虚拟现实技术对脑卒中患者上下肢运动功能康复效果的系统评价①

杨雨洁，岳雨珊，郭佳宝，张文毅，谢斌，潘桦飞，朱毅

虚拟现实技术对脑卒中患者上下肢运动功能康复效果的系统评价①

杨雨洁1，岳雨珊1，郭佳宝1，张文毅2，谢斌1，潘桦飞1，朱毅1

目的 系统评价虚拟现实技术对脑卒中患者上下肢运动功能康复的效果。方法计算机检索PubMed、Cochrane Central Register of Controlled Trials、中国知网、维普、万方数据库中关于虚拟现实技术改善脑卒中患者运动功能障碍的随机对照试验。搜索时限从建库至2013年1月。按照Cochrane系统评价员手册推荐方法逐一评价纳入研究的质量，提取有效数据，对符合质量要求的文献数据采用RevMan 5.0软件对最终纳入文献数据进行统计学分析。结果最终纳入20篇文献，其中上肢运动功能相关13篇，下肢运动功能相关7篇。Meta分析结果显示，虚拟现实技术疗法对Fugl-Meyer评定法(FMA)上肢部分(WMD=4.27,95%CI: 2.47～6.06,Z=4.67,P＜0.00001)及盒子和阻碍物测试(BBT)(WMD=9.29,95%CI:5.24～13.34,Z=4.50,P＜0.00001)与常规康复治疗比较，其差异均有统计学意义。而Berg平衡量表(BBS)(WMD=1.63,95%CI:-0.83～4.09,Z=1.30,P=0.20)和步行速度(WMD=0.01,95% CI:-0.14～0.17,Z=0.18,P=0.86)与常规康复治疗比较，其差异无统计学意义。纳入文献质量的Jadad评分，低质量16篇，高质量4篇。结论虚拟现实技术能明显改善脑卒中后患者上肢运动功能，但对于脑卒中患者下肢运动功能的恢复无明显疗效。

脑卒中；虚拟现实；运动功能；随机对照试验；系统评价；Meta分析

[本文著录格式]杨雨洁，岳雨珊，郭佳宝，等.虚拟现实技术对脑卒中患者上下肢运动功能康复效果的系统评价[J].中国康复理论与实践,2013,19(8):710-721.

脑卒中是具有极高致残率和较高死亡率的严重脑血管疾病，是当今世界危害人类生命健康的最主要疾病之一[1]。在我国，脑卒中已成为第二位的致死性疾病[2]。临床上发现约1/2的生存患者存在不同程度的躯体功能障碍，严重影响患者的生活质量，给患者、家庭及社会带来沉重负担[3]。因此改善脑卒中患者的功能障碍是康复治疗的关注重点之一。

根据《国际功能、残疾和健康分类》[4]的理念，环境被认为是影响患者功能恢复的重要因素之一。丰富的环境对脑卒中的功能恢复有积极意义[5]，而虚拟现实(virtual reality,VR)技术可以为患者提供多样的环境。虚拟现实技术是通过计算机产生一种模拟真实事物的虚拟环境，通过多种传感装置使患者置身其中，以实现患者与环境的直接交互[6]，具有沉浸、交互和想象三大特征。作为近些年发展起来的一项新技术，虚拟现实技术在康复治疗领域的应用和研究已经开展。脑卒中后患者上下肢运动功能康复是虚拟现实技术应用的一个新领域，国内外许多组织已针对虚拟现实技术开展许多研究，并取得一定的临床资料及疗效[7]。但以临床随机对照试验来说明虚拟现实技术对脑卒中患者康复效果的研究数量有限。为探讨虚拟现实技术对脑卒中患者上下肢运动功能康复的效果并设计出较为有效的实施方案，本文应用循证医学方法，对现有的虚拟现实技术应用于脑卒中后患者上下肢运动障碍的效果进行分析与评价，以期为今后虚拟现实技术在康复临床的应用提供一定依据。

1 资料与方法

1.1 文献纳入标准

1.1.1 研究设计 虚拟现实技术对脑卒中后患者上下肢功能影响的随机对照试验(randomized controlled trial, RCT)。

1.1.2 研究对象 纳入标准：临床诊断明确的脑卒中患者，年龄＞18岁，存在上肢或下肢功能障碍。排除标准：①有严重认知障碍(如痴呆、单侧忽略、失用症等)；②存在视觉、听觉、言语障碍；③存在骨关节、肌肉等运动系统疾病；④病情不稳定或存在不可控的健康因素；⑤存在明确的运动禁忌症(如心脏病、近期心绞痛发作、新发心肌梗死等)；⑥存在肌肉痉挛、震颤；⑦癫痫；⑧同时参加其他试验或接受其他治疗。

