虛擬現(xiàn)實技術(shù)改善老年人衰弱狀態(tài)的研究現(xiàn)狀

孔玉濤

（甘肅醫(yī)學(xué)院，甘肅 平?jīng)?744000）

衰弱（frailty）是一種常見的臨床老年綜合征，由于老年人生理功能和儲備的進(jìn)行性下降，當(dāng)暴露于應(yīng)激源時，其不良結(jié)局的發(fā)生率將增加[1，2]。隨著世界人口老齡化的進(jìn)展，衰弱的發(fā)生越來越普遍，據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，其發(fā)病率在2.09%～20.4%[3]。衰弱與老年人的不良健康結(jié)局密切相關(guān)，可導(dǎo)致其出現(xiàn)跌倒、骨折、營養(yǎng)失調(diào)、住院率增加，甚至威脅老年人的生命安全[4]。研究發(fā)現(xiàn)[5]，早期識別并采取干預(yù)措施可改善衰弱，或使衰弱逆轉(zhuǎn)，目前采取的干預(yù)措施主要為營養(yǎng)支持、藥物治療和運(yùn)動干預(yù)等。在過去20 年中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（virtual reality and active video games，VR/AVGs）通過個體佩戴移動跟蹤顯示器，完成與虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的互動，給人以“身臨其境”的感受。該技術(shù)以其交互性、豐富真實的感官體驗、及時激勵和反饋信息的特點(diǎn)在臨床干預(yù)方面應(yīng)用較為廣泛。研究表明，VR 技術(shù)可提高老年患者平衡能力[6]、改善活活動能力、增加老年人的交流能力[7]，有助于提高老年人的生活質(zhì)量，減少不良健康結(jié)局的發(fā)生。本文主要就老年人的衰弱狀況和VR 技術(shù)干預(yù)進(jìn)行綜述，以期為國內(nèi)老年人衰弱管理和干預(yù)提供幫助。

1 我國老年人衰弱的現(xiàn)狀與評估

1.1 我國老年人衰弱的現(xiàn)狀 隨著我國老齡化進(jìn)程的加劇，老年人衰弱問題越來越受到學(xué)者的關(guān)注。衰弱可表現(xiàn)為步速下降、日常生活功能缺陷、平衡能力下降和認(rèn)知缺陷，其中較為嚴(yán)重的是跌倒問題，也是引起老年人損傷的主要原因之一[8]。研究顯示[9]，社區(qū)老年人衰弱及衰弱前期的患病率分別為12.8%和45.4%，并且近年來衰弱的發(fā)生率呈上升趨勢，其中2003-2010 年發(fā)生率為9.1%，2011-2018 年發(fā)生率高達(dá)14.4%。由于調(diào)查工具、方法、地域文化的不同，結(jié)果顯示老年人健康狀況存在差異，老年人的配合程度等可能使結(jié)果存在一定的偏倚和誤差。另外，某些社區(qū)調(diào)查研究可能存在未入戶調(diào)查而導(dǎo)致一部分無法或不愿意參加社區(qū)調(diào)查的老年人漏檢，造成實際社區(qū)老年人衰弱的發(fā)生率高于相關(guān)文獻(xiàn)報道的數(shù)據(jù)。

1.2 衰弱的評估工具 在干預(yù)前，有效識別和評估衰弱是基礎(chǔ)。目前衰弱的評估工具較多，尚無統(tǒng)一的評估方法，依據(jù)評估內(nèi)容可分為軀體衰弱的評估工具和生理、心理、社會等多維的評估工具。

1.2.1 老年人軀體衰弱的評估工具 ①Fried 衰弱表型（fried frailty phenotype，F(xiàn)FP）：FFP 是目前最為常用的衰弱評估工具，由Fried LP 等[2]團(tuán)隊2001 年依據(jù)“衰弱循環(huán)理論”提出。它主要從不明原因體重下降、疲乏、握力下降、行走速度減緩和軀體活動量下降5 個方面評估老年人身體情況，滿足3 條及以上可評定為衰弱，1～2 條為衰弱前期，無以上表現(xiàn)為健壯老年人，可應(yīng)用于社區(qū)、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)、醫(yī)院老年人衰弱的篩選與評估。目前國內(nèi)學(xué)者[10]已將其應(yīng)用于本土研究，但是考慮人種因素，各個項目臨界值的劃分還需進(jìn)一步探討；②Frail 量表：Frail 量表[11]是由國際老年學(xué)會于提出的，屬于自評量表，其內(nèi)容包括是否存在疲乏、阻力感（即上一層樓梯感到困難）、活動能力下降、共病、體重下降5 個方面。該工具判定是否衰弱的標(biāo)準(zhǔn)與Fried 衰弱表型較為相似，1～2 個問題回答為“是”為衰弱前期，當(dāng)≥3 個問題回答為“是”則認(rèn)為存在衰弱。Frail 量表可快速評估臨床老年人衰弱。有研究顯示[12]，該問卷在長期透析患者中具有良好的特異性，可預(yù)測其并發(fā)癥的發(fā)生。

