虛擬現(xiàn)實技術(shù)在痙攣型腦癱患兒康復(fù)中的應(yīng)用效果

□ 章培培ZHANG Pei-pei

腦癱，全稱腦性癱瘓(cerebral palsy)[1]，是指嬰兒出生前或者出生后所出現(xiàn)的早期腦內(nèi)發(fā)育異常，是由于多種原因所導(dǎo)致的持續(xù)進行性的腦部損傷綜合征。該病總體發(fā)病率為2‰～3‰左右，我國發(fā)病率為2．48‰。其中，最常見的腦性癱瘓為痙攣型腦癱，主要損傷錐體系，同時伴有彌漫性的腦皮質(zhì)結(jié)構(gòu)異常和神經(jīng)元變形[2]。出現(xiàn)腦癱的患兒除伴隨運動障礙外，常伴隨其他諸如認知、知覺、感覺、行為等方面的障礙，同時有繼發(fā)骨骼肌肉問題及癲癇[3]，對患兒的生長發(fā)育有嚴重影響[4]。目前根據(jù)流行病學(xué)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，腦癱疾病的致殘率約為42%～45%，嚴重影響患兒自理能力和家庭經(jīng)濟[5]。目前，用于干預(yù)腦癱患兒的治療手法主要以藥物及手術(shù)針灸為主，同時配合運動療法以達到改善運動功能的效果。而傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練對患兒來說枯燥且單一，患兒常常處于被動狀態(tài)，無法吸引患兒興趣，依從性較差，效果有限[6]。因此，通過改善干預(yù)方法提高患兒依從性，從而進一步改善患兒生活質(zhì)量是目前迫切的需求[7]。虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)技術(shù)是通過計算機系統(tǒng)及3D 傳感技術(shù)呈現(xiàn)虛擬環(huán)境，是使用者產(chǎn)生身臨其境的感覺，并通過傳感器與虛擬環(huán)境進行互動的一種技術(shù)。目前有多項研究顯示[8]，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在康復(fù)護理、患者認知障礙等方面起到了不可忽視的作用和良好的效果。由于該技術(shù)具有豐富的趣味性及可操作性，同時安全性較高，因此已被廣泛運用于帕金森、腦卒中等患者康復(fù)中[9-10]。目前，國內(nèi)將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于腦癱患兒的研究較少。本研究將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于腦癱患兒用于改善患兒的運動功能，取得了一定的成效。

研究對象與方法

1． 研究對象。 選擇2021 年6 月至2022 年5 月，在我院康復(fù)科接受治療的痙攣型腦癱患兒。根據(jù)兩樣本n1=n2=n=(Zα+Zβ)2(1+1/k) σ2δ2本研究雙側(cè)檢驗，取α=0．05，β=0．10，查表得Zα=1．9600，Zβ=1．2816，根據(jù)查閱相關(guān)文獻[11]，σ 保守取5．701，δ 保守取5．030，兩組樣本量取相等，k=1，計算可得每組樣本量n=27 例，以每組10%脫落率計算，每組還需增加3 例樣本，因此共需樣本量60 例。估算最小樣本量為每組30 例，采用隨機數(shù)字表法產(chǎn)生隨機序列號，隨機分配為2 組，并通過密閉信封保存隨機序列號，每一位符合納入標(biāo)準(zhǔn)的患者均給予密封信，根據(jù)信封中的隨機序列號將患者分配至對照組或VR 訓(xùn)練組，分為對照組30 例，VR 訓(xùn)練組30 例。本研究所有入選患兒均由其家屬同意并簽署知情同意書，同時經(jīng)過我院倫理委員會批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合《中國腦性癱瘓康復(fù)治療指南》最新修訂的腦癱診斷標(biāo)準(zhǔn)[12]；(12)能夠聽懂理解簡單口令并具有依從性；(3)粗大運動功能分類系統(tǒng)(Gross Motor Function Classification System，GMFCS)為I ～II 級；(4)監(jiān)護人具有認知能力且能夠配合方案的實施。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)嚴重影響患兒運動功能的其他骨骼神經(jīng)疾病；(2)半年內(nèi)實施過其他骨科手術(shù)；(3)患有嚴重心肺疾病、器質(zhì)性病變、癲癇、精神疾病、智力發(fā)育不全等無法配合實驗完成者；(4)參與其他研究者。

