虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在老年常見(jiàn)疾病健康管理中的應(yīng)用價(jià)值

吳婧梅，徐麗莉，謝穎，張靖瑜，伍敏莉

1.廣州衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院護(hù)理學(xué)院，廣東廣州 510450；2.廣州市白云區(qū)第二人民醫(yī)院，廣東廣州 510450

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)出現(xiàn)于20 世紀(jì)，近年來(lái)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的需求日益旺盛。隨著老齡化問(wèn)題的嚴(yán)重，包括癌癥、腦卒中、癡呆在內(nèi)的常見(jiàn)老年疾病，在給老年人帶來(lái)身體損害的同時(shí)，還會(huì)影響心理健康，降低老年患者的生活質(zhì)量。因此，本研究從老年常見(jiàn)疾病出發(fā)，綜合分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在輔助健康管理過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與醫(yī)學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、三維仿真、傳感器、人工智能和生物力學(xué)等技術(shù)，對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行虛擬仿真，建立三維虛擬環(huán)境［1］。隨著VR 產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，VR 技術(shù)廣泛被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并且VR 模擬教學(xué)在基礎(chǔ)科學(xué)、臨床知識(shí)、程序技能、團(tuán)隊(duì)合作和溝通技能方面的有效性已被證明［2］。

VR 模擬教學(xué)可以模擬創(chuàng)造各種環(huán)境，像是患者、病房、診室乃至醫(yī)院等，為醫(yī)學(xué)生在安全、經(jīng)濟(jì)、可復(fù)制和靈活的學(xué)習(xí)環(huán)境中提供實(shí)用和臨床醫(yī)學(xué)教育，促使其反復(fù)練習(xí)；在對(duì)患者與家屬的健康教育中，也能夠提高其自我效能感，增加熟悉度、增加自信和減少焦慮，激勵(lì)他們?cè)谂R床實(shí)踐中使用獲得的知識(shí)和技能［3］。除了在教學(xué)中發(fā)揮了優(yōu)秀作用，VR 在不同科室的臨床診療中也有著不同程度的參與，如在產(chǎn)科中，使用三維成像“深度感知”的功能，可視化胎兒血管解剖的更多細(xì)節(jié)，從而進(jìn)行評(píng)估［4］；在康復(fù)科中，指導(dǎo)治療小腦共濟(jì)失調(diào)的平衡訓(xùn)練［5］；或在骨外科中，輔助下經(jīng)股骨頸基底部旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)治療股骨頭壞死等［6］。

2 老年常見(jiàn)病

2．1 癌癥

癌癥常見(jiàn)于老年人，初診為惡性腫瘤患者的中位年齡為66 歲，癌癥相關(guān)死亡的中位年齡為72 歲，且老年人是癌癥患病率增長(zhǎng)最快的人群之一［7］。癌癥作為一種獨(dú)特的慢性疾病，通過(guò)影響患者的身體、社會(huì)和心理等改變著他們的生活［8］。除進(jìn)行放化療治療外，大多患者還需手術(shù)治療。老年癌癥患者易出現(xiàn)認(rèn)知障礙，包括一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵認(rèn)知功能領(lǐng)域的衰退，這可能是患者慢性藥物治療、原發(fā)疾病的癌癥類型、部位、分期、腫瘤炎癥和多模式治療等多方的結(jié)果［9］。

2．2 腦卒中

腦卒中是一種常見(jiàn)的急性顱腦血管疾病，包括缺血性和出血性卒中2 種，缺血性卒中的發(fā)病率高于出血性卒中。近些年來(lái)，我國(guó)老年人群腦卒中的患病率迅速增長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了老年人晚年的生活質(zhì)量，已經(jīng)引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注［10］。腦卒中發(fā)病會(huì)造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腦組織損傷，繼而出現(xiàn)認(rèn)知、吞咽、言語(yǔ)功能障礙或肢體癱瘓等癥狀，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致患者死亡，給家庭和社會(huì)造成沉重負(fù)擔(dān)［11］。

