孫萌 孫奎松
Wii運動類游戲在健身和疾病康復中應用的研究
孫萌 孫奎松
Wii運動類游戲的推出是游戲界的一場革命,而其運動治療作用也受到了醫療工作者的關注。對近年來Wii運動類在健身和疾病康復應用的相關研究進行評述。本文應用Pubmed數據庫搜索發表于2007年1月至2015年12月的相關文獻,檢索詞是“Wii”,只納入實驗性研究或臨床試驗研究。共檢索到114篇和Wii運動類游戲有關的文獻,最終納入符合標準的文獻為31篇。Wii運動類游戲能夠達到中等強度運動水平,在改善平衡能力及疾病康復方面有一定的作用。有必要對Wii運動類游戲在日常生活及臨床實踐中的應用進行更深入的探究,或者開發基于Wii平臺的對健身或疾病康復更有針對性的游戲。
Wii游戲;健身;康復;綜述;代謝當量;平衡能力;中風
10.16730/j.cnki.61-1019/g8.2016.09.097
Wii是任天堂公司在2006年11月推出的一款具有游戲界革命性意義的電子游戲主機,隨主機一起開發銷售的虛擬運動類游戲如Wii Sport和Wii Fit也是受到了很多電子游戲愛好者的追捧,而由于這些游戲具有模擬真實體育運動的效果,因此很多的媒體將其稱為具有健身作用的游戲。隨著Wii虛擬運動類游戲的宣傳和廣為傳播,很多的學者和醫療工作者也對其是否真正具有健身和疾病康復方面的作用產生了興趣,已有很多相關的研究發表于學術期刊[1]。本文的目的是對近年來與Wii運動類游戲健身和康復作用有關的研究進行一般性的評述,發現存在的問題并提出合理化的建議,為Wii游戲及類似的方法未來在醫療領域的研究和應用提供一些參考。
應用Pubmed數據庫搜索發表于2007年1月至2015年12月的相關文獻,檢索詞是“Wii”,納入和Wii運動類游戲健身及疾病康復有關的實驗性研究或臨床試驗研究,排除Wii游戲技術開發研究、綜述性研究及個案報道。閱讀納入的文獻全文,進行一般性的綜述及評論。
應用Pubmed數據庫,共檢索到114篇和Wii運動類游戲有關的文獻,最終納入符合標準的文獻為19篇。下面從Wii運動類游戲的運動強度和健身作用、Wii運動類游戲對平衡能力的改善作用、Wii運動類游戲在疾病康復中的應用及Wii運動類游戲的安全性這幾個方面進行詳細評述。
2.1Wii運動類游戲的運動強度和健身作用
只有科學的運動鍛煉才能達到效果良好的健身作用,現代運動醫學研究表明運動強度的選擇和控制是科學運動鍛煉的關鍵部分。對于成年人來講每周三次以上,每次最少20分鐘的中等強度運動對體能改善及預防心腦血管疾病都有很好的作用,而對兒童來說每天1小時的中高等強度的體力活動對促進健康成長、改善體能及預防肥胖是必須的。那么Wii游戲中的虛擬運動類游戲能不能達到常規體育活動的運動強度水平呢?從近年來發表的研究文獻來看,研究結果和結論存在一些差異。
有些研究認為Wii游戲能夠達到中等以上強度水平運動,可以作為一種兒童和成年人都能采用的運動健身方式。如Diana L.Graf等人研究發現,兒童體感運動游戲的能量消耗是看電視的2-3倍,Wii拳擊游戲、水平2舞蹈游戲及5. 7km/h跑臺的能量消耗約為看電視的3倍,Wii保齡球游戲及水平1舞蹈游戲的能量消耗約為看電視的2倍。因此作者認為體感運動游戲相當于中等強度水平運動,可以認為此類游戲安全、有趣,同時可以增加能量消耗[2]。Lorraine Lanningham-Foster等人研究發現不論是兒童還是成年人在進行體感運動游戲(包括Wii游戲)時的能量消耗都高于安靜時的能量消耗,研究還發現在進行體感運動游戲時,兒童的運動量要高于成年人。