虚拟现实技术联合视觉反馈训练对脑卒中偏瘫病人平衡及运动功能的影响

黄燕珠,张 清,钟 祥

脑卒中的发生与脑血管病变导致血管破裂、闭塞而引起脑血管循环障碍有关,病人表现认知障碍及肢体功能障碍,严重影响病人生活质量[1]。康复功能训练可在一定程度上重塑脑卒中病人受损的神经元,改善病人神经运动功能[2]。虚拟现实技术即VR技术,在计算机基础上生成,用户通过传感设备进入虚拟环境中,让各项操作变得逼真、有趣,提高病人参与康复锻炼积极性[3]。镜像视觉反馈训练通过训练激活镜像神经元系统来重塑大脑功能,能有效促进运动功能恢复[4]。研究指出,镜像视觉反馈训练在肢体功能障碍病人康复训练中具有促进作用,通过指导肢体功能障碍病人开展系统化的视觉反馈训练,可在一定程度上改善病人运动功能[5]。由于脑卒中偏瘫病人需要长时间坚持锻炼才能获得较理想的康复效果,但临床上不少病人由于锻炼依从性较差而影响其康复效果。为此,本研究采用虚拟现实技术提升病人参与康复锻炼积极性的同时对病人实施镜像视觉反馈训练,旨在最大限度提升病人康复效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2021年8月—2022年8月选取104例脑卒中偏瘫病人为研究对象。纳入标准:所有病人均符合脑出血及脑梗死的相关诊断标准[6];入院后接受影像学检查,确认发生了脑卒中;初次发病,单侧大脑半球存在病灶;年龄35～70岁;生命体征平稳。排除标准:合并精神障碍或伴有脑器质性病变;合并认知功能障碍或明显失语;合并心肝肾等脏器功能衰竭; Ashworth痉挛评级为Ⅱ级或以上;伴有下肢明显残疾或疼痛。按照随机数字表法将病人分为观察组、对照组,每组52例。观察组:男26例,女26例;年龄38～70(58.12±3.45)岁;偏瘫部位左侧28例,右侧24例;学历初中及小学18例,高中及中专20例,专科及以上14例。对照组:男27例,女25例;年龄38～70(58.23±3.52)岁;偏瘫部位左侧26例,右侧26例;学历初中及小学17例,高中及中专23例,专科及以上12例。两组病人一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2 干预方法

1.2.1 对照组干预方法

对照组病人由康复治疗师指导其行早期康复训练及康复护理。1)病人病情稳定后由责任护士对病人进行肢体按摩及被动功能锻炼,以防止关节畸形及肌肉萎缩。协助病人摆放合适体位,对于不能自主翻身的病人协助其2 h翻身1次,以改善病人肢体功能。2)体位转换及转移训练:责任护士协助病人抬高床头30°,当病人能坚持大于30 min后次日将床头抬高增加10°开展训练,直至床头抬高至90°。然后指导病人交叉双手抱膝,头部逐渐靠近胸前,让身体前后左右轻摇,以缓解下肢痉挛症状。3)上肢分离诱发训练:病人取坐位,指导其行肘关节伸展及肩关节屈曲运动,要求病人行肩内敛、内旋及屈曲运动,并于肩内收或内旋时让病人手部触碰肩关节,然后复位,反复锻炼8次。4)上肢控制训练:指导病人行关节伸展运动,当关节屈伸90°时停留10 s,待病人完成后逐渐减少肩关节屈曲角度,于任意角度停止或运动。