2．3 癡呆

癡呆癥多發(fā)于65 歲及以上的老年人群，是全球共同面對(duì)的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題，也是老年人最常見(jiàn)的健康問(wèn)題之一，主要亞型為阿爾茨海默病，其次為血管性癡呆及路易體癡呆［12］。2019年，我國(guó)65 歲及以上的老年人癡呆癥患病率為5.60%，世界上每4 個(gè)癡呆癥患者中就有1 個(gè)是中國(guó)人［13-14］。癡呆以記憶減退為核心癥狀，會(huì)在早期出現(xiàn)近記憶障礙，嚴(yán)重者甚至找不到回家的路，除此之外，還會(huì)影響患者的情緒。數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，老年癡呆癥已成為威脅老年人群生命健康的“四大殺手”之一，患者平均生存期約5.9年［15］。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

3．1 VR 技術(shù)在癌癥健康管理過(guò)程中的應(yīng)用

3．1．1 精確定位輔助腫瘤切除 利用VR 圖像和3D 打印等新的成像技術(shù)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)放射法難以定位的缺點(diǎn)，從而為早期腫瘤做出最佳治療決定。在Yoon 等［16］的研究中，75 歲男性老年患者于肺癌切除術(shù)后并發(fā)右上肺葉淺表支氣管內(nèi)鱗狀細(xì)胞癌，以現(xiàn)代橫斷面成像模式無(wú)法準(zhǔn)確定位，通過(guò)計(jì)算機(jī)斷層掃描驅(qū)動(dòng)的VR 定位，在與支氣管鏡上一個(gè)小的、白色的、貼片狀病變匹配上后，直接在相應(yīng)的CT 圖像上標(biāo)注局部病變，從3D 模型中可以看到病變的確切解剖位置和相鄰支氣管軌跡的銳角，最終利用光動(dòng)力治療成功，且患者術(shù)后無(wú)并發(fā)癥。在Guerrera 等［17］的研究也有一致結(jié)果，在結(jié)直腸癌治療的隨訪期間，電腦斷層掃描發(fā)現(xiàn)84 歲男性老年患者的右前上葉有一個(gè)肺結(jié)節(jié)，于是利用HA3D 虛擬模型，在保留健康組織的情況下進(jìn)行手術(shù)切除，無(wú)術(shù)后并發(fā)癥，且對(duì)病人的疼痛感控制較好。VR 技術(shù)在輔助外科醫(yī)生對(duì)特定腫瘤部位進(jìn)行準(zhǔn)確切除的同時(shí)，不僅保證腫瘤的根治性以及手術(shù)的安全性，還可以改善老年腫瘤患者的并發(fā)癥、疼痛等預(yù)后。

3．1．2 評(píng)估前瞻性記憶并篩查癡呆 認(rèn)知功能障礙多與記憶缺失有關(guān)，而記憶缺失又取決于前瞻記憶，前瞻記憶是指在某些預(yù)定的時(shí)間內(nèi)記住完成預(yù)定任務(wù)或行動(dòng)的能力［18］。VR 能夠在重現(xiàn)日常生活中的自然情境的同時(shí)，保持前瞻記憶任務(wù)中難以維持的實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)性，能夠有效進(jìn)行對(duì)前瞻記憶的狀態(tài)評(píng)估［19］。在評(píng)估前瞻記憶任務(wù)時(shí)，將開(kāi)始一個(gè)階段的意圖學(xué)習(xí)：每個(gè)意向?qū)⒃?0 s 內(nèi)顯示在筆記本電腦的屏幕上，參與者必須大聲讀出每個(gè)意向，每隔3 個(gè)意圖，就會(huì)有一個(gè)關(guān)于這些意圖的線索回憶測(cè)試，未收到回復(fù)的意圖都會(huì)重復(fù)1 次，在所有的意圖呈現(xiàn)后，線索回憶測(cè)試將被實(shí)現(xiàn)，未被回憶或錯(cuò)誤回憶的意圖將被重復(fù)。通過(guò)VR 評(píng)估前瞻性記憶，以為癌癥患者的認(rèn)知功能提供及時(shí)干預(yù)。

