虛擬現(xiàn)實技術(shù)對帕金森病患者平衡功能的影響①

陳思，劉杰，李順，王凱，何予工

虛擬現(xiàn)實技術(shù)對帕金森病患者平衡功能的影響①

陳思，劉杰，李順，王凱，何予工

目的 研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)對帕金森病患者姿勢控制、步行能力等平衡功能的效果。方法 2014年6月至2016年6月，46例帕金森病患者隨機分成對照組(n=23)和實驗組(n=23)，對照組接受傳統(tǒng)平衡功能訓(xùn)練6周，實驗組接受基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練6周。治療前后采用帕金森病綜合評分量表第3部分(UPDRS3)、Berg平衡量表(BBS)、計時“起立-行走”測試(TUGT)和漢密爾頓抑郁量表(HAMD)進行評分，采用平衡儀測量壓力中心移動軌跡的包絡(luò)面積、前后移動距離的標準差、左右移動距離的標準差。結(jié)果 治療后，兩組BBS評分、TUGT及HAMD評分均較治療前改善(t＞2.657,P＜0.05)，實驗組顯著優(yōu)于對照組(t＞4.881,P＜0.001)。實驗組UPDRS3評分、平衡儀測量參數(shù)較治療前改善(t＞2.626,P＜0.05)，實驗組優(yōu)于對照組(t＞2.112,P＜0.05)。結(jié)論 虛擬現(xiàn)實技術(shù)訓(xùn)練較傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練更能有效改善帕金森病患者靜態(tài)和動態(tài)平衡功能，并能有效改善帕金森病患者的抑郁狀態(tài)。

帕金森病；虛擬現(xiàn)實；平衡；抑郁；康復(fù)

帕金森病導(dǎo)致的平衡障礙難以預(yù)測、診斷和治療，顯著增加帕金森病患者跌倒、受傷和死亡風(fēng)險，同時加重患者的抑郁情緒，降低生活質(zhì)量[1]。多巴胺能藥物和深部腦電刺激均不能有效改善平衡功能[2]。傳統(tǒng)平衡功能訓(xùn)練已經(jīng)證實可以改善帕金森病患者的姿勢控制[3]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將康復(fù)訓(xùn)練融入一系列游戲中，增加訓(xùn)練的趣味性；同時給予患者視覺、聽覺以及本體感覺刺激，并可隨時調(diào)整訓(xùn)練難度，在完成目標時給予獎勵，患者在訓(xùn)練過程中可以直觀感受到自己的進步，從而增強信心，提高依從性；另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以解放人力，便于在社區(qū)及家庭康復(fù)中推廣。目前這種訓(xùn)練手段已被證實對腦卒中[4]、脊髓損傷[5]等原因?qū)е碌钠胶夤δ苷系K有改善作用。

本研究評價虛擬現(xiàn)實技術(shù)和傳統(tǒng)康復(fù)平衡訓(xùn)練的效果，為帕金森病患者康復(fù)訓(xùn)練方案的制定提供更多依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年6月至2016年6月于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院并符合帕金森病診斷標準[6]的患者46例。

納入標準：①改良Hoehn-Yahr分級[7]Ⅱ～Ⅲ級；②能獨立完成測試；③對本研究知情同意并簽署同意書。

排除標準：①嚴重骨關(guān)節(jié)功能障礙或心肺功能障礙；②嚴重認知功能障礙；③出現(xiàn)藥物導(dǎo)致的運動困難或震顫；④其他聽覺、視覺缺陷等。

采用隨機數(shù)字表法將患者分為對照組和實驗組，每組23例。兩組性別、年齡、病程、身高、體質(zhì)量、受教育程度等均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 治療方法

兩組均給予常規(guī)藥物治療。對照組根據(jù)2014年版中國帕金森病治療指南[6]進行康復(fù)訓(xùn)練，實驗組采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行平衡功能訓(xùn)練。每次50 min，治療師根據(jù)患者狀態(tài)適當安排休息，每天1次，每周5 d，共6周。

