基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)應(yīng)用研究

馬宏霞

(中州大學(xué)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院,河南 鄭州 450044)

在運(yùn)動(dòng)康復(fù)領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)最重要的用途在于對(duì)受損的運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行康復(fù)性訓(xùn)練。康復(fù)訓(xùn)練的目的是使機(jī)體在最短的時(shí)間里通過(guò)針對(duì)性的練習(xí)消除由于損傷造成的功能障礙。決定康復(fù)訓(xùn)練效果的關(guān)鍵因素包括康復(fù)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是否適度,運(yùn)動(dòng)范圍是否全面,運(yùn)動(dòng)方式是否符合日常的生活習(xí)慣等。VR可以提供精確的測(cè)評(píng)、輔助、監(jiān)控、訓(xùn)練等技術(shù),從而充分保證運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的有效性。目前,國(guó)內(nèi)尚未看到將 VR技術(shù)應(yīng)用于腦梗死后遺癥運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療研究的相關(guān)報(bào)道。本研究旨在探討運(yùn)用 VR技術(shù)對(duì)由腦血管疾病所致運(yùn)動(dòng)功能障礙的康復(fù)治療效果。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 被試為 2008年 4月至 2009年 1月在鄭州市第二人民醫(yī)院、鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科及康復(fù)科住院治療的腦血管疾病人員。入組標(biāo)準(zhǔn)依據(jù) 1995年第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議通過(guò)的診斷標(biāo)準(zhǔn),需經(jīng)顱腦 CT或核磁共振確診的初發(fā)腦梗死患者,患者遺留有肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙,但沒(méi)有嚴(yán)重認(rèn)知障礙及精神疾患,病程在 3 w內(nèi),格拉斯哥昏迷計(jì)分(GCS)≥8分,生命體征穩(wěn)定。排除標(biāo)準(zhǔn)為腦血管病發(fā)病前已有癡呆表現(xiàn)及精神疾病,認(rèn)知障礙較嚴(yán)重及語(yǔ)言不能者,重要器官如心、肺、肝、腎等有嚴(yán)重疾患,有神經(jīng)肌肉骨骼病變可能干擾功能恢復(fù)且無(wú)法堅(jiān)持治療的患者。隨機(jī)抽取符合入組標(biāo)準(zhǔn)的被試患者 60例,年齡 44～67〔平均(54.9±9.6)〕歲,隨機(jī)分為對(duì)照組 30例,其中男 17例,女 13例,平均年齡(56.23±10)歲;實(shí)驗(yàn)組 30例,其中男 16例,女 14例,平均年齡(55.98±8.43)歲。被試兩組成員在年齡、性別、疾患、患肢肌力、運(yùn)動(dòng)功能障礙上差異無(wú)顯著性。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 兩組的基礎(chǔ)治療均為神經(jīng)科的藥物治療。對(duì)照組采用傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)康復(fù)療法,治療措施包括:①肢體在床上功能位擺放;②體位按時(shí)變換;③功能障礙肢體各關(guān)節(jié)的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和主動(dòng)運(yùn)動(dòng);④上肢的輔助功能(坐起)訓(xùn)練;⑤腰背肌功能訓(xùn)練;⑥重心的坐位及站立平衡訓(xùn)練;⑦步行訓(xùn)練;⑧自主生活能力訓(xùn)練。運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)訓(xùn)練根據(jù)不同階段采取的不盡相同,治療師采取一對(duì)一方式。治療時(shí)間是每日兩次,每次45 min,每周 5 d,持續(xù) 12 w。對(duì)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行 VR康復(fù)療法,其VR技術(shù)的生物反饋系統(tǒng)為桌面式。康復(fù)儀器包括 MyoTrac Train治療儀、Sunlight Tetrax平衡儀,MyoTrac Train軟件支持是MyoTrac Clinical治療儀的工作基礎(chǔ),Sunlight-Tetrax平衡儀原理與MyoTrac Train治療儀相同,均需要根據(jù)患者不同的狀態(tài)階段選取相應(yīng)的康復(fù)方案。治療時(shí)間是每日兩次,每次 45 min,每周 5 d,持續(xù) 12 w。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 判定偏癱患肢康復(fù)前后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況采用Furg-Meyer肢體運(yùn)動(dòng)功能積分量表;采用 Barthel指數(shù)(BI)作為日常生活活動(dòng)能力(ADL)評(píng)分法:總分 100分,得分越高,ADL越好。評(píng)分 60分以上的,基本上能完成ADL;60～40分需要幫助;40～20分需要很大幫助;20分以下完全需要幫助。兩組分別于康復(fù)治療前、康復(fù)治療 4 w后、康復(fù)治療 12 w后采集數(shù)據(jù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS13.0軟件包統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)資料以x±s表示。

2 結(jié) 果

被試兩組成員在年齡、性別、疾患、患肢肌力、運(yùn)動(dòng)功能障礙上經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,差異無(wú)顯著性。對(duì)照、實(shí)驗(yàn)兩組的 Furg-Meyer肢體運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分、ADL-BI評(píng)分在康復(fù)治療前初次測(cè)次經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析無(wú)顯著性差異,表明兩組被試在肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙程度、ADL級(jí)別上無(wú)差異,然而兩組被試治療后相同時(shí)間再次統(tǒng)計(jì)分析,其結(jié)果呈現(xiàn)顯著性差異(P＜0.05)。同一被試組內(nèi)康復(fù)治療前后比較,被試治療4 w后,P＜0.01;被試治療12 w后,P＜0.01,其差異有顯著性意義。較之對(duì)照組比較經(jīng)過(guò)相同時(shí)間的康復(fù)治療,P＜0.05,呈現(xiàn)顯著性差異。見(jiàn)表1,2。

