徐 檬，趙斐斐

眩暈是一種使人衰弱的癥狀，導(dǎo)致醫(yī)療保健利用率增加和病人工作效率下降[1]。前庭康復(fù)用于管理前庭疾病的癥狀表現(xiàn)。然而，前庭康復(fù)受到可及性和時(shí)間投入的限制。近些年，虛擬現(xiàn)實(shí)被描述為一種前庭康復(fù)工具，可以規(guī)避這些治療障礙。盡管如此，虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)前庭康復(fù)的效果仍不清楚。本研究旨在回顧和總結(jié)目前關(guān)于基于虛擬現(xiàn)實(shí)的前庭康復(fù)有效性的文獻(xiàn)，了解近年虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在前庭康復(fù)中的研究進(jìn)展。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在前庭功能障礙病人康復(fù)護(hù)理中的應(yīng)用意義

前庭康復(fù)是眩暈病人的主要治療手段，治療場(chǎng)地可以在家和醫(yī)院中完成。虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)作為一種前庭康復(fù)的輔助手段可以使前庭功能障礙病人暴露于動(dòng)態(tài)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，對(duì)存在運(yùn)動(dòng)或視覺(jué)刺激癥狀的病人應(yīng)用虛擬平衡游戲，與常規(guī)VR相比，頭暈和生活質(zhì)量都有所改善，采用沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助VR治療慢性前庭功能低下的病人取得了良好的效果，提供了一種更愉悅的訓(xùn)練方法[2]。Campbell等[3]強(qiáng)調(diào)了堅(jiān)持治療在確定通過(guò)旨在預(yù)防視障者跌倒的家庭干預(yù)措施所獲得的益處方面的重要性。有氧訓(xùn)練方案相關(guān)的交互式視頻游戲系統(tǒng)比單獨(dú)的有氧訓(xùn)練方案更能提高依從性和身體健康水平[4]。因此，使用VR/AR可以改善前庭康復(fù)依從性和整體結(jié)果[5-6]。虛擬現(xiàn)實(shí)在治療前庭功能障礙方面的效用在于它有可能通過(guò)更積極的前庭康復(fù)實(shí)現(xiàn)改善的習(xí)慣化，替代和適應(yīng)，已被研究為一種康復(fù)干預(yù)，并被發(fā)現(xiàn)可以改善各種疾病癥狀。綜上所述，VR主要增強(qiáng)病人前庭和平衡系統(tǒng)的適應(yīng)性；可以降低對(duì)頭暈的高度警惕，減輕焦慮等情緒困擾[7]；因此，臨床中可以根據(jù)病人的需求和治療偏好，虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練法是很有前景的，可在安全且相對(duì)容易控制的條件下提供更具挑戰(zhàn)性的交互環(huán)境，增加病人的沉浸感和訓(xùn)練興趣，以強(qiáng)化訓(xùn)練效果[8]。

