虚拟现实技术对多发性硬化症病人康复训练效果的Meta 分析

雷 铖，孙子科技木，王延芬，黄 棋，张宝露*

（1.德阳市人民医院,四川 618000；2.西南医科大学护理学院）

多发性硬化症（multiple sclerosis,MS）是中枢神经系统的一种常见慢性进行性自身免疫性疾病，可引起广泛的功能障碍，如平衡失调、运动、言语及认知障碍等[1]。有研究报道，61.6%的病人在病程中会出现平衡失调[2]。平衡失调和步态不稳也增加了MS 病人跌倒风险，严重影响病人的日常活动及整体生活质量[3]。报道称，一些广泛用于神经系统疾病的药物能在一定程度上影响步态和平衡，但目前尚缺乏改善MS 病人平衡功能改善的针对性药物[4]。因此，物理康复训练仍然是大多数MS 病人改善功能障碍的主要途径[5‐9]。近年来，虚拟现实（virtual reality,VR）技术作为一种治疗工具已经成为神经康复研究的一个新兴课题[10]。从运动学习的角度，VR 技术提供了高强度、任务导向、多感觉反馈训练的可能性，可促进病人视觉、听觉、触觉输入，并且通过让病人体验沉浸或非沉浸式的虚拟环境，增加了康复过程中的趣味性，使病人的治疗依从性得到有效提升[11‐12]。已有研究结果证实，VR 技术对脑卒中、自闭症和老年人的活动能力、认知功能和生活质量等方面有积极作用[13‐15]。目前，许多研究者也开始将VR 技术应用于MS 病人的肢体功能康复治疗中，但目前由于研究样本量小、对象局限等原因，VR 技术对MS 病人的功能康复的有效性尚存在争议[16]。因此，本研究采用Meta 分析的方法，将应用VR 技术对MS 病人进行康复训练的文献进行综合评价，以期为MS病人的肢体康复提供更科学的依据。本研究已在PROSPERO网站登记注册（编号：CRD42019121777）。

1 资料与方法

1.1 检索策略 按照PICOS 原则(P：Participant，即研究对象；I：Intervention，即干预措施；C：Comparison，即对照组；O：即Outcome 研究结局；S：Study design，即研究设计)制定检索策略，通过计算机检索外文数据库（包括PubMed,Web of Science,Cochrane Library,EMbase）和中文数据库（包括万方数据医药期刊库、维普数据库和中国知网等）。检索时间从建库到2018 年12 月。中文数据库检索词为：（多发性硬化）AND（虚拟现实OR 沉浸式游戏OR 体感游戏OR 虚拟游戏OR商业视频）。英文数据库检索词：(“Multiple Sclerosis”OR“Disseminated Sclerosis”OR“MS”) AND (“virtual reality”OR“VR”OR“gaming”OR“exergaming”OR“Wii”OR“X‐box”)。

1.2 文献纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准 ①研究对象：临床诊断为MS 的病人（符合2010 版McDonald 标准[17]），且扩展残疾状况评分量表评分（Expanded Disability Status Scale，EDSS）≤6 分（即无论休息与否，能在使用单根拐杖或者不使用拐杖的情况下至少行走100 m）。②干预措施：试验组采用基于VR 技术或系统（沉浸式和非沉浸式）的方法进行平衡和步态康复训练，形式为由计算机系统软件提供的交互式体感训练或商业视频训练游戏（如任天堂Wii Fit 系统、X‐box 360 系统等），对照组不干预或采用常规的平衡和姿势控制训练。③结局指标：主要的观察指标包括姿势控制（Centre of Pres‐sure，Composite Equilibrium Score，Overall Stability In‐dex）、平衡功能（Berg Balance Scale）、移动能力（行走速度Two‐minute Walk Test，Six‐minute Walk Test，10‐minute Walking Test；步 行 能 力Timed“Up and Go”test)、肢体协调能力（Four Step Square Test,RCT）等。④研究类型：随机对照试验（randomized controlled trial）。

1.2.2 排除标准 文献类型为综述、会议论文、学位论文；重复发表的研究；无法取得全文或数据不能完整提取；文献质量过低或有明显研究缺陷。

1.3 文献筛选和数据提取 由两名接受过系统循证培训的研究者，根据纳入和排除标准独立对文献进行阅读、筛选并提取相关资料。采用Excel 录入提取资料，完成后进行交叉核对，若存在分歧时通过讨论或与第三方研究者共同商议裁定。提取并整理纳入文献的相关数据，包括文献标题、第一作者、发表时间、研究国家（地区）、样本量、干预时间、评价指标等信息。