2．研究方法

2．1 對照組。對照組接受常規(guī)康復(fù)運動，并針對性的一對一訓(xùn)練，為期3 個月。(1)運動療法：采用神經(jīng)生理療法，包括Bobath 和Rood，5 次/天，40 分鐘/次。內(nèi)容主要包括手腕關(guān)節(jié)活動訓(xùn)練、手臂外展和內(nèi)收訓(xùn)練、日常生活能力訓(xùn)練等。(2)作業(yè)療法：包括抓握、放物品、腕關(guān)節(jié)活動、手指活動等訓(xùn)練，5 次/天，40 分鐘/次。

2．2 VR 訓(xùn)練組。VR 訓(xùn)練組在對照組基礎(chǔ)給予虛擬現(xiàn)實技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練。

2．2．1 成立康復(fù)指導(dǎo)小組。康復(fù)指導(dǎo)小組主要由兒童神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)生、康復(fù)科醫(yī)師、相關(guān)科室護士長以及責(zé)任護士組成。康復(fù)指導(dǎo)小組向患兒家屬發(fā)放康復(fù)訓(xùn)練計劃及手冊，同時詳細講解訓(xùn)練內(nèi)容、流程、頻次、訓(xùn)練地點等，取得患兒家屬或監(jiān)護人的同意與配合，方便監(jiān)護人共同參與及陪伴患兒進行訓(xùn)練。

2．2．2 采用VR 虛擬現(xiàn)實游戲系統(tǒng)進行康復(fù)訓(xùn)練。使用MOTO med Viva II 型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(德國RECK 公司)進行治療。該系統(tǒng)3 類游戲幫助患兒改善運動功能及自理能力等。游戲1：虛擬自行車競賽鍛煉患兒的下肢力量、協(xié)調(diào)平衡功能。游戲2：堵水孔游戲，患兒置身于虛擬的海水中，并藏身于一個大箱子中，箱子有幾處漏水孔，需要快速堵住漏水孔。以此鍛煉患兒下蹲、肘部、手腕關(guān)節(jié)等處的力量。游戲3：躲避飛來的球，并移動身體，鍛煉患兒下肢及側(cè)向移動等能力。游戲4：泡泡球運動，通過上肢力量去觸碰虛擬空間中的彩色泡泡球，以此鍛煉患兒上肢及肩部的運動功能。訓(xùn)練時給患兒佩戴儀器自帶的心電監(jiān)護設(shè)備，并由兒科康復(fù)小組中的兒科護士進行監(jiān)測以及時調(diào)整運動的強度保持患兒的心率在正常范圍內(nèi)。該訓(xùn)練1 次/天，每天下午進行，40 分鐘/次，治療5 天/周，共持續(xù)3 個月，地點選擇專用康復(fù)場地，要求安靜有足夠空間以保證安全。

2．2．3 對患兒家長建立微信延續(xù)護理管理。(1)為每一位患兒家長與康復(fù)小組成員建立單獨的微信群方便進行后續(xù)管理交流。(2)每周學(xué)習(xí)結(jié)束后由護士進行微信隨訪，收集患兒康復(fù)訓(xùn)練的情況，起到監(jiān)督的作用。(3)建立患兒家長交流群聊。并根據(jù)康復(fù)階段及患兒情況建立不同的群聊，患兒家長根據(jù)患兒個人情況及康復(fù)進度選擇不同的群加入，同時可分享經(jīng)驗及與群內(nèi)醫(yī)生進行溝通交流，進一步提出解決方案，提高家長參與度及積極性。(4)患兒家長可隨時把在康復(fù)過程中遇到的問題通過微信在線聊天、留言或者發(fā)送圖片等多種形式反饋給醫(yī)護人員或康復(fù)治療師，形成一種信息交流，共同促進教與學(xué)的發(fā)展。

3．評價方法。為保證評價質(zhì)量可控，采用雙人評價法，所有評定均由課題組2 名具有資質(zhì)的康復(fù)醫(yī)生進行評價，均為獨立評價，差距在1-2 分時，該項取平均分，若差距≥3分，則邀請第三人進行評價以保證評價的準(zhǔn)確性。