2 在前庭病人康復(fù)中應(yīng)用的主要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

2.1 前庭運(yùn)動(dòng)和光動(dòng)刺激虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備 (OCULUS GO)由虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)和控制器構(gòu)成[9]。頭戴式顯示器(HMD) 是可移動(dòng)的無(wú)線顯示器，視野為110°，分辨率為2 560×1 440 K，刷新率為60 Hz。該虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由前庭運(yùn)動(dòng)(VE)和視動(dòng)刺激(VRT)兩部分組成，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，目標(biāo)是一個(gè)機(jī)器人，它引導(dǎo)參與者跟隨，并通過(guò)音頻指導(dǎo)。所有參與者使用帶有頭戴式顯示器的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)接受VE 20 min，每周1次，持續(xù)4周[10]。前庭鍛煉計(jì)劃包括三個(gè)環(huán)節(jié)，第一個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)自適應(yīng)前庭眼反射練習(xí)在穩(wěn)定的背景下，在一個(gè)房間里病人的頭部安裝顯示器必須旋轉(zhuǎn)超過(guò)15°的一個(gè)固定目標(biāo)；第二個(gè)環(huán)節(jié)是一個(gè)自適應(yīng)的視覺(jué)引導(dǎo)前庭-眼部反射練習(xí)慣用的背景(海里的魚(yú))；第三環(huán)節(jié)是頭頸部的活動(dòng)，因?yàn)橐曇笆?70°，病人應(yīng)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)頭部尋找目標(biāo)。每一個(gè)環(huán)節(jié)增加難度，使得移動(dòng)頭部和/或眼睛更快。光動(dòng)刺激像夜空中星星一樣的小閃電點(diǎn)來(lái)刺激，圍繞病人順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。VE可以改善前庭功能障礙的頭暈，生活質(zhì)量和步態(tài)功能;對(duì)于有視覺(jué)眩暈癥狀的個(gè)體如持續(xù)性姿勢(shì)知覺(jué)頭暈的病人應(yīng)額外用光動(dòng)刺激治療，Choi[9]的研究證明視覺(jué)刺激有積極作用。

2.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng) 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)通過(guò)兩種不同的策略將受試者置于模擬的現(xiàn)實(shí)世界中來(lái)治療前庭功能障礙。一個(gè)使用頭戴式顯示器VR設(shè)備的門(mén)診系統(tǒng)，第二個(gè)使用全身浸入式住院系統(tǒng)，如沉浸式康復(fù)鍛煉系統(tǒng)(Gesturetek Heath)[11]；根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的種類(lèi)也可以分為高端系統(tǒng)、現(xiàn)成系統(tǒng)，高端系統(tǒng)主要有頭戴式顯示和廣角顯示，現(xiàn)成系統(tǒng)任天堂Wii、微軟公司Kinect和混合系統(tǒng)(利用低價(jià)系統(tǒng)和專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)軟件)。這些系統(tǒng)在沉浸感、技術(shù)規(guī)格、前端靈活性、可用性、價(jià)格和是否可應(yīng)用關(guān)于康復(fù)等方面都有所區(qū)分。在過(guò)去的幾年里,可下載的康復(fù)輔助視頻游戲已經(jīng)引起了物理康復(fù)師的濃厚興趣。此外,很多實(shí)驗(yàn)也證明老年病人非常享受有這種視頻游戲的康復(fù)體驗(yàn)。與VR相比，AR增強(qiáng)了現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境，而不是取代它。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)生成的聲音、文本和圖形，將投射到用戶的自然視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)領(lǐng)域，從而增加受試者的現(xiàn)實(shí)世界感官輸入[12]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平臺(tái)已被用于使用AR眼鏡治療前庭疾病。

2.3 基于虛擬顯示技術(shù)的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)組織測(cè)試 基于虛擬顯示技術(shù)的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)組織測(cè)試(LSOT)是一種評(píng)估前庭功能障礙病人步態(tài)姿勢(shì)的新方法。它是在感覺(jué)組織測(cè)試(SOT)這個(gè)廣泛研究的一個(gè)拓展，因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)等更動(dòng)態(tài)的任務(wù)中，人們對(duì)這些過(guò)程知之甚少。有學(xué)者開(kāi)發(fā)并實(shí)施了一種實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由集成的儀器化多感官虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境組成，LSOT設(shè)備由VR環(huán)境和包含兩個(gè)嵌入式測(cè)力板的儀器化跑步機(jī)組成，集成到一個(gè)系統(tǒng)中允許同步數(shù)據(jù)收集和刺激顯示[13]。步行過(guò)程中的視覺(jué)輸入具有獨(dú)特的編碼任務(wù)特定信息的能力，包括行進(jìn)距離，導(dǎo)航，規(guī)劃步行軌跡和感知環(huán)境特征[14]。假設(shè)我們行走過(guò)程中的動(dòng)態(tài)姿勢(shì)控制會(huì)受到單峰和多模態(tài)感覺(jué)擾動(dòng)的影響，從而誘導(dǎo)感覺(jué)重新校準(zhǔn)。該儀器也揭示了多感官的相互作用，視覺(jué)在保持動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)任務(wù)中將顯著增加視覺(jué)條件引起的姿勢(shì)擾動(dòng)，LSOT條件下視覺(jué)增益的增加反映了視覺(jué)輸入對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的重要性[15]。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在前庭康復(fù)病人康復(fù)護(hù)理中的應(yīng)用方法