1.1.3 干预措施 试验组接受虚拟现实技术训练；对照组采用常规康复治疗技术(包括物理疗法、作业疗法、文娱疗法等)、辅助治疗或空白对照；两组接受相同的基础临床治疗。

1.1.4 结局指标 本文分析4个主要结局指标，其中上肢运动功能指标包括Fugl-Meyer评分法(Fugl-Meyer assessment,FMA)、盒子和阻碍物测试(Box and Block Test,BBT)；下肢运动功能指标包括Berg平衡量表(Berg Balance Scale,BBS)和步行速度。

1.2 文献排除标准

①重复发表；②综述类文献；③缺乏原始数据且索取无果；④研究设计不符合随机对照试验；⑤样本数＜10。

1.3 检索策略

1.3.1 数据库选择 Cochrane Central Register of Controlled Trials(CENTRAL)、PubMed、中国知网、维普和万方数据库。文献检索时间均从建库起至2013年1月止。

1.3.2 检索关键词 以中国知网为例，中文检索策略为：

①“脑卒中”或者“中风”或者“偏瘫”；

②“虚拟现实”或者“虚拟环境”；

③①并且②。

以CENTRAL数据库为例，英文检索策略为：

①"stroke"or"hemiplegia"or"ischemic stroke"or "hemorrhagic stroke"or"CVA";

②"virtual reality"or"virtual environment"

③①and②.

1.3.3 检索步骤 文献检索按以下步骤进行：①在CENTRAL、PubMed、中国知网、维普、万方数据库中检索相关论文，分析文献的文题、摘要、关键词以确定文献检索关键词；②运用确定后的关键词进行数据检索，对摘要初步符合纳入标准的文献进一步查找并阅读全文。

1.4 文献质量评价

1.4.1 文献提取 研究人员根据已确定的检索策略，审查文献的文题和摘要，排除明显不符合纳入标准的试验，对初步符合纳入标准的试验阅读全文，对试验具体内容进行分析，以确定最终是纳入或排除该文献。

1.4.2 质量评价 根据Cochrance系统评价员手册4.2.2版推荐的质量评价标准评价纳入研究的质量：A：随机分配方案的产生；B：是否进行分配方案的隐藏；C：是否对受试者采用盲法；D：是否对实施者采用盲法；E：是否对评价者采用盲法；F：不完整结果资料；G：选择性报告结果。用“是”表示低偏倚风险，“否”表示高偏倚风险，“不清楚”表示文献未提供足够的信息以供进行偏倚分析。同时采用修改后Jadad评分法对文献质量进行评价，1～3分为低质量，4～7分为高质量。

1.5 资料提取

研究人员在阅读全文后对纳入研究进行资料提取，包括：研究对象的纳入与排除标准，研究对象的基本资料，随机分组与盲法，干预措施，治疗方案，结局指标，文献来源等。

1.6 统计学分析

采用RevMan 5.0软件对提取的资料进行Meta分析。采用χ2检验分析各纳入研究间是否存在异质性。以P≤0.1和I2≥50%为显著性判断标准：若P≥0.1，I2＜50%时，认为纳入研究间具有同质性，采用固定效应模型进行Meta分析；若P＜0.1，I2≥50%时，则认为纳入研究间存在异质性，采用随机效应模型；无法判断异质性来源时，仅采用描述性分析。

2 结果

2.1 一般情况

通过电子数据库初检得相关文献133篇，其中中文56篇，英文77篇。剔除重复发表文献28篇，经阅读文题和摘要，纳入30篇。进一步查找和阅读全文，排除非随机对照及研究数据索取无果的临床试验，最终纳入20篇[8-27]临床研究，其中中文1篇[13]，英文19篇[8-12,14-27]。纳入研究的一般情况详见表1。

2.2 纳入研究的质量评价

根据Cochrane系统评价员手册推荐的偏倚风险评估方法评价纳入研究，Piron[16,19]、Crosbi[22]的研究为低偏倚风险，其余研究的偏倚风险较高。根据修改后的Jadad评分标准，高质量文献4篇[12,16,19,22]，低质量文献16篇[8-11,13-15,17-18,23-27]。见图2、表2。