1.2.1 常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練

在治療師指導(dǎo)下進行主動調(diào)整重心訓(xùn)練：坐位、站位下訓(xùn)練重心前后、左右轉(zhuǎn)移。搖擺身體走路：在行走過程中刻意搖擺身體，可配合鏡子進行反饋。聽口令或在有節(jié)奏的音樂位大伴奏下練習(xí)踏步走、大步走。跨越障礙物訓(xùn)練：練習(xí)跨越現(xiàn)實或虛擬的障礙物。所有訓(xùn)練由同一治療師進行。

1.2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

使用姿勢控制評估與訓(xùn)練系統(tǒng)BioFlex-FP(廣州章和電器公司)。治療師先予患者踝、膝及髖關(guān)節(jié)肌肉主被動牽伸訓(xùn)練10 min，降低關(guān)節(jié)周圍肌肉張力；患者脫鞋站于訓(xùn)練系統(tǒng)的踏板上，進行共3個游戲訓(xùn)練，包括軌跡追蹤訓(xùn)練(訓(xùn)練患者左右或前后重心轉(zhuǎn)移)、采蘑菇訓(xùn)練(訓(xùn)練患者全方向重心控制)和行走訓(xùn)練(訓(xùn)練行走姿勢、轉(zhuǎn)換方向和越過障礙的能力)，每個游戲10 min，患者可在游戲間休息5 min。治療期間治療師需在患者身旁保護，防止跌倒；同時鼓勵患者并隨時調(diào)整訓(xùn)練難度，以保證訓(xùn)練效果。游戲結(jié)束休息5 min后，訓(xùn)練患者坐-站-行走功能10 min。所有訓(xùn)練由同一治療師進行。

1.3 療效評定

于訓(xùn)練前后，由同一康復(fù)醫(yī)師在不知道分組情況下對患者進行量表和平衡儀評定。

1.3.1 功能性評定

帕金森病綜合評分量表(Unified Parkinson's Disease Rating Scale,UPDRS)第3部分[8]：評估帕金森病患者的運動功能，總分56分，分值越高說明運動功能受損越嚴重。

Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)[9]：評價患者靜態(tài)平衡能力，包括14項與平衡功能相關(guān)的動作，總分56分，41～56分表示有輕度跌倒風(fēng)險，21～40分表示有中度跌倒風(fēng)險，≤20分表示有高度跌倒風(fēng)險。

計時“起立-行走”測試(Timed'Up and Go'Test,TUGT)[10]：患者獨立從椅子上站起后，向正前方行走3 m，轉(zhuǎn)身后回到椅子上坐下，使用秒表計時。測試時需確?；颊呃斫鉁y試內(nèi)容，測試3次，取平均值。

1.3.2 姿勢圖[11]

姿勢穩(wěn)定性測試：患者睜眼直立站立于測試儀踏板上，測試30 s內(nèi)壓力中心(centre of pressure,COP)的移動情況，觀察參數(shù)包括：COP移動軌跡的包絡(luò)面積、COP在前后方向移動距離的標準差(anteroposterior standard deviation,AP-SD)、COP在左右方向移動距離的標準差(mediolateral standard deviation,ML-SD)。

1.3.3 漢密爾頓抑郁量表(Hamilton Depression Scale,HAMD)[12]

包括17項，總分≥24分為嚴重抑郁，17～23分為中度抑郁，≤7分為沒有抑郁癥狀。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。各組數(shù)據(jù)均以(xˉ±s)表示。數(shù)據(jù)經(jīng)K-S正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布，組間比較采用獨立樣本t檢驗，訓(xùn)練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

2.1 功能性評定

治療前兩組患者UPDRS3評分、BBS評分和TUGT時間無顯著性差異(P＞0.05)。治療后實驗組UPDRS3評分較治療前顯著下降(P＜0.001)，對照組較治療前無顯著性差異(P＞0.05)；兩組BBS評分及TUGT時間均較治療前改善(P＜0.05)。治療后各項結(jié)果實驗組優(yōu)于對照組(P＜0.05)。見表2～表4。

