配合实验完成者；(4)参与其他研究者。

2．研究方法

2．1 对照组。对照组接受常规康复运动，并针对性的一对一训练，为期3 个月。(1)运动疗法：采用神经生理疗法，包括Bobath 和Rood，5 次/天，40 分钟/次。内容主要包括手腕关节活动训练、手臂外展和内收训练、日常生活能力训练等。(2)作业疗法：包括抓握、放物品、腕关节活动、手指活动等训练，5 次/天，40 分钟/次。

2．2 VR 训练组。VR 训练组在对照组基础给予虚拟现实技术的康复训练。

2．2．1 成立康复指导小组。康复指导小组主要由儿童神经内科医生、康复科医师、相关科室护士长以及责任护士组成。康复指导小组向患儿家属发放康复训练计划及手册，同时详细讲解训练内容、流程、频次、训练地点等，取得患儿家属或监护人的同意与配合，方便监护人共同参与及陪伴患儿进行训练。

2．2．2 采用VR 虚拟现实游戏系统进行康复训练。使用MOTO med Viva II 型虚拟现实系统(德国RECK 公司)进行治疗。该系统3 类游戏帮助患儿改善运动功能及自理能力等。游戏1：虚拟自行车竞赛锻炼患儿的下肢力量、协调平衡功能。游戏2：堵水孔游戏，患儿置身于虚拟的海水中，并藏身于一个大箱子中，箱子有几处漏水孔，需要快速堵住漏水孔。以此锻炼患儿下蹲、肘部、手腕关节等处的力量。游戏3：躲避飞来的球，并移动身体，锻炼患儿下肢及侧向移动等能力。游戏4：泡泡球运动，通过上肢力量去触碰虚拟空间中的彩色泡泡球，以此锻炼患儿上肢及肩部的运动功能。训练时给患儿佩戴仪器自带的心电监护设备，并由儿科康复小组中的儿科护士进行监测以及时调整运动的强度保持患儿的心率在正常范围内。该训练1 次/天，每天下午进行，40 分钟/次，治疗5 天/周，共持续3 个月，地点选择专用康复场地，要求安静有足够空间以保证安全。

2．2．3 对患儿家长建立微信延续护理管理。(1)为每一位患儿家长与康复小组成员建立单独的微信群方便进行后续管理交流。(2)每周学习结束后由护士进行微信随访，收集患儿康复训练的情况，起到监督的作用。(3)建立患儿家长交流群聊。并根据康复阶段及患儿情况建立不同的群聊，患儿家长根据患儿个人情况及康复进度选择不同的群加入，同时可分享经验及与群内医生进行沟通交流，进一步提出解决方案，提高家长参与度及积极性。(4)患儿家长可随时把在康复过程中遇到的问题通过微信在线聊天、留言或者发送图片等多种形式反馈给医护人员或康复治疗师，形成一种信息交流，共同促进教与学的发展。

3．评价方法。为保证评价质量可控，采用双人评价法，所有评定均由课题组2 名具有资质的康复医生进行评价，均为独立评价，差距在1-2 分时，该项取平均分，若差距≥3分，则邀请第三人进行评价以保证评价的准确性。

3．1 平衡功能。平衡功能采用Berg 平衡量表(Berg Balance Scale，BBS)进行评估[13]。该量表共14 个项目，采用Likert 5 等级评分，从0 ～4 分，分别表示完全无法完成需要别人大量帮助、能够部分独立需要别人小量帮助、尝试几次后能够站立、用手扶着能够站立、不用扶手能够站立。总分为0 ～56 分，平衡功能越好则得分越高。该量表Cronbach's α 系数为0．70 ～0．84。

3．2 粗大运动功能。采用粗大运动功能评定量表(Gross Motor Function Measure-88)[14]。该量表有5 个区，采用其中的D 区站立评分和E 区行走与跑跳评分进行评价两功能区进行评定：D 区共13 项，总分为39 分；E 区共24 项，总分为72 分。得分越高，功能越好。

3．3 疗效改善情况。显效：运动发育商恢复正常，无异常姿势，无肌痉挛；有效：痉挛等级＞1 级，异常姿势与运动发育商明显改善；无效：痉挛无明显缓解，运动发育商与异常姿势无明显改善。总有效率(%)=(显效+有效)例数/总病例数×100%。

3．4 生活质量评定。儿童生活质量采用儿童生存量表体系(PedsQLTM)进行评定。该量表共包含4 个维度，分别为角色功能、生理功能、情感功能、社会功能。23 个条目，分别为5 条目、8 条目、5 条目、5 条目。采用Likert5 级评分法进行评价，分别赋予0 ～4 分，得分越高，表明儿童生活质量越好。

4．统计方法。采用SPSS 23．0 统计软件进行数据分析，计数资料以%表示，组间比较采用χ2检验；符合正态分布的计量资料采用±s 表示，组间比较采用独立样本t检验。p＜0．05 为差异有统计学意义。

