數字療法在卒中康復中的應用進展

劉洋，向春晨，張玉梅，2

數字療法（digital therapeutics，DTx）是一種基于循證的以軟件為載體的利用數字和在線健康技術治療生理及心理疾病的干預措施，一套以智能手機應用程序、網絡、行為科學和遠程醫療平臺及可穿戴設備等為技術基礎的數字健康解決方案，可用于監測患者的生理和社會活動，以便在必要時對其進行檢測和干預，達到預防、管理和治療機體不適或疾病的目的[1-4]。國際數字療法聯盟（Digital Therapeutics Alliance，DTA）認為，DTx不僅可單獨使用，也可與藥物、器械或其他治療手段聯合使用，通過信息（如視頻、文字、圖片）、物理因子（如聲音、光線、電流）等對患者的某一具體疾病進行干預，進而優化其健康結果[5]，改善其臨床結局。近年來，DTx在數字健康領域和產業中形成了多種基于證據的獨特產品種類，在疾病的檢測、診斷、治療、監控及康復中均取得了較大進展，越來越多的臨床研究證實了其在臨床應用實踐中的療效和安全性[1]。

1 數字療法在卒中康復中的應用

依據《中國腦卒中防治指導規范（2021年版）》，卒中已成為我國國民的第一位死亡原因，具有高發病率、高致殘率、高死亡率及高復發率的特點[6]。循證醫學研究和現代康復理論及實踐均已證實，康復治療是降低卒中致殘率最有效的方法，能夠減輕患者功能殘疾，降低潛在護理費用，節約社會醫療資源，加速卒中康復進程，是卒中組織化管理模式中不可或缺的關鍵環節[7]。

卒中是DTx研發的活躍領域之一，主要作用于卒中患者言語、認知和運動等方面的康復，其采用的形式包括在線平臺、虛擬現實（virtual reality，VR）訓練和iPad應用等。相關臨床研究結果提示，DTx對于卒中后失語癥、構音障礙、認知障礙、運動障礙等方面的康復均具有一定的積極作用[8]。

1.1 失語癥 通常，卒中后失語癥（poststroke aphasia，PSA）的康復需要語義訓練和語音訓練相結合，針對命名、理解、句子的產生和處理以及寫作技巧等不同的語言領域進行康復訓練[9]。近年來，計算機技術在失語癥康復領域中的研究和應用越來越多，在臨床或家庭環境中使用DTx可促進卒中患者失語癥的康復[8]。

1.1.1 基于電子程序的治療 StepByStep（Steps Consulting Ltd.，South Gloucestershire，UK）是一種可以提供語言訓練的計算機程序。一項關于研究自我管理的計算機治療對慢性PSA患者療效的試驗表明，與接受標準語言治療的患者（對照組）相比，接受StepByStep訓練的患者（干預組）在命名能力上表現出了更大的提高。平均治療5個月后，干預組的命名能力顯著高于對照組，兩組命名能力與基線的變化百分率差異為19.8%，干預組優于對照組，并且治療結束后3個月有維持治療效果的趨勢[10]。

語言對話路徑（Lingraphica TalkPath）療法（Lingraphica，Princeton，NJ，USA）是一種可以提供聽力、口語、閱讀、寫作訓練的iPad程序。研究表明，使用Lingraphica TalkPath療法的患者在聽覺語言理解、自發言語、重復和命名任務方面均表現出了顯著改善[11]。

語言治療（language therapy，https：//tactus-therapy.com）是一種可以提供自我管理言語療法的iPad程序。研究表明，使用language therapy的PSA患者在閱讀、寫作、命名和理解任務方面均表現出了顯著改善[12]。

持續治療（Constant Therapy，The Learning Corp.，Newton，MA，USA）是一種可以提供語音訓練的iPad程序，通過37項基于證據的認知和語言任務，提高PSA患者的言語準確性[13-14]。

1.1.2 基于虛擬現實技術的治療 Sentactics（Sentactics Corporation，Concord，CA，USA）可通過虛擬的臨床醫師為非流利性失語癥患者提供語音治療。一項比較Sentactics與臨床醫師提供的康復治療的研究表明，接受Sentactics訓練的患者在言語表達和理解方面均表現出了顯著改善且與臨床醫師提供的康復治療效果相當，證明Sentactics是PSA患者康復計劃中傳統療法的可行替代方案[15]。

