虛擬現(xiàn)實技術(shù)對腦癱患兒下肢功能康復(fù)療效的系統(tǒng)評價

韓晶，梁明，謝榮

腦性癱瘓(cerebral palsy，CP)簡稱腦癱，是因發(fā)育中胎兒或嬰幼兒大腦慢性損傷導(dǎo)致長期存在的運(yùn)動姿勢發(fā)育障礙性疾病，常導(dǎo)致患兒運(yùn)動能力受限[1]。其中痙攣型CP最常見[2]。50%以上患兒出現(xiàn)下肢運(yùn)動障礙，表現(xiàn)為下肢肌肉攣縮，踝關(guān)節(jié)僵硬畸形，站立及步行時屈髖膝，尖足交叉等，嚴(yán)重影響患兒正常生長發(fā)育及運(yùn)動功能[3]。虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)技術(shù)是綜合計算機(jī)技術(shù)及三維傳感技術(shù)重建三維視聽一體化虛擬環(huán)境，患者可身臨其境般地與虛擬物體交互，進(jìn)而完成康復(fù)訓(xùn)練[4]。國內(nèi)外已有研究證實VR技術(shù)可改善CP患兒下肢功能。然而，現(xiàn)階段有關(guān)VR技術(shù)在腦癱患者下肢康復(fù)應(yīng)用的相關(guān)研究試驗設(shè)計方案各不相同，納入研究的受試者個數(shù)較少，綜合評價文獻(xiàn)的質(zhì)量也良莠不齊，這往往會導(dǎo)致最終的研究結(jié)論互相矛盾。有鑒于此，需要全面系統(tǒng)評價VR技術(shù)對CP患兒下肢康復(fù)的療效。本研究對所有有關(guān)VR技術(shù)在腦癱患者下肢康復(fù)應(yīng)用的臨床隨機(jī)對照試驗(randomized controlled trial，RCT)進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)評價，為VR技術(shù)的腦癱康復(fù)治療提供初步思路。

1 資料和方法

1.1 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) ①所有涉及VR技術(shù)對腦癱患兒下肢功能康復(fù)療效的臨床RCT研究；②觀察組及對照組患兒符合由中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會兒童康復(fù)專業(yè)委員會及中國殘疾人康復(fù)協(xié)會小兒腦性癱瘓康復(fù)專業(yè)委員會在2007年聯(lián)合制定的《小兒腦性癱瘓的定義、分型和診斷條件》的診斷及分型標(biāo)準(zhǔn)[1]；③患兒無下肢關(guān)節(jié)固定攣縮，理解并配合訓(xùn)練；④年齡>3歲；⑤觀察組采用VR下肢康復(fù)或VR聯(lián)合常規(guī)下肢康復(fù)，對照組采用常規(guī)下肢康復(fù)；⑥重復(fù)發(fā)表文獻(xiàn)做同一項處理。

1.1.2 文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn)：①下肢骨關(guān)節(jié)疾病及矯形手術(shù)史及正在使用抗痙攣藥物；②合并嚴(yán)重認(rèn)知，智力及聽力障礙；③研究語言為中英文外其他語種；④包含有會議演講、動物基礎(chǔ)試驗及臨床綜述等；⑤原始研究試驗方案有明顯的錯誤(如文章內(nèi)容不全面等)。

1.2 檢索策略 使用計算機(jī)在線檢索英文數(shù)據(jù)庫：Medline、Web of Science、PubMed、Science Direct、Clinical Science、Cochrane library對照實驗中心注冊數(shù)據(jù)庫及谷歌學(xué)術(shù)，外文檢索策略以PubMed為例：“Cerebral palsy”AND“virtual environment”O(jiān)R“virtual reality”O(jiān)R“video game”AND“l(fā)ower limb”O(jiān)R“l(fā)ower extremity”O(jiān)R“balance”O(jiān)R“walk”O(jiān)R“gait”行交叉檢索(AND前后檢索詞分別進(jìn)行交叉組合檢索)。中文數(shù)據(jù)庫包括VIP、中國生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)庫，中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、以維普數(shù)據(jù)庫為例：“腦癱”或“腦性癱瘓”和“虛擬現(xiàn)實”或“情景模擬”或“虛擬環(huán)境”和“平衡”或“下肢”“步行”交叉檢索。檢索時間范圍至2019年5月，二次檢索納入研究參考文獻(xiàn)。

