虛擬現(xiàn)實技術(shù)對慢性阻塞性肺疾病患者肺康復訓練效果的Meta分析

胡光前,李平東,羅冠祥,盛青青,陳思曼,黃 瑤,李華芬,劉秋文,宮玉翠

廣州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院,廣東廣州 510000

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種以持續(xù)氣流受限、具有氣流阻塞為特征的慢性肺部疾病[1]。COPD可引起廣泛的功能障礙,進一步可發(fā)展為肺源性心臟病和呼吸衰竭,嚴重影響患者的生活質(zhì)量,給COPD患者家庭與社會帶來沉重的經(jīng)濟負擔。目前COPD患者的康復已成為我國重要的公共衛(wèi)生問題[2]。肺康復(pulmonary rehabilitation,PR)作為一種有效且常用的慢性呼吸系統(tǒng)疾病的康復方案,可改善COPD患者呼吸道功能,增強其運動耐力和促進疾病平穩(wěn)[3]。交通、地域限制是阻礙肺康復開展和降低患者肺康復依從性的重要影響因素,虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)技術(shù)具有任務(wù)導向,多強度、場景、感官選擇及反饋,遠程居家康復等特點,可打破交通、地域限制[4]。由VR技術(shù)生成的虛擬環(huán)境可以讓患者產(chǎn)生身臨其境的感受,激發(fā)患者對康復訓練的興趣,提高患者康復訓練的完成率與依從性,最終提高患者康復訓練的效果[5]。研究[5]表明,VR技術(shù)對COPD患者的運動能力、康復依從性、生活質(zhì)量等方面有積極作用。目前,VR技術(shù)對患者肺康復訓練效果尚存爭議[6]。本研究將通過Meta分析,運用沉浸式或非沉浸式VR技術(shù)對COPD患者肺康復訓練的臨床研究文獻進行綜合評價,以期為改進COPD患者的肺康復策略提供借鑒。

1 資料與方法

1.1 檢索策略

本研究檢索中國生物醫(yī)學文獻數(shù)據(jù)庫、Web of Science、PubMed、EBSCOhost、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺、Cochrane Library、中國知網(wǎng)。檢索詞采用自由詞與主題詞相結(jié)合的方式,并配合滾雪球式檢索。英文檢索詞:“pulmonary rehabilitation”“COPD/chronic obstructive pulmonary disease/chronic respiratory disease”“virtual reality/virtual”“exergame”“digital”“active video game”“somatosensory game”。中文檢索詞:“慢性阻塞性肺疾病/慢性呼吸系統(tǒng)疾病”“虛擬現(xiàn)實/虛擬環(huán)境/體感游戲/情景互動”“肺康復/呼吸康復/康復”。文獻檢索時間為從建庫至2022年3月。

1.2 文獻納入和排除標準

1.2.1納入標準

文獻語言為英文或中文;患者診斷符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013修訂版)》診斷標準[7];試驗組采用沉浸式或非沉浸式VR系統(tǒng)或技術(shù)進行肺康復訓練,對照組采用常規(guī)肺康復訓練;主要結(jié)局指標包含第1 s用力呼氣容積與用力肺活量比值(forced expiratory volume in one second, FEV1)/(forced vital capcacity,FVC),6 min步行距離(6-minute walk distance,6MWD),改良版英國醫(yī)學研究學會呼吸困難指數(shù)評分(modified British Medical Research Council,mMRC);研究類型為隨機對照試驗。

1.2.2排除標準

會議論文、動物實驗、綜述及找不到原文的文獻;試驗設(shè)計缺陷(如其他類型對照、資料不全等)的文獻。

1.3 文獻篩選及質(zhì)量評價

由兩名研究者進行全文閱讀及數(shù)據(jù)提取,主要包括研究國家、作者姓名、患者年齡、干預(yù)時間、干預(yù)方法、干預(yù)頻率、干預(yù)強度、發(fā)表時間、樣本量、評價指標等信息。依照Cochrane手冊5.1.0版本[8]推薦的偏倚風險評估法進行文獻質(zhì)量評價。評價內(nèi)容包括數(shù)據(jù)結(jié)果的完整性、隨機分配方法、盲法、分配隱藏、選擇性報告研究結(jié)果及其他偏倚來源,對每個項目用“偏倚風險高”“偏倚風險低”和“不清楚”進行評價。當納入研究全部滿足以上要求時,等級為A;若部分滿足,等級為B;若完全不滿足,等級為C,并不予納入。由兩名受過系統(tǒng)循證培訓的護理研究生獨立對已納入的文獻進行質(zhì)量評價,得分越高說明文獻質(zhì)量越高。存在不同意見時由第三方研究者共同商議決定。