2.3 虚拟现实技术的治疗与康复效果评价

2.3.1 上肢运动功能 符合纳入标准的研究中，针对上肢运动功能的有13项[13-25]，定量分析9项研究[13-20,23]，共2个主要评价指标。

2.3.1.1 FMA 有8项研究[13,15-20,23]报道虚拟现实技术对脑卒中患者FMA评分法上肢部分的影响，共计307例患者。各研究间无异质性，故采用固定效应模型进行分析。结果显示，虚拟技术对脑卒中患者上肢运动功能的治疗效果与常规康复相比，其差异有统计学意义(WMD=4.27,95%CI:2.47～6.06,Z=4.67,P＜0.00001)，见图3。漏斗图不对称，提示有发表偏倚，见图4。

2.3.1.2 BBT 有2项研究[14-15]报道虚拟现实技术对脑卒中患者BBT测试的影响，共计28例患者。各研究间无异质性，故采用固定效应模型进行分析。结果显示，虚拟现实技术对脑卒中患者上肢运动功能的治疗效果与常规康复相比，其差异有统计学意义(WMD= 9.29,95%CI:5.24～13.34,Z=4.50,P＜0.00001)，见图5。因研究数量有限，未进行漏斗图分析。

2.3.2 下肢运动功能 符合纳入标准的研究中，针对下肢运动功能的有7项[8-12,26-27]，定量分析4项研究[8-9,11-12]，共2个主要评价指标。

2.3.2.1 BBS 有2项研究[8-9]报道虚拟现实技术对脑卒中患者BBS的影响，共计46例患者。各研究间无异质性，故采用固定效应模型进行分析。结果显示，虚拟现实技术对脑卒中患者下肢平衡功能的治疗效果与常规康复相比，其差异无统计学意义(WMD=1.63, 95%CI:-0.83～4.09,Z=1.30,P=0.20)，见图6。因研究数量有限，未进行漏斗图分析。

2.3.2.2步行速度 有2项研究[11-12]报道虚拟现实技术对脑卒中患者步行速度的影响，共计38例患者。各研究间无异质性，故采用固定效应模型进行分析。结果显示，虚拟现实技术对脑卒中患者下肢步行功能的治疗效果与常规康复相比，其差异无统计学意义(WMD= 0.01,95%CI:-0.14～0.17,Z=0.18,P=0.86)，见图7。因研究数量有限，未进行漏斗图分析。

2.3.3 具体实施方法 本文纳入的20项研究均报道了进行虚拟现实技术疗法的介入时间、内容与方式，每次治疗持续时间，治疗频次及总疗程。

在纳入的20项研究中，3项研究[13-14,18]中患者病程在1个月以内，均为虚拟现实技术疗法对上肢运动功能的研究；4项研究[17,21-23]中患者病程在1年以内，同样均为虚拟现实技术疗法对上肢运动功能的研究；其余17项研究[8-12,15-16,19-20,24-27]中患者病程均超过1年。

在纳入的20项研究中，虚拟现实技术使用的设备和系统不同，但总体上是利用计算机设备及已有或专门开发的软件系统在医疗场所或家中进行训练。1项[16]研究设计为在家中进行的远程虚拟现实训练；3项研究[11-12,26]中结合其他治疗仪器(对照组同样使用该仪器)。

在有关虚拟现实技术疗法对下肢运动功能效果的7项研究中，虚拟现实技术疗法总疗程可分为2周、3周、4周、6周。1项研究[27]报道的总疗程为2周；1项研究[12]为3周；1项[8]为6周；4项为4周[9-11,26]。在有关虚拟现实技术疗法对上肢运动功能效果的13项研究中，虚拟现实技术疗法总疗程可分为2周、3周、4周、5～7周、8～9周和12周。1项研究[14]报道的总疗程为2周；1项研究[22]报道的总疗程为3周；6项研究[15-17,19,21,25]为4周，3项研究[13,23-24]为5～7周之间；1项研究[20]为8～9周；1项研究[18]为12周。

