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        體感互動游戲Wii 改善腦卒中病人康復效果研究進展

        2023-01-21 04:02:35王明珠胡思鴻陶艷玲
        護理研究 2022年23期
        關鍵詞:體感上肢虛擬現(xiàn)實

        王明珠,胡思鴻,王 琴,陶艷玲

        1.遵義醫(yī)科大學珠海校區(qū),廣東 519041;2.深圳市龍崗中心醫(yī)院(護理部)

        腦卒中是我國成年人致死、致殘的首位病因,具有發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高和復發(fā)率高的特點[1],是全世界死亡和永久性殘疾的主要原因[2],對病人本人、家庭和社會都會造成嚴重的負擔。基于游戲的教育方法如今已被應用到各個方面,改善了69%的心理治療、46%的臨床醫(yī)生技能、42%的健康教育和37%的疾病自我管理[3]。在康復治療中使用游戲,特別是與虛擬現(xiàn)實相關的游戲,是有趣和互動的,具有挑戰(zhàn)和激勵功能,可以激勵病人參與游戲,提高康復鍛煉的依從性[4]。本研究綜述Nintendo Wii(Wii)游戲?qū)δX卒中病人的平衡能力、肢體活動、認知能力、活動能力等的康復鍛煉效果和風險管理,旨在提高醫(yī)護人員對Wii游戲的認知,為腦卒中病人的功能康復方法提供參考,設計適合我國腦卒中病人基于體感互動的Wii 游戲提供思路。

        1 概述

        1.1 Wii 游戲應用概況 體感互動游戲?qū)儆谔摂M現(xiàn)實技術(shù)范疇,目前常用的體感設備有美國的Xbox Kinect和日本的Nintendo Wii、Play Station,使自己的身體在虛擬環(huán)境中進行互動,具有廣泛的科學適用性[5]。有系統(tǒng)評價表明,虛擬現(xiàn)實游戲是腦卒中病人最流行的身體康復方法[6]。Wii 游戲于2006 年在日本上市,通過虛擬的交互式環(huán)境使病人進行重復任務訓練,用于改善平衡、力量、柔韌性和健身[7-8],相較于其他虛擬現(xiàn)實游戲,Wii 游戲設備成本低,相對便宜,可以提供有吸引力的環(huán)境,增加病人康復鍛煉的樂趣,提高病人鍛煉依從性,彌補常規(guī)康復訓練耗時耗力、枯燥乏味、病人依從性不高等不足,是神經(jīng)系統(tǒng)病人平衡訓練的工具之一[9]。2010 年后Wii 游戲用于腦卒中病人的功能康復訓練逐漸增多,可以改善身體機能和功能康復,是目前腦卒中病人康復鍛煉使用最廣泛的體感互動游戲工具。Wii 包括48 項虛擬現(xiàn)實游戲,分為瑜伽、肌肉力量訓練、有氧運動和平衡游戲4 組,如網(wǎng)球、高爾夫、棒球、保齡球、拳擊、障礙滑雪、跳臺滑雪、足球、廚房游戲、琴類游戲等[10-12],可以用于醫(yī)院和家庭的平衡能力恢復[13]。目前,Wii 游戲已經(jīng)應用于腦癱[14]、帕金森病[15]、老年人[16]、膝關節(jié)骨性關節(jié)炎[17]等的康復鍛煉中。Wii 的體感互動游戲多應用于國外腦卒中恢復期病人的康復訓練,國內(nèi)的應用研究較少。

        1.2 Wii 游戲設備組成、原理及功能

        1.2.1 Wii 游戲設備組成 Wii 游戲設備有主機、顯示屏、Remote 控制器(手柄)和(或)Wii 平衡板[18]。病人通過手握住控制器(手柄),或者使用綁帶將手柄固定在手臂上,站立在Wii 平衡板上,與顯示屏上的虛擬環(huán)境進行交互來參與游戲[19]。

        1.2.2 Wii 游戲設備原理 Wii 游戲是通過慣性與光學聯(lián)合感測的原理進行運動檢測。慣性感測是通過Wii 手柄或平衡板上的壓力感受器來感測病人肢體運動的物理參數(shù)反映病人參與游戲的程度,如加速度[20]。病人站立在Wii 平衡板上,通過壓力傳感器檢測病人的重心,病人通過改變重心的位置控制游戲環(huán)境。Wii手柄上有應用光學檢測的紅外線傳感器,用以感應紅外線發(fā)射器信號,通過監(jiān)測手部在垂直及水平方向的位移操控游戲[21]。

