體感互動(dòng)游戲Wii 改善腦卒中病人康復(fù)效果研究進(jìn)展

王明珠，胡思鴻，王 琴，陶艷玲

1.遵義醫(yī)科大學(xué)珠海校區(qū)，廣東 519041；2.深圳市龍崗中心醫(yī)院(護(hù)理部)

腦卒中是我國成年人致死、致殘的首位病因，具有發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高和復(fù)發(fā)率高的特點(diǎn)[1]，是全世界死亡和永久性殘疾的主要原因[2]，對(duì)病人本人、家庭和社會(huì)都會(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)?；谟螒虻慕逃椒ㄈ缃褚驯粦?yīng)用到各個(gè)方面，改善了69%的心理治療、46%的臨床醫(yī)生技能、42%的健康教育和37%的疾病自我管理[3]。在康復(fù)治療中使用游戲，特別是與虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的游戲，是有趣和互動(dòng)的，具有挑戰(zhàn)和激勵(lì)功能，可以激勵(lì)病人參與游戲，提高康復(fù)鍛煉的依從性[4]。本研究綜述Nintendo Wii（Wii）游戲?qū)δX卒中病人的平衡能力、肢體活動(dòng)、認(rèn)知能力、活動(dòng)能力等的康復(fù)鍛煉效果和風(fēng)險(xiǎn)管理，旨在提高醫(yī)護(hù)人員對(duì)Wii游戲的認(rèn)知，為腦卒中病人的功能康復(fù)方法提供參考，設(shè)計(jì)適合我國腦卒中病人基于體感互動(dòng)的Wii 游戲提供思路。

1 概述

1.1 Wii 游戲應(yīng)用概況 體感互動(dòng)游戲?qū)儆谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)范疇，目前常用的體感設(shè)備有美國的Xbox Kinect和日本的Nintendo Wii、Play Station，使自己的身體在虛擬環(huán)境中進(jìn)行互動(dòng)，具有廣泛的科學(xué)適用性[5]。有系統(tǒng)評(píng)價(jià)表明，虛擬現(xiàn)實(shí)游戲是腦卒中病人最流行的身體康復(fù)方法[6]。Wii 游戲于2006 年在日本上市，通過虛擬的交互式環(huán)境使病人進(jìn)行重復(fù)任務(wù)訓(xùn)練，用于改善平衡、力量、柔韌性和健身[7-8]，相較于其他虛擬現(xiàn)實(shí)游戲，Wii 游戲設(shè)備成本低，相對(duì)便宜，可以提供有吸引力的環(huán)境，增加病人康復(fù)鍛煉的樂趣，提高病人鍛煉依從性，彌補(bǔ)常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練耗時(shí)耗力、枯燥乏味、病人依從性不高等不足，是神經(jīng)系統(tǒng)病人平衡訓(xùn)練的工具之一[9]。2010 年后Wii 游戲用于腦卒中病人的功能康復(fù)訓(xùn)練逐漸增多，可以改善身體機(jī)能和功能康復(fù)，是目前腦卒中病人康復(fù)鍛煉使用最廣泛的體感互動(dòng)游戲工具。Wii 包括48 項(xiàng)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲，分為瑜伽、肌肉力量訓(xùn)練、有氧運(yùn)動(dòng)和平衡游戲4 組，如網(wǎng)球、高爾夫、棒球、保齡球、拳擊、障礙滑雪、跳臺(tái)滑雪、足球、廚房游戲、琴類游戲等[10-12]，可以用于醫(yī)院和家庭的平衡能力恢復(fù)[13]。目前，Wii 游戲已經(jīng)應(yīng)用于腦癱[14]、帕金森病[15]、老年人[16]、膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎[17]等的康復(fù)鍛煉中。Wii 的體感互動(dòng)游戲多應(yīng)用于國外腦卒中恢復(fù)期病人的康復(fù)訓(xùn)練，國內(nèi)的應(yīng)用研究較少。

1.2 Wii 游戲設(shè)備組成、原理及功能

1.2.1 Wii 游戲設(shè)備組成 Wii 游戲設(shè)備有主機(jī)、顯示屏、Remote 控制器（手柄）和（或）Wii 平衡板[18]。病人通過手握住控制器（手柄），或者使用綁帶將手柄固定在手臂上，站立在Wii 平衡板上，與顯示屏上的虛擬環(huán)境進(jìn)行交互來參與游戲[19]。

