虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中后上肢運(yùn)動功能障礙康復(fù)護(hù)理中的應(yīng)用進(jìn)展

王唯嘉,曾德蘭,覃文婷

1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院,廣西 530001;2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院

腦卒中是病人殘疾和死亡的主要原因之一[1],會導(dǎo)致各種神經(jīng)功能障礙,影響病人的運(yùn)動能力及日常生活活動能力。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國現(xiàn)有7 000多萬例腦卒中病人,每年有200多萬例的新發(fā)腦血管病人[2]。研究表明,85%的腦卒中病人會遺留不同程度的上肢運(yùn)動功能障礙,無法獨(dú)立完成日常生活活動,不僅降低病人的生活質(zhì)量、增加治療成本,而且對病人的身心健康造成極大的影響[3-4]。傳統(tǒng)康復(fù)治療方式存在病人易疲勞、缺乏趣味性、康復(fù)效果難以維持等問題[5],亟須更有效的康復(fù)方案,促進(jìn)病人整體生活質(zhì)量的改善。虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)技術(shù)是一種新興的康復(fù)治療方式,具有沉浸式體驗(yàn)、可交互等優(yōu)勢[6],通過模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,使病人能夠在安全的環(huán)境下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,更好地重建運(yùn)動功能[7],已被廣泛用于腦卒中運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練中[8]。現(xiàn)綜述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中病人上肢運(yùn)動功能康復(fù)中的應(yīng)用進(jìn)展,以期為腦卒中病人提供更好的康復(fù)護(hù)理。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)訓(xùn)練方法

腦卒中后上肢運(yùn)動功能障礙病人常伴有肢體感覺障礙、肌肉萎縮、神經(jīng)損傷等情況[9],虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬訓(xùn)練能模擬不同運(yùn)動狀態(tài)下肌肉的運(yùn)動及關(guān)節(jié)活動,病人可以進(jìn)行多種形式的訓(xùn)練。在康復(fù)訓(xùn)練過程中,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以與傳統(tǒng)療法相結(jié)合,通過視覺、聽覺、觸覺等多種感官刺激,達(dá)到提高病人的運(yùn)動功能、改善病人的日常生活活動能力、促進(jìn)神經(jīng)再生和腦可塑性等目的[10]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)訓(xùn)練方法較多,如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他康復(fù)方法相結(jié)合、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)康復(fù)方法相結(jié)合等。不同的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)訓(xùn)練方法對腦卒中病人上肢運(yùn)動功能的康復(fù)訓(xùn)練效果存在差異。Chen等[11]研究發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)康復(fù)方法和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行上肢功能訓(xùn)練可以有效改善腦卒中病人上肢運(yùn)動功能。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用方式

2.1 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的游戲訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實(shí)游戲是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的一種常用方式,通過虛擬現(xiàn)實(shí)游戲模擬各種日常生活場景,讓病人在多樣化環(huán)境下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,病人在虛擬現(xiàn)實(shí)游戲過程中,可以感受到身體的實(shí)時(shí)反饋和視覺引導(dǎo),從而增強(qiáng)康復(fù)治療效果[12]。病人通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)移動家庭常見物品(如水杯和筷子),可提高精細(xì)肌肉協(xié)調(diào)能力;通過虛擬現(xiàn)實(shí)游戲的互動模式,病人可感受到自身的肢體運(yùn)動狀態(tài),從而提高感覺反應(yīng)能力。Aguilera-Rubio等[13]開發(fā)了一種基于日常生活活動和常規(guī)康復(fù)的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲,改善腦卒中病人上肢運(yùn)動功能,效果顯著。相關(guān)研究顯示,上肢運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)游戲訓(xùn)練的腦卒中病人較對照組病人日常生活活動能力和生活質(zhì)量均得到顯著改善[14-16]。

2.2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真運(yùn)動

通過模擬真實(shí)運(yùn)動場景,讓病人在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中體驗(yàn)和訓(xùn)練肢體運(yùn)動功能。如通過虛擬現(xiàn)實(shí)手柄和傳感器模擬高爾夫球場和擊球操作,可以幫助病人提高手臂和手腕的協(xié)調(diào)性,提高肌肉力量和反應(yīng)速度。Mekbib等[17]開發(fā)了一種基于神經(jīng)科學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),幫助腦卒中后病人恢復(fù)運(yùn)動功能,結(jié)果表明,基于神經(jīng)科學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可能會為病人的運(yùn)動康復(fù)提供額外的益處。Patel等[18]認(rèn)為,針對發(fā)病時(shí)間<1個(gè)月的腦卒中病人,在每天3 h常規(guī)訓(xùn)練基礎(chǔ)上增加1 h基于虛擬現(xiàn)實(shí)模擬工作場景的輔助任務(wù)訓(xùn)練,連續(xù)8 d,可有效改善病人上肢運(yùn)動功能評分和腕關(guān)節(jié)主動關(guān)節(jié)活動度。

2.3 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的神經(jīng)反饋技術(shù)