1.4 文献质量评价 由两名接受过系统循证培训的研究者，根据Cochrane 手册5.1.0 推荐的偏倚风险评估方法，对所纳入的文献进行质量评价，存在不同意见时通过讨论或与第三方研究者共同商议裁定。评估项目包括：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、研究者采用盲法；D.是否对结果评价者采用盲法；E.不完整结果资料；F.选择性报告结果；G.其他偏倚来源。评估结果“是”表明偏倚风险低；结果为“否”则表明该研究出现偏倚的风险较高；“不清楚”表示文献未提及或无充足信息来评价是否存在偏倚。

1.5 统计学分析 采用Stata 15.0 软件对提取出的数据进行Meta 分析。纳入研究结果间的异质性采用χ2检验来进行分析，根据分析结果选择相应的效应模型：如果P≥0.1，I²<50%，提示研究间统计学异质可接受，可选择固定效应模型进行数据合并；如果P<0.1，I²≥50%，提示研究间临床异质性较大，则选择随机效应模型进行数据合并。不同评价工具测得的连续变量数据，选择标准化均方差(standard mean difference,SMD)进行分析；若评价工具相同，则选择加权均方差(weighted mean difference,WMD)进行分析，并计算95%CI。对可能出现异质性的因素进行亚组分析，必要时采用敏感性分析检验结果的稳健性。若无法进行Meta 合并的研究采取描述性分析。

2 结果

2.1 文献检索结果 通过中英文数据库及其他途径首次检索到相关文献592 篇，经Note Express 软件去除重复文献167 篇，阅读文题和摘要，根据纳入和排除标准剔除文献383 篇，其中与主题不符277 篇、干预措施不符44 篇、研究方法不符45 篇、文献类型不符17篇。初筛后获得文献42 篇，进一步获取全文链接，对全文进行阅读，剔除与主题不符16 篇、干预措施不符9篇、无法获取全文2 篇，得到15 篇文献。最终纳入分析的文献共14 篇，均为英文文献。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图

2.2 纳入文献基本特征 最后纳入文献共14 篇[18‐31]，发表时间为2013 年—2018 年，纳入文献的语种均为英文，研究分别来自瑞士[27]、意大利[18,20,28‐30]、西班牙[24,26]、德国[23]、英国[19,22]、以色列[21]、伊朗[25]和约旦[31]。共涉及研究对象521例，所有纳入研究的试验组均采用基于VR 技术的干预措施，其中包括了平衡训练、运动游戏、站姿训练和步态训练等。每次干预时间从10 min到1 h，干预周期为3～12 周。详见表1。

表1 纳入文献的基本特征

（续表）

2.3 纳入文献的质量评价 本研究共纳入14项随机对照试验，其中8项研究[19‐21,24,27‐28,30‐31]对随机分配方案的产生进行了描述，11项研究[18‐23,25,27‐30]描述了随机方案的隐藏，仅有1项试验[18]对受试者、研究者采用了盲法，所有试验均没有对结果测评者采用盲法，所有试验均明确提供了完整的数据且不存在其他潜在的偏倚风险，在选择性报道方面的偏倚风险较低。详见表2、图2。

表2 纳入文献偏倚风险评估

图2 纳入文献偏倚风险项目百分比

2.4 Meta 分析结果

2.4.1 姿势控制 包括COP、CES 和OSI。7篇文献[21‐23,25‐26，28‐29]报道了研究对象姿势控制能力的改变，因为采用不同的评价工具进行结局指标的测量，故对数据进行均差标准化处理，各研究间异质性较大（I2=77.6%，P<0.001），选用随机效应模型进行分析。分析结果显示，干预后两组研究对象姿势控制能力的得分差异无统计学意义[SMD=-0.28，95%CI(-0.77,0.22)，Z=1.09，P=0.277]；根据对照组干预方式进行亚组分析显示，当对照组无干预时，VR技术在改善姿势控制力上有明显优势，差异有统计学意义[SMD=-0.67，95%CI(-1.07,-0.27)，Z=3.26，P=0.001]，但当对照组接受常规训练时，两组无明显差异[SMD=-0.04，95%CI(-0.72,0.63)，Z=0.12，P=0.901]。见图3。