1.2.2 Wii 游戲設(shè)備原理 Wii 游戲是通過慣性與光學(xué)聯(lián)合感測的原理進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測。慣性感測是通過Wii 手柄或平衡板上的壓力感受器來感測病人肢體運(yùn)動(dòng)的物理參數(shù)反映病人參與游戲的程度，如加速度[20]。病人站立在Wii 平衡板上，通過壓力傳感器檢測病人的重心，病人通過改變重心的位置控制游戲環(huán)境。Wii手柄上有應(yīng)用光學(xué)檢測的紅外線傳感器，用以感應(yīng)紅外線發(fā)射器信號(hào)，通過監(jiān)測手部在垂直及水平方向的位移操控游戲[21]。

1.2.3 Wii 游戲設(shè)備功能 Wii 游戲設(shè)備不僅可以用于病人參與游戲進(jìn)行康復(fù)鍛煉，Wii 手柄和平衡板還可以作為檢測病人身體功能狀態(tài)的工具。Wii 手柄可以通過壓力傳感器測量病人膝關(guān)節(jié)的角度變化評(píng)估腦卒中病人肢體的痙攣狀態(tài)[22]。病人通過手握Wii 平衡板測量手部的最大自主收縮力，反映手的握力穩(wěn)定性[23]。Wii 平衡板還可以測量病人安靜站立時(shí)的重力，或者將重力集中在患側(cè)下肢后持續(xù)10 s 再轉(zhuǎn)移到健側(cè)下肢，通過壓力傳感器測量病人的重量分布，反映病人身體壓力中心的變化，評(píng)估病人的靜態(tài)站立平衡[24-25]。此外，病人站立在Wii 平衡板上，通過玩瑜伽“樹”游戲來評(píng)估病人的姿勢穩(wěn)定性[26]。

2 體感互動(dòng)游戲Wii 在腦卒中功能康復(fù)中的應(yīng)用

2.1 平衡能力 良好的平衡能力和姿勢控制是腦卒中病人獨(dú)立生活的前提，平衡能力的恢復(fù)顯得尤為重要。劉智慧等[26]Meta 分析顯示，在同等干預(yù)時(shí)間下，體感互動(dòng)游戲輔助傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練法相對(duì)于單純傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練，可以更大程度上改善腦卒中病人的動(dòng)態(tài)平衡功能，病人對(duì)治療的興趣和滿意度更高。Hyun 等[27]對(duì)40 例腦卒中病人使用Wii 設(shè)備進(jìn)行重復(fù)站立訓(xùn)練，病人坐在沒有靠背和扶手的椅子上，保持頭、胸和腹部直立不變，踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)屈曲至90°，緩慢站立，盡可能達(dá)到最大站立并保持該姿勢，同時(shí)病人能在顯示屏上實(shí)時(shí)檢查自己的訓(xùn)練動(dòng)作并進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行重復(fù)站立訓(xùn)練，每天訓(xùn)練20 min，每周5 d，持續(xù)6 周，6周后病人Berg 平衡量表評(píng)分上升14 分，有效改善了病人的動(dòng)態(tài)平衡能力；同時(shí)，病人的起立行走試驗(yàn)和10 m 步行測試時(shí)間均有所減少，有效改善了病人的步態(tài)。Karasu 等[28]在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上使用Wii 滑雪、企鵝滑梯等游戲進(jìn)行每次20 min、每周5 d、連續(xù)4 周的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲后，病人的動(dòng)態(tài)平衡能力得到改善，此外，病人的壓力中心位移的改善程度明顯高于常規(guī)康復(fù)方法，病人的靜態(tài)平衡能力也得到改善。但也有系統(tǒng)評(píng)價(jià)顯示，Wii 游戲的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練與傳統(tǒng)的平衡訓(xùn)練對(duì)腦卒中病人的動(dòng)態(tài)平衡能力恢復(fù)效果無差異[29]，這可能與目前的研究較少有關(guān)，還需要更多研究探討Wii 游戲?qū)δX卒中病人動(dòng)態(tài)平衡和靜態(tài)平衡的康復(fù)作用效果。

