虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合康復訓練對帕金森病患者平衡功能的影響

程元元，于 洋，梁思泉，王 玥，朱志中，吳 璠，巫嘉陵※

(天津市環(huán)湖醫(yī)院 a.康復醫(yī)學科,b.神經(jīng)外科,天津 300350)

帕金森病是一種多巴胺能神經(jīng)元減少的神經(jīng)退行性疾病，包括運動癥狀和非運動癥狀，運動癥狀以運動遲緩、靜止性震顫、肌強直等為主要表現(xiàn)，非運動癥狀包括抑郁、淡漠、疼痛和睡眠障礙等。目前對帕金森病治療的研究不僅有藥物治療和手術(shù)治療，還有運動和物理治療等[1]。多項研究表明，通過系統(tǒng)康復治療可以改善患者的運動功能，提高患者生活質(zhì)量，減少運動并發(fā)癥發(fā)生[2-4]。但患者在康復訓練中缺乏主動性，自主訓練意識不強，導致其很難達到理想的訓練效果。有研究表明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以提供多種場景，使康復訓練過程充滿樂趣，提高患者的樂觀情緒[5]。因此，本研究將傳統(tǒng)康復訓練方法與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相結(jié)合，觀察該療法對帕金森病患者的療效，探究新型康復技術(shù)對帕金森病的治療價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年10月至2018年 10月在天津市環(huán)湖醫(yī)院進行診治的40例年齡<80歲、病程4～10年的帕金森病患者為研究對象。納入標準：①根據(jù)2015版國際運動障礙協(xié)會發(fā)布修訂版的最新診斷標準診斷為帕金森病[6]；②改良Hoehn-Yahr分級2.5～4級；③能配合進行康復訓練，獨立完成測試；④患者及家屬均簽署知情同意書。排除標準：①除原發(fā)性帕金森病外的其他帕金森綜合征；②嚴重心、肺疾病不能耐受訓練強度；③嚴重認知功能障礙。剔除標準：①治療過程中出現(xiàn)其他影響患者平衡功能的疾?。虎谝缽男圆?，未按時訓練。上述患者按照隨機數(shù)字法分為對照組和觀察組，每組20例。兩組患者性別、年齡等一般資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組帕金森病患者一般資料比較

對照組：采用常規(guī)康復訓練；觀察組：常規(guī)康復訓練+虛擬現(xiàn)實技術(shù)；a為χ2值，余為t值

1.2干預方法 兩組患者藥物治療均不調(diào)整。對照組進行常規(guī)康復訓練，每次60 min，觀察組接受40 min常規(guī)康復訓練+20 min Silverfit三維動作捕捉分析系統(tǒng)進行平衡功能訓練。根據(jù)患者狀態(tài)，治療師適當調(diào)整治療強度，每周2次，共8周。

1.2.1常規(guī)訓練方法 治療師先予關(guān)節(jié)活動度訓練：被動關(guān)節(jié)活動度訓練，包括肩肘腕髖膝踝六大關(guān)節(jié)；牽伸訓練：牽伸頸部肌肉、胸壁肩胛肌肉、牽伸背部肌肉、坐位下左右扭轉(zhuǎn)以牽伸胸腰部肌肉，每個動作保持至少5 s；肌力訓練：腰背部肌肉、四肢肌肉、臀大肌及腰背部等肌力訓練，利用沙袋或患者自重提供阻力以進行肌力訓練；轉(zhuǎn)移訓練：教會患者正確翻身坐起、由坐到站及轉(zhuǎn)身的正確方法；調(diào)整重心訓練：在坐位、站位下進行重心前后、左右轉(zhuǎn)移訓練；步態(tài)訓練：聽口令練習踏步走、大步走；視覺提示訓練；跨越障礙物訓練。所有康復訓練均由同一名治療師進行。

1.2.2虛擬現(xiàn)實訓練 治療師先予患者常規(guī)康復訓練相應方法40 min，隨后使用Silverfit三維動作捕捉分析系統(tǒng)進行虛擬現(xiàn)實訓練，為患者選擇2項游戲任務，包括廚房清理任務(訓練患者重心左右轉(zhuǎn)移)、踩鼴鼠任務(訓練患者重心控制及反應速度)，每個游戲持續(xù)時間為10 min，中間休息5 min。治療師在患者身旁保護，以預防跌倒；根據(jù)患者能力調(diào)整訓練難度，以保證訓練有一定挑戰(zhàn)性又不至患者不能完成。結(jié)束后進行行走功能訓練10 min，所有康復訓練由同一名治療師進行。

