賀濤濤 阮婷婷 劉晶晶 劉佳 朱群麗 石紅梅 黃靜(綜述)

1湖南中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410208；2長(zhǎng)沙衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院 410100；3湖南省中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院，長(zhǎng)沙 410006

腦卒中是全球第二大死亡原因〔1〕，2016年，全球卒中發(fā)病率為203.38/10萬，病死率為86.52/10萬〔2〕；據(jù)2020年《中國(guó)卒中報(bào)告》顯示：我國(guó)的腦卒中發(fā)病率為246.8/10萬，死亡率為149.49/10萬〔3-4〕。腦卒中后認(rèn)知障礙(post-stroke cognitive impairment，PSCI)是指腦卒中后6個(gè)月內(nèi)存在更長(zhǎng)時(shí)間以認(rèn)知障礙為特征的臨床綜合征〔5〕。有1/3的腦卒中幸存者會(huì)患有PSCI，主要表現(xiàn)為記憶、言語、視空間、執(zhí)行、計(jì)算和理解判斷等功能中的一項(xiàng)或多項(xiàng)受損，從而降低患者生活自理能力，影響患者日常生活質(zhì)量，增加家庭與社會(huì)疾病負(fù)擔(dān)〔6-7〕。因此，及時(shí)預(yù)防和治療PSCI尤為重要。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtual reality technology，VR)在醫(yī)療教學(xué)培訓(xùn)，醫(yī)療康復(fù)等方面廣為應(yīng)用，其可操作性強(qiáng)，趣味性高，高度沉浸感，可交互等特點(diǎn)讓虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在認(rèn)知障礙領(lǐng)域有一定的發(fā)展空間〔9〕。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在PSCI康復(fù)中的優(yōu)勢(shì)逐漸被關(guān)注和探索，現(xiàn)將國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中后認(rèn)知功能訓(xùn)練中的應(yīng)用情況進(jìn)行綜述，以期為我國(guó)腦卒中患者認(rèn)知功能改善提供理論依據(jù)。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)創(chuàng)造一個(gè)虛擬的3D環(huán)境，通過視覺，味覺，聽覺，觸覺等多種感官的交互刺激，讓患者產(chǎn)生身臨其境的心理感知和身體體驗(yàn)〔10〕。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸性(immersion)、交互性(interaction)、構(gòu)想性(imagination)3種特征〔11〕。

1.1 沉浸性

采用頭盔式顯示設(shè)備，以交互手柄，頭部追蹤器為交互設(shè)備，讓用戶全身心置于一個(gè)虛擬環(huán)境中，利用各種交互設(shè)備來操控虛擬環(huán)境，讓用戶在高度逼真的虛擬環(huán)境中產(chǎn)生真實(shí)的體驗(yàn)感〔12〕。

1.2 交互性

用戶能夠?qū)μ摂M環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互性操作和交流，通過對(duì)用戶視覺，聽覺，味覺，嗅覺，皮膚感知覺等多重刺激，以獲得更多的心理及身體上的自然反饋信息〔13〕。

1.3 構(gòu)想性

虛擬環(huán)境由人構(gòu)想和設(shè)計(jì)，用戶在這個(gè)環(huán)境中，可以自由發(fā)揮想象力和主觀能動(dòng)性，有利于引發(fā)新的靈感和思想，促進(jìn)其對(duì)某種概念的深度理解，拓寬認(rèn)知范圍。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在PSCI病人康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用

2.1 記憶康復(fù)

Kim〔14〕等研究發(fā)現(xiàn)，與僅使用計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知康復(fù)治療的PSCI患者相比，接受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)訓(xùn)練結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知康復(fù)的PSCI患者在短期記憶、長(zhǎng)期記憶和視覺注意力方面有顯著改善。陳姣姣等〔15〕觀察了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在50例PSCI記憶功能障礙患者的應(yīng)用,結(jié)果顯示治療后研究組圖片再認(rèn)、即時(shí)回憶故事、延時(shí)回憶故事、即時(shí)回憶路線評(píng)分總分均明顯高于對(duì)照組，由此可見，3D 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能有效改善PSCI患者記憶功能障礙。分析原因如下：一方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的趣味性激發(fā)了患者的參與性，提高了患者的依從性；另一方面，逼真的虛擬環(huán)境多感官刺激有利于促進(jìn)腦組織代謝，提升患者的神經(jīng)遞質(zhì)傳導(dǎo)功能，使注意力增加，注意力提高是記憶功能康復(fù)的基礎(chǔ)。

2.2 言語康復(fù)