3.1 沉浸式VR輔助前庭功能的康復(fù)護(hù)理 使用沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)輔助前庭康復(fù)系統(tǒng)軟件,訓(xùn)練軟件系統(tǒng)包括2個(gè)級(jí)別:入門(mén)適應(yīng)級(jí)別(坐式訓(xùn)練)15場(chǎng)景,鞏固提高級(jí)別(站立式訓(xùn)練)21場(chǎng)景。要求病人使用頭戴式顯示器、手柄在虛擬場(chǎng)景完成各項(xiàng)指定任務(wù):目光跟隨訓(xùn)練、傳送帶任務(wù)訓(xùn)練、置物訓(xùn)練、控制訓(xùn)練。訓(xùn)練過(guò)程中系統(tǒng)通過(guò)場(chǎng)景變化、聲光反饋效果等產(chǎn)生逼真的立體視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)線索,讓病人跟隨線索做眼、頭、腰協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)完成指定任務(wù),系統(tǒng)根據(jù)人機(jī)交互功能以任務(wù)完成情況給予評(píng)分,使病人在沉浸訓(xùn)練環(huán)境中產(chǎn)生游戲感,增加趣味性,減少對(duì)訓(xùn)練的乏味感[16]。該訓(xùn)練對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)地陪護(hù)人員沒(méi)有特殊要求,更適合離院家庭式訓(xùn)練。為利用VR技術(shù)對(duì)平衡功能障礙病人進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)體化康復(fù)治療,能夠顯著提高前庭康復(fù)的效率和效果可改善病人的平衡功能、日?；顒?dòng)能力及生活質(zhì)量。有研究表明沉浸式VR輔助前庭功能的康復(fù)護(hù)理可降低老年人跌倒風(fēng)險(xiǎn)[17]。

3.2 虛擬技術(shù)對(duì)病人平衡功能的康復(fù)護(hù)理 虛擬平衡訓(xùn)練包括坐位時(shí)頭部及身體的姿勢(shì)控制，站立時(shí)身體平衡控制及WBB上身體平衡控制等，如障礙滑雪、果園采摘、沙灘排球、超市購(gòu)物等平衡訓(xùn)練游戲[18]。障礙滑雪虛擬情景為:在設(shè)有各種障礙的虛擬滑雪賽道上，病人站立于平衡板上，通過(guò)向前、向后、向左、向右移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)身體重心以躲過(guò)障礙物并完成任務(wù)，主要訓(xùn)練眩暈病人的穩(wěn)定極限[19]。果園采摘虛擬情景為:果園里有各種閃爍的水果和蔬菜，病人需要以不同的速度和幅度來(lái)移動(dòng)重心并完成采摘，主要訓(xùn)練眩暈病人的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。沙灘排球虛擬情景為:病人雙腳站立保持與肩同寬，排球從不同方向飛來(lái)，病人通過(guò)調(diào)整身體重心來(lái)用手拍擊排球以完成任務(wù)，主要訓(xùn)練眩暈病人的姿勢(shì)穩(wěn)定性。超市購(gòu)物虛擬情景為:在復(fù)雜的虛擬商品陳列背景下，通過(guò)調(diào)整虛擬通道的長(zhǎng)度、寬度及視物內(nèi)容來(lái)改變超市內(nèi)視覺(jué)環(huán)境的復(fù)雜性，是前庭-眼反射意志的強(qiáng)化訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助精確的測(cè)評(píng)、反饋、訓(xùn)練等手段，增強(qiáng)了康復(fù)訓(xùn)練的趣味性，同時(shí)還提高了訓(xùn)練效果，病人也愿意積極地參與鍛煉，提高了訓(xùn)練的效果[20]。