2.2 姿勢圖

治療前兩組患者包絡(luò)面積、AP-SD、ML-SD均無顯著性差異(P＞0.05)。治療后，實驗組三項指標較治療前減小(P＜0.05)，對照組AP-SD較治療前減小(P＜0.05)，其他兩項指標較治療前無顯著性差異(P＞0.05)。治療后實驗組三項指標均明顯優(yōu)于對照組(P＜0.05)。見表5～表7。

2.3 HAMD

治療前兩組HAMD評分無顯著性差異(P＞0.05)。治療后兩組評分均較前顯著下降(P＜0.001)，實驗組評分顯著優(yōu)于對照組(P＜0.001)。見表8。

表2 兩組治療前后UPDRS3評分比較

表3 兩組治療前后BBS評分比較

表4 兩組治療前后TUGT時間比較(s)

表5 兩組治療前后包絡(luò)面積比較(mm2)

表6 兩組治療前后AP-SD比較(mm)

表7 兩組治療前后ML-SD比較(mm)

表8 兩組治療前后HAMD評分比較(mm)

3 討論

帕金森病患者平衡功能障礙和姿勢控制異常的主要表現(xiàn)是全身屈肌張力增高，重心轉(zhuǎn)移困難，行走時起步困難、慌張步態(tài)，行動遲緩、跨越障礙物及轉(zhuǎn)身困難，易跌倒，是帕金森病患者致殘的重要原因[13]。其機制十分復(fù)雜，現(xiàn)認為主要有以下原因。①視覺、前庭位置覺及本體感覺的多系統(tǒng)障礙[14]：帕金森病患者會發(fā)展出一系列視覺障礙，包括視敏度、對比度、顏色辨識度、瞳孔反應(yīng)、眼球運動、運動知覺、視野和視覺處理速度，進一步導(dǎo)致面孔再認障礙、慢性視幻覺和視空間障礙[15]；前庭覺障礙會導(dǎo)致患者喪失對身體擺動幅度、運動速度和方向的判斷[16]；而本體感覺對于人體在空間中的定位感知至關(guān)重要[17]。②完整對稱的人體結(jié)構(gòu)組成對平衡的維持至關(guān)重要，帕金森病是一種典型的非對稱性疾病，重心分布不穩(wěn)導(dǎo)致患者姿勢控制異常和體位轉(zhuǎn)移障礙[18]。③參與姿勢控制的肌肉長期處于失調(diào)狀態(tài)，四肢和軀干屈肌張力增高[19]，導(dǎo)致背部、髖、膝及踝關(guān)節(jié)周圍肌肉痙攣，關(guān)節(jié)活動受限[20]。不正常的運動模式和異常肌張力導(dǎo)致患者姿勢調(diào)控能力減弱[21]。④帕金森病患者基底神經(jīng)節(jié)功能紊亂，導(dǎo)致站立、行走等自動節(jié)律性運動能力減低[22]。⑤執(zhí)行功能、注意力等認知功能障礙同樣會導(dǎo)致帕金森病患者姿勢不穩(wěn)和步態(tài)障礙[23]。

本研究針對帕金森病患者平衡障礙原因制定以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)的康復(fù)訓(xùn)練，不僅通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)改善患者各種感覺傳入，同時也加強體位轉(zhuǎn)移訓(xùn)練和下肢關(guān)節(jié)周圍肌肉牽伸訓(xùn)練，研究顯示有良好訓(xùn)練效果。

這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)康復(fù)還可以改善帕金森病患者的抑郁狀態(tài)，幫助他們更好參與訓(xùn)練和回歸社會?？赡艿脑蚴牵孩俑鞣N刺激增加患者感覺器官敏感性，節(jié)律性刺激可代償中樞神經(jīng)系統(tǒng)的節(jié)律紊亂[24]；②緩解肌肉痙攣，改善重心分布不穩(wěn)；③平衡功能的改善增強患者康復(fù)信心，游戲目標設(shè)定使患者直觀感受到自己的進步，并增加了訓(xùn)練的趣味性；④有研究認為，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以改善患者的認知功能[25]。