1.2 構音障礙 卒中后患者出現卒中后構音障礙（post-stroke dysarthria，PSD）的比例為20%～30%，及時進行語音康復訓練可防止或減輕構音障礙對患者在教育、社會、職業等各個方面帶來的不利影響[16]。近年來，DTx在PSD患者的康復中也發揮著越來越重要的作用。

1.2.1 基于電子程序的治療 使用基于微信小程序的構音障礙康復評定助手軟件后，PSD患者不再需要3位言語康復醫師對其發音進行現場康復評定，患者可自助錄入個人信息，按照提示進行聲母、韻母、詞組及短語檢測錄音，醫師端可根據待處理檢測列表選擇患者，聽取錄音后進行康復評價并出具評定結果。該軟件在言語康復科常規構音障礙康復方法的基礎上，以微信小程序為載體，設計了構音障礙的數據采集流程，優化了構音障礙的康復評定流程，豐富了構音障礙的康復訓練手段，實現了醫師和患者之間的非接觸式遠程康復診療[17-19]。

ReaDySpeech是國外研究者開發的一種計算機輔助康復程序，通過引導患者跟隨屏幕上出現的圖片及視頻，對患者的發音、語速、音量、語調和口腔運動等模塊進行訓練[20-21]。

1.2.2 基于自動語音識別技術的治療 有研究者開發了一種基于自動語音識別技術的計算機輔助成年人言語康復系統，主要包含對聲母、韻母和聲調的發音練習，可幫助PSD患者獲得更加客觀的治療效果[20]。計算機化的語言訓練系統可構建居家康復平臺，使患者可以在沒有言語治療師在場的情況下獨立進行數字語音訓練并獲得獨立于言語治療師的數字反饋[22]。

1.3 認知障礙 研究表明，對于卒中后認知障礙（post-stroke cognitive impairment，PSCI）的康復，增強神經可塑性和恢復大腦功能的最佳方法是玩電子游戲[23]，不僅可以改善退化的認知能力，還可以提高整體的認知能力[24-26]。因此，衍生出了一系列基于電子游戲的DTx[8]。

1.3.1 基于電子程序的治療 持續治療（Constant Therapy，The Learning Corp.，Newton，MA，USA）可通過發布各種形式的認知任務，改善PSCI患者的認知功能。研究表明，使用持續治療的患者在記憶任務方面表現出了顯著改善，從而證實了使用基于iPad程序的軟件提供個體化認知療法的可行性[13]。

1.3.2 基于虛擬現實技術的治療 使用BTs-Nirvana進行的VR培訓半沉浸式程序（I-SIP）可以提供一系列針對注意力、記憶力、空間認知和執行功能的互動練習。一項比較基于VR的認知訓練和常規認知康復訓練的研究表明，與接受常規認知康復訓練的患者相比，接受基于VR的認知訓練的患者在注意力和記憶力方面可獲得較大改善[27]。

1.3.3 基于在線平臺的治療 認知醫學（cognitive medicine，Cogmed）工作記憶訓練（working memory training，Pearson Education Inc.，Stockholm，Sweden）是一種可以提供工作記憶訓練的在線平臺。研究表明，與對照組相比，接受Cogmed工作記憶訓練的PSCI患者在工作記憶、注意力和執行功能方面均有所改善。研究發現，與對照組相比，接受高強度適應性工作記憶訓練的治療組在跨度板（span board）測試中的得分提高了19%[28-31]。

工作記憶（the working memory，WOME）軟件（RehaCom，Hasomed GmbH，Berlin，Germany）是一種可以提供輔助記憶訓練的在線平臺。一項比較使用WOME軟件進行的個性化記憶訓練和臨床環境中的標準化記憶訓練的研究表明，接受WOME軟件訓練的患者在工作記憶上表現出了顯著改善，且從低培訓水平開始訓練的患者改善程度最大[32]。

1.4 運動障礙 卒中后存活的患者60%～80%遺留有不同程度的運動障礙，如運動遲緩、痙攣、關節活動度減小等，嚴重影響患者的自理能力和社會功能[33]。以下幾種DTx可用于卒中后運動障礙的康復。

1.4.1 基于電子游戲的治療 研究表明，使用臨床相關且引人入勝的視頻游戲可提高卒中后運動障礙患者人群康復計劃的參與程度和康復訓練的活動水平。如Microsoft Xbox Kinect（Microsoft Corporation，Redmond，WA，USA）等基于視頻游戲的商用康復軟件使用了運動捕捉和反饋技術，可增加患者在治療期間的運動劑量，為當前的康復實踐增加了顯著的價值[34]。

