王鑫，孟兆祥，錢貞，尹正錄，金星，全逸峰，王繼兵

目前我國每年有250萬新發(fā)腦卒中病例，平衡功能障礙是腦卒中患者的最常見并發(fā)癥之一，是影響患者運(yùn)動功能和ADL能力恢復(fù)的常見問題[1]。傳統(tǒng)康復(fù)的平衡訓(xùn)練在取得一定療效的同時也暴露出一些缺陷，如訓(xùn)練的無目的性以及缺乏趣味性往往導(dǎo)致患者訓(xùn)練積極性和依從性下降，甚至在改善平衡能力的同時卻很難改善實(shí)際步行能力[2]。隨著計(jì)算機(jī)綜合集成技術(shù)的不斷發(fā)展，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtual reality，VR)技術(shù)為主要內(nèi)容的豐富康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)在腦卒中康復(fù)領(lǐng)域中應(yīng)用日益廣泛，但療效和作用機(jī)制還有待研究[3]。本研究擬運(yùn)用以VR為主的豐富平衡訓(xùn)練對由腦卒中造成的平衡功能障礙進(jìn)行康復(fù)治療，以觀察其對腦卒中造成的平衡功能障礙康復(fù)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇江蘇省蘇北人民醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)中心2014年10月～2015年10月住院治療的腦卒中患者40例，均符合全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會議通過的診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)顱腦CT或MRI確診。納入標(biāo)準(zhǔn)：首次發(fā)病，單側(cè)病灶，病程≤6個月，生命體征平穩(wěn)，可接受訓(xùn)練；能夠聽懂指令并執(zhí)行，簡易精神狀態(tài)檢查(Mini-mental State Examination, MMSE)評分≥24分[4]；Fugl-Meyer平衡功能檢查評分≥10分，可自行獨(dú)立完成由坐位到站立位的動作，并在室內(nèi)監(jiān)護(hù)下步行10m[5]。按數(shù)字編號法隨機(jī)分為2組各20例。①常規(guī)組，男13例，女7例；年齡(62.71±10.33)歲；病程(14.21±6.67)周；腦梗死15例，腦出血5例；左側(cè)偏癱12例，右側(cè)8例。②豐富組，男11例，女9例；年齡(63.02±9.82)歲；病程(14.83±6.32)周；腦梗死16例，腦出血4例；左側(cè)偏癱11例，右側(cè)9例。2組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 方法 ①常規(guī)組予以常規(guī)傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練項(xiàng)目[6]，包括床上良肢位擺放，患肢肌肉擠壓、拍打、叩擊及牽伸，改善肌張力并誘發(fā)肢體的自主運(yùn)動，患肢被動活動，床上翻身、起坐訓(xùn)練，一般平衡訓(xùn)練及步行訓(xùn)練等運(yùn)動再學(xué)習(xí)方案、本體感覺神經(jīng)肌肉促通及神經(jīng)發(fā)育治療等技術(shù)。每次30min，每日2次，每周5d。②豐富組予以常規(guī)傳統(tǒng)平衡訓(xùn)練項(xiàng)目的基礎(chǔ)上(上午)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬豐富環(huán)境，并結(jié)合任務(wù)導(dǎo)向性項(xiàng)目進(jìn)行平衡訓(xùn)練(下午，3種VR游戲各10min)，具體項(xiàng)目包括賽道滑雪，基本姿勢，患者脫鞋，面向屏幕站在測力板中間，雙腳分開與肩同寬，雙上肢自然下垂，前方和兩側(cè)均有保護(hù)欄，治療師在患者右側(cè)后方予以保護(hù)，并指導(dǎo)患者進(jìn)行訓(xùn)練。VR場景為患者在一條滑雪賽道上滑雪，迎面有旗桿，患者需要躲避；同時賽道高低起伏、蜿蜒曲折，需要患者調(diào)整身體重心，否則會摔倒或停滯不前，游戲要求為盡可能的不碰到障礙物，不摔倒，盡快的滑完賽道，可以通過增加場景的視覺干擾以及增加障礙物等方法增加游戲難度，游戲難度分為容易、中等、困難 3個等級，訓(xùn)練過程中允許患者偶爾手扶保護(hù)欄以保持平衡，但要求患者手扶欄桿的次數(shù)后一天不多于前一天；飛機(jī)大戰(zhàn)，基本姿勢及相關(guān)訓(xùn)練要求同賽道滑雪，VR場景為天空中一條S形軌道，患者重心為飛機(jī)，要求飛機(jī)在飛行過程中盡量按照軌道進(jìn)行飛行，游戲得分高低取決于飛行軌跡與軌道的重合度。可通過改變S形軌道的曲率等方法來增加游戲的難度；采蘑菇，基本姿勢及相關(guān)訓(xùn)練要求同賽道滑雪，患者處于一個同心圓中，分別在同心圓不同的位置會出現(xiàn)蘑菇，要求患者通過不移動雙腳、只進(jìn)行前后左右轉(zhuǎn)移重心的方法，移動畫面中的自己去采蘑菇，到達(dá)采蘑菇地點(diǎn)后需停留數(shù)秒才能采到蘑菇，采完蘑菇后必須回到同心圓圓點(diǎn)才能繼續(xù)采下一個蘑菇，要求在規(guī)定時間內(nèi)采得蘑菇盡可能多，可通過增加同心圓的圈數(shù)、增加采蘑菇時停留的時間等方法來增加游戲的難度。以上任務(wù)項(xiàng)目在完成過程中，相關(guān)背景會不時的變化，在得分獎勵或游戲失敗時有不同的聲音，并且通過答題等方式與患者進(jìn)行互動(如在得分較低時詢問患者是否要降低難度等)，以模擬豐富環(huán)境。

