虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)與認(rèn)知功能訓(xùn)練對(duì)慢性心力衰竭并認(rèn)知障礙患者的影響研究

楊秀艷，李愛偉，郝正瑋

認(rèn)知障礙是慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）的主要并發(fā)癥之一，其發(fā)生率為25%～50%［1-2］。目前，CHF導(dǎo)致認(rèn)知障礙機(jī)制仍未完全闡明，既往研究表明，認(rèn)知障礙對(duì)CHF患者預(yù)后具有較大影響，其可使CHF患者出院后12周內(nèi)再次住院率增加2倍，出院后6個(gè)月內(nèi)心血管意外發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加1.5倍，出院后12個(gè)月內(nèi)病死率增加5倍［3-4］。此外，CHF患者執(zhí)行能力、注意力及情節(jié)記憶功能等損傷還會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)動(dòng)康復(fù)的開展及康復(fù)效果。近年來(lái)，CHF患者認(rèn)知障礙逐漸受到臨床重視，但多數(shù)研究集中在CHF與認(rèn)知障礙的關(guān)系及相關(guān)因素分析，缺乏有效的康復(fù)干預(yù)研究。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）技術(shù)逐漸應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，其具有的三維情景交互、沉浸、多種感知等特點(diǎn)突破了傳統(tǒng)康復(fù)模式的局限，給行康復(fù)治療的患者帶來(lái)不同視覺、思維及運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)［5-6］。本研究旨在分析VR技術(shù)支持下分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)與認(rèn)知功能訓(xùn)練對(duì)慢性心力衰竭并認(rèn)知障礙患者的影響，以期為該類患者的康復(fù)治療提供新思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年2月—2018年5月唐山市人民醫(yī)院康復(fù)科收治的CHF并認(rèn)知障礙患者90例，均符合《中國(guó)心力衰竭診斷和治療指南2014》［7］中CHF的診斷標(biāo)準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）紐約心臟病協(xié)會(huì)（NYHA）分級(jí)Ⅱ～Ⅳ級(jí)者；（2）采用簡(jiǎn)易智能精神狀態(tài)檢查量表（Mini-mental Status Examination，MMSE）評(píng)定為認(rèn)知障礙者，即初中及以上文化水平≤27分，小學(xué)文化水平≤23分，文盲≤20分；（3）蒙特利爾認(rèn)知功能評(píng)估量表（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）評(píng)分＜26分者；（4）年齡50～75歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并肝腎功能障礙、癌癥、肺結(jié)核以及其他嚴(yán)重軀體疾病者；（2）合并帕金森病、血管性癡呆、老年性癡呆以及其他類型的神經(jīng)疾病者；（3）有腦卒中、腦部創(chuàng)傷、精神障礙性疾病、心理障礙性疾病病史者；（4）伴有嚴(yán)重視覺、聽覺以及語(yǔ)言障礙者；（5）不配合治療者。采用隨機(jī)數(shù)字表法將所有患者分為對(duì)照組和研究組，每組45例。兩組患者性別、年齡、受教育年限、NYHA分級(jí)、合并癥、臨床用藥比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見表1），具有可比性。本研究經(jīng)唐山市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 對(duì)照組 對(duì)照組患者進(jìn)行傳統(tǒng)分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)與認(rèn)知功能訓(xùn)練，連續(xù)干預(yù)8周。分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)：（1）NYHA分級(jí)Ⅱ級(jí)患者于走廊內(nèi)行走500～1 000 m/次（逐漸增加行走距離），2次/d；上下樓梯，10～20 min/次，2次/d；踏車運(yùn)動(dòng)，10～20 min/次，2次/d；同時(shí)訓(xùn)練患者站立洗澡、自行洗漱、整理床鋪等日?；顒?dòng)。（2）NYHA分級(jí)Ⅲ級(jí)患者訓(xùn)練床旁站立，室內(nèi)緩慢行走；走廊內(nèi)行走50～100 m/次（逐漸增加行走距離），2次/d；同時(shí)進(jìn)行穿脫衣物、坐位洗澡、坐位排便等日常活動(dòng)。（3）NYHA分級(jí)Ⅳ級(jí)患者病情穩(wěn)定后于床上行上下肢各關(guān)節(jié)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，10 min/次，2次/d；協(xié)助患者下床，訓(xùn)練在有靠背的椅子上坐直，10～20 min/次（逐漸延長(zhǎng)時(shí)間），2次/d；協(xié)助患者下床進(jìn)食、洗漱等簡(jiǎn)單自理活動(dòng)。認(rèn)知功能訓(xùn)練：（1）通過(guò)數(shù)字按序排列、物品分類等方式訓(xùn)練患者的執(zhí)行能力；（2）采用寫字板或日歷等訓(xùn)練患者定向力；（3）采取傳統(tǒng)刺激-反應(yīng)方法訓(xùn)練患者注意力；（4）訓(xùn)練患者數(shù)字計(jì)算能力；（5）利用語(yǔ)音記憶法訓(xùn)練患者記憶力；（6）通過(guò)劃消字母或數(shù)字訓(xùn)練患者視空間能力；（7）與患者進(jìn)行談話訓(xùn)練語(yǔ)言功能。根據(jù)患者疾病情況與耐受程度，認(rèn)知功能訓(xùn)練10～30 min/d。