FINDEX是一款基于Android的平板電腦游戲，可監測和評估患者完成精細運動的手指靈活性，例如手指控制、協調性和運動范圍，用于臨床環境中精細運動受損患者的康復。研究表明，接受FINDEX訓練的卒中后運動障礙患者完成精細運動的靈巧度有所提高，FINDEX可作為臨床環境中精細運動康復的有效治療工具[8，35]。

1.4.2 基于虛擬現實技術的治療 為實現卒中后遺留有肢體運動障礙的患者可在社區和家庭中進行規范的康復訓練，有研究者在Visual Studio 2010的開發環境下，構建了以動作處方為核心的康復動作庫。該康復動作庫按照左、右患側，針對上肢、軀干及下肢部位編寫并收錄了17個動作，將卒中后運動障礙的康復進行了有機分解，有助于優化訓練方案的生成流程[36]。

Jintronix Rehabilitation System（JRS WAVE）是一種基于VR的軟件程序。研究表明，使用JRS WAVE的卒中后運動障礙患者在坐姿和站立平衡、行走和移動以及上肢任務方面均有所改善[34，37]。

1.4.3 基于智能感知技術的治療 該系統基于微型傳感器的人體運動捕獲和三維重建技術，集康復訓練、評估、交互和管理于一體，將復雜的上肢康復問題數字化，使患者的康復訓練更加規范。此外，借助該系統，一個治療師可以同時為多個患者進行康復訓練，康復訓練也可以在院外環境中進行，從而有效節約有限的醫療資源[33]。

1.5 吞咽障礙 據統計，22%～65%的卒中患者會產生不同程度的吞咽障礙，從而誘發吞咽困難、飲水嗆咳、構音障礙等臨床表現，嚴重時可導致營養不良、吸入性肺炎、急性呼吸衰竭等并發癥[38-39]。近年來，DTx為卒中后吞咽障礙患者的康復提供了一種更為有效的干預手段。

1.5.1 基于虛擬現實技術的治療 研究表明，相較于常規訓練，經過基于VR技術的虛擬情景訓練的卒中后攝食-吞咽困難患者，其吞咽的認知期和口腔期會得到改善，即患者可感知食物、啟動攝食程序并完成口腔期準備工作，進而順利吞咽食物[40]。

1.5.2 吞咽造影數字化分析 吞咽造影數字化分析可用于觀察（改良）球囊擴張治療對腦干卒中后吞咽障礙患者食管上括約肌最大開放幅度、吞咽啟動點、舌骨位移功能的影響，進一步對咽部肌肉收縮和松弛功能的相關參數進行量化分析，從而定量評價腦干卒中后吞咽障礙患者（改良）球囊擴張治療前、后吞咽功能的改善程度[41-43]。

2 討論

盡管DTx表現出了強大的創造力和潛力[44]，但作為一個新興事物，DTx仍面臨著很多挑戰。首先，大量DTx產品建立在對大腦處理信息的方式和機制進行干預的基礎上，與感知和認知相關疾病的干預過程結合較好，而對人體其他疾病的病理生理過程影響有限，其臨床適應證和有效性還有待驗證；其次，不同于傳統的藥物治療，DTx產品的療效建立在醫患互動的基礎上，深受醫患雙方認知和行為方式的影響；再次，與傳統藥物研發的長周期、高風險相比，DTx產品快速迭代的特性也給其監管帶來了新的挑戰；最后，許多DTx產品上市前所進行的臨床試驗規模較小、時間較短，對結論的可靠性存在一定影響[45]。

3 總結

既往，我國卒中患者卒中康復的實施方式以康復門診定期復診或康復人員定期上門指導為主，但該種方式需投入大量的人力及物力資源，且患者的依從性較差，實際的康復效果并不理想[46-48]。相較于傳統療法，DTx作為數字技術與醫療技術結合鏈的進一步延伸[49]，不僅更加經濟、便捷，還可以減少患者對醫師診療的時間需求，從而為患者提供更具有成本效益的康復治療[5]。

作為一種新興的預防、管理和控制疾病的干預方案[5]，DTx在一系列康復領域中可提供不差于傳統療法的康復效果和優于傳統康復模式的便捷度[50]，為PSA、構音障礙、認知障礙、運動障礙、吞咽障礙及視覺障礙的康復提出了新的探索方向，未來也將對全球醫療保健服務和醫藥市場產生重大影響[1]。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。