腦卒中后失語癥(Aphasia after stroke，PSA)患者中PSCI的發(fā)生率為89.5%，兩者存在顯著正相關(guān)關(guān)系〔16〕。Giachero等〔17〕為了促進(jìn)PSA患者之間的溝通交流，通過屏幕投射VR情景為失語癥者創(chuàng)造了一個(gè)半沉浸式日常虛擬環(huán)境，6個(gè)月的研究結(jié)果表明，VR組在語言文字理解、口頭重復(fù)方面有顯著改善，同時(shí)，提高了患者的自尊水平及情緒調(diào)節(jié)能力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以促進(jìn)失語癥患者的言語康復(fù)，還可以同時(shí)促進(jìn)心理健康。彭曉蘭〔18〕等構(gòu)建了一個(gè)虛擬超市場(chǎng)景，對(duì) 4 名PSA患者進(jìn)行了2種難度的購(gòu)物實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，患者在虛實(shí)融合輔助的言語康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)中完成任務(wù)的時(shí)間和表現(xiàn)呈現(xiàn)了該系統(tǒng)的實(shí)用性,也得到了康復(fù)治療師的認(rèn)可。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為PSA患者提供了一個(gè)安全性高，可操作性強(qiáng)，滿意度高的康復(fù)環(huán)境，但虛擬環(huán)境與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的不斷切換，容易讓理解能力有限的患者產(chǎn)生疲憊感，因此，根據(jù)患者具體癥狀表現(xiàn)及病情嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)訓(xùn)練是有必要的，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在言語康復(fù)方面還有可持續(xù)發(fā)展空間。

2.3 注意力恢復(fù)

肖湘〔19〕等通過對(duì)34例PSCI患者進(jìn)行4周基于Kinect體感交互技術(shù)的VR康復(fù)訓(xùn)練如切水果、打網(wǎng)球，訓(xùn)練后試驗(yàn)組PSCI患者M(jìn)OCA的注意力、視空間與執(zhí)行功能、定向評(píng)分優(yōu)于常規(guī)組。動(dòng)態(tài)畫面視聽覺重復(fù)刺激，可激發(fā)患者的思維活動(dòng)，促進(jìn)受損部位血流量增加和功能恢復(fù)，以改善認(rèn)知功能，提高日常生活能力。Fordell等〔20〕通過將雷哈特(RehAttTM)設(shè)備與VR游戲相結(jié)合來幫助PSCI患者恢復(fù)注意力，5周的RehAtt培訓(xùn)及6個(gè)月之后的隨訪結(jié)果顯示，RehAttTM培訓(xùn)明顯改善了PSCI注意力障礙患者在日常生活中的空間注意力。個(gè)性化任務(wù)定制、階梯式增加難度、獎(jiǎng)勵(lì)式訓(xùn)練為患者創(chuàng)造一個(gè)娛樂的訓(xùn)練環(huán)境，提高患者的參與性。Faria等〔21〕通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)干預(yù)PSCI患者進(jìn)行一個(gè)月的注意力、執(zhí)行功能和視覺空間能力恢復(fù)對(duì)比，結(jié)果顯示，VR組在注意力、執(zhí)行功能和視覺空間能力等恢復(fù)方面有顯著改善，這與Gamito等〔22〕的研究結(jié)果一致。該研究針對(duì)腦卒中患者實(shí)施多種認(rèn)知障礙癥狀的同時(shí)康復(fù)訓(xùn)練，更貼近患者日常生活，提高患者的日常生活能力。

2.4 心理康復(fù)

Luca〔23〕等在半沉浸式虛擬環(huán)境中對(duì)1名58歲的PSCI患者使用傳統(tǒng)的Bts-Nirvana 的呼吸放松法，研究發(fā)現(xiàn)患者的焦慮癥狀和注意力有明顯改善。傳統(tǒng)療法與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)聯(lián)合使用有利于促進(jìn)PSCI患者積極心理，緩解焦慮癥狀。為了同時(shí)解決記憶、注意力、空間意識(shí)和執(zhí)行功能、抑郁等方面的問題，Maier等〔24〕對(duì)30例PSCI患者進(jìn)行了6周的訓(xùn)練，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組患者在注意力和空間意識(shí)方面有顯著變化，抑郁水平降低，但在執(zhí)行功能和記憶領(lǐng)域沒有明顯變化。目前心理康復(fù)大多聯(lián)合記憶力，注意力，空間感訓(xùn)練等同時(shí)進(jìn)行，其實(shí)心理康復(fù)設(shè)計(jì)訓(xùn)練上可以傾向于多場(chǎng)景，多模塊，多維度，未來可進(jìn)一步進(jìn)行針對(duì)PSCI患者心理康復(fù)設(shè)計(jì)和研究。

2.5 遠(yuǎn)程康復(fù)