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general information between the two groups

1.2.2 研究組 研究組患者在VR技術(shù)支持下進(jìn)行分級(jí)康復(fù)運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知功能訓(xùn)練，連續(xù)干預(yù)8周。VR技術(shù)支持下分級(jí)康復(fù)運(yùn)動(dòng)：（1）NYHA分級(jí)Ⅱ級(jí)患者利用VR技術(shù)訓(xùn)練掃地、洗衣、拖地、晾曬等日常行為活動(dòng)；選擇自己喜歡的虛擬場(chǎng)景進(jìn)行步行訓(xùn)練（≥500 m/次，2次/d，逐漸增加步行距離）、爬樓訓(xùn)練（≥1層/次，2次/d，并逐漸增加階梯數(shù)）；虛擬場(chǎng)景進(jìn)行踏車運(yùn)動(dòng)，≥15 min/次，2次/d，逐漸延長(zhǎng)時(shí)間；（2）NYHA分級(jí)Ⅲ級(jí)患者在VR技術(shù)下訓(xùn)練穿脫衣、洗澡等自理行為；由患者選擇喜歡的虛擬場(chǎng)景進(jìn)行站立與行走訓(xùn)練，每次行走訓(xùn)練50～100 m（逐漸增加步行距離），2次/d；（3）NYHA分級(jí)Ⅳ級(jí)患者于床上行上下肢各關(guān)節(jié)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)及床下坐直同對(duì)照組，之后通過(guò)VR技術(shù)訓(xùn)練患者洗漱、進(jìn)食、推拉門等日?；顒?dòng)，根據(jù)患者耐受程度訓(xùn)練5～15 min/次。VR技術(shù)支持下認(rèn)知功能訓(xùn)練：（1）利用VR技術(shù)選擇虛擬ATM機(jī)取款、擦拭桌子、澆花、物品分類等訓(xùn)練患者視空間與執(zhí)行力；（2）通過(guò)虛擬游戲打地鼠、投籃等訓(xùn)練患者注意力；（3）通過(guò)虛擬情境下過(guò)人行道、去菜市場(chǎng)等訓(xùn)練患者定向力；（4）通過(guò)虛擬情境下形狀識(shí)別、拼圖等訓(xùn)練患者抽象力；（5）根據(jù)屏顯示詞語(yǔ)、句子、段落進(jìn)行跟讀訓(xùn)練患者語(yǔ)言能力，文盲患者通過(guò)聽覺進(jìn)行跟讀；（6）選擇虛擬情境中熟悉的生活用品或者動(dòng)植物進(jìn)行命名；（7）在虛擬情境下玩五子棋、象棋等游戲訓(xùn)練患者延遲回憶能力。認(rèn)知功能訓(xùn)練10～30 min/d，根據(jù)患者耐受程度分兩次完成。

所有患者在康復(fù)運(yùn)動(dòng)以及認(rèn)知功能訓(xùn)練中須有醫(yī)務(wù)人員在旁監(jiān)督，且急救藥品、急救設(shè)備齊全，防止意外事件發(fā)生，若患者出現(xiàn)面容蒼白、大量出汗、胸悶、胸痛、呼吸短促、頭暈、站立不穩(wěn)、心率異常加快、嚴(yán)重心律失常等應(yīng)立即停止運(yùn)動(dòng)或者訓(xùn)練。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 心功能指標(biāo) 兩組患者分別于干預(yù)前、干預(yù)8周后通過(guò)多普勒超聲診斷儀檢測(cè)左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）、左心室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）以及左心室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）。