1.4 統(tǒng)計學分析

通過RevMan 5.3軟件對結(jié)局指標進行分析:通過計算加權(quán)均數(shù)差(weighted mean difference,WMD)表示合并效應(yīng)量大小,同時計算95%的可信區(qū)間(confidence interval,CI),檢驗水準為P<0.05時的差異有統(tǒng)計學意義;異質(zhì)性檢驗:納入研究間無異質(zhì)性或異質(zhì)性較小(P≥0.1,I2<50%),通過固定效應(yīng)模型進行Meta分析,異質(zhì)性較大則通過隨機效應(yīng)模型進行分析。納入的文獻不適用漏斗圖評價發(fā)表偏倚情況時,其敏感性分析通過采用兩種效應(yīng)模型(固定和隨機)對每項合并納入的研究逐一剔除后再次進行Meta分析,如果最終結(jié)果未發(fā)生明顯變化,則提示本次研究的結(jié)果具有較好的穩(wěn)定性。

2 結(jié)果

2.1 文獻檢索結(jié)果

根據(jù)文獻檢索策略,初步檢索文獻523篇,其中英文文獻321篇、中文文獻202篇。初篩后剔除不符合納入標準的248篇文獻,經(jīng)兩位研究者獨立閱讀全文后進行第二步篩選,最終共納入6篇文獻[9-14],其中中文文獻2篇[13-14]、英文文獻4篇[9-12]。文獻篩選流程見圖1,納入文獻基本特征見表1,納入文獻的質(zhì)量評價結(jié)果見表2。

表1 納入文獻基本特征(n=6)

表2 納入文獻的質(zhì)量評價結(jié)果(n=6)

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 Meta分析結(jié)果

2.2.1活動耐力

本研究的6篇文獻[9-14]均報道了研究對象的6MWD結(jié)果,各研究間存在異質(zhì)性(I2=53%,P=0.06),進一步進行敏感性分析,對納入文獻進行逐一剔除再進行Meta分析后,發(fā)現(xiàn)異質(zhì)性主要來源于Rutkowski等[10]與Sutanto等[12]的研究,刪除此2篇文獻后異質(zhì)性消失(I2=0%,P=0.47),可能與納入患者基線6MWD實驗水平均高于其他納入研究有關(guān),因此選用固定效應(yīng)模型進行分析。結(jié)果表明,經(jīng)過VR技術(shù)干預(yù)后試驗組的運動耐力明顯優(yōu)于對照組,差異具有統(tǒng)計學意義(SMD=22.06,95%CI:8.66～35.46,Z=3.23,P=0.001),見圖2。

圖2 VR技術(shù)對6MWD實驗影響的森林圖

2.2.2肺功能

本研究共有2篇文獻[13-14]報道了研究對象的FEV1/FVC(%)。各研究間無異質(zhì)性(I2=0%,P=0.46),故選用固定效應(yīng)模型進行分析。結(jié)果表明,經(jīng)過VR技術(shù)干預(yù)后試驗組的呼吸功能明顯優(yōu)于對照組,差異具有統(tǒng)計學意義(SMD=6.88,95%CI:3.69～10.07,Z=4.23,P<0.000 1),見圖3。

圖3 VR技術(shù)對FEV1/FVC(%)影響的森林圖

2.2.3呼吸困難程度

共有2篇文獻[9,12]報道了研究對象的mMRC。各研究間無異質(zhì)性(I2=0%,P=0.73),因此選用固定效應(yīng)模型進行分析。結(jié)果表明,經(jīng)過VR技術(shù)干預(yù)后實驗組的mMRC評分下降值與對照組比較不明顯,差異無統(tǒng)計學意義(SMD=0.15,95%CI:-0.13～0.43,Z=1.03,P=0.30),見圖4。

