體感交互技術(shù)對腦卒中平衡功能和步行功能訓練的效果

竇娜，李丹，馬素慧，陳長香

平衡是所有功能活動的前提，也是坐、坐到站及行走活動維持人體平衡的機制十分復雜。一般認為，保持平衡取決于正常的肌張力、適當?shù)母杏X輸入、大腦的整合作用、交互神經(jīng)支配或抑制骨骼肌系統(tǒng)[1]。腦卒中患者大多有平衡功能異常，不能協(xié)調(diào)完成重心移動，嚴重影響后期功能性運動的建立[2]。大多偏癱患者經(jīng)過早期康復訓練，平衡和運動功能均能得到一定的改善，但平衡調(diào)節(jié)和肢體協(xié)調(diào)難以與變化的環(huán)境相適應(yīng)，活動能力和活動區(qū)域嚴重受限[3]。體感交互滑雪游戲Kinect可以提供精確的測評、輔助、監(jiān)控、訓練等技術(shù)[4-6]，從而充分保證運動康復訓練的有效性[7-11]，近來備受關(guān)注。本研究在前期研究基礎(chǔ)上，應(yīng)用Kinect對腦卒中患者的平衡功能和步行功能障礙進行干預(yù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2011年11月～2012年11月唐山市工人醫(yī)院康復醫(yī)院住院腦卒中患者40例[12]，均符合1995年全國第四屆腦血管病學術(shù)會議制定的腦卒中診斷標準，均經(jīng)CT或MRI檢查確診為腦梗死或腦出血。

入選標準：①卒中前日常生活自理；②影像學檢查未見中度以上的腦萎縮或腦白質(zhì)疏松，無視野缺損與視空間忽視；③下肢Brunnstrom分級Ⅲ級或以上，Berg平衡量表(BBS)評分40分以上，或自身動態(tài)維持平衡10 s以上，且能獨立站立10 min以上[13]，Holden步行能力分級2級及以上；④年齡≥40歲；⑤無意識障礙，且沒有中度以上認知障礙，無心理疾病史；⑥患者對研究知情同意，并簽署知情同意書，合作性強。

排除標準：①視、聽力嚴重減退；②藥物濫用、酒精依賴；③既往精神疾??；④嚴重心、肺、腎等功能不全；⑤伴其他影響步行的肌肉骨關(guān)節(jié)疾患(骨折、骨關(guān)節(jié)炎等)和神經(jīng)系統(tǒng)疾患(震顫、感覺障礙、不自主運動、帕金森病等)；⑥中度以上聽理解障礙。

將患者按照最小不平衡指數(shù)隨機分為對照組20例和實驗組20例。兩組患者的年齡、性別、學歷、職業(yè)性質(zhì)，病程、疾病性質(zhì)、發(fā)病側(cè)別，病變部位和Brunstromm運動功能障礙程度無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組患者一般情況比較(n)

1.2 方法

1.2.1 對照組 采用以Bobath技術(shù)為主的常規(guī)康復技術(shù)，包括關(guān)節(jié)活動、肌力訓練、軀干肌控制訓練、髖膝踝關(guān)節(jié)控制訓練；坐位平衡、站位平衡及步態(tài)訓練等。每次40 min，每周3次，共4周。

1.2.2 實驗組 在對照組基礎(chǔ)上使用Kinect體感游戲設(shè)備輔助康復。患者入組前進行1次體驗，初步了解該系統(tǒng)。進行游戲后，系統(tǒng)提供操作提示，患者可以自行進行或經(jīng)治療師指導后自主游戲，治療師負責保護和指導。采用滑雪模式。

滑雪動作要點：①患者兩腳分開與肩同寬，保持重心轉(zhuǎn)移時身體平衡；②兩側(cè)膝關(guān)節(jié)屈曲可使虛擬人物加快賽道上的速度；③重心左右轉(zhuǎn)移可改變虛擬人物的前進方向，從而躲避障礙物；④兩側(cè)膝關(guān)節(jié)由屈曲轉(zhuǎn)為伸展時，可使虛擬人物跳躍。

根據(jù)患者受損情況，結(jié)合運動功能和平衡功能評定結(jié)果，設(shè)置虛擬環(huán)境的復雜程度、虛擬對象的數(shù)量、運動速度、距離等參數(shù)。每次總治療時間為40 min，其中體感游戲20 min，常規(guī)訓練20 min，每周3次，共4周。

