基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式在乳腺癌CRCI病人中的應(yīng)用

楊祖云

化療相關(guān)認(rèn)知障礙(chemotherapy-related cognitive impairment,CRCI)是指癌癥病人因化療而引起的注意力、理解力、執(zhí)行功能、記憶力等一種或多種的認(rèn)知功能損害,這類病人的自我價(jià)值感明顯下降,且多數(shù)伴有焦慮、抑郁等癥狀,而這些不良心理又可反過來加重其認(rèn)知障礙,如此形成惡性循環(huán),嚴(yán)重影響病人生活質(zhì)量[1]。化療是乳腺癌的主要且常用治療手段,然有研究顯示,16%～75%的乳腺癌病人化療期間會(huì)出現(xiàn)不同程度的認(rèn)知功能下降,其中35%的病人這種認(rèn)知功能下降可持續(xù)至化療結(jié)束后數(shù)年[2-3]。乳腺癌的化療是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,所以采用藥物治療CRCI的效果并不理想,同時(shí)副反應(yīng)也較為明顯。近些年,非藥物干預(yù)方法在乳腺癌CRCI中的應(yīng)用逐漸增多,且產(chǎn)生了不錯(cuò)的效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)技術(shù)是能夠創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),利用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代科技手段和特定的輸入/輸出設(shè)備創(chuàng)建虛擬的三維世界,讓病人產(chǎn)生真實(shí)的交互性和沉浸感,與之融為一體,而更好地完成康復(fù)訓(xùn)練[4]。目前,利用該技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練在帕金森病[5]、阿爾茨海默病[6]病人中均顯示出傳統(tǒng)康復(fù)方法無法比擬的優(yōu)勢(shì)。本研究以乳腺癌CRCI病人為研究對(duì)象,探討基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式對(duì)病人認(rèn)知功能的改善作用,旨在為臨床乳腺癌CRCI病人的認(rèn)知康復(fù)提供一種新的訓(xùn)練模式。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

將本院乳腺外科2020年1月—2022年8月收治的104例乳腺癌CRCI病人采用隨機(jī)數(shù)字表法分為對(duì)照組和研究組各52例,兩組病人年齡、腫瘤TNM分期、手術(shù)方式及受教育年限等一般資料見表1,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。該研究已獲本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),入組病人均簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn):乳腺癌術(shù)后化療病人;化療前認(rèn)知功能正常者[蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)[7]評(píng)分≥26分;若受教育年限≤12年,則MoCA評(píng)分≥27分;化療6個(gè)月內(nèi)MoCA評(píng)分<26分,若受教育年限≤12年,則MoCA評(píng)分<27分者];未達(dá)癡呆標(biāo)準(zhǔn)者。排除標(biāo)準(zhǔn):因其他原因或疾病導(dǎo)致的認(rèn)知功能障礙者,如帕金森病、阿爾茨海默病等;入組前2個(gè)月內(nèi)服用過影響認(rèn)知功能的藥物者;發(fā)生顱內(nèi)轉(zhuǎn)移者;合并其他惡性腫瘤者;伴有免疫系統(tǒng)、血液系統(tǒng)疾病者;失語或聽力障礙或不能正常溝通交流者;同時(shí)參與其他項(xiàng)目研究者等。

表1 兩組病人一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 制定并構(gòu)建基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)

CRCI病人主要體現(xiàn)在執(zhí)行能力下降、信息處理速度減慢及注意力和記憶力減退幾個(gè)方面,針對(duì)以上表現(xiàn),我科室基于VR技術(shù)構(gòu)建了包含信息管理、測(cè)評(píng)管理、認(rèn)知訓(xùn)練、干預(yù)管理和系統(tǒng)管理5個(gè)功能的虛擬認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),該系統(tǒng)應(yīng)用體感控制器和電腦作為軟件交互設(shè)備,通過可視的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境達(dá)到讓病人產(chǎn)生真實(shí)的交互性和沉浸感的目的,進(jìn)而使其在家即可完成相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練。該系統(tǒng)的5個(gè)模塊簡(jiǎn)介如下。

1.2.1.1 信息管理(information management)

