王唯嘉,曾德兰,覃文婷
1.广西中医药大学护理学院,广西 530001;2.广西中医药大学第一附属医院
脑卒中是病人残疾和死亡的主要原因之一[1],会导致各种神经功能障碍,影响病人的运动能力及日常生活活动能力。据统计,我国现有7 000多万例脑卒中病人,每年有200多万例的新发脑血管病人[2]。研究表明,85%的脑卒中病人会遗留不同程度的上肢运动功能障碍,无法独立完成日常生活活动,不仅降低病人的生活质量、增加治疗成本,而且对病人的身心健康造成极大的影响[3-4]。传统康复治疗方式存在病人易疲劳、缺乏趣味性、康复效果难以维持等问题[5],亟须更有效的康复方案,促进病人整体生活质量的改善。虚拟现实(virtual reality,VR)技术是一种新兴的康复治疗方式,具有沉浸式体验、可交互等优势[6],通过模拟现实环境,使病人能够在安全的环境下进行康复训练,更好地重建运动功能[7],已被广泛用于脑卒中运动康复训练中[8]。现综述虚拟现实技术在脑卒中病人上肢运动功能康复中的应用进展,以期为脑卒中病人提供更好的康复护理。
1 虚拟现实技术训练方法
脑卒中后上肢运动功能障碍病人常伴有肢体感觉障碍、肌肉萎缩、神经损伤等情况[9],虚拟现实技术模拟训练能模拟不同运动状态下肌肉的运动及关节活动,病人可以进行多种形式的训练。在康复训练过程中,虚拟现实技术可以与传统疗法相结合,通过视觉、听觉、触觉等多种感官刺激,达到提高病人的运动功能、改善病人的日常生活活动能力、促进神经再生和脑可塑性等目的[10]。虚拟现实技术训练方法较多,如虚拟现实技术训练、虚拟现实技术与其他康复方法相结合、虚拟现实技术与传统康复方法相结合等。不同的虚拟现实技术训练方法对脑卒中病人上肢运动功能的康复训练效果存在差异。Chen等[11]研究发现,采用传统康复方法和虚拟现实技术相结合进行上肢功能训练可以有效改善脑卒中病人上肢运动功能。
2 虚拟现实技术应用方式
2.1 基于虚拟现实技术的游戏训练
虚拟现实游戏是虚拟现实技术中的一种常用方式,通过虚拟现实游戏模拟各种日常生活场景,让病人在多样化环境下进行康复训练,病人在虚拟现实游戏过程中,可以感受到身体的实时反馈和视觉引导,从而增强康复治疗效果[12]。病人通过虚拟现实技术移动家庭常见物品(如水杯和筷子),可提高精细肌肉协调能力;通过虚拟现实游戏的互动模式,病人可感受到自身的肢体运动状态,从而提高感觉反应能力。Aguilera-Rubio等[13]开发了一种基于日常生活活动和常规康复的虚拟现实游戏,改善脑卒中病人上肢运动功能,效果显着。相关研究显示,上肢运动康复训练中应用虚拟现实游戏训练的脑卒中病人较对照组病人日常生活活动能力和生活质量均得到显着改善[14-16]。
2.2 基于虚拟现实技术的仿真运动
通过模拟真实运动场景,让病人在虚拟现实环境中体验和训练肢体运动功能。如通过虚拟现实手柄和传感器模拟高尔夫球场和击球操作,可以帮助病人提高手臂和手腕的协调性,提高肌肉力量和反应速度。Mekbib等[17]开发了一种基于神经科学的虚拟现实系统,帮助脑卒中后病人恢复运动功能,结果表明,基于神经科学的虚拟现实系统可能会为病人的运动康复提供额外的益处。Patel等[18]认为,针对发病时间<1个月的脑卒中病人,在每天3 h常规训练基础上增加1 h基于虚拟现实模拟工作场景的辅助任务训练,连续8 d,可有效改善病人上肢运动功能评分和腕关节主动关节活动度。
2.3 基于虚拟现实技术的神经反馈技术