1.3.2 認(rèn)知功能、運(yùn)動(dòng)耐力、日?；顒?dòng)能力 分別于干預(yù)前、干預(yù)8周后采用MMSE、MoCA評(píng)估兩組患者認(rèn)知功能，其中MMSE滿為30分，評(píng)分越高提示認(rèn)知功能越好；MoCA滿分30分，評(píng)分越高提示認(rèn)知功能損傷程度越輕。分別于干預(yù)前、干預(yù)8周后測(cè)量6分鐘步行距離以評(píng)價(jià)兩組患者運(yùn)動(dòng)耐力；分別于干預(yù)前、干預(yù)8周后采用改良Barthel指數(shù)（mBI）評(píng)價(jià)兩組患者日?；顒?dòng)能力，mBI滿分105分，評(píng)分越高提示日?；顒?dòng)能力越好。

1.3.3 不良事件 觀察兩組患者干預(yù)期間不良事件發(fā)生情況。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以（x ±s）表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)；等級(jí)資料分析采用秩和檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 心功能指標(biāo) 干預(yù)前兩組患者LVEF、LVESD、LVEDD比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；干預(yù)8周后研究組患者LVEF高于對(duì)照組，LVESD、LVEDD短于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表2）。

表2 兩組患者干預(yù)前及干預(yù)8周后心功能指標(biāo)比較（x±s）Table 2 Comparison of index of cardiac function between the two groups before intervention and 8 weeks after intervention

2.2 MMSE評(píng)分、MoCA評(píng)分、6分鐘步行距離、mBI評(píng)分兩組患者干預(yù)前MMSE評(píng)分、MoCA評(píng)分、6分鐘步行距離、mBI評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；研究組患者干預(yù)8周后MMSE評(píng)分、MoCA評(píng)分、mBI評(píng)分高于對(duì)照組，6分鐘步行距離長(zhǎng)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表3）。

2.3 不良事件 兩組患者干預(yù)期間均未發(fā)生不良事件。

3 討論

CHF是心臟疾病進(jìn)展的嚴(yán)重階段，年病死率高達(dá)20%［8］。國(guó)內(nèi)研究數(shù)據(jù)顯示，35～74歲城鄉(xiāng)居民CHF發(fā)生率約為0.9%，患病總?cè)藬?shù)超過(guò)400萬(wàn)，且隨著年齡增長(zhǎng)CHF患病率呈增加趨勢(shì)［9］。CHF患者病情呈反復(fù)、進(jìn)展性發(fā)作，住院率高，且患者軀體功能、自理能力及社會(huì)適應(yīng)能力嚴(yán)重下降，給患者家庭及社會(huì)帶來(lái)較大負(fù)擔(dān)。

目前，運(yùn)動(dòng)康復(fù)在病情穩(wěn)定期CHF患者中具有有效性與安全性［10］。KETEYIAN等［11］對(duì)運(yùn)動(dòng)康復(fù)在CHF患者中的有效性進(jìn)行Meta分析，結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)康復(fù)可提高患者活動(dòng)耐力、增加心輸出量、改善血管內(nèi)皮功能等。沈玉芹［12］研究結(jié)果顯示，持續(xù)12周運(yùn)動(dòng)康復(fù)可有效改善CHF患者運(yùn)動(dòng)耐力與生活質(zhì)量。NAKANISHI等［13］研究結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)康復(fù)使CHF患者死亡風(fēng)險(xiǎn)降低約39%。目前運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療開始逐漸取代絕對(duì)臥床，甚至成為CHF患者ⅠA類推薦［14］，但患者配合度與主動(dòng)性差是影響運(yùn)動(dòng)康復(fù)開展的首要問(wèn)題。近年來(lái)，越來(lái)越多臨床證據(jù)表明CHF與認(rèn)知障礙有關(guān)，如DODSON等［15］研究結(jié)果顯示，約46.8%的NYHA分級(jí)Ⅱ～Ⅳ級(jí)CHF患者M(jìn)MSE評(píng)分＜24分。REEVES等［16］采用MoCA評(píng)估267例60歲以上CHF患者發(fā)現(xiàn)，約78%患者伴有不同程度認(rèn)知障礙。心力衰竭可能通過(guò)改變腦血流灌注、炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激等多種機(jī)制損傷認(rèn)知功能，而認(rèn)知障礙會(huì)進(jìn)一步加重CHF病情［17］，同時(shí)患者執(zhí)行能力、注意力及記憶能力等損傷又會(huì)嚴(yán)重影響患者運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療的依從性及有效性。