該模塊主要由包括病人年齡、既往病史、受教育經(jīng)歷、體格檢查等個(gè)人基本信息和臨床診斷、乳腺癌分型、腫瘤TNM分期、治療方案及用藥情況等治療信息兩部分組成。

1.2.1.2 測(cè)評(píng)管理(assessment management)

該模塊主要包括癌癥自我管理效能量表(中文版)(Strategies Used by People to Promote Health,SUPPH)、MoCA及日常生活活動(dòng)能力量表(Activities of Daily Living Scale,ADL)3個(gè)評(píng)估量表,病人在線測(cè)評(píng)后自動(dòng)生成包括評(píng)估結(jié)果和有針對(duì)性改善建議的測(cè)評(píng)報(bào)告。

1.2.1.3 認(rèn)知訓(xùn)練(cognitive training)

該模塊主要是根據(jù)CRCI病人執(zhí)行能力下降、信息處理速度減慢及注意力和記憶力減退幾個(gè)主要表現(xiàn)而設(shè)定的,包括執(zhí)行力訓(xùn)練、信息處理速度訓(xùn)練、注意力訓(xùn)練和記憶力訓(xùn)練4個(gè)訓(xùn)練模塊,每一個(gè)訓(xùn)練模塊均是利用體感控制器和電腦設(shè)置虛擬場(chǎng)景及物體,讓病人在完成各種游戲任務(wù)的過程中提升其認(rèn)知功能。該模塊還可根據(jù)病人的實(shí)際情況設(shè)置不同閾值,包括訓(xùn)練類型、難度及時(shí)間等,訓(xùn)練結(jié)束后該系統(tǒng)還可根據(jù)病人的訓(xùn)練情況對(duì)本次訓(xùn)練進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分。

土壤有機(jī)碳和黑碳含量表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性，表明黑碳對(duì)大興安嶺森林土壤有機(jī)碳有著重要的貢獻(xiàn)，在土壤有機(jī)碳的固定過程中起著重要作用。通過對(duì)照樣地和重度火燒跡地的土壤有機(jī)碳和黑碳含量的對(duì)比研究，有助于正確評(píng)價(jià)火燒對(duì)土壤碳庫的影響。

1.2.1.4 干預(yù)管理(intervention management)

該模塊主要包括康復(fù)指導(dǎo)和康復(fù)咨詢兩個(gè)功能,在對(duì)測(cè)評(píng)管理模塊的結(jié)果進(jìn)行全面評(píng)估后,根據(jù)病人實(shí)際情況制定有針對(duì)性的康復(fù)訓(xùn)練方案,并對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)和鼓勵(lì);康復(fù)咨詢主要有醫(yī)護(hù)人員在線答疑和系統(tǒng)自動(dòng)答復(fù)兩種形式。

1.2.1.5 系統(tǒng)管理(system management)

該模塊主要是指后臺(tái)管理員對(duì)系統(tǒng)功能提供的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)集中管理,設(shè)備的維護(hù)和知識(shí)庫的更新等。

1.2.2 干預(yù)方法

1.2.2.1 對(duì)照組

采用常規(guī)認(rèn)知干預(yù)方案,記憶力訓(xùn)練:主要是以背誦為主,如倒背數(shù)字、連線詞語、敘述故事等,通過微信、QQ或打電話等方式督促病人執(zhí)行,并提醒病人可以通過借助外物實(shí)現(xiàn)記憶力訓(xùn)練;注意力訓(xùn)練:通過數(shù)字排序訓(xùn)練或按奇偶規(guī)律排列數(shù)據(jù)等提升病人的注意力;此外,通過數(shù)學(xué)預(yù)算、信息分類等訓(xùn)練病人解決問題的能力。訓(xùn)練過程應(yīng)遵循循序漸進(jìn)的原則,每次30 min,每天1次,連續(xù)訓(xùn)練8周。

病人接受基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練,采用我科室基于VR技術(shù)構(gòu)建的包含信息管理、測(cè)評(píng)管理、認(rèn)知訓(xùn)練、干預(yù)管理和系統(tǒng)管理5個(gè)功能的虛擬認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),該系統(tǒng)應(yīng)用體感控制器和電腦作為軟件交互設(shè)備,通過可視的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境達(dá)到讓病人產(chǎn)生真實(shí)的交互性和沉浸感的目的。該訓(xùn)練系統(tǒng)主要包括執(zhí)行力訓(xùn)練、信息處理速度訓(xùn)練、注意力訓(xùn)練和記憶力訓(xùn)練4個(gè)訓(xùn)練模塊,4個(gè)訓(xùn)練模塊的具體臨床康復(fù)干預(yù)實(shí)施方案見表2。