1.3 結(jié)局指標(biāo) 至少采用以下其中一種評估指標(biāo)：①粗大運(yùn)動功能評定量表 (gross motor function measure，GMFM)：共5區(qū)88項，總分264分，評分為0～3四個等級。評分標(biāo)準(zhǔn)：0分是動作未出現(xiàn)，1分是完成所有動作不超過10%，2分是完成10%～90%，3分為全部完成。遇到不能明確分?jǐn)?shù)時，按照較低等級評分。分?jǐn)?shù)越高，表明平衡及行走功能越好[5]。②兒科平衡量表(pediatric balance scale，PBS)：有14項任務(wù)，評分為0～4五個等級，0分為完全不能完成，4分為可獨(dú)自完成，評分越高，患兒平衡功能越好[6]。③10米步行速度測試(10 meter walking test，10MWT)：患兒被要求行走14m，在10m時測量速度(m/s)，以排除行走開始時加速度和行走結(jié)束時減速度的影響[7]。

1.4 文獻(xiàn)篩查 資料提取采用雙人摘錄法，兩位研究員按納入排除標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立閱讀文獻(xiàn)題目摘要初篩，排除明顯不符合文獻(xiàn)，再進(jìn)行精細(xì)篩查，最后進(jìn)行交叉核對。如雙方意見不一，則請第3名研究員參與討論決定。數(shù)據(jù)提取包括：①一般資料：標(biāo)題、作者、出版日期；②試驗方案：基本信息(樣本量、年齡、性別及病程等)、干預(yù)及對照措施，康復(fù)療程；③隨機(jī)化及盲法實施；④結(jié)局指標(biāo)。

1.5 文獻(xiàn)質(zhì)量 評價運(yùn)用Cochrane評價手冊中的隨機(jī)對照試驗質(zhì)量評價進(jìn)行風(fēng)險偏倚評估[8]：選擇性報告結(jié)果、隨機(jī)方案實施、盲法實施、分配方案隱藏、數(shù)據(jù)完整性、其他偏倚來源。低偏倚用“是”表示，高用“否”，“不清楚”為不能沒有足夠信息。文獻(xiàn)質(zhì)量等級分A、B、C三級，A為全部符合，B為部分符合，C為全部不符，應(yīng)予以剔除該文獻(xiàn)。文獻(xiàn)證據(jù)質(zhì)量評價采用改良Jadad量表，從是否隨機(jī)產(chǎn)生、采用盲法、隨機(jī)化隱藏、退出或失訪四方面評分，總分7分，1～3分為低質(zhì)量，4～7分為高質(zhì)量。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用RevMan 5.2版軟件(由Cochrane協(xié)作網(wǎng)提供)進(jìn)行分析：①異質(zhì)性檢驗：用χ2檢驗，若納入研究無異質(zhì)性(P≥0.1，I2<50%)，則用固定效應(yīng)模型分析，然則用亞組分析或隨機(jī)效應(yīng)模型；②加權(quán)均數(shù)差(weighted mean difference，WMD)表示合并效應(yīng)量，得出95%可信區(qū)間(confidence interval，CI)，檢驗水準(zhǔn)P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義；③如不能行Meta分析，則僅行描述性分析；④漏斗圖對發(fā)表性偏倚進(jìn)行綜合檢驗。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果 初檢得文獻(xiàn)593篇，英文501篇，中文92篇，進(jìn)一步審閱文獻(xiàn)標(biāo)題及摘要后，去除顯著不符納入標(biāo)準(zhǔn)后，剩81篇。通讀全文后進(jìn)一步篩選，最終納入14篇[2，5-7，9-18]，納入的14篇文獻(xiàn)均為RCT，其中9項研究質(zhì)量等級為B級，5項研究質(zhì)量等級為A級。所有研究提及“隨機(jī)分組”，多數(shù)研究交待基線情況均具可比性，數(shù)據(jù)均完整且報告了預(yù)先設(shè)計的全部指標(biāo)，部分存在測量性偏倚。大多數(shù)研究存在盲法不足，均未進(jìn)行意向性分析。具體地篩選流程見圖1，文獻(xiàn)基本特征見表1。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖

