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文檔簡介
1、背景:
中國每年新發(fā)腦卒中患者約200萬人,在發(fā)病人群中70%~80%的腦卒中患者多因病后殘疾而不能獨立生活,平衡功能障礙是腦卒中后患者常見的功能障礙之一。卒中后偏癱患者由于高位中樞病變失去了對低位中樞的控制,出現(xiàn)平衡反射功能的失調(diào),感覺、運動、肌張力及肌群間的協(xié)調(diào)能力喪失,無法維持正常的姿勢控制,主要表現(xiàn)在身體重心的偏移,患側(cè)肢體的負重能力、穩(wěn)定性不同程度的減退。而卒中患者出院后將面臨更復(fù)雜的社會環(huán)境,諸如戶外步行、上下斜坡
2、、樓梯、障礙物等都對患者的平衡功能有一定要求,其平衡功能障礙將嚴重影響患者的康復(fù)及生活質(zhì)量。Horak等認為人體平衡功能是基于靈活的、功能性的運動技能,通過訓練可以提高平衡控制能力。腦卒中后平衡能力訓練是康復(fù)治療的重要內(nèi)容,也是預(yù)防、降低腦卒中患者跌倒風險的重要因素。為了在傳統(tǒng)的治療方式上有所創(chuàng)新,在解放治療師雙手的同時提高訓練的效率,虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為20世紀后的新型技術(shù)被引入康復(fù)治療領(lǐng)域。
1965年,Ivan Suther
3、land發(fā)表了論文題目為“The Ultimate Display”。文中指出,應(yīng)將電腦顯示屏作為“一個觀察虛擬世界(Virtual World)的窗口”,計算機系統(tǒng)能夠使該窗口中的景象、聲音、事件和行為非常逼真。隨后人們開始針對這一理論構(gòu)想開始進行創(chuàng)新改革,80年代初Jaron Lanier首次提出了“虛擬現(xiàn)實”(Virtual Reality,VR)一詞,也稱為靈境技術(shù)或者人工環(huán)境,屬于電腦所建構(gòu)出來的一種新的、具有三維空間的虛擬用
4、戶界面。所謂虛擬現(xiàn)實即使用戶可以置身于系統(tǒng)設(shè)置的三維環(huán)境中,通過系統(tǒng)模擬現(xiàn)實提供的視、聽、觸、嗅、味覺等方面的感受,讓使用者就像身臨其境一般,可以及時、的觀察三維空間里的事物。根據(jù)使用者不同的角度或位置變化,計算機進行復(fù)雜的運算后將精確的三維世界影像傳回產(chǎn)生臨場感。它強調(diào)了人在虛擬系統(tǒng)中的主導作用,屬于跨學科的綜合集成技術(shù),涉及計算機仿真、人工智能、觸覺及力覺反饋傳感技術(shù)、寬視野顯示技術(shù)、三維計算機圖形技術(shù)、對使用者眼和四肢的跟蹤技術(shù)、
5、網(wǎng)絡(luò)并行處理等的現(xiàn)代高新技術(shù),是一種由計算機輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。
對比傳統(tǒng)康復(fù)方法虛擬現(xiàn)實擁有許多優(yōu)勢:①安全性:模擬真實場景,使患者不用外出到正式環(huán)境中亦可在熟悉的環(huán)境進行訓練,簡化的訓練任務(wù)減少了在真實環(huán)境中錯誤操作可能導致的危險,許多日常生活活動訓練系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)想來源于此。②反饋性:虛擬情景及訓練過程中可以提供多種形式的反饋信息,包括視覺、聽覺、觸覺的反饋,訓練中動作完成度的即時反饋(訓練過程錄像或數(shù)據(jù)并回看)、階
6、段性治療結(jié)束后訓練結(jié)果量化處理,前后對比,客觀反映進步情況。③趣味性:多個虛擬場景以及游戲可供選擇,使枯燥單調(diào)的運動康復(fù)訓練過程更輕松、更有趣和更容易。③個性化:虛擬現(xiàn)實允許用戶進行個性化設(shè)置,將運動訓練、心理治療及功能測評有機地結(jié)合起來,針對患者個人的實際情況制定恰當?shù)目祻?fù)訓練計劃。④良好交互性:患者能以自然方式與具有多種感官刺激的虛擬環(huán)境中的對象進行互動交流,讓參與感提升,提高患者訓練積極性與自主控制意識。⑤真實性:虛擬的環(huán)境越逼真
7、越容易帶來身臨其境的感覺,讓患者自然融入訓練環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了重復(fù)練習、成績反饋和維持動機3個關(guān)鍵要素的技術(shù)手段。大量研究結(jié)果表明,患者能在虛擬環(huán)境中學會運動技能,并能將習得的運動技能遷移到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中。
目的:
腦卒中患者由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損,喪失對低位神經(jīng)系統(tǒng)的支配能力,常見肌張力增高、平衡反應(yīng)減弱和肌群間相互協(xié)調(diào)能力喪失,導致平衡功能障礙。而平衡功能的缺失使得患病后患者行走能力下降、跌到風險增加
8、,甚至于無法坐穩(wěn)或單獨站立。有研究證明虛擬現(xiàn)實技術(shù)對卒中后平衡功能恢復(fù)有促進作用。本研究的目的是觀察虛擬現(xiàn)實技術(shù)訓練對腦卒中后平衡功能障礙患者的功能改善情況,并與傳統(tǒng)康復(fù)手段對比其為期2周的康復(fù)治療效果。
對象與方法:
