體感交互技術(shù)Kinect在腦卒中后下肢功能康復(fù)的應(yīng)用

朱 祥 王尚書 任丹丹 郝阿月 盧 琪 梁明明 陳長香

(華北理工大學(xué)護(hù)理與康復(fù)學(xué)院 河北唐山 063000)

腦卒中是指突然起病的腦血液循環(huán)障礙導(dǎo)致的以局部神經(jīng)功能缺失為特征的一組疾病[1]。目前腦卒中的發(fā)病率出現(xiàn)明顯上升的趨勢，致殘率、病死率和復(fù)發(fā)率均高，給醫(yī)療服務(wù)帶來了巨大的影響[2]。目前，臨床對(duì)腦卒中肢體障礙主要采用各種康復(fù)治療技術(shù)，但是單純的康復(fù)訓(xùn)練枯燥乏味，往往不能達(dá)到預(yù)期的康復(fù)療效。體感交互技術(shù)Kinect是微軟公司于2010年推出的運(yùn)動(dòng)傳感輸入設(shè)備，可追蹤使用者的身體運(yùn)動(dòng)，以實(shí)際動(dòng)作操縱游戲畫面中的人物，能夠運(yùn)動(dòng)健身，有益于身心健康;更易使人投入其中，可玩性強(qiáng)[3]。目前該技術(shù)已用于改善患者的運(yùn)動(dòng)功能[4]。但國內(nèi)外暫無對(duì)使用此技術(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)訓(xùn)練的系統(tǒng)研究報(bào)道。本研究首次采用體感交互技術(shù)Kinect對(duì)腦卒中肢體運(yùn)動(dòng)障礙患者進(jìn)行干預(yù)，探討其康復(fù)療效，以尋求更好、更有效的康復(fù)技術(shù)，提高腦卒中患者的生活質(zhì)量。

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(fù)醫(yī)院住院腦卒中患者40例，其中男30例，女10例;年齡40～60歲。腦梗死28例，腦出血12例;右側(cè)偏癱14例，左側(cè)偏癱6例，單純基底節(jié)病變16例，其他病變4例。嚴(yán)格按照隨機(jī)分組的原則將入組患者分為傳統(tǒng)康復(fù)組(對(duì)照組)20例和傳統(tǒng)康復(fù)+體感交互技術(shù)Kinect康復(fù)訓(xùn)練組(干預(yù)組)20例。兩組的年齡、性別、學(xué)歷、職業(yè)性質(zhì)、病程、疾病性質(zhì)、發(fā)病側(cè)別、病變部位和運(yùn)動(dòng)功能障礙程度等差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，具有可比性。

入選標(biāo)準(zhǔn):入組患者均符合1995年全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，所有病例均經(jīng)CT或MRI檢查，臨床確診為腦梗死或腦出血，并且滿足以下條件:①患者卒中前日常生活自理;②影像學(xué)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評(píng)分達(dá)Ⅲ級(jí)或以上，站位平衡Ⅱ級(jí)即自身動(dòng)態(tài)維持平衡10s以上且能獨(dú)立站立10min以上;④年齡≥40歲;⑤無意識(shí)障礙，患者可理解并配合研究者的指導(dǎo);⑥患者對(duì)研究知情同意，并簽署知情同意書，合作性強(qiáng)。

排除標(biāo)準(zhǔn):①視、聽力嚴(yán)重減退;②藥物濫用、酒精依賴;③有既往精神疾病史;④嚴(yán)重心、肺、腎等功能不全;⑤嚴(yán)重的關(guān)節(jié)病變;⑥嚴(yán)重的言語障礙。

1.2 評(píng)定方法 采用FMA法進(jìn)行評(píng)分。FMA評(píng)價(jià)量表具有良好的評(píng)價(jià)者內(nèi)信度(r=0.98－0.99)和評(píng)價(jià)者間信度(r=0.89 －0.95)[6]，主要采用其下肢功能評(píng)分部分。FMA包含了下肢仰臥位反射活動(dòng)檢測、屈肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)、伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)、反射亢進(jìn)檢測、坐位伴有協(xié)同運(yùn)動(dòng)活動(dòng)、站位脫離協(xié)同運(yùn)動(dòng)活動(dòng)以及協(xié)調(diào)能力和速度檢測等7個(gè)大項(xiàng)目，17個(gè)子項(xiàng)目。每個(gè)子項(xiàng)目根據(jù)評(píng)分要求和參照標(biāo)準(zhǔn)可以打出標(biāo)準(zhǔn)得分:2分為完全達(dá)到要求，1分為部分達(dá)到要求，0分為完全不能達(dá)到要求。滿分為34分，評(píng)分越低功能越差[7]。干預(yù)前、后分別由研究者本人對(duì)兩組患者進(jìn)行FMA下肢功能量表評(píng)定。