        1.2.3 Wii 游戲設備功能 Wii 游戲設備不僅可以用于病人參與游戲進行康復鍛煉,Wii 手柄和平衡板還可以作為檢測病人身體功能狀態(tài)的工具。Wii 手柄可以通過壓力傳感器測量病人膝關節(jié)的角度變化評估腦卒中病人肢體的痙攣狀態(tài)[22]。病人通過手握Wii 平衡板測量手部的最大自主收縮力,反映手的握力穩(wěn)定性[23]。Wii 平衡板還可以測量病人安靜站立時的重力,或者將重力集中在患側(cè)下肢后持續(xù)10 s 再轉(zhuǎn)移到健側(cè)下肢,通過壓力傳感器測量病人的重量分布,反映病人身體壓力中心的變化,評估病人的靜態(tài)站立平衡[24-25]。此外,病人站立在Wii 平衡板上,通過玩瑜伽“樹”游戲來評估病人的姿勢穩(wěn)定性[26]。

        2 體感互動游戲Wii 在腦卒中功能康復中的應用

        2.1 平衡能力 良好的平衡能力和姿勢控制是腦卒中病人獨立生活的前提,平衡能力的恢復顯得尤為重要。劉智慧等[26]Meta 分析顯示,在同等干預時間下,體感互動游戲輔助傳統(tǒng)康復訓練法相對于單純傳統(tǒng)康復訓練,可以更大程度上改善腦卒中病人的動態(tài)平衡功能,病人對治療的興趣和滿意度更高。Hyun 等[27]對40 例腦卒中病人使用Wii 設備進行重復站立訓練,病人坐在沒有靠背和扶手的椅子上,保持頭、胸和腹部直立不變,踝關節(jié)、膝關節(jié)和髖關節(jié)屈曲至90°,緩慢站立,盡可能達到最大站立并保持該姿勢,同時病人能在顯示屏上實時檢查自己的訓練動作并進行調(diào)整,進行重復站立訓練,每天訓練20 min,每周5 d,持續(xù)6 周,6周后病人Berg 平衡量表評分上升14 分,有效改善了病人的動態(tài)平衡能力;同時,病人的起立行走試驗和10 m 步行測試時間均有所減少,有效改善了病人的步態(tài)。Karasu 等[28]在常規(guī)治療的基礎上使用Wii 滑雪、企鵝滑梯等游戲進行每次20 min、每周5 d、連續(xù)4 周的虛擬現(xiàn)實游戲后,病人的動態(tài)平衡能力得到改善,此外,病人的壓力中心位移的改善程度明顯高于常規(guī)康復方法,病人的靜態(tài)平衡能力也得到改善。但也有系統(tǒng)評價顯示,Wii 游戲的虛擬現(xiàn)實訓練與傳統(tǒng)的平衡訓練對腦卒中病人的動態(tài)平衡能力恢復效果無差異[29],這可能與目前的研究較少有關,還需要更多研究探討Wii 游戲?qū)δX卒中病人動態(tài)平衡和靜態(tài)平衡的康復作用效果。

        2.2 肢體功能 腦卒中后超過80%和50%的病人存在上肢和下肢功能障礙,指南推薦腦卒中病人的肢體運動功能康復可以進行基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的康復技術(shù)[1,30]。Wii 游戲能改善病人的上肢運動功能的關節(jié)活動范圍、手部運動功能、握力和靈活性[31-32]。Térémetz等[33]研究應用Wii 網(wǎng)球、高爾夫球、拳擊的游戲,測量手部運動的時間、速度和角度,評估病人的上肢功能活動,Wii 游戲和常規(guī)訓練對腦卒中病人的上肢功能恢復和肘部伸展具有相同療效,可能是由于病人只進行了4 周、共12 次的鍛煉,并且在進行鍛煉時出現(xiàn)了軀干的代償性動作,幫助了病人的手部運動,從而使手部的功能活動有所降低。Park 等[34]研究顯示,在慢性腦卒中病人中單獨進行保齡球、乒乓球和皮劃艇的Wii 虛擬現(xiàn)實運動療法有助于改善上肢功能,但在進行虛擬現(xiàn)實運動療法之前接受5 min 的心理療法(1 min 進行放松,3 min 的游戲想象,1 min 的冥想),病人的上肢功能恢復更好。提示未來研究中可以設計帶有放松效果的游戲。Saposnik 等[35]研究表明,使用Wii 虛擬現(xiàn)實游戲與簡單的娛樂活動(如撲克牌、賓果游戲)相比,腦卒中病人的上肢功能沒有明顯的效果。Hyun 等[27]研究中使用Wii 平衡板進行重復站立訓練,病人癱瘓側(cè)髖屈肌、髖外展肌和膝伸肌的肌力均有所上升,有效改善病人的下肢肌肉力量。Trinh 等[36]在腦卒中病人中應用Wii 高爾夫、棒球等游戲進行鍛煉,有效增加了病人的6 min 步行距離和爬樓梯的速度,改善了病人的下肢功能。Marques 等[37]在常規(guī)康復的基礎上使用Wii網(wǎng)球、保齡球、高爾夫游戲進行上肢功能鍛煉,滑雪激流回旋、傾斜臺、繩索拉力等游戲進行下肢功能鍛煉,病人的下肢平衡能力得到明顯改善,但是上肢的改善效果并不明顯,這可能是由于病人只是把Wii 游戲當做娛樂,并不是在進行功能鍛煉。因此,Wii 的非沉浸式虛擬現(xiàn)實游戲?qū)δX卒中病人的上肢及下肢功能康復效果需要更多、更高質(zhì)量的研究證明。