1.2.2 多維的老年人衰弱評估工具 ①衰弱指數(shù)（frailty Index，F(xiàn)I）：FI 是加拿大學(xué)者Rockwood 團(tuán)隊于2001 年基于累計缺陷理論開發(fā)，涉及生理、心理、社會等方面[13]。累計缺陷理論認(rèn)為機(jī)體的單個缺陷并不能使機(jī)體產(chǎn)生明顯損傷，而當(dāng)這些而未得到補(bǔ)償缺陷累積時可導(dǎo)致各種病因的疾病出現(xiàn)，并最終導(dǎo)致死亡率的增加。FI 中包含老年人的癥狀（如睡眠變化、記憶障礙、情緒低落）、體征（如震顫、脈搏降低）、異常實驗室指標(biāo)（如尿素、肌酐、鈣等）、疾病分類（如糖尿病、帕金森病等）、功能障礙、社會資源等92 個健康缺陷。FI 計算時利用老年人出現(xiàn)的陽性健康問題在總的健康問題中的占比計算，如：某研究對象存在30 個健康缺陷，在92 個健康缺陷中的占比為0.326，即該研究對象的FI 為0.326。累計缺陷理論[14]認(rèn)為當(dāng)FI 超過0.67 時，個體將無法繼續(xù)累積，可能出現(xiàn)死亡的危險。因此，F(xiàn)I 是老年人預(yù)期壽命的重要預(yù)測因素。FI 在我國廣泛應(yīng)用于臨床、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)和社區(qū)老年人衰弱的研究。早在2010 年就有學(xué)者[15]在社區(qū)老年人中應(yīng)用該評估工具發(fā)現(xiàn)，衰弱指數(shù)與年齡呈正相關(guān)，男性老年人衰弱分級變化與衰弱指數(shù)呈正相關(guān)。FI 包含了個體生理、心理、社會等方面，也涵蓋了失能、殘疾、共病等健康缺陷，導(dǎo)致其并不能完全區(qū)分它們之間的關(guān)系；另外，F(xiàn)I 需要評估的項目眾多，耗時較長，且需要專業(yè)的臨床醫(yī)生完成；②格羅寧根衰弱指數(shù)（groningen frailty indicator，GFI）：GFI 是荷蘭學(xué)者Steverink N 等[16]研制開發(fā)的，包含身體、認(rèn)知、心理、社會等4 個維度，15 個條目。條目使用二分類法計分，總分0～15 分，≥4 分判定為存在衰弱。研究顯示[17，18]，該量表在社區(qū)和養(yǎng)老機(jī)構(gòu)中有較好的可行性和良好的信效度，并且可預(yù)測臨床患者的死亡風(fēng)險。當(dāng)GFI≥4，患者死亡風(fēng)險顯著增加（HR）=1.80[19]。但目前對GFI 判定衰弱的臨界值還存在一定爭議，有學(xué)者在老年腫瘤患者中研究發(fā)現(xiàn)[20]，以老年綜合評估為診斷的衰弱“金標(biāo)準(zhǔn)”，GFI≥4 分為臨界值時，GFI 靈敏度和特異度分別為66%和87%；而當(dāng)以3 分為臨界值時，靈敏度和特異度分別為87%和70%。因此，建議在篩查老年腫瘤患者時將臨界值改為3 分。

2 VR 在老年人衰弱管理中的應(yīng)用

目前VR 技術(shù)主要包括桌面式、大屏幕式和頭盔式3 種，在腦卒中后認(rèn)知康復(fù)的訓(xùn)練、老年人平衡能力和行走能力訓(xùn)練方面應(yīng)用較為廣泛[21,22]。