表2 基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)4個(gè)訓(xùn)練模塊的具體實(shí)施方案

表3 兩組病人干預(yù)前后認(rèn)知功能比較 單位:分

表4 兩組病人干預(yù)前后日常生活活動(dòng)能力比較 單位:分

表5 兩組病人干預(yù)前后SUPPH評(píng)分比較 單位:分

1.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.3.1 比較兩組病人干預(yù)前后認(rèn)知功能

采用MoCA量表進(jìn)行評(píng)估,MoCA量表由Nasreddine等研制,該量表的Cronhach′s α系數(shù)為0.818,包括視空間與執(zhí)行能力(5分)、命名能力(3分)、注意力(6分)、語言能力(3分)、延遲回憶(5分)、抽象思維(2分)、定向力(6分)7個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域,總分30分,評(píng)分越高,提示病人認(rèn)知功能越好,評(píng)分≥26分,提示病人認(rèn)知功能正常,如果受教育年限≤12年,則需要加1分,即評(píng)分≥27分,提示認(rèn)知功能正常,反之則提示認(rèn)知功能受損。

1.3.2 比較兩組病人干預(yù)前后日常生活活動(dòng)能力

采用ADL量表進(jìn)行評(píng)估,該量表由Katz等[8]設(shè)計(jì),其Cronhach′s α系數(shù)為0.822,包括基本性日常生活能力(7～28分)和工具性日常生活能力(7～28分)2項(xiàng),總分14～56分,評(píng)分越高,提示病人日常生活活動(dòng)能力越差。

1.3.3 比較兩組病人干預(yù)前后自我管理效能

采用SUPPH量表(中文版)進(jìn)行評(píng)估[9],該量表的Cronhach′s α系數(shù)為0.930,包括減壓、享受生活、決策、應(yīng)對(duì)4個(gè)維度29個(gè)條目,總分29～145分,評(píng)分越高,提示病人的自我管理效能水平越高。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

3 討論

3.1 乳腺癌CRCI及VR技術(shù)介紹

乳腺癌病人CRCI具體發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明,但有研究指出,化療可引起乳腺癌病人腦白質(zhì)的體積減小,前額葉對(duì)刺激的接受活性下降,所以病人會(huì)表現(xiàn)出不同程度的認(rèn)知功能障礙[10];此外,化療藥物及其代謝產(chǎn)物透過血腦屏障產(chǎn)生細(xì)胞毒性反應(yīng),也可損傷病人中樞神經(jīng)系統(tǒng),從而降低其認(rèn)知功能。執(zhí)行能力下降、信息處理速度減慢及注意力和記憶力減退是其主要臨床表現(xiàn),目前并沒有特效預(yù)防藥物,發(fā)病后僅僅依靠藥物治療效果不甚理想,且副反應(yīng)嚴(yán)重。傳統(tǒng)的認(rèn)知康復(fù)耗時(shí)長(zhǎng)、價(jià)格昂貴,短期內(nèi)的康復(fù)效果甚微;計(jì)算機(jī)化認(rèn)知矯正干預(yù)方法因不能復(fù)制日常生活場(chǎng)景,缺乏真實(shí)的交互性和沉浸感而受到限制;而VR技術(shù)則不存在上述顧慮。VR技術(shù)是近20年逐漸興起的以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心綜合性人工智能技術(shù),其通過特殊的輸入和輸出設(shè)備創(chuàng)造出三維的虛擬世界,通過聽覺、視覺、嗅覺、觸覺等多種感覺通道讓用戶產(chǎn)生身臨其境的真實(shí)感覺,實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境進(jìn)行直接自然交互的目的,交互性(interaction)、沉浸感(immersion)和想象力(imagination)是VR技術(shù)的“3I”典型特征[11]。

3.2 基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式可更明顯地改善乳腺癌CRCI病人認(rèn)知功能

