梁明，徐奕鵬，曲源，李紅燕，丁軒

腦卒中患者常存在不同程度的偏癱下肢肌肉力量減退、伸肌痙攣、運(yùn)動(dòng)控制協(xié)調(diào)能力下降，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)骨盆前傾、膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定、足下垂內(nèi)翻進(jìn)而影響患者平衡功能[1]。平衡功能障礙是腦卒中患者常見的功能障礙，約75%的腦卒中患者存在不同程度的平衡障礙[2]。它顯著增加患者跌倒的風(fēng)險(xiǎn)，威脅患者生命健康，降低日常生活活動(dòng)能力及生存質(zhì)量，給家庭及社會(huì)帶來沉重負(fù)擔(dān)。虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)是一種新興且發(fā)展迅速的技術(shù)，其利用計(jì)算機(jī)編輯及多傳感技術(shù)構(gòu)建一個(gè)包含多感官刺激的3D VR環(huán)境，受試者通過多維感覺反饋進(jìn)而與VR環(huán)境中的物體進(jìn)行身臨其境般地交流與體驗(yàn)，從而完成康復(fù)評(píng)估和訓(xùn)練[3]。近年來，國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)臨床試驗(yàn)探討VR技術(shù)應(yīng)用于腦卒中患者偏癱下肢平衡功能康復(fù)的有效性，然而研究結(jié)果各異[4]。本研究旨在通過臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)探討基于3D環(huán)境的VR任務(wù)導(dǎo)向訓(xùn)練在腦卒中患者平衡功能障礙康復(fù)中的臨床療效。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 系2018年1月至2020年4月在神經(jīng)內(nèi)科及康復(fù)科住院的患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡50～70歲;(2)符合2007年衛(wèi)生部疾病控制司修訂的《中國(guó)腦血管病防治指南》[5]診斷標(biāo)準(zhǔn)且首次發(fā)病，經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí);(3)病程1～3個(gè)月;(4)腦卒中部位為單病灶及單側(cè)發(fā)病;(5)患側(cè)下肢肌力≥3級(jí)(徒手肌力評(píng)定)，下肢肌張力≤2級(jí)(改良Ashworth痙攣量表);(6)可獨(dú)自坐站(坐位及站位平衡≥2級(jí));(7)沒有服用影響平衡功能的藥物，如抗癲癇藥或鎮(zhèn)靜安眠藥等。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)嚴(yán)重行為異常或精神錯(cuò)亂;(2)認(rèn)知障礙(MMSE≤24分)，不能配合指令;(3)既往有骨關(guān)節(jié)疾病或其他神經(jīng)肌肉疾病影響下肢運(yùn)動(dòng)功能;(4)重要器官(心、肺、肝、腎等)衰竭，病情不穩(wěn)定;(5)各種原因拒絕訓(xùn)練者;(6)近期有下肢深靜脈血栓形成;(7)有患側(cè)忽略[6]或偏盲。共入組92例患者，隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組各46例。治療組中男29例，女17例;平均年齡(59.78±6.46)歲;平均病程(2.17±0.49)個(gè)月;左側(cè)偏癱18例，右側(cè)偏癱28例;腦梗死30例，腦出血16例。對(duì)照組中男26例，女20例;平均年齡(61.57±6.74)歲;平均病程(2.02±0.40)個(gè)月;左側(cè)偏癱21例，右側(cè)偏癱25例;腦梗死32例，腦出血14例。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩組患者性別、年齡等一般資料差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)，具有可比性。經(jīng)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)符合條件者簽署知情同意書。本研究獲得新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 治療方案 兩組患者平衡功能訓(xùn)練均由康復(fù)治療師執(zhí)行，時(shí)間均為40 min/d，5 d/周，持續(xù)3周。兩組患者訓(xùn)練強(qiáng)度基本相同。對(duì)照組給予常規(guī)平衡訓(xùn)練，針對(duì)不同患者的具體病情，選擇合適訓(xùn)練內(nèi)容[7]。采用多種平衡訓(xùn)練工具如平衡板、平衡杠、訓(xùn)練球及雙杠等相結(jié)合的方式進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。訓(xùn)練原則依據(jù)姿態(tài)、速度及耐力等循序漸進(jìn)。根據(jù)支撐面積從大到小，站立穩(wěn)定性從高到低，支撐質(zhì)地從硬到軟，站立平衡控制范圍從小到大完成?；颊咝鑿谋犙鄣介]眼，由靜態(tài)到自動(dòng)態(tài)最后到他動(dòng)態(tài)平衡不斷向前過渡，循序漸進(jìn)地完成各項(xiàng)平衡任務(wù)。同時(shí)加用觸覺、聽覺及視覺反饋進(jìn)一步強(qiáng)化患者上肢同軀干的組合運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而逐步過渡到下肢平衡訓(xùn)練。依據(jù)患者康復(fù)訓(xùn)練不同時(shí)期的具體情況實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整患者整體康復(fù)訓(xùn)練方案。治療組在常規(guī)康復(fù)基礎(chǔ)上給予基于3D環(huán)境的VR任務(wù)導(dǎo)向訓(xùn)練。采用由荷蘭SilverFit Mile公司生產(chǎn)的情景模擬與現(xiàn)實(shí)互動(dòng)康復(fù)系統(tǒng)(軟件版本2.4.0)。該系統(tǒng)包括顯示器(顯示虛擬環(huán)境，提供交互場(chǎng)景)、位置追蹤器(實(shí)時(shí)追蹤患者位置變化及運(yùn)動(dòng)變化，根據(jù)變化情況調(diào)整交互性)、3D眼鏡(提供3D場(chǎng)景)。訓(xùn)練內(nèi)容有狐貍摘葡萄游戲(訓(xùn)練坐位及站位平衡轉(zhuǎn)移功能)、擺方塊游戲(訓(xùn)練中心前后左右轉(zhuǎn)移及靜態(tài)平衡能力)、踩鼴鼠游戲(訓(xùn)練患者跨步動(dòng)態(tài)平衡及軀干控制能力)等。