1.3 評定標(biāo)準(zhǔn) ①Berg平衡量表(Berg Balance Scale, BBS)：包括從坐到站起、無支撐站立、無支撐坐位、轉(zhuǎn)移、閉眼站立、上臂前伸、彎腰拾物、雙足交替踏臺階等14項(xiàng)與平衡相關(guān)的功能性活動，每項(xiàng)評分0～4分，最高分56分。得分越高表明平衡功能越好，得分在40分以下，提示有跌倒的危險(xiǎn)。②平衡儀站立位睜眼靜態(tài)平衡測試：平衡儀(意大利 TecnoBody公司 型號：PK254)，患者站立于測試板中間，平視前方，指標(biāo)為睜眼情況下的運(yùn)動軌跡長度及外周面積。運(yùn)動軌跡長度是指重心在不斷擺動時所經(jīng)過的總長度，其值越小提示穩(wěn)定性越好；外周面積是指重心運(yùn)動軌跡所覆蓋區(qū)域的面積，其值越小提示穩(wěn)定性越好。③“起立-行走”計(jì)時測試(Timed Up and Go Test，TUGT)：患者在一個有扶手的椅子上(座高約45cm，扶手高約20cm)由坐位獨(dú)立站起，站穩(wěn)后，按平時走路時的步態(tài)行走3m，轉(zhuǎn)身返回，再轉(zhuǎn)身坐下。用秒表計(jì)時，從脊柱離開椅子靠背開始計(jì)時，返回到同一位置時結(jié)束。共測試3次，中間休息1min，取平均值。正式測試前，允許患者練習(xí)1～2次，以確?；颊呃斫庹麄€測試過程。評測步行時間評測值精確到0.1s。正常人測試成績一般<10s，測試成績>14s為異常。

2 結(jié)果

治療4周后，2組BBS評分均較治療前明顯提高(P<0.05，0.01)，且豐富組更優(yōu)于常規(guī)組(P<0.05)；2組TUGT評分均較治療前明顯下降(P<0.05，0.01)，且豐富組更低于常規(guī)組(P<0.05)。見表1。

治療后，2組運(yùn)動軌跡長度及外周面積均較治療前減少(P<0.05，0.01)，且豐富組更低于常規(guī)組(P<0.05)。見表2。

組別nBBS(分)治療前治療后TUGT(s)治療前治療后常規(guī)組2025.23±5.8132.21±4.23a28.73±2.8722.12±2.28a豐富組2026.15±4.9245.34±5.71bc29.05±3.1214.11±3.23bc

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與常規(guī)組比較，cP<0.05

組別n運(yùn)動軌跡長度(mm)治療前治療后外周面積(mm2)治療前治療后常規(guī)組20592.87±118.23452.82±112.31a1182.34±682.72827.74±592.34a豐富組20607.52±122.45382.71±103.22bc1231.51±722.34606.27±473.96bc