研究［20］表明，癌癥在導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的同時(shí)，也會(huì)增加老年癌癥患者出現(xiàn)癡呆的風(fēng)險(xiǎn)。曾迎春等［21］的研究中，通過(guò)VR 開(kāi)發(fā)懷舊治療康復(fù)系統(tǒng)，以20 世紀(jì)70年代為年代背景，模擬過(guò)去的家、過(guò)去的生活方式、過(guò)去的工具、過(guò)去的經(jīng)典節(jié)目及過(guò)去的紀(jì)錄片，通過(guò)對(duì)65 歲以上老年癌癥患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)VR在輔助早期篩查癡呆風(fēng)險(xiǎn)中具有的安全性和可行性。VR 在評(píng)估即刻回憶、地形記憶、前瞻性記憶與理解能力4 個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域中的靈敏度為68.4%，特異度為100%，能夠很好地發(fā)現(xiàn)記憶缺陷，判別是否存在癡呆早期征兆［22-23］。輕度癡呆的早期識(shí)別與控制不僅是防止癌癥患者認(rèn)知功能惡化的關(guān)鍵，還可以通過(guò)早期發(fā)現(xiàn)進(jìn)行干預(yù)，以最大程度地減少神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生，從而優(yōu)化老年癌癥患者的認(rèn)知功能，從而提高老年癌癥患者的生存質(zhì)量［24］。

3．2 VR 技術(shù)改善腦卒中患者平衡與肢體功能

VR 康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)是近年來(lái)新興的用于腦卒中后患者康復(fù)訓(xùn)練手段。在金振華等［25］的研究中，對(duì)30例老年腦卒中后偏癱的患者以城市駕車和小徑遭遇訓(xùn)練程序進(jìn)行VR 康復(fù)訓(xùn)練，持續(xù)4 周后與未進(jìn)行VR康復(fù)訓(xùn)練組的30 例患者相比較，平衡量表（berg balance scale，BBS）評(píng)分、簡(jiǎn)易上肢功能檢查（simple test evaluating-hand functionSTEF）評(píng)分、手指主動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)度（active range of motion，AROM）、最大屈曲角度和最大伸展角度均顯著提高（P＜0.05）。史建蘋等［26］的研究結(jié)果中，2 次／d，每次30 min 應(yīng)用VR 技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練效果顯著，患者平衡功能得到顯著改善，且對(duì)老年人預(yù)防跌倒有重要意義。

VR 康復(fù)訓(xùn)練種類眾多［25-26］，例如：（1）水上駕船：正對(duì)面向屏幕，雙手自然下垂，雙腳分開(kāi)，與肩膀同寬，VR 場(chǎng)景為波動(dòng)水面，患者通過(guò)控制身體擺動(dòng)依據(jù)制定的路線航行，并躲避虛擬障礙物，有效的對(duì)患者的四肢平衡能力進(jìn)行鍛煉。（2）補(bǔ)漏洞任務(wù)：正對(duì)面向屏幕，雙手自然下垂，雙腳分開(kāi)，與肩膀同寬，VR 場(chǎng)景為虛擬多塊小方塊拼成的大方形，中間不時(shí)會(huì)有缺失的小方塊，患者通過(guò)控制身體位置修補(bǔ)不斷出現(xiàn)的不同位置的方塊漏洞。（3）小徑穿行：正對(duì)面向屏幕，雙手自然下垂，雙腳分開(kāi)與肩膀同寬，VR 場(chǎng)景為山間小徑，彎曲的小徑，對(duì)面會(huì)有坑洼或其它障礙物，患者控制身體躲避障礙物。（4）城市駕車：雙腳與肩同寬分開(kāi)站立于側(cè)立板中間，面向屏幕站立，雙手于身體兩側(cè)自然下垂，VR 場(chǎng)景內(nèi)容設(shè)置主要包括有迎面駛來(lái)的其他汽車，高樓基礎(chǔ)設(shè)施等，汽車行駛主要由患者人體壓力中心進(jìn)行控制，虛擬汽車加減速主要通過(guò)人體壓力中心前后移動(dòng)，汽車左右轉(zhuǎn)彎由患者通過(guò)左右移動(dòng)進(jìn)行控制。（5）小徑遭遇：首先指導(dǎo)患者將鞋脫下，站立于側(cè)立板中間，雙上肢前伸與肩同寬分開(kāi)，面向屏幕站立，Bobath 握手，讓患者雙手手背各佩戴可被攝像機(jī)捕捉的球形標(biāo)志物，其中以條蜿蜒曲折及高低起伏的森林小徑上行走為VR 場(chǎng)景，患者健康手帶動(dòng)患肢換手把擊落迎面飛來(lái)的鳥(niǎo)和蟲(chóng)子。