1.2.2 观察组干预方法

观察组病人在对照组基础上实施虚拟现实技术联合视觉反馈训练。

1.2.2.1 虚拟现实支持技术

由物理治疗师负责帮助病人完成VR平衡训练,应用Silverfit 2.5.5.8229软件设置虚拟场景,利用3D摄像头根据红外线反射来捕捉病人活动时的图像,将3D动态影像完整记录下来。病人每次接受30 min训练,可选择3种VR游戏,每种游戏的训练时长为10 min,物理治疗师要对病人的实际情况做出综合评定,协助病人选择难度适宜的游戏,要尽量保证病人可以不用辅助工具或者不借助其他人的力量完成训练。在训练过程中,治疗师需要担当监督者与保护者,适当时用语言指导病人。常见VR训练游戏有3个:1)沙滩排球,系统中设置沙滩排球的虚拟场景,病人保持站立姿势,自身影像投射到屏幕中成为排球运动员的形象,病人移动,屏幕上的人物也会随之移动,病人通过改变姿势或者身体重心完成一场沙滩排球比赛,可以通过调整时间限制的方式变化难易程度。2)城市行走,系统中设置城市马路的虚拟场景,病人保持站立姿势,通过步行或者移动身体的方式躲避屏幕上出现的障碍物,直至达到终点,如果训练过程中未能成功躲避障碍物,系统会通过画面与声音的变化做出提示,可以通过调整时间限制的方式变化难易程度。3)花园采摘,系统中设置菜园的虚拟场景,菜园中遍布各类蔬菜,病人训练时保持站立姿势,其影像投射到屏幕中为铲子的形象,病人移动,铲子也随之做出动作,铲子移动到蔬菜上,对应的蔬菜闪烁,病人做出下蹲或者弯腰动作,铲子随机将蔬菜收割。同样,也可以通过调整时间限制的方式变化难易程度。

1.2.2.2 视觉反馈训练

病人训练前取平卧位,在双腿中间放置镜子,镜子反光面侧置于健侧下肢,镜子背面置于患侧下肢,指导病人通过调整合适的体位来看清镜面中呈现的镜像,指导病人根据镜像完成下肢训练动作。训练步骤:膝关节屈伸—踝关节背伸—下肢抬高等,同侧肢体也进行相同动作,嘱咐病人时刻观察肢体镜像,双侧肢体交替进行锻炼,每次持续训练20 min,每天1次,每周6次,持续训练4周。

1.3 观察指标

由2名经统一培训的责任护士,在病人入组时(干预前)及干预3个月时(干预后)以问卷调查形式收集两组平衡功能、下肢运动功能、功能性步行、日常生活能力及生活质量数据,病人填写完相关量表后现场回收,本次共发出相关量表104份,有效回收104份,有效回收率100%。

表1 两组病人干预前后BBS评分、FAC评分、Barthel指数比较 单位:分

表2 两组病人干预前后下肢运动功能评分比较 单位:分

表3 两组病人干预前后生活质量评分比较比较 单位:分

1.3.1 平衡功能

采用Berg平衡量表(BBS)[7]进行评价,总分0～56分,分值越高说明病人平衡能力越理想,量表Cronbach′s α系数为0.832,效度系数为0.863,信效度理想。

1.3.2 下肢运动功能

采用Fugl-Meyer运动能力量表(FMA)[8]进行评价,量表包括上肢功能(0～66分)和下肢运动功能(0～34分),总分0～100分,评分越高表明病人肢体运动能力越理想,量表Cronbach′s α系数为0.856,效度系数为0.878,信效度理想。

1.3.3 功能性步行量表(FAC)[9]

用于评价病人步行状况,量表评分1～5分,评分越高表明病人步行能力越理想,量表Cronbach′s α系数为0.872,效度系数为0.882,信效度理想。

1.3.4 Barthel指数

包括10个项目,每个项目采用1～10级评分,总分10～100分,评分越高说明病人日常生活能力越理想,量表Cronbach′s α系数为0.863,效度系数为0.879,信效度理想。

1.3.5 生活质量

应用脑卒中专用生活质量量表(SS-QOL)[10]进行评价,量表包括工作情况、躯体功能、社会功能、心理状态4个维度,每个维度评分0～100分,分值越高说明病人生活质量水平越高。