選取2014年5月~2014年12月南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學科、神經(jīng)外科、神經(jīng)內(nèi)科住院腦卒中患者40例。隨機分為試驗組與對照組各20例。實驗組男性12例,女性8例,年齡25~78歲,平均46.31
9、±17.61歲,病程15~85天,平均50.00±10.02天;對照組男性14例,女性6例,年齡26~74歲,平均43.92±12.00歲,病程21~90天,平均45.00±12.04天。
患者隨機分為實驗組和對照組各20例,兩組患者一般資料經(jīng)統(tǒng)計學分析無顯著性差異(P>0.05),具有可比性。每例患者入組前進行Brunnstrom分期、肌力等評估,訓練前1天第一次評估,治療結(jié)束后再評估1次。采用Berg平衡量表(Berg B
10、alance Scale,BBS)、Holden步行功能分類、“起立-行走”計時測試(Timed Up and Go test,TUG)來評定兩組平衡功能。BioFlex姿勢控制評估與訓練系統(tǒng)觀察指標包括:①軌跡長度:它反映的是在整個測量的周期范圍內(nèi)人體重心移動的總距離,即人的動搖程度,其值越小提示穩(wěn)定性越好;②軌跡外周面積:重心移動軌跡包圍成的所有多邊形表面積的總和,它直觀地反映了人體晃動的重心走過的區(qū)域范圍,其值越小提示穩(wěn)定性越好;
11、③軌跡移動速度:由軌跡長度除以單位時間所得到的重心移動速度,它也從側(cè)面反映人體重心轉(zhuǎn)移程度,其數(shù)值越小提示穩(wěn)定性越好。
兩組患者均以神經(jīng)系統(tǒng)藥物治療為基礎(chǔ),結(jié)合常規(guī)康復(fù)療法包括:物理治療(30min)、作業(yè)治療(40min)及言語治療(按照患者治療需求)等隨機分配到對照組和實驗組。對照組:予傳統(tǒng)的平衡功能訓練,包括左右、前后重心轉(zhuǎn)移動作,利用訓練球、平行杠、平衡板等進行站立位平衡訓練。每次訓練30min,1次/d,6d/周,療
12、程2周。實驗組:在常規(guī)康復(fù)治療的基礎(chǔ)上(不參與傳統(tǒng)平衡訓練)運用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對患者進行站位平衡功能訓練,包括重心保持訓練、重心前后、左右轉(zhuǎn)移訓練、間斷性單足負重訓練、踩臺階訓練等,但不做傳統(tǒng)平衡訓練。BioFlex姿勢控制評估與訓練系統(tǒng)的硬件組件包括一個大屏液晶顯示器、電腦主機、雙杠型平衡臺板及壓力采集板,軟件系統(tǒng)采用該公司自主研發(fā)的虛擬現(xiàn)實游戲。系統(tǒng)主機與壓力采集板之間通過智能數(shù)據(jù)采集器建立聯(lián)系。登錄平衡評估及訓練系統(tǒng),當患者站立在壓
13、力采集板上,其重心分布及移動軌跡直接顯示在評估界面上,在訓練界面直接提供受訓者視覺和聽覺反饋。在我們的研究中,采用了以下游戲進行虛擬現(xiàn)實平衡訓練:飛行游戲、大魚吃小魚、鳳凰飛翔及采蘑菇游戲。訓練過程中病人站立在壓力面板上,利用自身重心轉(zhuǎn)移控制游戲目標按指示路線完成任務(wù)?;颊哒玖⑽幌逻M行,每次訓練30min(不包括設(shè)置和休息時間),1次/d,6d/周,療程2周。訓練過程中鼓勵受試者不斷增加挑戰(zhàn)級別,提高參與積極性的同時改善每項活動的重心及
14、姿勢控制能力。訓練安排在一個獨立安靜的房間,以確保受試者的注意力集中。為了防止受試者在訓練中摔傷或發(fā)生其他意外,治療師就站在受試者身后,并及時予以言語或肢體的輔助。
結(jié)果:
訓練前兩組腦卒中患者的性別、年齡、身高、病程天數(shù)、偏癱側(cè)、病變部位及MMSE等情況均無明顯差異(P>0.05)。治療后兩組BBS及TUG評分均較治療前顯著提高(P<0.05),比較兩組的時候,試驗組的BBS和TUG參數(shù)提升均明顯優(yōu)于對照組(P<0
15、.05)。而Holden步行功能均未見明顯改善(P>0.05)?;颊咄瓿?周虛擬現(xiàn)實訓練后,在睜眼60秒及閉眼10秒的狀態(tài)下,軌跡外周面積、軌跡長度及軌跡移動速度較治療前明顯改善(P<0.05),且試驗組比對照組改善效果更為明顯(P<0.05)。
結(jié)論:
在本次研究中我們運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對早期卒中后患者進行評估功能訓練,經(jīng)過2周的訓練后,實驗組在BBS、TUG比對照組明顯提高,證明患者動態(tài)平衡功能恢復(fù)較好。通過虛擬現(xiàn)
16、實系統(tǒng)游戲的仿真性和趣味性,使得參與者在訓練過程中保持了更大的積極性和主動性,同時在靜態(tài)平衡訓練的過程中也表現(xiàn)出更多的耐心。經(jīng)過階段訓練后,實驗組在60秒睜眼及10秒閉眼狀態(tài)下身體重心移動軌跡長度、軌跡移動速度、軌跡外周面積均有明顯改善(P<0.05),且無論從BBS、TUG還是平衡板測試結(jié)果,實驗組改善明顯優(yōu)于對照組(P<0.05)。這些結(jié)果表明,虛擬現(xiàn)實的平衡功能訓練效果都優(yōu)于傳統(tǒng)平衡治療方式。本次研究證明了虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用于腦卒中
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