虛擬現實技術在痙攣型腦癱患兒康復中的應用效果

□ 章培培ZHANG Pei-pei

腦癱，全稱腦性癱瘓(cerebral palsy)[1]，是指嬰兒出生前或者出生后所出現的早期腦內發育異常，是由于多種原因所導致的持續進行性的腦部損傷綜合征。該病總體發病率為2‰～3‰左右，我國發病率為2．48‰。其中，最常見的腦性癱瘓為痙攣型腦癱，主要損傷錐體系，同時伴有彌漫性的腦皮質結構異常和神經元變形[2]。出現腦癱的患兒除伴隨運動障礙外，常伴隨其他諸如認知、知覺、感覺、行為等方面的障礙，同時有繼發骨骼肌肉問題及癲癇[3]，對患兒的生長發育有嚴重影響[4]。目前根據流行病學統計數據，腦癱疾病的致殘率約為42%～45%，嚴重影響患兒自理能力和家庭經濟[5]。目前，用于干預腦癱患兒的治療手法主要以藥物及手術針灸為主，同時配合運動療法以達到改善運動功能的效果。而傳統的康復訓練對患兒來說枯燥且單一，患兒常常處于被動狀態，無法吸引患兒興趣，依從性較差，效果有限[6]。因此，通過改善干預方法提高患兒依從性，從而進一步改善患兒生活質量是目前迫切的需求[7]。虛擬現實(virtual reality，VR)技術是通過計算機系統及3D 傳感技術呈現虛擬環境，是使用者產生身臨其境的感覺，并通過傳感器與虛擬環境進行互動的一種技術。目前有多項研究顯示[8]，虛擬現實技術在康復護理、患者認知障礙等方面起到了不可忽視的作用和良好的效果。由于該技術具有豐富的趣味性及可操作性，同時安全性較高，因此已被廣泛運用于帕金森、腦卒中等患者康復中[9-10]。目前，國內將虛擬現實技術用于腦癱患兒的研究較少。本研究將虛擬現實技術運用于腦癱患兒用于改善患兒的運動功能，取得了一定的成效。

研究對象與方法

1． 研究對象。 選擇2021 年6 月至2022 年5 月，在我院康復科接受治療的痙攣型腦癱患兒。根據兩樣本n1=n2=n=(Zα+Zβ)2(1+1/k) σ2δ2本研究雙側檢驗，取α=0．05，β=0．10，查表得Zα=1．9600，Zβ=1．2816，根據查閱相關文獻[11]，σ 保守取5．701，δ 保守取5．030，兩組樣本量取相等，k=1，計算可得每組樣本量n=27 例，以每組10%脫落率計算，每組還需增加3 例樣本，因此共需樣本量60 例。估算最小樣本量為每組30 例，采用隨機數字表法產生隨機序列號，隨機分配為2 組，并通過密閉信封保存隨機序列號，每一位符合納入標準的患者均給予密封信，根據信封中的隨機序列號將患者分配至對照組或VR 訓練組，分為對照組30 例，VR 訓練組30 例。本研究所有入選患兒均由其家屬同意并簽署知情同意書，同時經過我院倫理委員會批準。

納入標準：(1)符合《中國腦性癱瘓康復治療指南》最新修訂的腦癱診斷標準[12]；(12)能夠聽懂理解簡單口令并具有依從性；(3)粗大運動功能分類系統(Gross Motor Function Classification System，GMFCS)為I ～II 級；(4)監護人具有認知能力且能夠配合方案的實施。

排除標準：(1)嚴重影響患兒運動功能的其他骨骼神經疾??；(2)半年內實施過其他骨科手術；(3)患有嚴重心肺疾病、器質性病變、癲癇、精神疾病、智力發育不全等無法配合實驗完成者；(4)參與其他研究者。

2．研究方法

2．1 對照組。對照組接受常規康復運動，并針對性的一對一訓練，為期3 個月。(1)運動療法：采用神經生理療法，包括Bobath 和Rood，5 次/天，40 分鐘/次。內容主要包括手腕關節活動訓練、手臂外展和內收訓練、日常生活能力訓練等。(2)作業療法：包括抓握、放物品、腕關節活動、手指活動等訓練，5 次/天，40 分鐘/次。

2．2 VR 訓練組。VR 訓練組在對照組基礎給予虛擬現實技術的康復訓練。

2．2．1 成立康復指導小組?？祻椭笇〗M主要由兒童神經內科醫生、康復科醫師、相關科室護士長以及責任護士組成?？祻椭笇〗M向患兒家屬發放康復訓練計劃及手冊，同時詳細講解訓練內容、流程、頻次、訓練地點等，取得患兒家屬或監護人的同意與配合，方便監護人共同參與及陪伴患兒進行訓練。