在有关虚拟现实技术疗法对下肢运动功能效果的7项研究中，虚拟现实技术疗法治疗频次可分为每周3次、4次和5次。5项研究[8,11-12,26-27]报道的治疗频次为每周3次；1项[9]为每周4次；1项[10]为每周5次。在有关虚拟现实技术疗法对上肢运动功能效果的13项研究中，虚拟现实技术疗法治疗频次可分为每周3次、4次和5次和10次。5项研究[18,20,22,24-25]报道的治疗频次为每周3次；1项研究[14]为每周4次；6项研究[15-17,19,21,23]为每周5次；1项研究[13]为每周10次。

在有关虚拟现实技术疗法对下肢运动功能效果的7项研究中，每次虚拟现实技术疗法的时间可分为每次20 min、30 min和60 min。1项研究[12]报道的每次治疗时间为20 min；2项研究[8-9]为每次30 min；4项研究[10-11,26-27]为每次60 min。在有关虚拟现实技术疗法对上肢运动功能效果的13项研究中，每次虚拟现实技术疗法的时间可分为每次15 min、20 min、30～45 min和60 min。1项研究[13]报道的每次治疗时间为15 min；1项研究[18]为每次20 min；3项研究[21-22,25]为每次30～45 min；8项研究[14-17,19-20,23-24]为每次60 min。

表1 纳入研究的一般情况

续表1

续表1

续表1

表2 纳入研究的质量评估结果

表3 偏倚风险项目判断

图1 偏倚风险项目百分比

图2 虚拟现实技术疗法对脑卒中患者FMA上肢部分的影响

图3 虚拟现实技术疗法对脑卒中患者FMA上肢部分影响的漏斗图

图4 虚拟现实技术疗法对脑卒中患者BBT的影响

图5 虚拟现实技术疗法对脑卒中患者BBS的影响

图6 虚拟现实技术疗法对脑卒中患者步行速度的影响

3 讨论

3.1 纳入研究的偏倚风险来源

主要偏倚风险来源于盲法的实施。由于康复治疗很难做到对治疗实施人员和患者的盲法，仅能对结局评价者施行盲法，故在进行偏倚分析时，除Subramanian等[25]的研究对治疗人员施行盲法外，其余研究对患者及治疗实施人员的盲法均选择“否”；纳入的20项研究中，13项研究[10-12,14-16,18-22,25-26]对结局评价者施行盲法，在进行偏倚分析时选择“是”，其余研究是否对结局评价者施行盲法不清楚。此外2项研究[11,24]可能存在选择性发表。7项研究[8,14,16,19-22]的随机方案明确，4项研究[12,16,19,22]进行随机方案分配的隐藏，在进行偏倚分析时选择“是”，其余研究的随机方法和分配隐藏方案不清楚。

3.2 虚拟现实技术对脑卒中患者运动功能的治疗效果

3.2.1 上肢运动功能 系统评价结果表明，经虚拟现实技术疗法训练后，脑卒中患者的上肢的FMA评分和BBT评分较治疗前均有所提高，且与常规康复相比有统计学意义。提示患者上肢运动功能得到改善。

3.2.2 下肢运动功能 系统评价结果表明，经虚拟现实技术疗法训练后，脑卒中患者下肢的BBS评分和步行速度的改变较治疗前及常规康复未见统计学差异。提示患者下肢运动功能改善不明显。

3.3 虚拟现实技术疗法的治疗方案

目前临床上虚拟现实技术疗法在改善脑卒中患者运动功能的应用中，以改善上肢运动功能的研究为多，并且功能训练可以早期介入。临床使用的治疗方案各异，其中最常应用的每次治疗时间、治疗频次及总疗程分别为：上肢训练每次60 min，每周3或5次，持续4周；下肢训练每次60 min，每周3次，持续4周。各研究所依托的设备和技术平台各异，也可能会影响最终的治疗效果。

通过对目前国内外虚拟现实技术疗法改善脑卒中后运动功能障碍的文献，我们发现关于该疗法对脑卒中患者上下肢功能的疗效不一。为深入了解虚拟现实技术疗法的治疗效果，通常可以采用大规模多中心随机对照试验以验证，但由于大规模多中心随机对照试验的实施要求高、难度大，限于人力物力和研究水平，故我们按照完善的检索策略及严格的纳入、排除标准搜集目前国内外关于虚拟现实技术改善脑卒中后肢体功能障碍的随机对照研究，进行Meta合并分析，以验证该疗法的康复效果。