        2.3 認知能力 腦卒中后超過32%的人患有認知障礙[38]。Unibaso 等[39]使用Wii 射箭、網(wǎng)球、高爾夫、保齡球、自行車等游戲?qū)δX卒中病人進行每周3 d、每次30 min、共8 周的訓練后,病人的注意力、信息處理速度和工作記憶等認知能力都有所改善。Kannan 等[40]對30 例慢性腦卒中病人應用Wii 游戲鍛煉的同時進行類比、心算、重復字母等認知訓練,可以提高慢性腦卒中病人的認知能力。Hung 等[41]研究用Wii 游戲訓練和傳統(tǒng)的干預相比,Wii 游戲在改善腦卒中病人的抽象/判斷和語言領域具有更好的效果。

        2.4 活動能力 腦卒中病人活動能力的恢復可以使病人進行基本的日常生活活動,提高病人的日常生活活動能力。Marques 等[37]對29 例腦卒中病人在常規(guī)功能鍛煉的基礎上應用Wii 網(wǎng)球、保齡球、繩索拉力等游戲進行干預后,病人的日常生活活動能力得分明顯得到提高。McNulty 等[42]使用Wii 游戲進行14 d 的功能鍛煉后,病人日常生活活動能力得到提升,在6 個月時對病人進行訪談,病人仍愿意使用Wii 游戲進行功能鍛煉,并且有很高的依從性和接受度。Karasu 等[28]對腦卒中病人應用Wii 虛擬游戲進行4 周的康復鍛煉,在第4 周和第8 周用功能獨立性測試評估病人的活動能力,病人的轉(zhuǎn)移和運動部分的得分都有所提高,進行活動的獨立性得到明顯改善。

        2.5 生活質(zhì)量 隨著醫(yī)療及生活水平的提高,病人越來越關注自身生活質(zhì)量。腦卒中病人由于疾病的影響,不能參與正常的社會生活。研究表明,基于虛擬現(xiàn)實的游戲干預可以改善腦卒中病人的生活質(zhì)量[43]。Unibaso 等[44]應用Wii 游戲與標準康復治療相比,干預2 個月后,進行Wii 游戲的腦卒中病人身體機能、社會機能和心理健康維度評分顯著提高,病人的生活質(zhì)量得到改善。

        2.6 其他 有研究發(fā)現(xiàn),腦卒中病人應用Wii 體感互動游戲進行訓練,可以增加皮質(zhì)運動的興奮性,從而增強運動學習能力,促進神經(jīng)功能恢復[45]。Trinh 等[46]研究顯示,Wii 上肢運動療法可以增加腦卒中病人的心率,改善病人的心血管健康狀況。進行Wii 單人或者多人的網(wǎng)球運動游戲模式可以調(diào)節(jié)老年人之間的社會支持和孤獨感,改善老年人的抑郁癥狀[47]。提示可以開發(fā)基于Wii 的多人共同參與的游戲模式應用于腦卒中病人,以取得更好的康復鍛煉效果。

        3 Wii 游戲的風險管理

        Wii 設備對距離敏感,動作捕捉延遲,不能精確反映病人的運動程度,可能對病人造成二次傷害,某些Wii 游戲在時間、速度、強度、復雜性和運動范圍不適合所有的腦卒中人群[20],各研究中沒有統(tǒng)一標準的干預方案。在病人進行Wii 游戲鍛煉前,治療師要根據(jù)腦卒中病人的殘疾程度和需要選擇適合的游戲。鍛煉過程中,仔細觀察病人有無肢體不適、疲勞、眩暈等不良反應,據(jù)病人情況及時調(diào)整鍛煉計劃,給予安全措施,避免發(fā)生跌倒等不良事件。Wii 游戲可以應用于家庭的康復訓練,但是在家庭訓練之前應對病人及其照顧者進行培訓,以保證訓練過程中的安全問題。目前,已經(jīng)有基于Wii 技術(shù)的新型虛擬現(xiàn)實康復技術(shù),可以根據(jù)病人的情況設置運動范圍、速度和持續(xù)時間、重復次數(shù)[48],未來研究可以開發(fā)根據(jù)腦卒中病人的不同需求進行選擇的游戲。

        4 小結(jié)

        體感交互游戲?qū)δX卒中病人的康復鍛煉效果優(yōu)于單純傳統(tǒng)康復治療[49]。基于Wii 的體感互動游戲可以改善腦卒中病人的平衡能力、肢體運動、認知能力、活動能力,提高病人的生活質(zhì)量等。未來研究可以加強與其他團隊的合作,設計多人、帶有放松效果和認知訓練,且能夠根據(jù)病人的殘疾程度和需求進行選擇的游戲,并制定適合我國腦卒中病人基于Wii 游戲進行康復鍛煉的標準干預方案。

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