與治療前比較，aP<0.05，bP<0.01；與常規(guī)組比較，cP<0.05

3 討論

本研究是針對于首次發(fā)病且伴有偏癱癥狀的腦卒中患者，由于要求患者在豐富平衡訓(xùn)練中理解和完成指令性動作，因而入組的患者的認(rèn)知功能必須是正常或者輕度異常，即MMSE評分≥24分(最高分為30分)[4]。同時，由于需要完成豐富平衡訓(xùn)練中滑雪、采蘑菇等動作，因而對患者治療前的基礎(chǔ)平衡功能有一定要求，即要求患者在訓(xùn)練中，獨(dú)立或者少量輔助幫助下完成規(guī)定的訓(xùn)練動作。Fugl-Meyer平衡功能檢查表得分≥10分，基本能夠達(dá)到豐富平衡訓(xùn)練的平衡要求[5]。此外，由于必須完成TUGT測試，因而要求患者必須自行獨(dú)立完成由坐位到站立位的動作，并在室內(nèi)監(jiān)護(hù)下能夠步行10m，以達(dá)到測試要求[6]。

長期以來有關(guān)腦卒中偏癱患者平衡功能的治療以Bobath技術(shù)及Brunstrom法為主，著重進(jìn)行站立平衡訓(xùn)練和下肢運(yùn)動控制訓(xùn)練[6,9]。這些傳統(tǒng)的、枯燥，時間較長后患者往往有厭煩和抵觸的心理，同時它們對平衡障礙和實(shí)際行走能力的改善作用有限。本實(shí)驗(yàn)中，常規(guī)平衡訓(xùn)練組治療4周后，反映平衡總體能力的BBS評分的均值能在40分以下，存在一定的跌倒風(fēng)險(xiǎn)；可反映實(shí)際行走能力的TUGT測試評分均值在20s以上，與正常人的測試成績還是有很大差距(正常人測試成績<10s)[7]。本研究的豐富平衡訓(xùn)練，是指在常規(guī)平衡訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬豐富環(huán)境，以及任務(wù)導(dǎo)向性項(xiàng)目來針對平衡障礙的訓(xùn)練。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種新興且迅速發(fā)展的技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)的專業(yè)軟硬件和外圍設(shè)備，形成逼真的三維視、聽、觸、嗅等感覺，使人作為參與者通過適當(dāng)裝置，與虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用。受試者可以投入到由計(jì)算機(jī)生成的虛擬場景中，有身臨其境之感，例如本研究中的滑雪、采蘑菇等；同時計(jì)算機(jī)模擬的虛擬世界內(nèi)容豐富，患者沉浸于此環(huán)境中不斷獲取新的知識，提高其感性和理性認(rèn)識，產(chǎn)生新的想象，就如同將患者置于豐富環(huán)境中[8-11]。豐富環(huán)境對腦發(fā)育和腦損傷修復(fù)具有顯著的促進(jìn)作用,它可以增加大腦中動脈栓塞大鼠皮層和海馬CA1區(qū)神經(jīng)元數(shù)量，增加缺血側(cè)皮層和海馬的總的突觸數(shù)密度和穿孔突觸數(shù)密度，顯著縮小缺血側(cè)皮層和海馬的突觸間隙寬度，增厚其突觸致密物的厚度，改善卒中大鼠皮層和海馬的突觸可塑性[12-13]。平衡控制是一種復(fù)雜的運(yùn)動技巧，而人體平衡的維持除了依靠正常的運(yùn)動系統(tǒng)等功能外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對本體覺等感覺輸入的反應(yīng)、腦高級功能對信息整合和指令的發(fā)出等，都是至關(guān)重要的[14-15]。腦卒中患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷，對感覺輸入反應(yīng)遲鈍或錯誤，腦高級功能對信息不能正常的加工處理，出現(xiàn)了平衡障礙[16-17]。豐富環(huán)境可以增加受損的大腦神經(jīng)元的數(shù)量，增加突觸的可塑性，改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)對感覺輸入的反應(yīng)，同時改善腦高級功能，提高其處理信息的能力，最終有利于改善平衡障礙[13,18]。因此，本研究豐富平衡訓(xùn)練患者較常規(guī)訓(xùn)練的患者，平衡功能(BBS評分和平衡儀相關(guān)測試結(jié)果)恢復(fù)的更好些。同時研究表明，實(shí)際步行是需要腦高級功能的參與，尤其是注意力和執(zhí)行功能，對步行速度、協(xié)調(diào)性等有著重要的影響[15,19]，因而在TUGT測試中，豐富平衡訓(xùn)練患者較常規(guī)訓(xùn)練組患者評分明顯改善。