VR 具有三大特點(diǎn)［27］：（1）場(chǎng)景真實(shí)、內(nèi)容豐富；（2）畫(huà)面清晰、色彩豐富；（3）變化多樣、難易適中。因此，VR 康復(fù)訓(xùn)練能夠改變傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練枯燥乏味、單一重復(fù)的治療方案，還可以按照患者功能的改善情況逐漸提高游戲難度，在為患者提供生動(dòng)有趣的訓(xùn)練項(xiàng)目和治療場(chǎng)景的同時(shí)，提高康復(fù)訓(xùn)練的效果。

3．3 VR 技術(shù)在癡呆健康管理中的應(yīng)用

3．3．1 沉浸式VR 認(rèn)知訓(xùn)練改善認(rèn)知功能 通過(guò)沉浸式VR 認(rèn)知訓(xùn)練改善老年癡呆患者的認(rèn)知功能。認(rèn)知訓(xùn)練中，使用者通過(guò)使用頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，將真實(shí)世界的視聽(tīng)感覺(jué)隔離，產(chǎn)生虛擬的視聽(tīng)覺(jué)，并利用專用的手柄或手套，與虛擬世界環(huán)境進(jìn)行交互，產(chǎn)生完全置身于虛擬環(huán)境感受的技術(shù)［28］。謝興等［29］研究表明，以57 例老年癡呆患者為研究對(duì)象，經(jīng)比較后沉浸式VR 組患者的簡(jiǎn)易智能狀態(tài)量表（MMSE）與Barthel 指數(shù)顯著高于非沉浸式（P＜0.05）。與鄭佳映等［30］研究的結(jié)果相似，提示沉浸式VR 技術(shù)可改善老年癡呆患者認(rèn)知功能。研究［31］指出，適當(dāng)?shù)纳眢w活動(dòng)可通過(guò)調(diào)節(jié)淀粉樣前蛋白的表達(dá)及其水解途徑、減少β 淀粉樣蛋白的產(chǎn)生、清除自由基等多種途徑抑制癡呆的病理生理學(xué)改變。沉浸式VR 包括切水果、投籃、射擊和投擲等游戲，與非沉浸式相比，場(chǎng)景更真實(shí)更自然，患者需更多的專注與投入，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后大腦功能會(huì)不斷重塑，增強(qiáng)了記憶力與反應(yīng)力。

3．3．2 改善抑郁等負(fù)面情緒 研究表明，抑郁是老年癡呆患者常見(jiàn)的負(fù)面情緒，且老年癡呆患者認(rèn)知障礙與抑郁癥關(guān)系密切［32］。謝興等［29］研究發(fā)現(xiàn)，漢密爾頓焦慮量表（HAMA）與漢密爾頓抑郁量表（HAMD）的評(píng)分顯著低于非沉浸式（P＜0.05）。研究［30］表明，康奈爾癡呆抑郁量表（CSDD）評(píng)分，有VR 游戲干預(yù)的觀察組得分顯著低于對(duì)照組（P＜0.05）。在VR 訓(xùn)練的過(guò)程中，小組多成員參與的模式，使得患者之間形成了主動(dòng)思考、積極討論的活躍游戲氛圍，并且通過(guò)游戲得分，老年患者互相可進(jìn)行比較與分享經(jīng)驗(yàn)，獲得自我成就感的同時(shí)改善負(fù)面情緒。

4 小結(jié)

VR 技術(shù)在癌癥健康管理過(guò)程中以精確定位輔助腫瘤的切除，參與診療過(guò)程，其他的主要應(yīng)用均在預(yù)后環(huán)節(jié)，包括在癌癥患者中評(píng)估前瞻性記憶與篩查癡呆，在腦卒中患者中改善平衡與肢體功能，在癡呆患者中改善認(rèn)知功能與抑郁等負(fù)面情緒。VR 技術(shù)在老年常見(jiàn)疾病中的應(yīng)用廣泛，尤其是在認(rèn)知障礙的應(yīng)用中，有著顯著地臨床應(yīng)用效果［33］。VR 技術(shù)雖然在老年常見(jiàn)疾病健康管理中發(fā)揮著作用，但由于發(fā)展晚、設(shè)備貴的問(wèn)題，導(dǎo)致難以在全部醫(yī)院與老年人家庭普及，可以采取一些扶持政策以提高普及率。此外，老年人與青年人相比，對(duì)智能技術(shù)的理解程度較低，難以掌握并使用VR 技術(shù)與程序操作，還需加強(qiáng)宣傳與培訓(xùn)，使VR 技術(shù)在老年患者中擁有更廣泛的應(yīng)用。