2．2．2 采用VR 虛擬現實游戲系統進行康復訓練。使用MOTO med Viva II 型虛擬現實系統(德國RECK 公司)進行治療。該系統3 類游戲幫助患兒改善運動功能及自理能力等。游戲1：虛擬自行車競賽鍛煉患兒的下肢力量、協調平衡功能。游戲2：堵水孔游戲，患兒置身于虛擬的海水中，并藏身于一個大箱子中，箱子有幾處漏水孔，需要快速堵住漏水孔。以此鍛煉患兒下蹲、肘部、手腕關節等處的力量。游戲3：躲避飛來的球，并移動身體，鍛煉患兒下肢及側向移動等能力。游戲4：泡泡球運動，通過上肢力量去觸碰虛擬空間中的彩色泡泡球，以此鍛煉患兒上肢及肩部的運動功能。訓練時給患兒佩戴儀器自帶的心電監護設備，并由兒科康復小組中的兒科護士進行監測以及時調整運動的強度保持患兒的心率在正常范圍內。該訓練1 次/天，每天下午進行，40 分鐘/次，治療5 天/周，共持續3 個月，地點選擇專用康復場地，要求安靜有足夠空間以保證安全。

2．2．3 對患兒家長建立微信延續護理管理。(1)為每一位患兒家長與康復小組成員建立單獨的微信群方便進行后續管理交流。(2)每周學習結束后由護士進行微信隨訪，收集患兒康復訓練的情況，起到監督的作用。(3)建立患兒家長交流群聊。并根據康復階段及患兒情況建立不同的群聊，患兒家長根據患兒個人情況及康復進度選擇不同的群加入，同時可分享經驗及與群內醫生進行溝通交流，進一步提出解決方案，提高家長參與度及積極性。(4)患兒家長可隨時把在康復過程中遇到的問題通過微信在線聊天、留言或者發送圖片等多種形式反饋給醫護人員或康復治療師，形成一種信息交流，共同促進教與學的發展。

3．評價方法。為保證評價質量可控，采用雙人評價法，所有評定均由課題組2 名具有資質的康復醫生進行評價，均為獨立評價，差距在1-2 分時，該項取平均分，若差距≥3分，則邀請第三人進行評價以保證評價的準確性。

3．1 平衡功能。平衡功能采用Berg 平衡量表(Berg Balance Scale，BBS)進行評估[13]。該量表共14 個項目，采用Likert 5 等級評分，從0 ～4 分，分別表示完全無法完成需要別人大量幫助、能夠部分獨立需要別人小量幫助、嘗試幾次后能夠站立、用手扶著能夠站立、不用扶手能夠站立。總分為0 ～56 分，平衡功能越好則得分越高。該量表Cronbach's α 系數為0．70 ～0．84。

3．2 粗大運動功能。采用粗大運動功能評定量表(Gross Motor Function Measure-88)[14]。該量表有5 個區，采用其中的D 區站立評分和E 區行走與跑跳評分進行評價兩功能區進行評定：D 區共13 項，總分為39 分；E 區共24 項，總分為72 分。得分越高，功能越好。

3．3 療效改善情況。顯效：運動發育商恢復正常，無異常姿勢，無肌痙攣；有效：痙攣等級＞1 級，異常姿勢與運動發育商明顯改善；無效：痙攣無明顯緩解，運動發育商與異常姿勢無明顯改善?？傆行?%)=(顯效+有效)例數/總病例數×100%。

3．4 生活質量評定。兒童生活質量采用兒童生存量表體系(PedsQLTM)進行評定。該量表共包含4 個維度，分別為角色功能、生理功能、情感功能、社會功能。23 個條目，分別為5 條目、8 條目、5 條目、5 條目。采用Likert5 級評分法進行評價，分別賦予0 ～4 分，得分越高，表明兒童生活質量越好。

4．統計方法。采用SPSS 23．0 統計軟件進行數據分析，計數資料以%表示，組間比較采用χ2檢驗；符合正態分布的計量資料采用±s 表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。p＜0．05 為差異有統計學意義。

結果

1．兩組患兒基本情況。對照組患兒共30 例，其中男20 例，女10 例，年齡5．20±1．81，GMFCS 等級中I 級11例，II 級19 例；VR 訓練組其中男20 例，女10 例，年齡5．40±1．90，GMFCS 等級中I 級15 例，II 級15 例。兩組患兒一般資料比較，差異無統計學意義(p＞0．05)，具有可比性。見表1。

表1 患兒基本情況

2．兩組患兒的平衡功能。兩組患兒治療前比較無統計學意義(p＞0．05)；干預3 個月后兩組患兒BBS 評分較干預前有明顯改善，且VR 訓練組評分高于對照組，差異有統計學意義(p＜0．05)，見表2。

表2 患兒平衡功能得分情況(分，±s)