3．1 平衡功能。平衡功能采用Berg 平衡量表(Berg Balance Scale，BBS)進行評估[13]。該量表共14 個項目，采用Likert 5 等級評分，從0 ～4 分，分別表示完全無法完成需要別人大量幫助、能夠部分獨立需要別人小量幫助、嘗試幾次后能夠站立、用手扶著能夠站立、不用扶手能夠站立?？偡譃? ～56 分，平衡功能越好則得分越高。該量表Cronbach's α 系數(shù)為0．70 ～0．84。

3．2 粗大運動功能。采用粗大運動功能評定量表(Gross Motor Function Measure-88)[14]。該量表有5 個區(qū)，采用其中的D 區(qū)站立評分和E 區(qū)行走與跑跳評分進行評價兩功能區(qū)進行評定：D 區(qū)共13 項，總分為39 分；E 區(qū)共24 項，總分為72 分。得分越高，功能越好。

3．3 療效改善情況。顯效：運動發(fā)育商恢復(fù)正常，無異常姿勢，無肌痙攣；有效：痙攣等級＞1 級，異常姿勢與運動發(fā)育商明顯改善；無效：痙攣無明顯緩解，運動發(fā)育商與異常姿勢無明顯改善?？傆行?%)=(顯效+有效)例數(shù)/總病例數(shù)×100%。

3．4 生活質(zhì)量評定。兒童生活質(zhì)量采用兒童生存量表體系(PedsQLTM)進行評定。該量表共包含4 個維度，分別為角色功能、生理功能、情感功能、社會功能。23 個條目，分別為5 條目、8 條目、5 條目、5 條目。采用Likert5 級評分法進行評價，分別賦予0 ～4 分，得分越高，表明兒童生活質(zhì)量越好。

4．統(tǒng)計方法。采用SPSS 23．0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料以%表示，組間比較采用χ2檢驗；符合正態(tài)分布的計量資料采用±s 表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。p＜0．05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

1．兩組患兒基本情況。對照組患兒共30 例，其中男20 例，女10 例，年齡5．20±1．81，GMFCS 等級中I 級11例，II 級19 例；VR 訓(xùn)練組其中男20 例，女10 例，年齡5．40±1．90，GMFCS 等級中I 級15 例，II 級15 例。兩組患兒一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(p＞0．05)，具有可比性。見表1。

表1 患兒基本情況

2．兩組患兒的平衡功能。兩組患兒治療前比較無統(tǒng)計學(xué)意義(p＞0．05)；干預(yù)3 個月后兩組患兒BBS 評分較干預(yù)前有明顯改善，且VR 訓(xùn)練組評分高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p＜0．05)，見表2。

表2 患兒平衡功能得分情況(分，±s)

表2 患兒平衡功能得分情況(分，±s)

時間VR訓(xùn)練組(n=30)對照組(n=30)tp治療前17.37±1.1017.47±0.970.3730.710治療后36.57±4.0332.93±2.49-4.1990.000 t-20.48-24.38 p 0.0000.000

3．兩組患兒的粗大運動功能比較。兩組患兒粗大運動功能比較D 區(qū)功能，治療前比較無統(tǒng)計學(xué)意義(p＞0．05)；干預(yù)3 個月后兩組患兒評分較干預(yù)前有明顯改善，且VR 訓(xùn)練組評分高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p＞0．05)，見表3。

表3 患兒治療前后粗大運動功能得分比較(分，±s)

表3 患兒治療前后粗大運動功能得分比較(分，±s)

時間GMFM-88(D區(qū))GMFM-88(E區(qū))VR訓(xùn)練組(n=30)對照組(n=30)tpVR訓(xùn)練組(n=30)對照組(n=30)tp治療前15.20±1.2414.87±1.33-1.0020.32024.63±1.7925.23±2.161.1710.246治療后26.87±1.7622.63±2.03-8.6080.00037.90±6.6731.73±3.40-4.5130.000 t 27.07235.05429.36052.787 p 0.0000.0000.0000.000

4．兩組患兒的總體療效評價。VR 訓(xùn)練組總有效率為93．33%，對照組總有效率為73．33%，組間比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=4．320，p=0．038＜0．05)，見表4。