其認為體感運動游戲有增加兒童及成年人運動量及能量消耗的潛在作用[3]。Bruce W.Bailey等人對六種常見的體感運動游戲(包括Wii游戲)的能耗進行了測定,研究發現所有的體感運動游戲的能量消耗達到中高等強度運動水平。不同身體質量指數的兒童在能量消耗方面沒有顯著性的組間差異。其認為體感運動游戲有增加體力活動的作用,可以作為常規運動以外的一種輔助方式,應用于不同身體質量指數的兒童[4]。Henri L.Hurkmans等人選擇8個大腦性麻痹的患者進行Wii網球和拳擊游戲,Wii網球游戲的代謝當量為4.5±1.1METs,Wii拳擊游戲的代謝當量為5.0±1.1METs,所有的受試者的代謝當量都達到了3.0 METs以上,有兩個受試者達到了6.0METs以上。對大腦性麻痹患者來說兩種Wii游戲都到達了中等強度運動水平[5]。另一項研究發現中風患者進行Wii網球游戲時平均能量消耗達到了3.7±0.6METs,進行拳擊游戲時平均能量消耗達到4.1±0.7 METs,大部分患者都達到了3.0 METs以上,對于中風人群來說,Wii游戲可以作為一種提高體能的干預手段[6]。MOTOHIKO等人對現行的大多數Wii游戲的能量消耗進行了測定,Wii大部分運動類游戲能量消耗水平在3.0-6.0METs之間,相當于中等運動強度水平[7]。Guderian,B.等人的讓20個中老年人進行20分鐘的Wii Fit游戲,測得代謝當量為3.5±0.96METs,每次練習的總能量消耗值為116.2±40.9千卡/次[8]。
但也有部分研究認為Wii運動類游戲的運動強度尚達不到良好健身效果的需要。如Kate White等人認為男性青少年在進行體感游戲(包括Wii游戲)時的能量消耗要比看電視或進行傳統久坐游戲時高,但按國際標準劃分,這些游戲屬于小強度的運動,因此其認為體感游戲可以作為傳統游戲的一種替代方式,但并不能完全取代正常的室外體育活動[9]。Lee Graves等人也觀察到進行Wii保齡球、網球和拳擊游戲比常規靜坐游戲要消耗更多的能量,但仍達不到真實運動的能耗水平,其認為如果作為推薦給青少年日常的運動方式的話,Wii運動游戲尚達不到足夠高的強度[10]。Mark Jordan等人研究發現用下肢操控的PS2游戲的能量消耗水平明顯高于Wii游戲及用手操控的PS2游戲,其運動強度等同于120W負荷下的自行車運動。因此作者提出體感運動游戲要想達到充分的運動強度刺激,在設計游戲時應該考慮納入下肢的運動,而現有的Wii游戲大部分只有上肢的運動[11]。
從上面研究結果和結論來看,大多數的研究認為Wii運動類游戲可以達到中等強度運動水平,可以作為一種可選擇的運動健身方式。由于此類游戲的趣味性較強,因此將此類游戲應用于一些特殊人群可能會有好的健身效果,如不愿意參加常規體育鍛煉的兒童,尤其是肥胖兒童,或者是由于各種原因而不能進行室外活動的人群。但有個問題還是值得注意的,Wii游戲主要是應用手柄操作來完成游戲,如果在游戲過程中過分投入,過分關注游戲的輸贏,全身性的運動最終可能就變成了上肢的甚至只是手腕的局部運動,這樣自然不能達到一定的運動強度,同時還有上肢損傷發生的可能。要解決這個問題,應該從兩個方面著手,一是在應用Wii運動類游戲進行健身時,應該有專業健身人士的指導,保證游戲過程中動作的正確性和有效性,二是改進現有的Wii運動類游戲,增加下肢運動操控方法,從而避免只是簡單的上肢運動。
2.2Wii運動類游戲對平衡能力的改善作用