2.2 文獻(xiàn)偏倚質(zhì)量評價 結(jié)合Cochrane評價手冊中RCT評價標(biāo)準(zhǔn)對文獻(xiàn)行風(fēng)險偏倚評估見圖2,3；質(zhì)量評價見表2。

圖2 納入研究的總體偏倚風(fēng)險圖

圖3 納入研究的總體偏倚風(fēng)險摘要

表1 納入研究基本特征

表2 納入文獻(xiàn)質(zhì)量評價

2.3 Meta分析

2.3.1 2組GMFM評分比較 共納入8篇文獻(xiàn)，χ2=4.37，P=0.74，I2=0%<50%，結(jié)果顯示異質(zhì)性較小，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。合并效應(yīng)量WMD=5.55，95%CI為[3.48, 7.61]，整體效果檢驗Z=5.26，P<0.01，2組GMFM評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義，見圖4。觀察組GMFM評分高于對照組，說明VR結(jié)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練比單純常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練更能提高腦癱患兒的下肢運(yùn)動功能。根據(jù)GMFM評分類型不同(88型和66型)將納入8篇文獻(xiàn)分為GMFM-88組(5篇)和GMFM-66組(3篇)進(jìn)行亞組分析：①GMFM-88組：2組GMFM-88評分比較：合并效應(yīng)值WMD=5.78，95%CI為[3.61, 7.94]，整體效果檢驗Z=5.23，P=0.00001<0.05，2組GMFM-88評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義，見圖4。在GMFM-88組中，VR結(jié)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練比單純常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練更能提高腦癱患兒的下肢運(yùn)動功能。②GMFM-66組：2組GMFM-66評分比較：合并效應(yīng)值WMD=5.55，95%CI為[-3.70, 10.14]，整體效果檢驗Z=0.91，P=1.00，2組GMFM-66評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見圖4。

2.3.2 2組PBS評分比較 共納入6篇文獻(xiàn)，χ2=9.15，P=0.10，I2=45.4%<50%，結(jié)果顯示異質(zhì)性較小，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。合并效應(yīng)量WMD=2.57，95%CI為[1.75, 3.38]，整體效果檢驗Z=6.16，P<0.01，2組PBS評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義，見圖5。觀察組PBS評分高于對照組，說明VR康復(fù)訓(xùn)練結(jié)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練比單純常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練更能提高腦癱患兒的下肢平衡功能。

圖4 虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練與常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練GMFM評分比較

圖5 虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練與常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練PBS評分比較

圖6 虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練與常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練10MWT速度比較

2.3.3 2組10MWT比較 共納入4篇文獻(xiàn)，χ2=0.56，P=0.90，I2=0%<50%，結(jié)果顯示異質(zhì)性較小，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。合并效應(yīng)量WMD=0.16，95%CI為[0.04, 0.27]，整體效果檢驗Z=2.59，P=0.01，2組10MWT差異有統(tǒng)計學(xué)意義，見圖6。觀察組10MWT高于對照組，VR康復(fù)訓(xùn)練結(jié)合常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練比單純常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練更能提高腦癱患兒的行走速度。