1.2.2 測(cè)試指標(biāo)及評(píng)定過程

1.2.2.1 平衡功能臨床評(píng)定 分別于治療前、治療3周后進(jìn)行如下評(píng)定。(1)偏癱下肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)定：采用Fugl-Meyer運(yùn)動(dòng)功能量表(FMA-LE)下肢部分評(píng)定，含17項(xiàng)，共34分。每項(xiàng)分為三級(jí)：0分為不能完成某一動(dòng)作;1分為部分能完成;2分為充分完成，得分越高，代表下肢運(yùn)動(dòng)功能越好。(2)Berg平衡功能評(píng)定(BBS)：由坐到站立、無(wú)支撐站立及坐位、轉(zhuǎn)移能力、閉目站、上肢前伸、彎腰撿物、雙足輪替踏臺(tái)階等14項(xiàng)和平衡相關(guān)運(yùn)動(dòng)，每項(xiàng)得分0～4分，0 分表示不能完成動(dòng)作，4分表示可正常完成，滿分56分。評(píng)分越高代表平衡功能越好，分?jǐn)?shù)在40分以下，表示跌倒風(fēng)險(xiǎn)較大。

1.2.2.2 姿勢(shì)平衡能力評(píng)定[8]分別于治療前、治療3周后進(jìn)行評(píng)定。采用BioRescue平衡功能評(píng)定系統(tǒng)完成以下指標(biāo)測(cè)定，要求整個(gè)測(cè)試流程在光線充足，環(huán)境安靜條件下完成。(1)身體壓力中心移動(dòng)指標(biāo)測(cè)定:患者赤腳站立在平衡板上,雙足跟內(nèi)側(cè)間距8 cm，雙足長(zhǎng)軸(足后跟中點(diǎn)和第二足趾連線)外旋15°(與前進(jìn)方向夾角)。兩上肢自然下垂于身體兩旁，雙眼平視正前方。分別測(cè)定患者睜眼及閉眼60 s時(shí)足底壓力中心信號(hào)值,采集患者運(yùn)動(dòng)有效面積(重心運(yùn)動(dòng)軌跡所覆蓋的區(qū)域面積,其值越小表明穩(wěn)定性越好)，運(yùn)動(dòng)路徑長(zhǎng)度及平均速度(重心在擺動(dòng)過程中所通過的總長(zhǎng)度及平均速度,長(zhǎng)度及速度越小，表明穩(wěn)定性越好)。整個(gè)測(cè)試流程中若發(fā)生跌倒、手扶或邁步等情況均視為未完成。(2)穩(wěn)定極限范圍(LOS)測(cè)試: 患者赤腳站立在平衡板上,維持身體直立,在保證不跌倒?fàn)顩r下,以足跟為中點(diǎn)在360°范圍內(nèi)，根據(jù)顯示器箭頭指示,分別向前后左右傾斜,讓身體重心最大限度地偏離中心位置,測(cè)得足底重心運(yùn)動(dòng)軌跡并測(cè)算出LOS值(患者可維持平衡壓力中心的最遠(yuǎn)距離,體現(xiàn)患者主動(dòng)平衡能力)。在整個(gè)流程中,患者雙腳不能離開平衡板且不能扶扶手,否則需重新測(cè)試,連續(xù)測(cè)量3次,取平均值。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者FMA-LE及BBS評(píng)分的比較 見表1。治療前兩組患者FMA-LE及BBS評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。經(jīng)3周康復(fù)，兩組治療后FMA-LE及BBS評(píng)分均高于治療前(均P<0.05)。治療組治療后FMA-LE及BBS評(píng)分均高于對(duì)照組(均P<0.05)。

