虚拟现实技术改善脑卒中病人运动功能效果的Meta分析

孔 云,钟克龙,安雪梅

1.成都中医药大学护理学院,四川610075;2.成都中医药大学附属医院

目前,脑卒中仍然是全世界病人死亡和长期残疾的主要原因[1],但随着院前急救和医疗技术的发展使得脑卒中病人的存活率升高,而这又间接导致其残疾率的增高[2]。运动功能障碍是脑卒中发病后的主要并发症[3],约80%的脑卒中病人会出现上肢或者下肢运动障碍,如果没有及时干预,仅有少部分病人可以恢复运动功能[4]。运动障碍会导致病人自理能力下降,从而影响其生活质量[5]、加重照护者负担,长此以往病人也会出现焦虑、抑郁等心理问题。虚拟现实(VR)是指用计算机生成一种交互式模拟环境,可以将人投射到此环境中,并通过操纵环境来实现自己的目的[6]。虚拟现实康复可以解决许多在现实环境中无法实现的问题[7]。由于研究地区不同、干预周期不统一导致虚拟现实干预结果呈多样性。本研究通过Meta分析来整合现有证据探索虚拟现实技术对脑卒中病人上肢、下肢和日常生活活动能力的影响,并探讨不同干预时间对病人运动功能的影响,以期为临床改善脑卒中病人运动功能提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 文献纳入与排除标准

1.1.1 纳入标准

1)经头颅CT或者核磁共振(MRI)确诊为脑卒中;2)随机对照试验;3)存在运动功能障碍;4)对照组为常规康复治疗(物理治疗、作业治疗),试验组为虚拟现实技术或虚拟现实技术+常规康复治疗;5)主要结局指标:Fugl-Meyer上肢评分、Fugl-Meyer下肢评分、Wolf运动功能测试(WMFT)评分、Barthel指数(BI)评分、改良Barthel指数(MBI)评分、盒子和阻碍物测试(BBT)评分、Berg平衡量表评分(BBS)、手动功能测试(MFT)评分。

1.1.2 排除标准

1)研究设计不合理;2)重复发表的文献;3)不能获取全文、数据信息不全的文献;4)会议论文。

1.2 文献检索策略

计算机检索中国知网(CNKI)、万方数据库(WanFang Database)、维普数据库(VIP)、中国生物医学文献数据库(CBM)、PubMed、EMbase、the Cochrane Library、Web of Science数据库中虚拟现实技术应用于脑卒中病人运动功能的随机对照试验。检索时限为建库至2022年4月。中文检索式为:(“脑卒中”OR“中风”OR“脑出血”OR“脑梗死”OR“脑血管疾病”)AND(“虚拟现实”OR“虚拟环境”)AND(“运动功能”OR“上肢”OR“下肢”OR“偏瘫”)AND(随机对照试验);英文检索式为:("stroke"OR"apoplexy"OR"cerebrovascular disease"OR"cerebral hemorrhage"OR"cerebral infarction")AND("virtual reality"OR"virtual environment")AND("motor function"OR"upper limb"OR"lower limb"OR"hemiplegia")AND("RCT"OR "randomized controlled trial")。

1.3 文献筛选和资料提取

由2名研究人员根据预先制定好的纳入与排除标准独立筛选文献后运用EndNote软件剔除重复文献,然后阅读剩余文献标题、摘要和全文确定最终纳入文献。资料提取内容包括作者、研究地点、样本量、干预措施、干预时间、结局指标。

1.4 文献质量评价

采用Cochrane评价手册中随机对照试验的质量评价标准[8]对纳入文献进行质量评价。评价条目包括随机方案实施、分配隐藏、盲法、数据完整性、选择性报告结果、其他偏倚。每个条目采用“低偏倚”“高偏倚”“不清楚”表示,全部符合上述条目为A级,部分符合为B级,全部不符合为C级,C级文献予以剔除。

1.5 统计学方法

运用RevMan 5.3软件进行Meta分析。用χ2检验和I2进行异质性判断,当P>0.1且I2≤50%时,采用固定效应模型进行分析;当P≤0.1且I2>50%时,选用随机效应模型进行分析。采用均方差(MD)作为效应指标,并计算其95%置信区间(CI)。对纳入文献≥10篇文献的指标制作漏斗图进行发表偏倚分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 文献检索结果

初步检索数据库获得相关文献1 536篇,经剔重、初筛、复筛后最终纳入37篇[9-45]文献,其中中文19篇,英文18篇。文献筛选流程及结果见图1。

图1 文献筛选流程及结果

2.2 纳入研究的基本特征和文献质量评价结果

共纳入37篇[9-45]文献,其中7篇[9-15]文献没有报道随机分配方法;9篇[16-24]文献使用了分配隐藏,1篇[25]文献对受试者实施了盲法,21篇[9,15,17-24,26-33,43-45]文献对结果评价者实施了盲法,选择性报告和数据完整性的风险偏倚较低。所有文献的质量评价结果均为B级,见表1。