2.2 肢體功能 腦卒中后超過80%和50%的病人存在上肢和下肢功能障礙，指南推薦腦卒中病人的肢體運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)可以進(jìn)行基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的康復(fù)技術(shù)[1,30]。Wii 游戲能改善病人的上肢運(yùn)動(dòng)功能的關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍、手部運(yùn)動(dòng)功能、握力和靈活性[31-32]。Térémetz等[33]研究應(yīng)用Wii 網(wǎng)球、高爾夫球、拳擊的游戲，測量手部運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、速度和角度，評(píng)估病人的上肢功能活動(dòng)，Wii 游戲和常規(guī)訓(xùn)練對(duì)腦卒中病人的上肢功能恢復(fù)和肘部伸展具有相同療效，可能是由于病人只進(jìn)行了4 周、共12 次的鍛煉，并且在進(jìn)行鍛煉時(shí)出現(xiàn)了軀干的代償性動(dòng)作，幫助了病人的手部運(yùn)動(dòng)，從而使手部的功能活動(dòng)有所降低。Park 等[34]研究顯示，在慢性腦卒中病人中單獨(dú)進(jìn)行保齡球、乒乓球和皮劃艇的Wii 虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)療法有助于改善上肢功能，但在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)療法之前接受5 min 的心理療法（1 min 進(jìn)行放松，3 min 的游戲想象，1 min 的冥想），病人的上肢功能恢復(fù)更好。提示未來研究中可以設(shè)計(jì)帶有放松效果的游戲。Saposnik 等[35]研究表明，使用Wii 虛擬現(xiàn)實(shí)游戲與簡單的娛樂活動(dòng)（如撲克牌、賓果游戲）相比，腦卒中病人的上肢功能沒有明顯的效果。Hyun 等[27]研究中使用Wii 平衡板進(jìn)行重復(fù)站立訓(xùn)練，病人癱瘓側(cè)髖屈肌、髖外展肌和膝伸肌的肌力均有所上升，有效改善病人的下肢肌肉力量。Trinh 等[36]在腦卒中病人中應(yīng)用Wii 高爾夫、棒球等游戲進(jìn)行鍛煉，有效增加了病人的6 min 步行距離和爬樓梯的速度，改善了病人的下肢功能。Marques 等[37]在常規(guī)康復(fù)的基礎(chǔ)上使用Wii網(wǎng)球、保齡球、高爾夫游戲進(jìn)行上肢功能鍛煉，滑雪激流回旋、傾斜臺(tái)、繩索拉力等游戲進(jìn)行下肢功能鍛煉，病人的下肢平衡能力得到明顯改善，但是上肢的改善效果并不明顯，這可能是由于病人只是把Wii 游戲當(dāng)做娛樂，并不是在進(jìn)行功能鍛煉。因此，Wii 的非沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)游戲?qū)δX卒中病人的上肢及下肢功能康復(fù)效果需要更多、更高質(zhì)量的研究證明。

2.3 認(rèn)知能力 腦卒中后超過32%的人患有認(rèn)知障礙[38]。Unibaso 等[39]使用Wii 射箭、網(wǎng)球、高爾夫、保齡球、自行車等游戲?qū)δX卒中病人進(jìn)行每周3 d、每次30 min、共8 周的訓(xùn)練后，病人的注意力、信息處理速度和工作記憶等認(rèn)知能力都有所改善。Kannan 等[40]對(duì)30 例慢性腦卒中病人應(yīng)用Wii 游戲鍛煉的同時(shí)進(jìn)行類比、心算、重復(fù)字母等認(rèn)知訓(xùn)練，可以提高慢性腦卒中病人的認(rèn)知能力。Hung 等[41]研究用Wii 游戲訓(xùn)練和傳統(tǒng)的干預(yù)相比，Wii 游戲在改善腦卒中病人的抽象/判斷和語言領(lǐng)域具有更好的效果。

2.4 活動(dòng)能力 腦卒中病人活動(dòng)能力的恢復(fù)可以使病人進(jìn)行基本的日常生活活動(dòng)，提高病人的日常生活活動(dòng)能力。Marques 等[37]對(duì)29 例腦卒中病人在常規(guī)功能鍛煉的基礎(chǔ)上應(yīng)用Wii 網(wǎng)球、保齡球、繩索拉力等游戲進(jìn)行干預(yù)后，病人的日常生活活動(dòng)能力得分明顯得到提高。McNulty 等[42]使用Wii 游戲進(jìn)行14 d 的功能鍛煉后，病人日常生活活動(dòng)能力得到提升，在6 個(gè)月時(shí)對(duì)病人進(jìn)行訪談，病人仍愿意使用Wii 游戲進(jìn)行功能鍛煉，并且有很高的依從性和接受度。Karasu 等[28]對(duì)腦卒中病人應(yīng)用Wii 虛擬游戲進(jìn)行4 周的康復(fù)鍛煉，在第4 周和第8 周用功能獨(dú)立性測試評(píng)估病人的活動(dòng)能力，病人的轉(zhuǎn)移和運(yùn)動(dòng)部分的得分都有所提高，進(jìn)行活動(dòng)的獨(dú)立性得到明顯改善。