1.3 干預(yù)方法 對(duì)照組患者實(shí)施常規(guī)PT、OT、針灸、理療、經(jīng)皮神經(jīng)電刺激、經(jīng)皮抗痙攣及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可塑性治療。以上治療時(shí)間為每次30min，每周3次，持續(xù)4周。干預(yù)組在對(duì)照組的康復(fù)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，實(shí)施體感交互技術(shù)Kinect輔助訓(xùn)練。本次研究主要采用滑雪這個(gè)游戲模式。訓(xùn)練時(shí)間為每次30min，每周3次，整個(gè)療程持續(xù)4周。

進(jìn)入體感游戲系統(tǒng)界面后，顯示設(shè)備上會(huì)顯示提示和選項(xiàng)，操作簡單易學(xué)，根據(jù)患者文化程度和理解能力可以自行進(jìn)入或經(jīng)由研究者指導(dǎo)進(jìn)行。進(jìn)入游戲后，還可以根據(jù)患者對(duì)此種運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)和理解，通過游戲內(nèi)游戲動(dòng)作演示或研究者進(jìn)行實(shí)際示范對(duì)患者進(jìn)行使用教學(xué)。

滑雪的動(dòng)作要點(diǎn):①患者兩腳分開與肩同寬，可保持重心轉(zhuǎn)移時(shí)的身體平衡;②兩側(cè)膝關(guān)節(jié)彎曲度可控制在賽道上的速度，彎曲程度越大重心越低則速度越快，相反站立時(shí)速度將會(huì)變慢;③重心的左右轉(zhuǎn)移可改變虛擬人物的滑行前進(jìn)方向，可順利通過賽道上兩個(gè)同一顏色的旗門;④兩側(cè)膝關(guān)節(jié)由屈曲位快速轉(zhuǎn)為伸展位時(shí)，可使虛擬人物在跳臺(tái)處做到完美跳躍，縮短完成時(shí)間。

進(jìn)行滑雪的等級(jí)分類:游戲可選難度有新秀選手難度、職業(yè)選手難度和冠軍選手難度，由于識(shí)別系統(tǒng)目前的運(yùn)作機(jī)制和游戲追蹤機(jī)制，最多僅能夠支持2例患者同時(shí)進(jìn)行訓(xùn)練。運(yùn)動(dòng)處方:患者在入組時(shí)會(huì)由研究者本人對(duì)其進(jìn)行一次FMA下肢功能評(píng)價(jià)，同時(shí)提供一次試玩機(jī)會(huì)，了解滑雪動(dòng)作要點(diǎn)，也為研究者制定具體的運(yùn)動(dòng)處方提供參考。運(yùn)動(dòng)處方1:最簡單的訓(xùn)練:運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不高，適用于下肢Brunstromm分級(jí)III級(jí)的患者。整個(gè)訓(xùn)練以新秀選手難度為主，內(nèi)容為4周，全部進(jìn)行新秀選手難度的游戲，但可以根據(jù)患者恢復(fù)情況對(duì)賽道難度進(jìn)行調(diào)整。運(yùn)動(dòng)處方2:中等難度的訓(xùn)練:運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不高，適用于下肢Brunstromm分級(jí)IV級(jí)的患者，訓(xùn)練內(nèi)容為第1、2周進(jìn)行新秀選手難度，第3、4周進(jìn)行職業(yè)選手難度。運(yùn)動(dòng)處方3:比較困難的訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高，適用于下肢Brunstromm分級(jí)V級(jí)的患者，訓(xùn)練內(nèi)容為直接進(jìn)行職業(yè)選手難度的游戲，如果患者表現(xiàn)出不適應(yīng)節(jié)奏或難度則改為第1周進(jìn)行新秀選手難度，之后升級(jí)為職業(yè)選手難度。參考患者入組時(shí)的FMA下肢功能評(píng)分以及試玩時(shí)的表現(xiàn)，研究人員為每1例患者制定與其當(dāng)前運(yùn)動(dòng)功能相適應(yīng)的運(yùn)動(dòng)處方，并在可能的限度內(nèi)對(duì)患者的運(yùn)動(dòng)處方進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使之效果達(dá)到最佳化。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料采用表示;組間比較采用隨機(jī)設(shè)計(jì)的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);同一組治療前后的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

康復(fù)治療前兩組各項(xiàng)評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。經(jīng)4周治療后，兩組患者的FMA評(píng)分均有不同程度的提高。干預(yù)組屈肌系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)、伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)和坐位伴有協(xié)同運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)以及總成績4項(xiàng)評(píng)分均比對(duì)照組提高更為明顯，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01或 P＜0.05)，見表1。

表1 兩組患者干預(yù)前后FMA下肢評(píng)分情況較(±s，n=20)

表1 兩組患者干預(yù)前后FMA下肢評(píng)分情況較(±s，n=20)