通过Meta分析，我们可以将虚拟现实技术疗法治疗脑卒中患者肢体功能障碍的单项研究结果进行合并分析，以期通过增大样本量，来减少随机误差，加强统计分析效能，提高对治疗效果的论证强度；进行敏感性分析，探求同类研究中存在分歧的原因，以得出更为科学的结论；对文献进行阅读及分析，进一步确定虚拟现实疗法临床研究所需的对象要求、干预方案及评价指标，为进一步开展临床和研究提供科学指导。

作为近些年发展起来的一项新技术，虚拟现实技术在康复治疗领域开展了临床应用及研究，各种基于虚拟现实理论的专业技术平台和治疗方案也在开发和研究之中。由于虚拟现实技术疗法给患者的痛苦小，兴趣及依从性高，操作简便，所需人力少且可用于远程康复治疗，但需要特殊的设备及操作系统，故有条件的医疗单位及场所可以根据患者实际需求酌情推广使用。

通过阅读本文的纳入文献，发现目前关于虚拟现实技术疗法的临床随机对照研究仍存在一些问题，如随机分组、随机化隐藏、盲法的缺失，可能导致研究受人为主观因素干扰，而影响数据的客观性、真实性及可靠性；研究对象数量有限，病程长短不一，治疗方案设计各异，干预方法所依托的设备或技术平台各有不同，评价指标的差异较大，存在脱落或失访，这些均会影响研究质量。所以今后仍需开展大样本、多中心、设计科学、操作规范的高质量临床随机对照试验，以验证虚拟现实技术对脑卒中后患者运动功能障碍的康复效果，且在今后的研究中，应更加严格地制定研究对象的纳入标准，探求虚拟现实技术的最佳治疗方案，选择或开发有针对性的安全高效的操作平台，为虚拟现实技术在临床的应用和推广提供依据。

此外，本文仍存在一些局限，如纳入文献数量有限；文种仅限于中英文；纳入文章总体质量较低；临床上虚拟现实技术疗法用于改善认知及日常生活活动能力的试验不在本文探讨范围之内等。

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Effect of Virtual Reality on Motor Function in Patients with Stroke:A Systematic Review of Randomaized Controlled Trials

YANG Yu-jie,YUE Yu-shan,GUO Jia-bao,et al.The Second Clinical Medical School,Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing 210023,Jiangsu,China

ObjectiveTo evaluate the effect of virtual reality on motor function in patients with stroke.MethodsPubMed,Cochrane Central Register of Controlled Trials,China National Knowledge Infrastructure(CNKI),VIP Database for Chinese Technical Periodicals and Wanfang Data were searched for the randomized controlled trials(RCTs)of virtual reality on motor function in patients with stroke from the date of establishment to January 2013.The included studies were evaluated according to the method recommended by the Cochrane Collaboration.RevMan 5.0 software was used to analyze the extracted data.Results20 trials were included(13 trials about the upper extremity function and 7 trials about the lower extremity function).Compared with conventional training,the virtual reality training significantly increased the score of Fugl-Meyer assessment(FMA)(WMD=4.27,95%CI:2.47～6.06,Z=4.67,P＜0.00001)and Box and Block Test (BBT)(WMD=9.29,95%CI:5.24～13.34,Z=4.50,P＜0.00001).However,the results of Berg balance scale(BBS)(WMD=1.63,95% CI:-0.83～4.09,Z=1.30,P=0.20)and walking speed(WMD=0.01,95%CI:-0.14～0.17,Z=0.18,P=0.86)were not statistically significance for the lower extremity function.According to the Jadad Score of included studies,16 of them were of low quality and only 4 of them were of high quality.ConclusionThe virtual reality training could improve the upper extremity function in patients with stroke,but not for the lower extremity function.

stroke;virtual reality;motor function;randomized controlled trials;systematic review;Meta-analysis

R743.3

A

1006-9771(2013)08-0710-12

2013-01-29

2013-06-12)

1.2012年度江苏省高校“青蓝工程”培养对象；2.江苏省科技计划项目(No.SBL201220091)；3.“十二五”国家科技支撑计划项目(No.2013BAI10B00)；4.江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目(No.201302)。

1.南京中医药大学第二临床医学院，江苏南京市210023；2.江苏省人民医院钟山康复分院，江苏南京市210014。作者简介：杨雨洁(1992-)，女，汉族，江苏南京市人，康复治疗学专业。通讯作者：朱毅(1981-)，男，汉族，江苏南京市人，博士，讲师，副主任治疗师。

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.08.002