2.4 發(fā)表偏倚評估 以GMFM為指標(biāo)繪制漏斗圖，WMD橫坐標(biāo)，SE縱坐標(biāo)，見圖7。散點(diǎn)在中線兩側(cè)對稱分布呈倒漏斗形，納入文獻(xiàn)偏倚可能性較小，分析結(jié)果較可靠。

圖7 虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練與常規(guī)訓(xùn)練GMFM評分比較的漏斗圖

3 討論

腦癱患者下肢康復(fù)是臨床難點(diǎn)，已有多種療法改善下肢功能，但缺乏特效手段[12]。常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練過程單調(diào)、內(nèi)容枯燥，導(dǎo)致患兒興趣性降低；且治療師勞動強(qiáng)度大，工作量高，容易產(chǎn)生疲勞[4]。國內(nèi)外已有許多學(xué)者利用VR技術(shù)對腦癱患兒下肢進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，大部分獲得了較滿意效果[9-18]。然而在檢索文獻(xiàn)中，課題組發(fā)現(xiàn)許多RCT合并其他療法，不能行Meta分析，被剔除。此外，部分高質(zhì)量文獻(xiàn)評價指標(biāo)各異，從而不能將數(shù)據(jù)合并后分析。所以課題組選用了國際通用的GMFM評分及PBS評分作為評價腦癱患兒下肢功能的指標(biāo)來進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，VR下肢康復(fù)結(jié)合常規(guī)訓(xùn)練比單純常規(guī)訓(xùn)練更能提高腦癱患兒的下肢運(yùn)動功能。

腦癱患兒通過使用傳感設(shè)備沉浸在計算機(jī)實時產(chǎn)生的VR環(huán)境中，與豐富多彩的虛擬環(huán)境進(jìn)行身臨其境般地交互，最大限度激發(fā)患兒興趣及康復(fù)積極性，使其康復(fù)潛能得到最大的發(fā)揮[19]。You等[20]發(fā)現(xiàn)在VR訓(xùn)練前，腦癱患兒雙側(cè)初級感覺運(yùn)動皮質(zhì)，同側(cè)的輔助運(yùn)動皮質(zhì)處于激活狀態(tài)，訓(xùn)練后損傷對側(cè)感覺運(yùn)動皮質(zhì)激活。從人體運(yùn)動學(xué)看，重復(fù)訓(xùn)練為習(xí)得一項運(yùn)動能力的基本前提，患兒需獲得身臨其境般愉悅感及成功完成任務(wù)實時正向反饋。VR下肢康復(fù)可提供多種感覺刺激包括視聽觸覺及本體感覺等，給予患兒正向反饋[21]，患兒通過重復(fù)訓(xùn)練獲得的正確行為不斷強(qiáng)化。同時VR康復(fù)有個體化設(shè)置，患兒根據(jù)每次狀態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強(qiáng)度時間，不斷提高積極性并維持訓(xùn)練的動機(jī)[19]。

現(xiàn)階段VR下肢康復(fù)的臨床試驗類型復(fù)雜多樣，從而使現(xiàn)有臨床證據(jù)很難滿足實際需要，使得結(jié)論準(zhǔn)確性明顯下降。Meta分析是回顧性觀察研究，無法替代系統(tǒng)全面深入RCT。高質(zhì)量文獻(xiàn)能改善Meta分析質(zhì)量。本研究所用文獻(xiàn)為已公開發(fā)表，缺少灰色研究，如未公開發(fā)表及學(xué)術(shù)會議報道等。納入14篇研究質(zhì)量等級多為“B”，且未用雙盲，降低結(jié)論強(qiáng)度。本研究證實VR技術(shù)結(jié)合常規(guī)下肢康復(fù)比單純常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練更能提高腦癱患兒的下肢運(yùn)動功能。目前缺乏高質(zhì)量的臨床研究,選擇GMFM及PBS評分為評估指標(biāo)，雖簡單方便，但容易受主觀因素影響，對研究結(jié)果的準(zhǔn)確性存在偏倚，可增加樣本含量來驗證療效。