1.3評價方法

1.3.1Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS) 包括14個項目，每個項目得分為0～4分， 總分56分，41～56分，21～40分，≤20分分別代表相應于坐輪椅、輔助步行和獨立行走3種活動狀態(tài)的平衡能力。如果總分少于40分，預示有跌倒的危險性[7]。

1.3.2穩(wěn)定極限(limit-of-stability,LOS) 支撐面上重心主動擺動的極限范圍。使用ProKin Line 252型動靜態(tài)平衡測試儀(意大利TecnoBody)進行LOS測定，患者赤足立于平衡測試板，調(diào)整電子屏幕使其與受試者雙眼水平等高，電子屏幕上可移動的光標代表壓力中心，囑患者隨目標物斜軀體移動重心，要求不觸碰扶手、足跟不離開測試板。測試兩次，第1次為預試驗，第2次正式試驗，數(shù)據(jù)記錄平衡測試儀所得LOS，即直立位各方向傾斜最大角度時壓力中心所達最大距離占正常人體最大傾斜角度時壓力中心達到最大距離的百分比[8]。

1.3.3計時起立-行走測試(timed up and go test,TUGT) 患者評定時穿著舒適的鞋子，坐在有扶手的靠背椅上，軀干靠在靠背上，聽到“開始”的指令后，患者從靠背椅上站起，站穩(wěn)后，按照平常走路向前走5 m后轉(zhuǎn)身，走回椅子前，再轉(zhuǎn)身坐下，靠到椅背上，記錄患者離開靠背到再次靠到靠背所用的時間(以秒為單位)，共測試3次，每次間隔1 min，取均值，評估員不與患者進行任何肢體接觸，以避免給予幫助[9]。

1.3.439項帕金森病生活質(zhì)量量表(the Parkinson′s disease questionnaire-39,PDQ-39) 評估患者運動、日常生活能力、認知、病恥感等，共39項，每項0～4分，最高156分，分數(shù)越高，生活質(zhì)量越差[10]。

1.3.5鍛煉時間 讓患者家屬記錄每日主動鍛煉的時間(包括主動牽伸、利用沙袋進行抗阻訓練、大步行走、騎行)。

2 結(jié) 果

治療過程中，觀察組1例因意外骨折退出研究，對照組1例失訪，1例未按規(guī)定時間參加訓練退出研究，故觀察組19例，對照組18例。訓練前兩組患者BBS、LOS、TUGT、PDQ-39、鍛煉時間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。訓練后兩組BBS、LOS、鍛煉時間均高于訓練前，且觀察組上述各指標明顯高于對照組(P<0.05)；訓練后兩組患者TUGT、PDQ-39低于訓練前，且觀察組上述各指標低于對照組(P<0.05)。兩組各指標組間、時點間、組間和時點間交互作用比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

3 討 論

帕金森病是常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性病，發(fā)病率僅低于阿爾茨海默病[11]。它不影響患者壽命，但隨著病情進展，患者的生活質(zhì)量會受到嚴重影響，其中平衡功能障礙導致的跌倒是患者最嚴重的并發(fā)癥之一，因此改善患者平衡功能尤為重要。