1.3 療效評定

1.3.1 平衡功能 采用BBS，包含14個評價項目，采取0～4分5級評分制，總分低于40分提示有跌倒危險。

1.3.2 步行功能 采用Holden步行能力分級，分0～5級，級別越高，步行能力越好。

1.3.3 步態(tài)分析 患者著短褲，赤足在智能臨床步態(tài)分析系統(tǒng)的專用步道上行走6 m以上，專用數(shù)字攝像機分別從患者的前、后、左、右方向采集行走的視頻；內(nèi)置軟件將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并加載入步態(tài)分析系統(tǒng)后進行分析。分析參數(shù)包括：步速、步頻、左右步幅差以及步行能力評分。

1.3.4 日常生活活動能力(ADL) 采用Barthel指數(shù)(BI)，由10個項目組成，滿分100分，分數(shù)越高，ADL能力越強。

以上評定分別于治療前及治療后各進行1次。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計分析。組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內(nèi)干預(yù)前后比較采用配對樣本t檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

治療后，兩組步速、步頻、左右步幅差、步行功能評分、BBS評分、Holden步行分級和BI均較治療前顯著改善(P＜0.001)，實驗組較對照組改善更多(P＜0.05)。見表2～表8。

表2 兩組治療前后步速比較(m/min)

表3 兩組治療前后步頻比較(/min)

表4 兩組治療前后步幅差比較(cm)

表5 兩組治療前后步行能力評分比較

表6 兩組治療前后BBS評分比較

表7 兩組治療前后Holden分級比較

表8 兩組治療前后BI比較

3 討論

腦卒中偏癱患者由于腦高級中樞病變，正常神經(jīng)突觸聯(lián)系被破壞，失去了對低位中樞的控制，出現(xiàn)機體平衡功能失調(diào)、肌肉力量及肌群間相互協(xié)調(diào)收縮功能喪失等癥狀[11]，嚴重影響患者的下肢運動功能。Kinect體感互動游戲利用計算機生成模擬環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備實現(xiàn)用戶與環(huán)境自然互動，將空間視覺、知覺運動、任務(wù)概念、運動控制、反饋信息等因素有效地進行整合，對腦卒中姿勢控制[13]和平衡功能治療效果甚好[14-16]。

本研究顯示，實驗組的步行功能改善優(yōu)于對照組，可能是由于滑雪動作在屈髖屈膝位下進行，抑制異常的伸展模式，促進了伸肌與屈肌的協(xié)調(diào)，從而降低肌張力，促進下肢步行功能的恢復[17-18]。且進行滑雪游戲時，患者雙側(cè)肢體運動，雙側(cè)對比感受，可以很好地對大腦皮質(zhì)運動中樞進行刺激，促進姿勢和身體各部分信息的整合[19]，提高協(xié)調(diào)能力和單側(cè)負重的平衡能力[20]。

本研究顯示，Kinect體感互動滑雪游戲能改善患者的綜合平衡能力。通過滑雪游戲，患者需要同時使用兩側(cè)肢體，控制身體重心移動[21-22]；同時，患者在進行游戲時，頭部也會跟著身體進行左右運動，進行姿勢控制，這樣可以通過對前庭系統(tǒng)半規(guī)管內(nèi)壺腹脊進行頭部三維空間運動刺激訓練。借助虛擬環(huán)境，還可以增加任務(wù)的趣味性，以多種反饋形式激發(fā)和維持患者重復練習的動機[23]。

進行Kinect體感互動滑雪游戲時，患者需按提示或游戲規(guī)則主動進行運動；憑借游戲良好的娛樂性和代入感，患者可根據(jù)自己的情況選擇各種難易程度不同的訓練方案，增加參與訓練的主動性和積極性。Lange等的研究證實，視覺反饋對平衡功能的改善具有積極作用[22]，視覺反饋信息有助于提示患者訓練是否有效和正確[24]。在訓練中摻雜了靜態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性訓練，能促進整體平衡功能和協(xié)調(diào)能力的改善[25]。

Kinect體感互動滑雪游戲通過屈髖屈膝位下的身體擺動，輔以視覺反饋和人機互動，促進患者積極參與治療，能夠較好地改善腦卒中患者的步行和平衡功能，對下肢功能恢復有很大幫助。

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