2.2 兩組患者睜眼閉眼時(shí)身體壓力中心擺動(dòng)指標(biāo)的比較 見表2。治療前兩組患者睜眼及閉眼時(shí)擺動(dòng)面積、長(zhǎng)度及速度的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。經(jīng)3周康復(fù)，兩組患者治療后睜眼及閉眼時(shí)上述指標(biāo)均較治療前下降(均P<0.05)。治療組治療后睜眼及閉眼時(shí)上述指標(biāo)均低于對(duì)照組(均P<0.05)。

表1 兩組患者FMA-LE及BBS評(píng)分比較結(jié)果(x±s,n=46,分)組別FMA-LE評(píng)分BBS評(píng)分對(duì)照組 治療前17.24±5.1333.91±6.56 治療后22.83±5.10△41.65±6.79△治療組 治療前18.89±5.9435.57±7.16 治療后25.02±5.41△▲44.52±6.94△▲ 注:與治療前相比△P<0.05;與對(duì)照組相比▲P<0.05

2.3 兩組患者LOS值比較結(jié)果 見表3。治療前兩組患者向各個(gè)方向的LOS值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。經(jīng)3周康復(fù)，兩組治療后向各個(gè)方向的LOS值均較治療前增高(均P<0.05)。治療組治療后向各個(gè)方向的LOS值均高于對(duì)照組(均P<0.05)。

表2 兩組患者睜眼時(shí)和閉眼時(shí)身體壓力中心擺動(dòng)指標(biāo)比較結(jié)果(x±s,n=46)組別睜眼時(shí)擺動(dòng)面積(mm2)擺動(dòng)長(zhǎng)度(cm)平均速度(mm/s)閉眼時(shí)擺動(dòng)面積(mm2)擺動(dòng)長(zhǎng)度(cm)平均速度(mm/s)對(duì)照組 治療前470.02±89.95 68.11±9.3814.37±5.01842.30±54.9998.46±9.2121.39±5.76 治療后389.59±106.88△54.46±9.71△10.13±4.46△714.04±124.40△83.85±9.78△14.85±5.06△治療組 治療前433.93±75.1764.67±8.5312.80±4.33816.22±72.4195.28±8.4119.50±5.26 治療后343.72±113.01△▲50.72±8.10△▲8.48±3.34△▲667.30±98.82△▲79.83±9.52△▲12.83±4.64△▲ 注:與治療前相比△P<0.05;與對(duì)照組相比▲P<0.05

表3 兩組患者LOS值比較結(jié)果(x±s,n=46,mm)組別向前向后向左向右對(duì)照組 治療前34.74±8.389.98±4.9422.54±6.1923.39±5.70 治療后41.89±9.26△17.15±6.29△31.59±6.31△32.41±6.83△治療組 治療前36.73±8.6811.72±5.0025.46±7.6626.09±7.12 治療后45.26±6.68△▲19.70±5.94△▲34.41±7.18△▲35.35±7.22△▲ 注:與治療前相比△P<0.05;與對(duì)照組相比▲P<0.05