2.5 生活質(zhì)量 隨著醫(yī)療及生活水平的提高，病人越來越關(guān)注自身生活質(zhì)量。腦卒中病人由于疾病的影響，不能參與正常的社會(huì)生活。研究表明，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲干預(yù)可以改善腦卒中病人的生活質(zhì)量[43]。Unibaso 等[44]應(yīng)用Wii 游戲與標(biāo)準(zhǔn)康復(fù)治療相比，干預(yù)2 個(gè)月后，進(jìn)行Wii 游戲的腦卒中病人身體機(jī)能、社會(huì)機(jī)能和心理健康維度評(píng)分顯著提高，病人的生活質(zhì)量得到改善。

2.6 其他 有研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中病人應(yīng)用Wii 體感互動(dòng)游戲進(jìn)行訓(xùn)練，可以增加皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)的興奮性，從而增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)[45]。Trinh 等[46]研究顯示，Wii 上肢運(yùn)動(dòng)療法可以增加腦卒中病人的心率，改善病人的心血管健康狀況。進(jìn)行Wii 單人或者多人的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)游戲模式可以調(diào)節(jié)老年人之間的社會(huì)支持和孤獨(dú)感，改善老年人的抑郁癥狀[47]。提示可以開發(fā)基于Wii 的多人共同參與的游戲模式應(yīng)用于腦卒中病人，以取得更好的康復(fù)鍛煉效果。

3 Wii 游戲的風(fēng)險(xiǎn)管理

Wii 設(shè)備對(duì)距離敏感，動(dòng)作捕捉延遲，不能精確反映病人的運(yùn)動(dòng)程度，可能對(duì)病人造成二次傷害，某些Wii 游戲在時(shí)間、速度、強(qiáng)度、復(fù)雜性和運(yùn)動(dòng)范圍不適合所有的腦卒中人群[20]，各研究中沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的干預(yù)方案。在病人進(jìn)行Wii 游戲鍛煉前，治療師要根據(jù)腦卒中病人的殘疾程度和需要選擇適合的游戲。鍛煉過程中，仔細(xì)觀察病人有無肢體不適、疲勞、眩暈等不良反應(yīng)，據(jù)病人情況及時(shí)調(diào)整鍛煉計(jì)劃，給予安全措施，避免發(fā)生跌倒等不良事件。Wii 游戲可以應(yīng)用于家庭的康復(fù)訓(xùn)練，但是在家庭訓(xùn)練之前應(yīng)對(duì)病人及其照顧者進(jìn)行培訓(xùn)，以保證訓(xùn)練過程中的安全問題。目前，已經(jīng)有基于Wii 技術(shù)的新型虛擬現(xiàn)實(shí)康復(fù)技術(shù)，可以根據(jù)病人的情況設(shè)置運(yùn)動(dòng)范圍、速度和持續(xù)時(shí)間、重復(fù)次數(shù)[48]，未來研究可以開發(fā)根據(jù)腦卒中病人的不同需求進(jìn)行選擇的游戲。

4 小結(jié)

體感交互游戲?qū)δX卒中病人的康復(fù)鍛煉效果優(yōu)于單純傳統(tǒng)康復(fù)治療[49]。基于Wii 的體感互動(dòng)游戲可以改善腦卒中病人的平衡能力、肢體運(yùn)動(dòng)、認(rèn)知能力、活動(dòng)能力，提高病人的生活質(zhì)量等。未來研究可以加強(qiáng)與其他團(tuán)隊(duì)的合作，設(shè)計(jì)多人、帶有放松效果和認(rèn)知訓(xùn)練，且能夠根據(jù)病人的殘疾程度和需求進(jìn)行選擇的游戲，并制定適合我國腦卒中病人基于Wii 游戲進(jìn)行康復(fù)鍛煉的標(biāo)準(zhǔn)干預(yù)方案。