豐富平衡訓(xùn)練中的任務(wù)導(dǎo)向性項(xiàng)目，可以為患者在訓(xùn)練重心轉(zhuǎn)移時提供視覺反饋，如采蘑菇的游戲中的小人，或飛機(jī)大戰(zhàn)中的飛機(jī)，實(shí)際就是患者的重心。訓(xùn)練時，患者為了獲得更多的獎勵(采到蘑菇或飛機(jī)獲得新獎勵)，根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所反饋的視覺信息，不斷地調(diào)整自己的重心。這種根據(jù)視覺反饋有節(jié)奏的進(jìn)行重心轉(zhuǎn)移，與人們步行和其他日?；顒有枰眢w重心在各個方向不斷轉(zhuǎn)換相類似，能很好的改善腦卒中偏癱患者的視空間感知能力。腦卒中患者本體覺和前庭覺均受到較大影響，增加的視覺信息可以幫助患者增加對身體在空間里的定位及運(yùn)動方向，這種不斷地根據(jù)視覺反饋來調(diào)整重心，可以讓患者整合本體覺和前庭覺等軀體感覺信息與視覺信息，建立中樞運(yùn)動程序，減弱因肌力和肌張力障礙等原因引起的外周不良刺激的反饋[20-21]。因此，在睜眼條件下，豐富平衡訓(xùn)練組患者其運(yùn)動軌跡長度及外周面積比較明顯好于常規(guī)訓(xùn)練組。

此外，豐富平衡訓(xùn)練中的任務(wù)導(dǎo)向性項(xiàng)目，均要求患者在某些時候?qū)σ恍┳藙莸谋３?，如滑雪拐彎時等，這些項(xiàng)目可以增強(qiáng)患者膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的控制。腦卒中患者由于下肢伸肌共同運(yùn)動模式的存在,在行走時,踝和膝關(guān)節(jié)的控制較差,導(dǎo)致平衡功能障礙[22]，因此改善膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和控制能力對腦卒中患者的平衡功能、步行能力和步態(tài)有至關(guān)重要的作用。有研究表明，在平衡訓(xùn)練和步行訓(xùn)練時加強(qiáng)膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)周圍肌群肌力訓(xùn)練，增強(qiáng)周圍肌群的肌力和協(xié)調(diào)性，可避免患者的膝關(guān)節(jié)在步行過程中產(chǎn)生過伸或踝關(guān)節(jié)的不穩(wěn)定，這些均能顯著改善患者的平衡功能[23-24]。

本研究結(jié)果提示常規(guī)平衡訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者的平衡功能改善有一定的促進(jìn)作用，而豐富平衡訓(xùn)練改善患者平衡功能的作用更為明顯，其機(jī)制可能與改善卒中后腦的可塑性、增強(qiáng)視覺反饋信息的調(diào)整、增強(qiáng)膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的控制等因素有關(guān)。

[1] Batchelor FA, Williams SB, Wijeratne T,et al. Balance and Gait Impairment in Transient Ischemic Attack and Minor Stroke[J]. J Stroke Cerebrovasc Dis， 2015, 24(10):2291-2297.

[2] Hahn J, Shin S, Lee W . The effect of modified trampoline training on balance, gait, and falls efficacy of stroke patients[J]. J Phys Ther Sci. 2015, 27 (11):3351-3354.

[3] Kairy D, Veras M, Archambault P, et al. Maximizing post-stroke upper limb rehabilitation using a novel telerehabilitation interactive virtual reality system in the patient's home: study protocol of a randomized clinical trial[J]. Contemp Clin Trials， 2016, 47(1):49-53.

[4] 徐睿華,劉琦,熊鍵，等.視覺反饋平衡訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者平衡及功能性轉(zhuǎn)移能力的影響[J].中國康復(fù)，2010，25(6):430-431.

[5] 謝財(cái)忠，劉新峰，唐軍凱. 腦卒中患者平衡功能與自理能力的相關(guān)性[J]. 中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2010, 25(2)：149-152.