结果

1．两组患儿基本情况。对照组患儿共30 例，其中男20 例，女10 例，年龄5．20±1．81，GMFCS 等级中I 级11例，II 级19 例；VR 训练组其中男20 例，女10 例，年龄5．40±1．90，GMFCS 等级中I 级15 例，II 级15 例。两组患儿一般资料比较，差异无统计学意义(p＞0．05)，具有可比性。见表1。

表1 患儿基本情况

2．两组患儿的平衡功能。两组患儿治疗前比较无统计学意义(p＞0．05)；干预3 个月后两组患儿BBS 评分较干预前有明显改善，且VR 训练组评分高于对照组，差异有统计学意义(p＜0．05)，见表2。

表2 患儿平衡功能得分情况(分，±s)

时间VR训练组(n=30)对照组(n=30)tp治疗前17.37±1.1017.47±0.970.3730.710治疗后36.57±4.0332.93±2.49-4.1990.000 t-20.48-24.38 p 0.0000.000

3．两组患儿的粗大运动功能比较。两组患儿粗大运动功能比较D 区功能，治疗前比较无统计学意义(p＞0．05)；干预3 个月后两组患儿评分较干预前有明显改善，且VR 训练组评分高于对照组，差异有统计学意义(p＞0．05)，见表3。

表3 患儿治疗前后粗大运动功能得分比较(分，±s)

时间GMFM-88(D区)GMFM-88(E区)VR训练组(n=30)对照组(n=30)tpVR训练组(n=30)对照组(n=30)tp治疗前15.20±1.2414.87±1.33-1.0020.32024.63±1.7925.23±2.161.1710.246治疗后26.87±1.7622.63±2.03-8.6080.00037.90±6.6731.73±3.40-4.5130.000 t 27.07235.05429.36052.787 p 0.0000.0000.0000.000

4．两组患儿的总体疗效评价。VR 训练组总有效率为93．33%，对照组总有效率为73．33%，组间比较差异具有统计学意义(χ2=4．320，p=0．038＜0．05)，见表4。

5．两组患儿的生活质量评价。两组患儿生活质量各维度比较，VR 训练组评分均高于对照组，差异有统计学意义(p＜0．05)，见表5。

表5 患儿生活质量得分(分，±s)

生活质量 VR训练组(n=30) 对照组(n=30) t p生理功能26.50±2.3520.70±5.24-5.534 0.000角色功能16.17±2.4411.57±2.70-6.928 0.000社会功能14.77±2.8410.00±2.75-6.603 0.000情感功能14.17±2.689.83±2.90-6.010 0.000总分71.60±4.0952.10±6.81 -13.438 0.000

讨论

1．虚拟现实技术能有效改善患儿的粗大运动功能和平衡功能。本研究结果显示，VR 训练组对患儿的站立和跑跳功能有明显改善，得分分别为26．87±1．76、37．90±6．67，说明VR 训练在提高患儿身体平衡功能方面具有显著作用。这可能是因为痉挛型脑瘫患儿由于各种原因导致的脑损伤影响了大脑支配横纹肌锥体束系统，出现牵张反射亢进[15]，从而导致造成肢体肌肉异常痉挛，临床表现出运动障碍及姿势异常。因此，在患儿脑部发育阶段进行干预更为有效，尤其是对患儿的关节部位等肌张力、肌痉挛等通过康复干预来改善其运动功能、平衡功能、生活质量至关重要[16]。VR 训练是一种沉浸式康复训练，能让患儿在丰富的视觉、听觉中增强感官刺激，充分调动患儿的各种感官，从而极大的激发了患儿对康复的兴趣，一扫传统康复沉闷、无趣、单调的感觉，提高患儿参与康复的积极性。此外，近年来研究发现，脑细胞具有可重塑性，通过特殊刺激可再次激活脑细胞功能，达到代偿脑细胞功能的作用，促进功能康复。VR 训练的沉浸感所制造出的内部反馈(视觉、本体觉)、外部反馈(康复医师的反馈、训练效果)让患儿在整个康复作业活动过程中，持续保有警觉性、注意力及热情度，达到患儿中枢神经传导和外周运动高度统一[17]。因此能起到更好的康复作用。

2．虚拟现实技术能有效改善患儿的生活质量。由于脑瘫患儿的特殊性和康复的长久性。近年来多项研究均表明通过有趣的游戏疗法可以有效吸引患儿，增加可持续性，减少康复治疗的成本[18]。而VR 训练正是这种能够提供多种反馈信息的康复训练方法，让患儿以更接近大自然的状态进行感官的刺激，同时与虚拟环境进行交互融合，使更多丰富的环境信号直接反馈到大脑皮层，并发号主动指令至外周传感器，形成规律的外周-中枢-外周通路康复训练。同时，患儿通过在虚拟环境中所习得的技能投射到真实生活中能够更好地提高生活质量。这与2015 版《中国脑性瘫痪康复指南》[19]建议使用虚拟现实游戏改善脑瘫儿童姿势控制的能力和生活质量趋于一致。