Torrisi〔25〕等研究顯示，接受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與遠(yuǎn)程康復(fù)結(jié)合治療的PSCI患者的整體認(rèn)知情況、注意力、聽覺語言學(xué)習(xí)有所改善，同時(shí)，患者的焦慮癥狀明顯改善。在虛擬環(huán)境中的康復(fù)過程中，患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)接收到增強(qiáng)反饋信號(hào)，激發(fā)腦神經(jīng)發(fā)生深刻變化，從而促進(jìn)認(rèn)知功能的康復(fù)。王月姣等〔26〕設(shè)計(jì)出一套用于遠(yuǎn)程康復(fù)訓(xùn)練的虛擬駕駛軟件系統(tǒng)，主要運(yùn)用于各種原因?qū)е碌纳现\(yùn)動(dòng)功能障礙康復(fù)訓(xùn)練，治療師端的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示患者訓(xùn)練視頻、訓(xùn)練數(shù)據(jù)及當(dāng)前訓(xùn)練方案，并可以與患者及時(shí)溝通，根據(jù)患者康復(fù)訓(xùn)練信息及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練方案。通過可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊作為中介，界面實(shí)時(shí)顯示直觀的信息，為患者創(chuàng)造相對(duì)安全的虛擬駕駛環(huán)境，不限時(shí)間、空間、地域進(jìn)行居家康復(fù)訓(xùn)練，為患者節(jié)約了各種資源成本。

2.6 認(rèn)知障礙篩查與評(píng)定

高齡人群是PSCI的重要危險(xiǎn)影響因素之一，隨著年齡增加，PSCI患者患癡呆的風(fēng)險(xiǎn)也日益增加〔27〕。一項(xiàng)虛擬超市試驗(yàn)(virtual supermarket，VSM)主要通過模擬日常超市購(gòu)物的流程，如選定商品，付款等，收集用戶在虛擬超市場(chǎng)景中購(gòu)買指定商品任務(wù)完成的數(shù)據(jù)情況進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果表明VSM在區(qū)分MCI患者和健康老年人時(shí)正確率為87.30%，但在本試驗(yàn)中不能區(qū)分疾病亞型〔28〕。另一項(xiàng)虛擬超市試驗(yàn)是可以在平板和電腦上進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的小程序，研究結(jié)果表明，VSM小程序在檢測(cè)MCI方面準(zhǔn)確性很高，通過VR應(yīng)用可以進(jìn)行遠(yuǎn)程MCI評(píng)估和篩查〔29〕。金多耀〔30〕等開發(fā)了三維虛擬現(xiàn)實(shí)程序，利用虛擬地鐵環(huán)境評(píng)估PSCI患者乘坐地鐵到達(dá)目的地的認(rèn)知功能情況，VR 程序的各項(xiàng)參數(shù)均與 MMSE 評(píng)分顯著相關(guān)(P<0.01)，由此可見，三維虛擬現(xiàn)實(shí)程序有助于評(píng)估PSCI的認(rèn)知功能。評(píng)估和篩查作為疾病診斷和護(hù)理的重要環(huán)節(jié)，是開展醫(yī)療工作的第一步，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來開創(chuàng)評(píng)估的新方式能有效預(yù)測(cè)PSCI患者的日常生活能力，及制定康復(fù)治療計(jì)劃，并解決目前我國(guó)醫(yī)療資源分布不均衡的問題。

3 小結(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為卒中康復(fù)領(lǐng)域做出諸多貢獻(xiàn)，不僅可有效改善PSCI患者的記憶、言語、心理、注意力等問題，也可輔助患者進(jìn)行疾病評(píng)估和遠(yuǎn)程康復(fù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)于設(shè)計(jì)內(nèi)容豐富有趣，具有交互性，反饋及時(shí)，精準(zhǔn)干預(yù)，節(jié)省人力資源，還有助于降低康復(fù)訓(xùn)練總成本，如Lloréns〔31〕等關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中遠(yuǎn)程康復(fù)的成本分析研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)康復(fù)費(fèi)用支出對(duì)比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助每位患者節(jié)省約654.72美元的康復(fù)支出，但成本主要和病情及康復(fù)內(nèi)容有關(guān)。然而國(guó)內(nèi)關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中康復(fù)中的研究并不多見，且缺乏多中心、大樣本、系統(tǒng)性的研究，考慮原因如下：①虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)主要應(yīng)用于日常生活商業(yè)游戲方面，僅有19%的專業(yè)人員會(huì)在臨床中使用該技術(shù)，可能與開發(fā)和維護(hù)成本昂貴有關(guān)〔32〕。②應(yīng)用在腦卒中康復(fù)領(lǐng)域的系統(tǒng)主要由國(guó)外開發(fā)和設(shè)計(jì)以及國(guó)內(nèi)相關(guān)專業(yè)人才稀少，所以缺少與國(guó)內(nèi)文化醫(yī)療背景相符的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。③虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前應(yīng)用出現(xiàn)不良反應(yīng)如眩暈，頭痛等。因此，要基于本國(guó)社會(huì)文化背景，關(guān)注我國(guó)患者的特性，交叉學(xué)科多團(tuán)隊(duì)融合合作開發(fā)設(shè)計(jì)出適合我國(guó)醫(yī)療現(xiàn)況的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，降低醫(yī)療成本；醫(yī)護(hù)人員主動(dòng)向大眾普及相關(guān)專業(yè)知識(shí)，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦卒中后認(rèn)知障礙患者的應(yīng)用及研究提供良好的社會(huì)環(huán)境，推動(dòng)腦卒中后認(rèn)知障礙康復(fù)訓(xùn)練的發(fā)展。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突