5．兩組患兒的生活質(zhì)量評價。兩組患兒生活質(zhì)量各維度比較，VR 訓(xùn)練組評分均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p＜0．05)，見表5。

表5 患兒生活質(zhì)量得分(分，±s)

表5 患兒生活質(zhì)量得分(分，±s)

生活質(zhì)量 VR訓(xùn)練組(n=30) 對照組(n=30) t p生理功能26.50±2.3520.70±5.24-5.534 0.000角色功能16.17±2.4411.57±2.70-6.928 0.000社會功能14.77±2.8410.00±2.75-6.603 0.000情感功能14.17±2.689.83±2.90-6.010 0.000總分71.60±4.0952.10±6.81 -13.438 0.000

討論

1．虛擬現(xiàn)實技術(shù)能有效改善患兒的粗大運動功能和平衡功能。本研究結(jié)果顯示，VR 訓(xùn)練組對患兒的站立和跑跳功能有明顯改善，得分分別為26．87±1．76、37．90±6．67，說明VR 訓(xùn)練在提高患兒身體平衡功能方面具有顯著作用。這可能是因為痙攣型腦癱患兒由于各種原因?qū)е碌哪X損傷影響了大腦支配橫紋肌錐體束系統(tǒng)，出現(xiàn)牽張反射亢進[15]，從而導(dǎo)致造成肢體肌肉異常痙攣，臨床表現(xiàn)出運動障礙及姿勢異常。因此，在患兒腦部發(fā)育階段進行干預(yù)更為有效，尤其是對患兒的關(guān)節(jié)部位等肌張力、肌痙攣等通過康復(fù)干預(yù)來改善其運動功能、平衡功能、生活質(zhì)量至關(guān)重要[16]。VR 訓(xùn)練是一種沉浸式康復(fù)訓(xùn)練，能讓患兒在豐富的視覺、聽覺中增強感官刺激，充分調(diào)動患兒的各種感官，從而極大的激發(fā)了患兒對康復(fù)的興趣，一掃傳統(tǒng)康復(fù)沉悶、無趣、單調(diào)的感覺，提高患兒參與康復(fù)的積極性。此外，近年來研究發(fā)現(xiàn)，腦細胞具有可重塑性，通過特殊刺激可再次激活腦細胞功能，達到代償腦細胞功能的作用，促進功能康復(fù)。VR 訓(xùn)練的沉浸感所制造出的內(nèi)部反饋(視覺、本體覺)、外部反饋(康復(fù)醫(yī)師的反饋、訓(xùn)練效果)讓患兒在整個康復(fù)作業(yè)活動過程中，持續(xù)保有警覺性、注意力及熱情度，達到患兒中樞神經(jīng)傳導(dǎo)和外周運動高度統(tǒng)一[17]。因此能起到更好的康復(fù)作用。

2．虛擬現(xiàn)實技術(shù)能有效改善患兒的生活質(zhì)量。由于腦癱患兒的特殊性和康復(fù)的長久性。近年來多項研究均表明通過有趣的游戲療法可以有效吸引患兒，增加可持續(xù)性，減少康復(fù)治療的成本[18]。而VR 訓(xùn)練正是這種能夠提供多種反饋信息的康復(fù)訓(xùn)練方法，讓患兒以更接近大自然的狀態(tài)進行感官的刺激，同時與虛擬環(huán)境進行交互融合，使更多豐富的環(huán)境信號直接反饋到大腦皮層，并發(fā)號主動指令至外周傳感器，形成規(guī)律的外周-中樞-外周通路康復(fù)訓(xùn)練。同時，患兒通過在虛擬環(huán)境中所習(xí)得的技能投射到真實生活中能夠更好地提高生活質(zhì)量。這與2015 版《中國腦性癱瘓康復(fù)指南》[19]建議使用虛擬現(xiàn)實游戲改善腦癱兒童姿勢控制的能力和生活質(zhì)量趨于一致。

結(jié)論

綜上所述，VR 訓(xùn)練治療能有效提高痙攣型腦癱患兒參與康復(fù)的積極性，改善患兒的運動功能和平衡功能，同時增加了豐富的環(huán)境刺激，增強患兒參與的可持續(xù)性，進一步提高患兒的生活質(zhì)量。