表1 兩組Furg-Meyer肢體運(yùn)動(dòng)功能積分量化評(píng)分(總分)比較(x±s)

表2 對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組Barthel(BI)指數(shù)評(píng)分比較(x±s)

3 討 論

VR技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)生成模擬環(huán)境,通過(guò)多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)〔1〕。 VR具有沉浸性、交互性、構(gòu)想性等特點(diǎn)〔2〕。按照沉浸度可分為非浸入式、部分浸入式和完全浸入式,按其實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境功能的高低可分為:桌面式、浸入式、分布式和混合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)〔3〕。

VR技術(shù)運(yùn)用于康復(fù)治療的科學(xué)原理及優(yōu)勢(shì)在于,它能為進(jìn)行運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的患者提供每次練結(jié)果的實(shí)時(shí)反饋和每組練習(xí)后的成績(jī)反饋,這兩種形式的反饋有利于提高患者的結(jié)果知曉感〔4〕。VR技術(shù)不僅能夠通過(guò)編制虛擬環(huán)境提高運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的趣味性,而且能夠以形式多樣的反饋不斷激發(fā)并維持患者重復(fù)練習(xí)的動(dòng)機(jī)。VR技術(shù)的發(fā)展,從根本上改變了傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)方式,將勞和逸真正結(jié)合起來(lái)。

偏癱是最常見(jiàn)的腦梗死后遺癥,是指一側(cè)肢體肌力減退、活動(dòng)不利或完全不能活動(dòng),還常伴有同側(cè)肢體的感覺(jué)障礙,如冷熱不知、疼痛不覺(jué)等,有時(shí)還可伴有同側(cè)的視野缺損。康復(fù)醫(yī)學(xué)是以運(yùn)動(dòng)學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)為理論依據(jù),采取各種手段對(duì)患者進(jìn)行科學(xué)性、系統(tǒng)性、綜合性治療。運(yùn)動(dòng)療法是康復(fù)醫(yī)學(xué)中最基本的治療方法,運(yùn)動(dòng)療法對(duì)消除或減輕患者功能上的缺陷,控制病態(tài)的異常和幫助患者最大限度地恢復(fù)原有的運(yùn)動(dòng)能力,具有顯著作用。

VR技術(shù)在模擬真實(shí)生活場(chǎng)景,提供日常生活技能訓(xùn)練方面具有傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練不可比擬的優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)研究表明,基于VR技術(shù)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練具有以下的優(yōu)越性;第一,虛擬環(huán)境可以使患者產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué),以自然方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行互動(dòng),從而提高患者主動(dòng)參與的積極性。由于VR技術(shù)可以使虛擬環(huán)境與真實(shí)環(huán)境非常相似,患者能夠?qū)⒃谔摂M環(huán)境中學(xué)到的運(yùn)動(dòng)技能很好的遷移到現(xiàn)實(shí)生活環(huán)境中。第二,VR技術(shù)不僅能夠簡(jiǎn)化患者的康復(fù)訓(xùn)練任務(wù),并且虛擬教練比人類(lèi)教練的動(dòng)作更具有一致性。第三,VR技術(shù)能夠以多種形式提供反饋信息,給予患者相應(yīng)的鼓勵(lì)、暗示或建議等,從而使原本枯燥單調(diào)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程變得輕松、有趣。第四,VR技術(shù)允許用戶進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置,可以針對(duì)患者個(gè)人的實(shí)際情況將運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、心理治療及功能測(cè)評(píng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),制定適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃〔5〕。

本研究顯示,基于VR技術(shù)的腦血管疾病運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)治療,對(duì)于最大限度的恢復(fù)患者的肢體運(yùn)動(dòng)功能、促進(jìn)日常生活活動(dòng)能力的提高,較之傳統(tǒng)康復(fù)治療,具有顯著療效。VR技術(shù)能夠?yàn)榛颊咛峁┥砼R其境的極富真實(shí)性感受的虛擬環(huán)境,從而積極促進(jìn)患者參與康復(fù)訓(xùn)練的積極性和主動(dòng)性,有效克服傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練的局限性,使患者最大限度地回歸家庭和社會(huì)。

1 徐茂云,盧兆桐,劉世君 .虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展〔J〕.實(shí)用醫(yī)藥雜志,2007;24(11):1379-81.

2 楊軼璐,胡 英,劉紀(jì)紅,等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用〔J〕.信息與控制,2003;32(3):251-5.

3 陶維東,孫弘進(jìn),陶曉麗,等.浸入式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理學(xué)研究中的應(yīng)用〔J〕.現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2006;6(3):58-62.

4 牟長(zhǎng)軍,童志偉.綜述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用〔J〕.裝備制造技術(shù),2007;145(1):64-72.

5 周 柳,王英華,劉 強(qiáng),等 .虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在運(yùn)動(dòng)康復(fù)中的應(yīng)用〔J〕.中國(guó)組織工程與臨床康復(fù),2007;11(5):957-60.