帕金森病患者平衡功能障礙的發(fā)病機制復雜，可能有以下幾個原因。①本體感覺障礙：本體感覺障礙導致患者對空間定位障礙，影響姿勢平衡[12-13]；②肌張力異常：患者各大關(guān)節(jié)周圍肌肉痙攣導致活動受限，進而使平衡能力減弱[14]；③重心變化：患者非對稱起病，重心前移或側(cè)移導致患者體位轉(zhuǎn)移障礙、平衡障礙；④內(nèi)部節(jié)律紊亂：患者內(nèi)部時間節(jié)律與運動節(jié)律不協(xié)調(diào)，導致步幅變異度大、凍結(jié)導致平衡障礙[15-16]。研究顯示，康復訓練可以利用牽伸、耐力訓練、肌肉力量訓練、暗示策略、水中運動訓練等方法改善上述癥狀，提高患者平衡能力，減少跌倒，提高生活質(zhì)量[17-20]。但康復效果的持續(xù)時間仍缺乏充分的隨訪調(diào)查，有證據(jù)表明，至少4周的步態(tài)訓練或8周的平衡訓練可以產(chǎn)生積極效果，在治療完成后持續(xù)3～12個月[21]，其作用機制包括上調(diào)多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)及其受體表達、促進5-羥色胺、去甲腎上腺素等非多巴胺能神經(jīng)遞質(zhì)釋放，增加神經(jīng)保護因子、提高突觸傳遞可塑性、促進神經(jīng)再生、減少活性氧類、抑制自由基、維持線粒體功能、促進免疫系統(tǒng)激活等[22]。因此，康復鍛煉要貫穿疾病始終。但臨床工作中發(fā)現(xiàn)，患者訓練中主動性差，離開治療師的監(jiān)督時，訓練強度、訓練時間均很難得到保障，造成訓練效果欠佳。因此，尋找適合帕金森患者的康復策略至關(guān)重要。

表2 兩組帕金森病患者訓練前后相關(guān)參數(shù)的比較

BBS：Berg平衡量表；LOS：穩(wěn)定極限；TUGT：計時起立-行走測試；PDQ-39：帕金森病生活質(zhì)量量表；對照組：采用常規(guī)康復訓練；觀察組：常規(guī)康復訓練+虛擬現(xiàn)實技術(shù)

帕金森病患者目標導向行為減少可能與多巴胺分泌減少有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)在帕金森病早期，患者對程度較低的獎勵事件表現(xiàn)出動機減少，而多巴胺能藥物可以改善這種情況[23]。也有動物實驗顯示，多巴胺分泌減少可以導致前額葉與基底節(jié)聯(lián)系減少，使前額葉不能被充分激活，導致目標導向性動作減少[24]。因此，帕金森病患者就需要更強有力的刺激完成自主控制和有效學習。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種多源信息融合的人工環(huán)境，使患者沉浸在該環(huán)境中，通過提高視覺、聽覺、觸覺等的輸入，提高運動學習的能力及興趣，目前已應用于多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的康復訓練。有研究表明，其對姿勢控制、平衡、步態(tài)等方面效果顯著[25]。本研究結(jié)果顯示，與對照組相比，訓練后觀察組BBS、LOS、鍛煉時間均高于訓練前，TUGT、PDQ-39低于訓練前(P<0.05)，說明經(jīng)常規(guī)康復治療+虛擬現(xiàn)實技術(shù)能更好地改善患者的平衡功能，提高患者生活質(zhì)量。Liao等[26]研究表明，以虛擬現(xiàn)實訓練可改善患者的動態(tài)平衡，陳思等[27]研究顯示虛擬現(xiàn)實可改善患者的平衡功能，并能改善患者的抑郁狀態(tài)。本研究結(jié)果與此一致。本研究觀察組鍛煉時間更長，可延長康復的作用，分析可能的機制為：①康復訓練是目標導向行為，執(zhí)行目標導向行為需相關(guān)知識、注意力評價行動與結(jié)果之間的關(guān)系，從而采取適宜行動[28]。帕金森病患者目標導向行為減少，而虛擬現(xiàn)實中的視覺反饋提高了患者的注意力，利于任務導向活動進行，也有研究顯示，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以改善患者認知[29]。②自我效能感是人們能否完成某項行為的主觀判斷，是內(nèi)部動機的重要組成，虛擬現(xiàn)實技術(shù)直觀顯示患者能力的提高，給予患者信心，增加內(nèi)部動機，促進其對康復鍛煉的堅持性。③觀察組的訓練任務趣味性強，增強患者的好奇心，在訓練結(jié)束直接給予鼓勵性刺激，比無趣、枯燥的任務增加了內(nèi)部動機。

綜上所述，本研究根據(jù)帕金森病患者的平衡障礙機制及疾病特點，將虛擬現(xiàn)實與傳統(tǒng)康復相結(jié)合，通過鍛煉時間的變化，體現(xiàn)患者平衡障礙的改善與提高患者主動性相關(guān)，說明虛擬現(xiàn)實技術(shù)對帕金森病患者有效。但本研究樣本量小，觀察時間短，尚需進一步臨床試驗的證實。