3 討 論

腦卒中患者平衡能力的康復(fù)是臨床治療難點(diǎn)之一，其原因多為偏癱側(cè)下肢肌肉力量下降及伸肌張力異常升高，進(jìn)而使患者行走時(shí)姿勢(shì)控制能力嚴(yán)重下降，導(dǎo)致錯(cuò)誤的下肢運(yùn)動(dòng)順序模式及異常的關(guān)節(jié)內(nèi)協(xié)調(diào)性，從而引起站位平衡功能降低，這大大增加了患者行走時(shí)跌倒的風(fēng)險(xiǎn)[9]?；诖耍X卒中患者平衡功能的恢復(fù)是提高其日常生活活動(dòng)能力并改善生活質(zhì)量的關(guān)鍵，然而常規(guī)平衡康復(fù)過程單調(diào)及內(nèi)容枯燥，往往使得患者興趣性不高。對(duì)于康復(fù)治療師來說，其工作強(qiáng)度高，工作量大，極容易產(chǎn)生疲勞感，導(dǎo)致康復(fù)效果低下[10]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因具有趣味性、沉浸性及想象性的特點(diǎn)，近幾年已經(jīng)被應(yīng)用于腦卒中患者平衡功能的康復(fù)。Yang等[11]將14例腦卒中后平衡障礙患者隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組給予VR平衡訓(xùn)練，對(duì)照組給予常規(guī)平衡訓(xùn)練。3周后實(shí)驗(yàn)組患者橫向中心壓力最大擺動(dòng)度明顯降低，對(duì)稱指數(shù)與擺動(dòng)偏移度有明顯改善，證實(shí)VR平衡訓(xùn)練能提高患者在運(yùn)動(dòng)中保持平衡的能力。Mirelman等[12]通過VR平衡訓(xùn)練腦卒中患者在虛擬林間小路中行走以躲避障礙物，20例腦卒中患者經(jīng)過3周訓(xùn)練，其步速、步幅及完成時(shí)間均較治療前改善。Kim等[13]利用VR跑步機(jī)訓(xùn)練腦卒中患者靜態(tài)平衡能力,治療后患者體位搖擺速度、搖擺路徑長(zhǎng)度顯著降低，虛擬環(huán)境能提供視覺及聽覺反饋，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)目前存在的平衡問題并及時(shí)糾正，從而更好促進(jìn)步態(tài)康復(fù)。本研究發(fā)現(xiàn)，通過3周訓(xùn)練，治療組與對(duì)照組患者FMA-UE及Berg評(píng)分都獲得提高，但治療組大于對(duì)照組。這表明，VR技術(shù)能有效地改善腦卒中患者平衡功能，這與上述研究結(jié)果相一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過3周的VR平衡訓(xùn)練，兩組患者睜眼及閉眼時(shí)擺動(dòng)面積、擺動(dòng)長(zhǎng)度及擺動(dòng)速度均較治療前下降，兩組向各個(gè)方向的LOS值均較治療前增高，但治療組的改善程度明顯高于對(duì)照組。研究結(jié)果表明，VR平衡訓(xùn)練對(duì)腦卒中患者靜態(tài)平衡功能及姿勢(shì)控制能力的改善明顯優(yōu)于常規(guī)平衡康復(fù)。VR平衡康復(fù)可提供多種正向反饋如視聽及本體感覺[14]，強(qiáng)化患者正確的康復(fù)行為，不斷獲得成功愉悅體驗(yàn)并持續(xù)訓(xùn)練，進(jìn)而激發(fā)其康復(fù)積極性直到掌握多種運(yùn)動(dòng)能力。同時(shí)VR平衡康復(fù)提供多種個(gè)性化模塊，患者可動(dòng)態(tài)調(diào)整康復(fù)強(qiáng)度及時(shí)間進(jìn)而維持康復(fù)動(dòng)機(jī)[3]?；谏窠?jīng)解剖學(xué)理論，腦卒中患者用偏癱肢體反復(fù)訓(xùn)練可進(jìn)一步提高神經(jīng)突觸增強(qiáng)作用，通過運(yùn)動(dòng)誘發(fā)神經(jīng)功能可塑性[14]。有研究者[15]應(yīng)用DTI技術(shù)探究VR對(duì)腦卒中患者平衡康復(fù)的神經(jīng)機(jī)制發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用VR前病灶中心表觀擴(kuò)散系數(shù)與健側(cè)相應(yīng)部位差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，應(yīng)用VR后病灶中心表觀擴(kuò)散系數(shù)高于健側(cè)對(duì)應(yīng)部位。另一研究[16]中功能MRI顯示患者病灶對(duì)側(cè)初級(jí)感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)及雙側(cè)運(yùn)動(dòng)輔助區(qū)皮質(zhì)被激活。

然而，本研究由于治療周期短，納入樣本量偏小，同時(shí)因有個(gè)體差異，故仍然需要增加樣本量，隨訪觀察其長(zhǎng)期效應(yīng)。下一步可利用神經(jīng)影像技術(shù)或神經(jīng)電生理技術(shù)進(jìn)一步探究基于3D環(huán)境的VR任務(wù)導(dǎo)向訓(xùn)練對(duì)平衡功能恢復(fù)的可能調(diào)控機(jī)制。