1.4 统计学方法

2 结果

3 讨论

3.1 虚拟现实技术联合视觉反馈训练可改善脑卒中偏瘫病人平衡能力

平衡训练旨在提升病人的平衡能力,传统训练多依赖于康复器械与训练手法,训练内容比较枯燥,形式较为单一,病人在长期重复的训练当中极易失去康复信心与积极性[11]。计算机技术逐步应用到医学领域,为医疗工作的展开提供了全新的途径与方法,VR技术与平衡功能训练的结合就很典型,VR技术在计算机信息技术的基础上展开,为病人创造生动真实的虚拟环境,病人极易融入其中,且能够在训练当中感受到乐趣,在VR技术的吸引下病人在训练当中的注意力以及积极性都会有很大程度的提升[12-13]。镜像视觉反馈训练通过视觉错觉训练可提升病人肢体存在意识,从而促进大脑组织形成“使用-依赖性”功能,有效避免患肢由于长期缺乏锻炼而导致肢体功能衰退而影响平衡能力[14]。本研究对脑卒中偏瘫病人实施虚拟现实技术联合视觉反馈训练,结果显示观察组病人干预后BBS评分、FAC评分较对照组明显升高(P<0.05),表明虚拟现实技术联合视觉反馈训练可改善脑卒中偏瘫病人平衡能力。这是因为虚拟现实技术可模拟各种训练场景,能充分调动病人参与康复训练的积极性及主动性,而视觉反馈训练通过对双侧肢体进行训练,有助于两侧大脑半球相互抑制,从而达到新的运动平衡,因此可从神经层面促进运动功能恢复,改善病人平衡能力[15]。

3.2 虚拟现实技术联合视觉反馈训练可改善脑卒中偏瘫病人肢体功能

下肢运动功能障碍是脑卒中偏瘫病人常见的临床症状,本研究为了促进脑卒中偏瘫病人下肢功能恢复,对病人实施虚拟现实技术联合视觉反馈训练,结果显示观察组病人干预后Fugl-Meyer量表及相关维度评分高于对照组(P<0.05),表明虚拟现实技术联合视觉反馈训练可改善脑卒中偏瘫病人肢体功能。分析可能由于VR技术指导下的康复训练可以从多方面给予病人反馈,包括本体觉、听觉以及视觉,全方位的反馈能提高病人功能锻炼效果,促进病人术后肢体功能恢复[16]。视觉反馈训练通过“幻象”为病人提供的视觉反馈,且相关反馈可刺激运动神经传导通路,激活患侧肢体运动神经元,重塑双腿神经元,从而有效改善病人下肢运动功能[17]。

3.3 虚拟现实技术联合视觉反馈训练可改善脑卒中偏瘫病人日常生活质量

积极提升脑卒中偏瘫病人生活质量是护理的最终目的,本研究结果显示,观察组病人经训练后生活质量评分较对照组明显升高(P<0.05),表明虚拟现实技术联合视觉反馈训练可改善脑卒中偏瘫病人日常生活质量。和传统的重复性训练不同,VR技术下的平衡训练具有任务导向性特征,可根据病人的病情变化,设定适合的训练目标,病人训练过程中系统会根据病人动作情况给予指导与反馈,病人可以根据反馈结果调整姿势,优化训练模式,以更加准确的姿势完成训练,及时反馈具有优化运动模式的、优化神经网络的作用,让病人的执行力明显提升,从而有效改善病人运动功能,让病人能尽快恢复正常生活[18-19]。另外,视觉反馈训练可增强病人运动皮质区兴奋性,改善病人肢体功能,激活病人M1区兴奋性,改善患侧大脑半球功能,进而促进肢体功能恢复,因此在虚拟现实技术训练基础上对病人行视觉反馈训练,可起到协同效应,有效提升病人运动功能,改善病人生活质量[20]。

4 小结

虚拟现实技术联合视觉反馈训练能有效改善脑卒中偏瘫病人下肢运动功能及步行功能,有助于病人生活质量提升。然而本研究存在一定不足之处,如纳入样本量小、病人病程短,缺乏长期跟踪随访,在日后需要扩大样本量,延长随访时间进一步客观评价虚拟现实技术联合视觉反馈训练在脑卒中偏瘫病人中的应用价值。