圖4 VR技術(shù)對mMRC影響的森林圖

3 討論

3.1 基于VR技術(shù)的肺康復訓練可提高COPD患者的運動耐力

運動能力低下是COPD患者的主要負擔之一[15]。研究[6]表明,缺乏運動訓練會導致骨骼肌運動障礙,而基于VR技術(shù)的肺康復訓練可以提高患者進行運動訓練的意愿以及依從性,從而提高患者的運動耐力。本研究結(jié)果顯示,試驗組的6MWD實驗距離明顯優(yōu)于對照組,差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.001)。Butler等[16]研究發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)運動康復與基于VR的運動康復能產(chǎn)生相似的生理反應(yīng)(如最大心率、耗氧量等),基于VR技術(shù)的運動康復有代替?zhèn)鹘y(tǒng)肺康復的可能。Sampson等[17]研究表明,相較于被動完成訓練任務(wù),主動完成指定訓練任務(wù)可以增強運動神經(jīng)的可塑性,改善肌肉的控制能力。VR設(shè)備提供的運動類型豐富多樣,并且多數(shù)以游戲的形式開展,可讓患者體驗到多種運動,并且可通過設(shè)置游戲的難度等級,使患者對運動產(chǎn)生興趣并能給患者帶來愉悅感[4]。此外,通過VR設(shè)備,患者能夠及時得到運動及視聽反饋,并能及時獲得其運動姿勢、幅度、速度的評估結(jié)果,以此來調(diào)整其運動方案,可有效增強肺康復訓練效果,進而增加患者對于肺康復的信心,從而讓患者更加積極地參與康復運動,形成良性循環(huán),最終改善患者的預(yù)后[5]。

3.2 基于VR技術(shù)的肺康復訓練可改善COPD患者的肺功能

肺功能檢查是判斷氣流受限的主要客觀指標,對COPD診斷、嚴重程度評價、疾病進展、預(yù)后及治療反應(yīng)等有重要意義[7]。本研究結(jié)果顯示試驗組的FEV1/FVC(%)高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.000 1)?；赩R技術(shù)的肺康復訓練給患者提供了多種間歇性互動鍛煉游戲,并可個體化調(diào)節(jié)患者的訓練難度,可有效減少患者運動時的耗氧量,從而降低患者因懼怕運動時產(chǎn)生呼吸困難而造成的運動積極性下降[4,6]。胡丹丹等[13]研究表明,VR技術(shù)在COPD患者中應(yīng)用效果良好,可提高患者的肺康復積極性并明顯改善患者的肺功能?；赩R技術(shù)的肺康復訓練類似于間歇運動,可有效降低患者運動時的耗氧量與體力損耗,并鼓勵患者參與肺康復訓練,形成具有正向反饋的肺康復行為習慣,從而提高患者的肺功能,進一步改善其預(yù)后。

3.3 基于VR技術(shù)的肺康復訓練對COPD患者呼吸困難程度的影響尚不明確

氣流阻塞是COPD的特征,呼吸困難的感覺主要由肺泡內(nèi)氣體交換障礙所導致[18]。本研究結(jié)果顯示,基于VR技術(shù)的肺康復訓練對患者呼吸困難程度的改善效果不顯著。這可能與現(xiàn)有的基于VR技術(shù)的肺康復訓練更加注重全身的運動耐力鍛煉,較少與呼吸訓練相結(jié)合有關(guān)[4]。且現(xiàn)有的VR康復鍛煉較多使用公司已開發(fā)的成熟VR游戲,可以保證VR游戲的可靠性與其圖像呈現(xiàn)出逼真及具有吸引力的效果,但COPD患者群體多以老年人為主,需要持續(xù)監(jiān)測運動強度以保護患者的安全,為COPD患者研發(fā)特定的VR康復游戲。此外,此結(jié)果可能因現(xiàn)有研究較少、測量時間點和樣本大小的不同而受到限制,僅有兩項研究[9,12]使用mMRC來評估干預(yù)課程結(jié)束時患者的呼吸困難。目前仍需要更多類似的高質(zhì)量隨機對照試驗來驗證基于VR技術(shù)的肺康復訓練對呼吸困難的影響。

3.4 局限性和啟示

本研究最終只納入了6篇文獻且多為B級文獻,大多數(shù)研究在VR技術(shù)的分配隱藏與盲法實施上存在不足,而且本研究只檢索了公開發(fā)表的中、英文文獻,對于其他語種和灰色文獻的檢索存在欠缺,可能會造成一定的偏倚;由于VR技術(shù)干預(yù)的特殊性,無法對試驗組患者實施盲法,在結(jié)果評測時可能會導致研究對象主觀報告數(shù)據(jù)的偏差。此次Meta分析納入的研究并沒有考慮患者的經(jīng)濟情況、受教育程度、操作VR技術(shù)熟練程度等的影響,因此在數(shù)據(jù)匯總時存在一定的異質(zhì)性,這也是其他VR技術(shù)干預(yù)系統(tǒng)評價中常見的局限性。