2.1 VR 在老年人衰弱評估中的應(yīng)用 在衰弱評估方法中，大多涉及到老年人行走、認(rèn)知狀態(tài)等的評估，但可能存在耗時、患者安全、實驗條件可控性差等問題[23]。有研究顯示[24]，傳統(tǒng)的筆、紙測試獲得老年人認(rèn)知水平的可靠性并不高。Chang YC 等[25]開發(fā)了一個集成無線傳感器和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，能夠收集數(shù)據(jù)和管理所需的信息，以盡可能自動地評估老年人衰弱狀態(tài)。Shine JM 等[26]將VR 技術(shù)應(yīng)用于老年人步態(tài)測量，可清晰捕捉到老年人行走間斷的時間、間斷次數(shù)、行走持續(xù)時間等，并且避免了重力和姿勢控制對行走的影響，對老年人行走運(yùn)動能力下降監(jiān)測的可靠性較高。在老年人認(rèn)知評估方面，有研究者[27]開發(fā)出重現(xiàn)日常生活場景的虛擬場景（如購物、烹飪等），可安全、有效的測評老年人的執(zhí)行功能、記憶力、計算能力等認(rèn)知功能的變化。另外，還有學(xué)者[28]開發(fā)了多任務(wù)測試項目，并將其應(yīng)用于臨床老年人認(rèn)知狀態(tài)的測試。因此，VR 技術(shù)可彌補(bǔ)傳統(tǒng)衰弱評估中可能存在的老年人安全、耗時、可控性差等缺陷，有助于進(jìn)一步提高老年人衰弱評估的準(zhǔn)確性。

2.2 VR 在老年人衰弱干預(yù)中的應(yīng)用 在老年人衰弱的干預(yù)措施中，目前主要有運(yùn)動干預(yù)、營養(yǎng)支持和綜合治療方法[29]。也有研究[30]提出制定個性化綜合護(hù)理模式和干預(yù)方法十分重要，以達(dá)到提高老年人獨(dú)立性和自我照護(hù)能力的目的，并指出干預(yù)最好在家庭環(huán)境中實施，而VR 技術(shù)可潛在的解決上述問題。

目前，VR 技術(shù)在老年人衰弱干預(yù)中的應(yīng)用主要集中在老年人步態(tài)和認(rèn)知的訓(xùn)練[31]。Elisa P 等[32]在其研究中通過量質(zhì)結(jié)合的方式研究發(fā)現(xiàn)，其開發(fā)的“Positive Bike”VR 訓(xùn)練項目具有良好的可用性，老年人參與度高，樂于接受VR 這一新鮮事物的。Gisele GCV 等[33]的一項隨機(jī)可行性臨床試驗中，干預(yù)組衰弱和衰弱前期老年人每天應(yīng)用VR 游戲進(jìn)行14 次訓(xùn)練，50 min/次，2 次/周。在每一階段的訓(xùn)練中，參與者在10 個選定的游戲中（瑜伽、足球、網(wǎng)球等）完成5 個，每個游戲嘗試2 次。結(jié)果發(fā)現(xiàn)干預(yù)組老年人在VR 游戲中的得分較干預(yù)前提高（P＜0.05），有較好的依存性，并且疲勞、肌肉酸痛等副作用較少；認(rèn)知和步態(tài)功能測試結(jié)果明顯高于僅接受運(yùn)動健康教育和提供免費(fèi)運(yùn)動場所的對照組。2019年，Arlati S 等[34]在“Positive Bike”項目的基礎(chǔ)上開發(fā)了“Social Bike”雙重任務(wù)應(yīng)用程序，在該項目中，老年人需要騎在固定的自行車上，在虛擬公園的場景中以60～70 r/min 的速度騎行20 min，并識別沿途出現(xiàn)的目標(biāo)動物或物體，以提高老年人的認(rèn)知狀態(tài)，還可與其他老年人進(jìn)行共同訓(xùn)練，從而減少了社會孤立的風(fēng)險。在“Social Bike”中，老年人可以選擇自己喜歡的多人模式（如合作或競爭），并可以按照自己的使用感受進(jìn)行訓(xùn)練。在騎行的過程中，相關(guān)設(shè)備可監(jiān)測用戶心率，以隨時調(diào)整其騎行速度和時間。目前該應(yīng)用程序還未進(jìn)行大規(guī)模臨床試驗。