平衡能力在人們的日常生活和工作中有著重要的作用,尤其對于身體素質呈下降趨勢的的老年人來說,良好的平衡能力可以減少摔倒的發生,避免損傷和心腦血管意外。Wii運動類游戲中不光有游戲手柄,還應用了一個平衡板裝置,圍繞該裝置開發了一個叫Wii Fit的游戲,這個游戲的主要內容就是平衡能力的發展練習。
有多篇文獻介紹了應用Wii Fit游戲及平衡板來改善不同人群的平衡能力。Marie A W illiams等人招募了21名70歲以上的有過摔倒史的老年人,15個人進行Wii平衡游戲練習,6個人進行常規看護,Wii平衡游戲練習后,Berg平衡量表評分有提高,Wii游戲中的Wii年齡評價也明顯改善,說明Wii平衡游戲是個安全有效的預防老年人摔倒的治療方法。但是該研究的樣本量偏小,尤其是常規看護組脫落率偏高,這都降低了研究結果的可信性[12]。J.C.Nitz等人發現10名婦女應用Wii Fit游戲練習10周后,在睜眼單足站立時間及下肢力量方面有明顯的改善,提示Wii Fit游戲有改善人體平衡能力及下肢力量的作用。但該研究為自身對照研究,并沒有設立對照組,試驗結果出現偏倚可能性較大[13]。Agmon M等人讓7名平衡能力下降的老年人進行了Wii游戲訓練,每星期練習3次,每次最少30分鐘,三個月后結果顯示:受試者在每次練習結束后都能體會到游戲的樂趣,感覺到日常活動中平衡能力的提高,Berg平衡指數和行走速度均有明顯的提高。但該研究也存在樣本量偏小,沒有設對照組的問題[14]。Dara Meldrum等人只對Wii Fit游戲的用于平衡能力改善的實用性進行了問卷調查,調查發現該游戲在改善平衡能力方面有很高的實用性,同時具有較好的趣味性,沒有嚴重的不良事件伴發[15]。還有一項研究并沒有應用Wii Fit游戲,而是在Wii平衡板的基礎上自行設計了一個游戲,然后將該游戲應用于獲得性腦損傷患者,結果發現Wii平衡板游戲療法較傳統療法,在獲得性腦損傷患者的靜態平衡能力方面有顯著性的改善作用。在動態平衡能力方面兩種療法都起到了一定的治療作用,但沒有呈現組間差異[16]。
從以上的研究來看,Wii平衡板及Wii Fit游戲的應用對改善人們尤其老年人的平衡能力有一定的作用,而且較傳統的練習和治療方法更有趣味性。但需要指出的是現有的研究普遍存在樣本量偏小,以及缺少隨機對照設計,這些都可能會是研究結果產生偏倚,從而減低了研究結果和結論的可信性。就應用Wii游戲改善人們平衡能力這個問題,還需要大樣本,以及設計和實施嚴謹可靠的隨機對照試驗來進一步的研究和證實。此外對于不同的人群,應該圍繞平衡板這個裝置開發更有針對性的平衡能力練習游戲,可能會收到更好的鍛煉及治療效果。
2.3Wii運動類游戲在疾病康復中的應用
Wii運動類游戲是一種趣味性較強模擬真實運動的游戲,因此將該方法應用于各種原因造成的運動障礙的康復是可行的,如中風后康復。但總體來說由于Wii游戲剛剛推出不過9年的時間,而且一開始面向的受眾是游戲愛好者,所以將Wii游戲應用于疾病康復的報道還是相對較少的。
Gustavo Saposnik等人進行了一個Wii游戲對中風患者康復作用的隨機對照臨床試驗研究,試驗組進行四周的Wii游戲干預,對照組采用休閑游戲干預,所有患者都同時接受常規的中風康復治療。從可行性和安全性來看,Wii游戲和普通休閑游戲都能很好的被中風患者接受,Wii游戲在進行中也沒有不良事件的報道。Wii游戲干預后患者的上肢功能有所改善[17]。Loh Yong Joo等人對16名中風后上肢機能下降的患者在傳統康復治療基礎上,應用Wii游戲進行了2個周的上肢運動訓練。訓練后較訓練前,患者的Fugl-Meyer評定得分及Motricity指數得分均呈現有統計學意義的小幅度的提高,患者在訓練后認為Wii游戲訓練要比傳統康復治療更有趣味性,說明Wii游戲作為一種輔助治療措施對上肢機能下降的中風患者具有一定的康復作用,同時又更容易被患者接受[18]。Mouawad,M.R.等人讓7名中風后的患者應用Wii運動類游戲進行了10周的康復治療,結果Fugl-Meyer評分、上肢活動幅度及活動質量評分均有所提高[19]。但是以上兩個研究的樣本量較少,也沒有設對照組。