神經(jīng)反饋技術(shù)是一種基于生物反饋的康復(fù)方式,可以監(jiān)控病人的生理信號,如皮膚電位等[19],通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)直觀呈現(xiàn)病人運(yùn)動情況。如當(dāng)病人進(jìn)行某種運(yùn)動時(shí),屏幕上可以顯示相關(guān)肌肉運(yùn)動的情況,鼓勵(lì)病人繼續(xù)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。研究表明,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的神經(jīng)反饋在腦卒中病人上肢運(yùn)動康復(fù)訓(xùn)練中應(yīng)用效果顯著[20]。張明等[21]研究發(fā)現(xiàn),腦機(jī)接口對腦卒中病人上肢運(yùn)動功能恢復(fù)具有良好的應(yīng)用前景,并且被證明可以產(chǎn)生常規(guī)治療無法實(shí)現(xiàn)的效果。神經(jīng)反饋技術(shù)通過提供豐富的生物反饋和軀體感覺反饋,促進(jìn)腦卒中病人神經(jīng)功能重塑,進(jìn)而恢復(fù)上肢運(yùn)動功能。劉明月等[22]對近10年腦機(jī)接口技術(shù)用于腦卒中康復(fù)領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)行可視化分析發(fā)現(xiàn),上肢運(yùn)動康復(fù)的療效研究一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn),且在未來一段時(shí)間內(nèi)仍將持續(xù)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用效果

3.1 增強(qiáng)病人的動機(jī)性和治療滿意度

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為上肢康復(fù)訓(xùn)練提供了一種新的方式,通過特殊體驗(yàn)設(shè)計(jì)各種場景和游戲,病人可以自主進(jìn)行上肢運(yùn)動訓(xùn)練,增強(qiáng)病人對肢體的認(rèn)知和感知,得到實(shí)時(shí)運(yùn)動反饋和鼓勵(lì),激發(fā)病人參與康復(fù)治療的興趣和積極性[23],使病人在舒適、安全和自由的環(huán)境下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,提高康復(fù)治療效果。相關(guān)研究表明,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的康復(fù)護(hù)理能夠有效增強(qiáng)病人的參與動機(jī),激發(fā)更多的社交和活動互動,提高治療滿意度,取得了良好的治療效果[24-25]。

3.2 提高治療效果和康復(fù)可持續(xù)性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以模擬真實(shí)世界中的各種運(yùn)動和動作,而且可產(chǎn)生逼真的視覺效果,讓病人身臨其境,激發(fā)病人的學(xué)習(xí)興趣。Karamians等[26]研究發(fā)現(xiàn),基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的游戲較傳統(tǒng)康復(fù)方法對腦卒中后上肢康復(fù)更有效。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為病人提供遠(yuǎn)程康復(fù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)反饋,增加病人學(xué)習(xí)的興趣和動機(jī),增強(qiáng)病人參與康復(fù)訓(xùn)練的主觀能動性。此外,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以通過有效的數(shù)據(jù)記錄和分析,進(jìn)一步制訂和優(yōu)化康復(fù)訓(xùn)練方案,保證康復(fù)治療的可持續(xù)性。研究發(fā)現(xiàn),基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腦卒中病人上肢運(yùn)動康復(fù)可以顯著提高病人的肌力、協(xié)調(diào)性和靈活性[27]。Wu等[28]研究表明,虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練在改善腦卒中病人上肢功能方面具有顯著效果。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以作為康復(fù)訓(xùn)練中模擬訓(xùn)練的一種手段。

3.3 提供個(gè)性化定制的康復(fù)方案

康復(fù)護(hù)理需要考慮不同病人的個(gè)體差異,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以針對不同病人的康復(fù)需求、病情和年齡等因素,制定針對性的康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃,同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練方案和康復(fù)環(huán)境,為病人提供不同類型的康復(fù)訓(xùn)練模式和訓(xùn)練內(nèi)容,更好地滿足病人的康復(fù)護(hù)理需求[29]。研究表明,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中病人上肢運(yùn)動康復(fù)中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制康復(fù)方案,從而滿足病人的恢復(fù)需求[30]。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)干預(yù)的優(yōu)勢與不足

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中后上肢運(yùn)動康復(fù)中具有諸多優(yōu)勢[31-32],可以模擬真實(shí)世界的場景,提高訓(xùn)練的真實(shí)性;提供沉浸式的康復(fù)體驗(yàn),更好地調(diào)動病人參與訓(xùn)練的積極性;可為病人提供更加逼真、直觀、安全的運(yùn)動反饋,提高康復(fù)訓(xùn)練效果;可以降低腦卒中病人運(yùn)動并發(fā)癥的發(fā)生率和再入院率。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新興的康復(fù)干預(yù)手段,也存在一定的局限性:1)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)干預(yù)的設(shè)備價(jià)格較高,制約了其在腦卒中病人運(yùn)動功能康復(fù)中的廣泛應(yīng)用;2)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)干預(yù)需要一定的場地布置和設(shè)備支持,限制了其在腦卒中病人運(yùn)動康復(fù)中的應(yīng)用;3)現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備較單一,技術(shù)尚不成熟,缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)缺乏虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)干預(yù)效果評價(jià)工具,無法滿足多例病人的康復(fù)訓(xùn)練需求[33-34]。未來可以通過開發(fā)更為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、性能更為優(yōu)良的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備并構(gòu)建多種訓(xùn)練模式以滿足腦卒中病人不同情況下的康復(fù)需求。

5 小結(jié)

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展,其在腦卒中上肢運(yùn)動功能康復(fù)中的應(yīng)用將更加廣泛,應(yīng)重視腦卒中病人上肢運(yùn)動康復(fù)的研究,促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)康復(fù)護(hù)理相結(jié)合,提高病人運(yùn)動功能和生活質(zhì)量,進(jìn)一步降低致殘率,改善病人的生活質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為腦卒中病人上肢運(yùn)動康復(fù)提供了新的手段、方法以及更為科學(xué)、合理的康復(fù)訓(xùn)練方案,但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中病人上肢運(yùn)動康復(fù)中的應(yīng)用研究仍較少,面臨許多挑戰(zhàn),還需要更多研究予以驗(yàn)證。