表1 纳入研究的基本特征和方法学质量评价结果

2.3 Meta分析结果(见表2)

表2 虚拟现实技术对各指标影响的Meta分析结果

2.4 敏感性分析

Fugl-Meyer上肢评分各研究间异质性较大,敏感性分析发现异质性来源为Choi等[19]、Ain等[17]、Park等[24]、Johnson等[44]的研究,剔除后I2=35%,P=0.05,Meta分析结果稳定。Fugl-Meyer下肢评分各研究间的异质性较大,敏感性分析发现异质性来源为金庆华等[35]、Anwar等[18]的研究,剔除后I2=22%,P=0.28,Meta分析结果稳定。MBI评分各研究间的异质性较大,敏感性分析发现异质性来源为杨叶珠等[39]的研究,剔除该研究后I2=31%,P=0.15,Meta分析结果稳定。BBS评分各研究间异质性较大,敏感性分析发现异质性来源为Anwar等[18]的研究,剔除后I2=0%,P=0.83,Meta分析结果稳定。WMFT评分各研究间的异质性较大,敏感性分析发现异质性来源为Park等[24],Wang等[45]研究,剔除后I2=0%,P=0.6,Meta分析前后结果不一致,研究结果不稳定,可能与研究前的基线差异和WMFT评分标准不一有关。

2.5 亚组分析

BBS与MFT涉及的研究中干预时间均≥4周,未进行亚组分析。将其余指标的干预时间按≤4周和>4周进行亚组分析。结果显示,Fugl-Meyer上肢评分、Fugl-Meyer下肢评分、MBI评分在干预时间≤4周和>4周时虚拟现实技术都优于常规康复手段的效果。而BI评分在干预时间>4周时及BBT评分在干预时间≤4周时虚拟现实技术与常规康复的效果比较,差异无统计学意义。见表3。

2.6 发表偏倚

MBI评分及Fugl-Meyer上肢评分漏斗图显示,MBI评分的偏倚风险图两边不对称,存在发表偏倚,可能与部分研究的样本量较小从而导致合并的效应量被高估有关;上肢Fugl-Meyer评分的偏倚风险图两边对称,存在发表偏倚的可能性较小,见图2、图3。

图2 MBI评分漏斗图

图3 上肢Fugl-Meyer评分漏斗图

3 讨论

3.1 纳入研究的偏倚风险来源

主要偏倚风险来源于盲法的实施。由于此项康复技术很难做到对操作人员和病人的盲法,仅能对结局评价者施行盲法,本研究纳入的文献仅1篇[25]文献对病人实施了盲法,21篇[9,15,17-24,26-33,43-45]文献对结局评价者实施了盲法。

3.2 虚拟现实技术对脑卒中病人上肢的影响

有研究显示,通过在虚拟环境中的反复练习能够促进反痉挛肌运动神经元的募集来允许患肢收缩而减少肘关节和腕关节的痉挛[46]。该环境可能会影响神经可塑性,特别是在疾病的亚急性期[47],使受试者表现出大脑重组的最大水平;其次当病人在完成一项训练任务时,及时的反馈能够提高其参与康复训练的动机,并对病人的情绪状态产生积极影响[48]。虚拟现实技术可以通过以上两方面来改善病人的上肢运动功能。

3.3 虚拟现实技术对脑卒中病人下肢的影响

本研究结果显示,虚拟现实技术可以改善病人的下肢功能。这可能是因为在虚拟现实环境中可以增加病人步态障碍训练任务的多样性,提高病人参与康复的动机和吸引力[49];此外,还考虑到个性化康复治疗提高了病人的治疗舒适度[50]。但是在纳入的临床试验中仅有6篇文献报道了虚拟现实技术改善脑卒中病人下肢运动功能,这可能与脑卒中上肢功能障碍的发生率高且恢复较差有关[51]。由于分析的样本量较少,得出的结果还有待进一步验证。

3.4 虚拟现实技术对日常生活活动能力的影响

本研究结果显示,虚拟现实技术能够改善脑卒中病人的日常生活活动能力,可能与虚拟现实技术创造的虚拟环境让病人有机会练习在医院环境中没有或不能练习的日常活动。其次,长期的练习可以改善其痉挛肢体的肌力,提高病人自理能力[52]。Lee等[53]的研究中指出虚拟现实技术训练可提高脑卒中病人的自我护理能力,这与本研究结果一致。

3.5 亚组分析

虚拟现实的干预时间在国内外均存在差异,主要集中在2～12周,而4周是最常见的干预周期。本研究以4周为界分为两组进行亚组分析,结果表明干预时间>4周的效果更好。可能是因为1个月的干预时间较短,还不能判断试验组与对照组的差异,所以今后的研究可延长干预时间或观察多个时间段的干预效果来保证结果的准确性。由于不同的干预时间会导致不同的结果,为了以后的研究能统一时间标准,保证各研究间的可比性,期望今后能有更多的高质量试验来探讨最佳的干预时间。

3.6 虚拟现实技术疗法的治疗方案

目前,临床上虚拟现实技术疗法在改善脑卒中病人运动功能的应用中以改善上肢运动功能的研究为多。本研究纳入的37篇研究中仅6篇是关于干预下肢的效果。目前,临床使用的治疗方案差异较大,标准不一,干预周期、干预频次、干预时间、干预所使用的设备不统一,训练的项目也不相同,这些都会对干预结果造成影响。其中最常见的治疗周期为持续4周。从纳入的文献中可以看出试验组干预措施的设计方式存在差异,少部分研究仅为虚拟现实技术,大部分研究是常规治疗+虚拟现实技术,这可能会影响最终的治疗效果。希望以后能开展更多的关于2种方式的直接对比,以减少偏倚。

4 小结

本研究仅纳入部分评估运动功能的结局指标,影响结论的代表性;该研究很难对受试者实施盲法,所以纳入的随机对照试验等级均为B级,建议今后可以多开展一些大样本、多中心、高质量的临床试验。虚拟现实技术作为一种新兴、廉价、便捷的康复手段,可以提高病人的康复兴趣和依从性,有条件的医疗场所可以在病人实际需求的基础上推广应用。