表3 兩組患者干預(yù)前及干預(yù)8周后MMSE評(píng)分、MoCA評(píng)分、6分鐘步行距離、mBI評(píng)分比較（x±s）Table 3 Comparison of MMSE score，MoCA score，distance of 6-minute walking test and mBI score between the two groups before intervention and 8 weeks after intervention

VR技術(shù)是近年來(lái)興起的一種人機(jī)交互手段，是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件以及硬件設(shè)備合成虛擬動(dòng)態(tài)實(shí)景環(huán)境，并調(diào)動(dòng)視覺、觸覺、聽覺甚至嗅覺等使用戶沉浸于等同真實(shí)環(huán)境的人機(jī)交互體驗(yàn)中［18］。目前，VR技術(shù)已應(yīng)用于醫(yī)學(xué)多個(gè)領(lǐng)域，并顯示出較好前景。本研究將VR技術(shù)應(yīng)用于CHF患者分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)與認(rèn)知功能訓(xùn)練中，結(jié)果顯示，干預(yù)8周后研究組患者LVEF及MMSE評(píng)分、MoCA評(píng)分、mBI評(píng)分高于對(duì)照組，LVESD、LVEDD短于對(duì)照組，6分鐘步行距離長(zhǎng)于對(duì)照組，提示VR技術(shù)支持下進(jìn)行分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)與認(rèn)知功能訓(xùn)練能更有效地改善CHF患者心功能及認(rèn)知功能，提高患者運(yùn)動(dòng)耐力、日?；顒?dòng)能力，與宋金花等［19］研究結(jié)果相一致，分析其作用機(jī)制可能如下： VR技術(shù)下的行走或運(yùn)動(dòng)提供了視覺上的線索，可有效引導(dǎo)患者持續(xù)性地行走或者運(yùn)動(dòng)，且三維動(dòng)態(tài)地形、情景、個(gè)體化任務(wù)設(shè)置讓運(yùn)動(dòng)康復(fù)、認(rèn)知功能訓(xùn)練、日常生活行為訓(xùn)練更具有趣味性，讓患者沉浸其中，彌補(bǔ)了重復(fù)性康復(fù)運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知功能訓(xùn)練的枯燥與乏味。有研究表明，VR技術(shù)具有的“沉浸”特征對(duì)患者記憶功能、注意力具有潛在的積極影響，實(shí)時(shí)信息反饋又會(huì)給患者暗示或者鼓勵(lì)，有利于提高患者依從性與主觀能動(dòng)性［20］。此外，由于VR技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)與現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景相似，因此患者在虛擬情境下習(xí)得的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣與思維方法可遷移至日常生活中，能讓患者長(zhǎng)遠(yuǎn)獲益［21］。

綜上所述，VR技術(shù)支持下進(jìn)行分級(jí)運(yùn)動(dòng)康復(fù)與認(rèn)知功能訓(xùn)練有利于更好地改善CHF并認(rèn)知障礙患者心功能及認(rèn)知功能，提高患者運(yùn)動(dòng)耐力及日常活動(dòng)能力，且安全性較高。但本研究還存在一定局限性：（1）本研究為單中心研究且樣本量較??；（2）僅納入50～75歲CHF患者；（3）由于條件有限，本研究未觀察遠(yuǎn)期康復(fù)效果。故VR技術(shù)支持對(duì)CHF并認(rèn)知障礙患者康復(fù)效果的影響還需進(jìn)一步研究證實(shí)。

作者貢獻(xiàn)：楊秀艷進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、資料收集整理、撰寫論文并對(duì)文章負(fù)責(zé)；李愛偉進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)施、評(píng)估、資料收集；郝正瑋進(jìn)行質(zhì)量控制及審校。

本文無(wú)利益沖突。