VR 技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比，優(yōu)勢在于其在虛擬環(huán)境中，可以反復(fù)進(jìn)行運(yùn)動訓(xùn)練，并設(shè)置個性化的訓(xùn)練模式，通過老年人視覺、聽覺等不同的豐富訓(xùn)練內(nèi)容，從而提高老年人訓(xùn)練的依存性，達(dá)到最大化運(yùn)動訓(xùn)練。特別是，VR 與觸覺設(shè)備（在與虛擬物體互動時機(jī)器人系統(tǒng)能夠給予用戶觸覺和力反饋）的結(jié)合使用，可以增強(qiáng)環(huán)境的真實性，從而提高訓(xùn)練計劃的有效性。此外，VR 通過與傳感設(shè)備的聯(lián)系，可實時監(jiān)測老年人不同的訓(xùn)練行為，確保訓(xùn)練的有效性、安全性和可控性。

3 VR 技術(shù)干預(yù)老年人衰弱的機(jī)制

VR 技術(shù)的交互性、豐富的感官體驗和及時的鼓勵和反饋可對大腦活動產(chǎn)生一定的影響。研究顯示[35，36]，VR 與大腦組織功能重塑和運(yùn)動功能恢復(fù)存在一定的關(guān)系，可有效激活初級運(yùn)動皮質(zhì)區(qū)、輔助運(yùn)動區(qū)、頂葉、顳葉和額葉等多個區(qū)域。以上區(qū)域不僅和老年人運(yùn)動存在關(guān)聯(lián)，而且和認(rèn)知功能密不可分。通過研究大腦活動頻率變化還發(fā)現(xiàn)[37]，在VR 技術(shù)干預(yù)后，大腦能收集到更多的任務(wù)相關(guān)神經(jīng)元，刺激大腦神經(jīng)功能的重塑，提高運(yùn)動的控制能力。另一方面，VR 技術(shù)及時的鼓勵和反饋可有效刺激老年人進(jìn)一步參加訓(xùn)練、提高訓(xùn)練的動力，形成正反饋效應(yīng)。

4 VR 技術(shù)干預(yù)老年人衰弱的挑戰(zhàn)

VR 技術(shù)干預(yù)老年人衰弱雖然在某些方面取得了一定的效果，但是在未來的應(yīng)用中也面臨挑戰(zhàn)：①缺乏堅實的理論基礎(chǔ)，VR 技術(shù)本質(zhì)上是一種技術(shù)介導(dǎo)的現(xiàn)象，有研究者認(rèn)為這種在實際構(gòu)成與虛擬現(xiàn)實體驗之間缺乏理論區(qū)別，會使得研究之間的比較變得復(fù)雜。另外，該領(lǐng)域VR 技術(shù)的有效性也需要在理論發(fā)展過程中進(jìn)行評估，雖然目前VR 已發(fā)展到臨床應(yīng)用階段，但其基礎(chǔ)效果尚未達(dá)到公認(rèn)水平；②在不同的研究中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的差異很大。目前的技術(shù)是由技術(shù)主導(dǎo)而不是理論主導(dǎo)的，每次新的研究都使用最新的VR 應(yīng)用和硬件，針對不同的老年人采用不同的方法，并且對技術(shù)的定義也很模糊；③目前，VR 技術(shù)的迭代更新對使用者已經(jīng)十分友好，但是對于老年人來說可能還存在一定問題，如頭戴式設(shè)備會使存在頭部或頸部疾病的老年人感到不適，長時間使用會造成老年人眼睛疲勞；另外，一部分頭戴式設(shè)備有纜繩存在，可能會分散老年人的注意力，甚至造成跌倒；④該領(lǐng)域大多數(shù)研究是在實驗室或社區(qū)衛(wèi)生中心等場所中進(jìn)行，而在家庭中使用可能存在遠(yuǎn)程技術(shù)支持、干擾正常生活環(huán)境等問題，從而降低VR 技術(shù)干預(yù)的有效性。因此，在今后的研究中，需要構(gòu)建適合老年衰弱患者的VR 訓(xùn)練內(nèi)容和評價體系，開發(fā)適合于老年人的VR 技術(shù)設(shè)備，并進(jìn)行大樣本的、設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾S機(jī)對照實驗，明確VR 技術(shù)在老年衰弱應(yīng)用中的有效性。