注:干預(yù)組與對(duì)照組相比，△P＜0.01，△△P＜0.05

項(xiàng)目 干預(yù)組0周 4周對(duì)照組0周 4周反射檢查 4.00 ±0.000 4.00 ±0.000 4.00 ±0.000 4.00 ±0.000屈肌協(xié)同運(yùn)動(dòng) 4.05±0.826 5.65±0.489△ 4.00±0.858 5.20±0.696伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng) 5.65±1.137 7.25±0.639△ 5.60±1.046 6.45±0.826坐位伴有協(xié)同運(yùn)動(dòng) 1.70±0.657 3.20±0.696△ 1.65±0.671 2.55±0.605坐位脫離協(xié)同運(yùn)動(dòng) 0.85 ±0.671 1.35 ±0.489 0.80 ±0.616 1.25 ±0.639臥位反射亢進(jìn)檢查 1.20 ±0.410 1.50 ±0.513 1.15 ±0.366 1.45 ±0.510協(xié)調(diào)能力和速度 2.55 ±0.605 3.05 ±0.686 2.50 ±0.607 2.90 ±0.641下肢 FMA 總分 20.00 ±2.200 26.10 ±1.804△△19.70 ±2.003 23.80 ±1.281

3 討論

腦卒中患者常伴有嚴(yán)重的肢體功能障礙，下肢功能障礙大大限制了患者的生活范圍及生存質(zhì)量，如何康復(fù)成為醫(yī)務(wù)人員的研究課題[8]。肢體功能康復(fù)目前大多是由康復(fù)治療師手把手、一對(duì)一的進(jìn)行訓(xùn)練，不僅效果不能保證，而且患者容易產(chǎn)生厭煩心理，康復(fù)效率較低。體感交互技術(shù)Kinect作為一種通過肢體動(dòng)作變化來操作和感受的新型電子游戲，首次配合常規(guī)的康復(fù)訓(xùn)練，觀察療效。研究采用因人而異的策略，對(duì)于病情嚴(yán)重程度不同的患者給予相應(yīng)的“運(yùn)動(dòng)處方”，并且在訓(xùn)練過程中注意把握訓(xùn)練的難易度。當(dāng)患者出現(xiàn)不適應(yīng)的情況，及時(shí)調(diào)整，以達(dá)到人機(jī)協(xié)調(diào)互動(dòng)。結(jié)果顯示，兩組患者的FMA評(píng)分在訓(xùn)練后均比訓(xùn)練前有所提高，而干預(yù)組評(píng)分提高的程度，特別是在屈肌系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)、伸肌協(xié)同運(yùn)動(dòng)、坐位伴有協(xié)同運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)以及總成績4個(gè)方面，要明顯高于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。這與 Holden等[9]運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)腦卒中后的患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的臨床研究基本一致，提示“虛擬老師”指導(dǎo)訓(xùn)練的患者，康復(fù)速度有極大提高。在常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練中增加體感游戲?qū)τ谀X卒中患者下肢功能恢復(fù)有促進(jìn)作用。結(jié)果也顯示，在對(duì)坐位脫離協(xié)同運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)、臥位反射亢進(jìn)檢查、協(xié)調(diào)能力和速度3個(gè)方面的前后評(píng)分比較時(shí)，兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹥0.05)?？赡艿囊蛩?①訓(xùn)練時(shí)間較短，加之長期臥床，患者在運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于肢體部分肌肉的控制能力可以較快提升，而在全身肌肉的協(xié)調(diào)能力方面則相對(duì)薄弱;②由于體感游戲依托的為虛擬系統(tǒng)，患者在“滑雪運(yùn)動(dòng)”中實(shí)際上并沒有前進(jìn)或者后退，因此其肌肉的活動(dòng)速度得不到很好的發(fā)揮和鍛煉。上述兩點(diǎn)亦提示，此系統(tǒng)上存在一定缺點(diǎn)，需進(jìn)一步探討其深層次的機(jī)制。體感交互技術(shù)Kinect優(yōu)越性:①趣味性強(qiáng)，使患者好奇心大增，誘導(dǎo)他們急于體驗(yàn)這種新鮮的訓(xùn)練技術(shù)，極大地激發(fā)了患者的積極性和主動(dòng)性;②“沉浸感”強(qiáng)，能使患者完全融入到系統(tǒng)所設(shè)置的虛擬環(huán)境中去，全心投入到運(yùn)動(dòng)和操作當(dāng)中，并且不用擔(dān)心危險(xiǎn)的發(fā)生，從而消除了患者的畏懼感;③人機(jī)協(xié)調(diào)互動(dòng)，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)患者的具體情況設(shè)置相適應(yīng)的操作難易度，既不會(huì)因?yàn)樘y而使患者產(chǎn)生沮喪消極心理，又不會(huì)因?yàn)樘菀讖亩鴮?dǎo)致無效訓(xùn)練。人性化、個(gè)體化的體驗(yàn)服務(wù)能充分激活和發(fā)揮患者的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)他們由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，逐漸恢復(fù)正常的自我控制能力。時(shí)代在進(jìn)步，技術(shù)在改進(jìn)，通過不斷的嘗試和探索，作為一種新方法，新手段，體感交互技術(shù)將會(huì)在腦卒中患者肢體障礙的康復(fù)治療領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用，為廣大康復(fù)護(hù)理工作者開辟一片廣闊的新天地。

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