表2 患兒平衡功能得分情況(分，±s)

時間VR訓練組(n=30)對照組(n=30)tp治療前17.37±1.1017.47±0.970.3730.710治療后36.57±4.0332.93±2.49-4.1990.000 t-20.48-24.38 p 0.0000.000

3．兩組患兒的粗大運動功能比較。兩組患兒粗大運動功能比較D 區功能，治療前比較無統計學意義(p＞0．05)；干預3 個月后兩組患兒評分較干預前有明顯改善，且VR 訓練組評分高于對照組，差異有統計學意義(p＞0．05)，見表3。

表3 患兒治療前后粗大運動功能得分比較(分，±s)

表3 患兒治療前后粗大運動功能得分比較(分，±s)

時間GMFM-88(D區)GMFM-88(E區)VR訓練組(n=30)對照組(n=30)tpVR訓練組(n=30)對照組(n=30)tp治療前15.20±1.2414.87±1.33-1.0020.32024.63±1.7925.23±2.161.1710.246治療后26.87±1.7622.63±2.03-8.6080.00037.90±6.6731.73±3.40-4.5130.000 t 27.07235.05429.36052.787 p 0.0000.0000.0000.000

4．兩組患兒的總體療效評價。VR 訓練組總有效率為93．33%，對照組總有效率為73．33%，組間比較差異具有統計學意義(χ2=4．320，p=0．038＜0．05)，見表4。

5．兩組患兒的生活質量評價。兩組患兒生活質量各維度比較，VR 訓練組評分均高于對照組，差異有統計學意義(p＜0．05)，見表5。

表5 患兒生活質量得分(分，±s)

表5 患兒生活質量得分(分，±s)

生活質量 VR訓練組(n=30) 對照組(n=30) t p生理功能26.50±2.3520.70±5.24-5.534 0.000角色功能16.17±2.4411.57±2.70-6.928 0.000社會功能14.77±2.8410.00±2.75-6.603 0.000情感功能14.17±2.689.83±2.90-6.010 0.000總分71.60±4.0952.10±6.81 -13.438 0.000

討論

1．虛擬現實技術能有效改善患兒的粗大運動功能和平衡功能。本研究結果顯示，VR 訓練組對患兒的站立和跑跳功能有明顯改善，得分分別為26．87±1．76、37．90±6．67，說明VR 訓練在提高患兒身體平衡功能方面具有顯著作用。這可能是因為痙攣型腦癱患兒由于各種原因導致的腦損傷影響了大腦支配橫紋肌錐體束系統，出現牽張反射亢進[15]，從而導致造成肢體肌肉異常痙攣，臨床表現出運動障礙及姿勢異常。因此，在患兒腦部發育階段進行干預更為有效，尤其是對患兒的關節部位等肌張力、肌痙攣等通過康復干預來改善其運動功能、平衡功能、生活質量至關重要[16]。VR 訓練是一種沉浸式康復訓練，能讓患兒在豐富的視覺、聽覺中增強感官刺激，充分調動患兒的各種感官，從而極大的激發了患兒對康復的興趣，一掃傳統康復沉悶、無趣、單調的感覺，提高患兒參與康復的積極性。此外，近年來研究發現，腦細胞具有可重塑性，通過特殊刺激可再次激活腦細胞功能，達到代償腦細胞功能的作用，促進功能康復。VR 訓練的沉浸感所制造出的內部反饋(視覺、本體覺)、外部反饋(康復醫師的反饋、訓練效果)讓患兒在整個康復作業活動過程中，持續保有警覺性、注意力及熱情度，達到患兒中樞神經傳導和外周運動高度統一[17]。因此能起到更好的康復作用。

2．虛擬現實技術能有效改善患兒的生活質量。由于腦癱患兒的特殊性和康復的長久性。近年來多項研究均表明通過有趣的游戲療法可以有效吸引患兒，增加可持續性，減少康復治療的成本[18]。而VR 訓練正是這種能夠提供多種反饋信息的康復訓練方法，讓患兒以更接近大自然的狀態進行感官的刺激，同時與虛擬環境進行交互融合，使更多豐富的環境信號直接反饋到大腦皮層，并發號主動指令至外周傳感器，形成規律的外周-中樞-外周通路康復訓練。同時，患兒通過在虛擬環境中所習得的技能投射到真實生活中能夠更好地提高生活質量。這與2015 版《中國腦性癱瘓康復指南》[19]建議使用虛擬現實游戲改善腦癱兒童姿勢控制的能力和生活質量趨于一致。

結論

綜上所述，VR 訓練治療能有效提高痙攣型腦癱患兒參與康復的積極性，改善患兒的運動功能和平衡功能，同時增加了豐富的環境刺激，增強患兒參與的可持續性，進一步提高患兒的生活質量。