既往研究表明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以鍛煉腦卒中患者的重心轉(zhuǎn)移及下肢負重[11]；幫助患者獲知自身在空間中的定位及運動方向，在靜態(tài)和活動狀態(tài)下整合軀體感覺和視覺信息[26]。近期研究顯示，虛擬現(xiàn)實技術(shù)同樣可以改善帕金森病患者靜態(tài)及動態(tài)平衡能力[27]。與傳統(tǒng)康復(fù)相比，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可操作性更強，更易在家庭和社區(qū)康復(fù)中推廣，也為患者的康復(fù)帶來樂趣[28]。但單純通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行康復(fù)訓(xùn)練有時難以達到理想效果[29]。多項研究證實，康復(fù)訓(xùn)練的效果與虛擬現(xiàn)實技術(shù)方案設(shè)定和訓(xùn)練強度有關(guān)[30]，過于高出能力的目標設(shè)定會增加患者抵觸情緒[31]，影響訓(xùn)練效果。

本研究設(shè)計彌補單純虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不足，加強針對帕金森病患者平衡障礙進行訓(xùn)練；同時針對我國患者情況，采用簡單易懂、中等強度的訓(xùn)練模式，證明方案科學(xué)有效。本研究還發(fā)現(xiàn)，進行傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練的患者雖然BBS評分和TUGT有改善，但姿勢控制參數(shù)改善并不明顯，提示這些訓(xùn)練并沒有從根本上改善帕金森病患者的姿勢控制，這些訓(xùn)練的遠期效果值得懷疑。

總之，本研究顯示，虛擬現(xiàn)實技術(shù)較傳統(tǒng)康復(fù)對帕金森病患者平衡改善效果明顯，對抑郁狀態(tài)的改善也更加有效。這種康復(fù)技術(shù)具有節(jié)約人力、技術(shù)要求低等優(yōu)點，適合在家庭和社區(qū)康復(fù)中推廣。

但本研究觀察時間相對較短，樣本量較小，需進一步長期、大樣本臨床試驗進一步證實。

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Effects of Virtual Reality Rehabilitation on Balance for Patients with Parkinson's Disease

CHEN Si,LIU Jie,LI Shun,WANG Kai,HE Yu-gong
Department of Rehabilitation Medicine,the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University,Zhengzhou,Henan 450000,China

HE Yu-gong.E-mail:zdyfykangfuyixueke@163.com

Objective To investigate the effects of a training program based on virtual reality on static and dynamic balance performance in patients with Parkinson's disease(PD).Methods From June,2014 to June,2016,46 patients with PD were randomly divided into control group(n=23)and experimental group(n=23).The control group

routine balance training,while the experimental group received balance training of virtual reality,for six weeks.They were assessed with Unified Parkinson's Disease Rating Scale part 3(UPDRS3),Berg Balance Scale(BBS),Timed"Up and Go"Test(TUGT)and Hamilton Depression Scale(HAMD)before and after training.The envelope area,anteroposterior standard deviation(AP-SD),mediolateral standard deviation(ML-SD)of centre of pressure(COP)were also measured with posturography.Results The scores of BBS,TUGT and HAMD improved in both groups after training(t＞2.657,P＜0.05),and improved more in the experimental group than in the control group(t＞2.426,P＜0.05).The score of UPDRS3 and the parameters of posturography improved in the experimental group(t＞2.626,P＜0.05),and improved more than that in the control group(t＞2.112,P＜0.05).Conclusion Virtual reality rehabilitation is more effective than routine balance training on the static and dynamic balance function in patients with PD,and may release their depression.

Parkinson's disease;virtual reality;balance function;depression;rehabilitation

R742.5

A

1006-9771(2017)09-1091-05

2017-01-04

2017-04-10)

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.09.021

[本文著錄格式] 陳思，劉杰，李順，等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)對帕金森病患者平衡功能的影響[J].中國康復(fù)理論與實踐,2017,23(9):1091-1095.

CITED AS:Chen S,Liu J,Li S,et al.Effects of virtual reality rehabilitation on balance for patients with Parkinson's disease[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(9):1091-1095.

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院，河南鄭州市450000。作者簡介：陳思(1986-)，女，漢族，河南鄭州市人，碩士，主治醫(yī)生，主要研究方向：神經(jīng)康復(fù)。通訊作者：何予工。E-mail:zdyfykangfuyixueke@163.com。