Sam K.Yohannan等人一項研究是燒傷病人在進行15分鐘的標準治療后,一組增加15分鐘的Wii游戲療法,另一組增加15分鐘的理療作為對照,結果發現,Wii游戲治療組較對照組疼痛減輕,另外Wii游戲治療組在焦慮、關節角度、功能及興趣性方面均一定程度的改善。但是研究的樣本量較小,所有的差異都不具有統計學意義,將來尚需要更大樣本量的試驗研究[20]。
Yuen HK等人將Wii游戲應用于患有系統性紅斑狼瘡的非洲裔美國婦女,以緩解其日常生活中的疲勞現象。受試者每周進行3次練習,每次30分鐘,共10周。前后比較,疲勞嚴重程度量表得分有顯著性降低,體重和腰圍也呈現顯著性的下降。此外焦慮水平及疼痛都有顯著性的緩解。遺憾的是該研究也是一個樣本量較小的非隨機對照試驗[21]。
Yee-Pay Wuanga等人完成了一個關于標準治療和wii游戲治療對唐氏綜合癥患兒的效果的準實驗研究。兩個治療組的后測結果顯示在患兒的肌肉協調性及感知覺等方面均優于對照組,而wii游戲治療組的患兒干預后較干預前在運動能力、視覺綜合能力及感知覺綜合能力方面有很大的提高[22]。
將Wii運動類游戲真正應用臨床康復治療,還要有很長一段路要走。需要大樣本設計嚴謹的隨機臨床試驗來驗證其有效性,可靠性及安全性。需要根據不同疾病的特點,不同患者的特點(年齡、性別、身體狀況、經濟狀況等),有針對性的應用Wii游戲,或者開發有針對性的治療性更強的新游戲。
2.4Wii運動類游戲的安全性
從前面的研究來看,很多的文獻中并沒有明確提及Wii運動類游戲在應用過程中是否會對身體帶來危害或者產生不良反應,Helen Christine Higgins等人在其研究中明確指出Wii運動類游戲容易被用戶掌握同時有極小的風險性[23]。但是值得我們注意的是在進行Wii運動類游戲還是有一些不良事件的個案報道,如第七頸椎棘突骨折[24]、肩關節酸痛[25]、鎖骨骨折、掌骨骨折[26]、髕骨脫位[27]、意外擊打[28]、外傷性胸腔積血[30]0及勞損[31]等,大部分的損傷發生在兒童和青少年,在成年人和老年人中發生較少[32]。對于這些可能發生的風險,應該提醒游戲使用者注意游戲手柄的正確使用,做好充分的準備活動和整理活動,注意將練習時間控制在1小時以內,防止過度練習,此外最好能有專業體療師給予正確的指導和監督。
就目前的研究結果和結論來說,Wii運動類游戲在健身及疾病康復方面有一定的作用效果,而且Wii運動游戲的趣味性,易接受性,這些可能是常規健身手段及治療方法所缺乏的。有必要對Wii運動類游戲在日常生活及臨床實踐中的應用進行更深入的探究,或者開發基于Wii平臺的對健身或疾病康復更有針對性的游戲,以取得更好的作用效果。
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孫 萌(1980.1-),女,漢族,山東淄博人,碩士研究生,研究方向:體操類教學與訓練,講師,山東商務職業學院;孫奎松(1980.10-),男,漢族,山東煙臺人,碩士研究生,研究方向:運動人體科學、體育教育訓練學,講師,煙臺大學體育教學部。