相較于傳統(tǒng)的認(rèn)知康復(fù)方案,基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練具有以下優(yōu)勢(shì):1)可模擬真實(shí)世界的體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)與虛擬環(huán)境自然交互的目的;2)更客觀地記錄病人的行為、生理反應(yīng)指標(biāo),便于因人而異,制定有針對(duì)性的、個(gè)體化的認(rèn)知康復(fù)方案;3)增強(qiáng)了康復(fù)的趣味性,便于改善病人的康復(fù)治療依從性[12-13]。近些年,隨著該技術(shù)在臨床應(yīng)用的逐漸廣泛,虛擬認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練在多種疾病如孤獨(dú)癥譜系障礙患兒[14]、神經(jīng)系統(tǒng)疾病[15]中均顯示了較好的康復(fù)效果。本研究將其應(yīng)用于乳腺癌CRCI病人,結(jié)果顯示,與干預(yù)前比較,干預(yù)后兩組病人MoCA中視空間與執(zhí)行能力、命名能力、注意力等7個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域評(píng)分及MoCA總分均增加,且研究組高于對(duì)照組,提示相較于常規(guī)認(rèn)知康復(fù),基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式對(duì)乳腺癌CRCI病人認(rèn)知功能的改善作用更為明顯,這一結(jié)論與陳肖敏等[16]研究結(jié)果一致。這是因?yàn)榛赩R技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式利用體感控制器與電腦實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)游戲場(chǎng)景的高度互動(dòng),根據(jù)該系統(tǒng)中測(cè)評(píng)管理模塊的評(píng)估結(jié)果,可以為病人提供更有針對(duì)性的、個(gè)體化的認(rèn)知康復(fù)方案,從執(zhí)行力訓(xùn)練、信息處理速度訓(xùn)練、注意力訓(xùn)練和記憶力訓(xùn)練4個(gè)方面的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,有效地刺激了病人的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,多種信號(hào)刺激激活了大腦邊緣系統(tǒng)及腦干網(wǎng)狀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,增強(qiáng)了神經(jīng)元細(xì)胞的興奮性,使之產(chǎn)生大量的細(xì)胞體和軸突,增加神經(jīng)元體積與密度,促進(jìn)其病變腦組織周圍未損傷皮質(zhì)神經(jīng)元的有序恢復(fù),進(jìn)而改善病人的認(rèn)知功能[17]。

3.3 基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式可更為有效地改善乳腺癌CRCI病人日常生活活動(dòng)能力,提升其自我管理效能

乳腺癌CRCI病人不僅認(rèn)知功能受損,其日常生活活動(dòng)能力也有明顯的下降,病人早日回歸家庭和社會(huì)造成困難。此外,CRCI病人執(zhí)行能力下降、信息處理速度減慢及注意力和記憶力減退,容易產(chǎn)生焦慮、抑郁等多種不良心理及睡眠障礙情況,故而自我管理效能水平也會(huì)降低,且隨著時(shí)間的推移,病人自我管理效能水平降低越明顯[18]。Bail等[19]研究顯示,計(jì)算機(jī)輔助下的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練可改善乳腺癌化療病人的認(rèn)知功能,還有助于提高病人的日常生活能力。本研究結(jié)果顯示,與干預(yù)前比較,干預(yù)后兩組病人ADL中基本性日常生活能力、工具性日常生活能力評(píng)分及ADL總分均降低,且研究組低于對(duì)照組;兩組病人SUPPH評(píng)分均增加,且研究組高于對(duì)照組,提示相較于常規(guī)認(rèn)知康復(fù),基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式可更為有效地改善乳腺癌CRCI病人日常生活活動(dòng)能力,提升其自我管理效能。這是因?yàn)榛赩R技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式通過反復(fù)的、有目的的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,成功激活了中樞神經(jīng)系統(tǒng)潛在性突觸,神經(jīng)元功能恢復(fù),感覺反饋功能也隨之恢復(fù),所以其日常生活活動(dòng)能力及自我管理效能也得到有效改善[20]。

4 小結(jié)

基于VR技術(shù)的認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練模式對(duì)乳腺癌CRCI病人認(rèn)知功能的改善作用更為明顯,同時(shí)還可有效地改善病人日常生活活動(dòng)能力,提升其自我管理效能。