[6] Seo K, Park SH, Park K. The effects of stair gait training using proprioceptive neuromuscular facilitation on stroke patients' dynamic balance ability [J]. J Phys Ther Sci， 2015, 27(5):1459-1462.

[7] 屈亞平,孫麗,朱琳,等.平衡訓(xùn)練系統(tǒng)輔助特定任務(wù)性平板步行訓(xùn)練對卒中患者下肢運(yùn)動功能的影響[J].中國腦血管病雜志, 2014,5(11): 223-227.

[8] 袁冰,李雪萍,林強(qiáng),等.核心肌群訓(xùn)練對腦卒中偏癱患者平衡功能的影響[J]. 中華臨床醫(yī)師雜志(電子版),2013 ,7(15):6888-6892.

[9] Worthen-Chaudhari L. Effectiveness, usability, and cost-benefit of a virtual reality-based telerehabilitation program for balance recovery after stroke: a randomized controlled trial [J]. Arch Phys Med Rehabil, 2015, 96(8):1544-1550.

[10] YamatoTP, Pompeu JE, Pompeu SM, Hassett L, et al. Virtual Reality for Stroke Rehabilitation[J]. Phys Ther, 2016, 14(4):520-529.

[11] Yates M, Kelemen A, Sik Lanyi C. Virtual reality gaming in the rehabilitation of the upper extremities post-stroke [J]. Brain Inj, 2016,30(1):1-9.

[12] Kuptsova K, Kvist E, Nitzsche F, et al. Combined enriched environment-atipamezole treatment transiently improves sensory functions in stroke rats independent from neurogenesis and angiogenesis[J]. Rom J Morphol Embryol, 2015, 56(1):41-47.

[13] Xu X, Ye L, Ruan Q. Environmental enrichment induces synaptic structural modification after transient focal cerebral ischemia in rats[J]. Exp Biol Med (Maywood), 2009, 234(3):296-305.

[14] Arsic S, Konstantinovic Lj, Eminovic F, et al. Correlation between the Quality of Attention and Cognitive Competence with Motor Action in Stroke Patients[J]. Biomed Res Int, 2015, 8(2):31-36.

[15] Hayes S, Donnellan C, Stokes E. Executive dysfunction and balance function post-stroke: A cross-sectional study. Physiotherapy[J], 2016, 102(1):64-70.

[16] Peters S, Handy TC, Lakhani B, et al. Motor and Visuospatial Attention and Motor Planning After Stroke: Considerations for the Rehabilitation of Standing Balance and Gait[J]. Phys Ther,2015, 95(10):1423-1432.

[17] Tao J, Rao T, Lin L, et al. Evaluation of Tai Chi Yunshou exercises on community-based stroke patients with balance dysfunction: a study protocol of a cluster randomized controlled trial[J]. BMC Complement Altern Med, 2015, 15(1):31-32.

[18] Fischer A. Environmental enrichment as a method to improve cognitive function. What can we learn from animal models? [J] Neuroimage, 2016, 131(1):42-47.

[19] Eggenberger P, Wolf M, Schumann M, et al. Exergame and Balance Training Modulate Prefrontal Brain Activity during Walking and Enhance Executive Function in Older Adults[J]. Front Aging Neurosci, 2016, 8(1):66-67.

[20] Jeon SN, Choi JH. The effects of ankle joint strategy exercises with and without visual feedback on the dynamic balance of stroke patients[J]. J Phys Ther Sci, 2015, 27(8):2515-2518.

[21] Toosizadeh N, Mohler J, Armstrong DG, et al. The influence of diabetic peripheral neuropathy on local postural muscle and central sensory feedback balancecontrol. PLoS One, 2015, 10(8): 135 -140.

[22] Hyun KH, Cho HY, Lim CG. The effect of knee joint Mulligan taping on balance and gait in subacute stroke patients[J]. J Phys Ther Sci, 2015, 27(11):3545-3547.

[23] Bello AI, Oduro R, Adjei DN. Influence of clinical and demographic factors on static balance among stroke survivors[J]. Afr J Med Med Sci, 2012, 41(4):393-398.

[24] Kim K, Lee S, Kim D,et al. The effects of ankle joint muscle strengthening and proprioceptive exercise programs accompanied by functional electrical stimulation on stroke patients' balance[J]. J Phys Ther Sci, 2015,27(9):2971-2975.