4 VR用于前庭康復(fù)中存在的問(wèn)題

在國(guó)外，目前已有很多文章報(bào)告了虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用(特別是游戲平臺(tái))，針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)損傷或老年病人姿勢(shì)穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，可用動(dòng)態(tài)平衡訓(xùn)練改善[6,21]。直至近些年,才有應(yīng)用于前庭適應(yīng)性鍛煉的相關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相繼面世,如凝視視靶同時(shí)行頭部運(yùn)動(dòng)[22]。盡管虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在應(yīng)用方面有很多可能性，但大部分仍不能商用，主要限制在于需要巨大的空間或者特殊訓(xùn)練的技師干預(yù)指導(dǎo),價(jià)格過(guò)于昂貴，因此這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于大部分前庭康復(fù)臨床醫(yī)生與病人來(lái)說(shuō)都是難以企及的。

我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起步較晚，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)受價(jià)格、技術(shù)等方面的制約還不能更多地普及應(yīng)用。缺乏合適的內(nèi)容、費(fèi)用昂貴是其面臨的主要障礙，雖然生物仿真學(xué)及腦科學(xué)等領(lǐng)域的研究問(wèn)題還未能完全實(shí)現(xiàn)，但VR在醫(yī)學(xué)保健領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)較好。VR技術(shù)不僅可有效提高外科手術(shù)質(zhì)量，降低醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)，還可以提高成本效益。因此，建議未來(lái)VR干預(yù)應(yīng)立足病人需求，結(jié)合用戶反饋，探索VR內(nèi)容，拓寬使用場(chǎng)景，進(jìn)而提高VR干預(yù)的有效性；繼續(xù)監(jiān)測(cè)不良事件，建立臨床緩解病人風(fēng)險(xiǎn)的證據(jù)基礎(chǔ)，促進(jìn)醫(yī)護(hù)人員全面認(rèn)識(shí)疾病進(jìn)展，推動(dòng)護(hù)理模式變革。

5 小結(jié)和展望

綜上所述，針對(duì)傳統(tǒng)康復(fù)療法不具有的優(yōu)勢(shì)，VR技術(shù)已經(jīng)成為前庭康復(fù)護(hù)理中的一個(gè)有前途的工具。未來(lái)病人的前庭康復(fù)鍛煉地點(diǎn)可以更加廣泛，不只是在家中、醫(yī)院，而是可以隨時(shí)隨地進(jìn)行，這將是虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)中創(chuàng)造的模擬環(huán)境中的有趣活動(dòng)可能增加益處的領(lǐng)域，可以大大提高前庭康復(fù)鍛煉的效率。未來(lái)應(yīng)不斷創(chuàng)新VR技術(shù)，依托多學(xué)科團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展大規(guī)模、設(shè)計(jì)科學(xué)、多人群、關(guān)注病人的個(gè)人偏好與VR體驗(yàn)滿意度，指導(dǎo)臨床醫(yī)護(hù)人員參與VR系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，指導(dǎo)病人正確、高效地進(jìn)行康復(fù)鍛煉，提升頭戴顯示器的智能化、情景化，提高病人參與VR的積極性，把VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，提供輕便、簡(jiǎn)單的硬件設(shè)備和生動(dòng)形象的虛擬場(chǎng)景，提升VR技術(shù)的延伸服務(wù)，增加VR潛在的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，開(kāi)發(fā)適用于我國(guó)醫(yī)療背景、操作簡(jiǎn)單的VR新技術(shù)，推動(dòng)VR在臨床中的廣泛應(yīng)用。