神经反馈技术是一种基于生物反馈的康复方式,可以监控病人的生理信号,如皮肤电位等[19],通过虚拟现实技术直观呈现病人运动情况。如当病人进行某种运动时,屏幕上可以显示相关肌肉运动的情况,鼓励病人继续进行康复训练。研究表明,基于虚拟现实技术的神经反馈在脑卒中病人上肢运动康复训练中应用效果显着[20]。张明等[21]研究发现,脑机接口对脑卒中病人上肢运动功能恢复具有良好的应用前景,并且被证明可以产生常规治疗无法实现的效果。神经反馈技术通过提供丰富的生物反馈和躯体感觉反馈,促进脑卒中病人神经功能重塑,进而恢复上肢运动功能。刘明月等[22]对近10年脑机接口技术用于脑卒中康复领域的相关研究进行可视化分析发现,上肢运动康复的疗效研究一直是该领域的热点,且在未来一段时间内仍将持续。
3 虚拟现实技术应用效果
3.1 增强病人的动机性和治疗满意度
虚拟现实技术为上肢康复训练提供了一种新的方式,通过特殊体验设计各种场景和游戏,病人可以自主进行上肢运动训练,增强病人对肢体的认知和感知,得到实时运动反馈和鼓励,激发病人参与康复治疗的兴趣和积极性[23],使病人在舒适、安全和自由的环境下进行康复训练,提高康复治疗效果。相关研究表明,基于虚拟现实技术的康复护理能够有效增强病人的参与动机,激发更多的社交和活动互动,提高治疗满意度,取得了良好的治疗效果[24-25]。
3.2 提高治疗效果和康复可持续性
虚拟现实技术不仅可以模拟真实世界中的各种运动和动作,而且可产生逼真的视觉效果,让病人身临其境,激发病人的学习兴趣。Karamians等[26]研究发现,基于虚拟现实技术的游戏较传统康复方法对脑卒中后上肢康复更有效。虚拟现实技术可以为病人提供远程康复监测和数据反馈,增加病人学习的兴趣和动机,增强病人参与康复训练的主观能动性。此外,虚拟现实技术还可以通过有效的数据记录和分析,进一步制订和优化康复训练方案,保证康复治疗的可持续性。研究发现,基于虚拟现实技术的脑卒中病人上肢运动康复可以显着提高病人的肌力、协调性和灵活性[27]。Wu等[28]研究表明,虚拟现实训练在改善脑卒中病人上肢功能方面具有显着效果。因此,虚拟现实技术可以作为康复训练中模拟训练的一种手段。
3.3 提供个性化定制的康复方案
康复护理需要考虑不同病人的个体差异,虚拟现实技术可以针对不同病人的康复需求、病情和年龄等因素,制定针对性的康复训练计划,同时设计相应的虚拟现实训练方案和康复环境,为病人提供不同类型的康复训练模式和训练内容,更好地满足病人的康复护理需求[29]。研究表明,虚拟现实技术在脑卒中病人上肢运动康复中的应用可以实现个性化定制康复方案,从而满足病人的恢复需求[30]。
4 虚拟现实技术干预的优势与不足
虚拟现实技术在脑卒中后上肢运动康复中具有诸多优势[31-32],可以模拟真实世界的场景,提高训练的真实性;提供沉浸式的康复体验,更好地调动病人参与训练的积极性;可为病人提供更加逼真、直观、安全的运动反馈,提高康复训练效果;可以降低脑卒中病人运动并发症的发生率和再入院率。虚拟现实技术作为一种新兴的康复干预手段,也存在一定的局限性:1)虚拟现实技术干预的设备价格较高,制约了其在脑卒中病人运动功能康复中的广泛应用;2)虚拟现实技术干预需要一定的场地布置和设备支持,限制了其在脑卒中病人运动康复中的应用;3)现有的虚拟现实设备较单一,技术尚不成熟,缺乏统一标准,国内缺乏虚拟现实技术干预效果评价工具,无法满足多例病人的康复训练需求[33-34]。未来可以通过开发更为经济实惠、性能更为优良的虚拟现实设备并构建多种训练模式以满足脑卒中病人不同情况下的康复需求。
5 小结
随着虚拟现实技术的不断发展,其在脑卒中上肢运动功能康复中的应用将更加广泛,应重视脑卒中病人上肢运动康复的研究,促进虚拟现实技术与传统康复护理相结合,提高病人运动功能和生活质量,进一步降低致残率,改善病人的生活质量。虚拟现实技术为脑卒中病人上肢运动康复提供了新的手段、方法以及更为科学、合理的康复训练方案,但虚拟现实技术在脑卒中病人上肢运动康复中的应用研究仍较少,面临许多挑战,还需要更多研究予以验证。