图3 VR 技术对姿势控制能力影响的森林图

2.4.2 平衡功能(BBS) 9篇文献[18,20‐21,24‐26,29‐31]报道了研究对象平衡功能的改变，均采用BBS 对结局进行测量，各研究间异质性较小（I2=47.0%，P=0.058），选用固定效应模型进行分析。分析结果显示，干预后试验组平衡功能的改善效果显著优于对照组，差异具有统计学意义[SMD=0.67，95%CI(0.43,0.91)，Z=5.43,P<0.001]。见图4。

图4 VR 技术对平衡功能影响的森林图

2.4.3 移动能力 11篇文献[18‐20,22‐25,27‐28,30‐31]报道了研究对象移动能力的变化，因采用不同的评价工具进行结局指标的测量，故对数据进行均差标准化处理，各研究间异质性无统计学意义（I2=0.0%，P=0.707），选用固定效应模型进行分析。分析结果显示，干预后两组研究对象移动能力差异无统计学意义[SMD=-0.06，95%CI(-0.23,0.10)，Z=0.75，P=0.455]；根据不同评价指标进行亚组分析显示，VR 技术在改善病人行走速度[SMD=-0.11，95%CI(-0.35,0.12)，Z=0.94，P=0.347]和步行能力方面[SMD=-0.01，95%CI(-0.25,0.22)，Z=0.12，P=0.908]，效果与常规训练均无明显差异。见图5。

图5 VR 技术对移动能力影响的森林图

2.4.4 肢体协调能力(FSST) 4篇文献[18,21,27‐28]报道了研究对象肢体协调能力的变化，均采用FSST 进行结局测量，各研究间异质性无统计学意义（I2=0.0%，P=0.614），选用固定效应模型进行分析。分析结果显示，干预后两组研究对象肢体协调能力差异无统计学意义[WMD=0.25，95%CI(-0.10,1.50)，Z=0.40，P=0.691]。见图6。

图6 VR 技术对肢体协调能力影响的森林图

2.5 发表偏倚及敏感性分析 由于每项评价指标纳入的文献数量较少（不足10 例），因此不适宜用漏斗图对发表偏倚进行分析。对分析结果进行敏感性分析，分别采用两种效应模型（固定和随机），对每项研究进行逐一剔除后再次进行Meta 分析，结果未发生明显变化，提示本次研究的结果具有较好的稳健性。

3 讨论

3.1 基于VR 技术的功能训练对MS 病人康复效果的影响 本次系统评价共纳入14 个研究，521 例病人。研究结果提示，基于VR 技术的康复训练在改善MS 病人平衡功能上比常规训练有着更为显著的效果，但在改善姿势控制能力、移动能力、肢体协调能力方面并没观察到突出优势，但VR 技术至少可以被认为是一项与传统训练同样有效的康复手段。然而，由于各研究治疗强度、干预时间以及纳入研究中效应量大小的差异，应谨慎对待本次研究的结果。

VR 是近年来兴起的一项新技术，因为其训练方式的新颖性、可提供个性化康复训练等特点，在国内外迅速普及，各种不同的基于VR 的专业技术平台和治疗方案也在积极开发和研究之中，有关VR 在神经康复领域应用的研究数量激增。本研究结果与相关学者在帕金森[32]、轻度认知障碍[33]等人群中的研究结果一致，物理治疗结合VR 技术干预对研究对象运动功能的改善优于常规的康复训练。Sampson 等[34]研究结果发现，采用基于计算机的VR 机器人训练结合功能性电刺激能够改善MS 病人手臂运动的可行性，减少近端手臂的损伤，病人对干预的依从性极佳，且未报告副作用。Mahajan 等[35]采用基于VR 系统的驾驶操作训练对MS 病人开展相关研究，结果发现该训练方式能够有效提高病人的位置感应能力，可作为有震颤症状的MS 病人康复训练的理想选择。本研究通过Meta分析发现，VR 技术相对于常规训练可以显著改善MS病人的平衡能力，其作用发生的机制可能如下：①在康复过程中，基于VR 技术的运动训练可以通过重塑大脑对侧感觉运动皮层，对神经受损病人的运动功能改善起到至关重要的作用，可以提升病人大脑感知、处理和整合信息的能力，从而更好地维持平衡和控制体位；②VR 技术可以对病人的视听感觉以及本体感觉产生即时反馈，通过计算机准确评估病人的功能水平,设置不同的难度级别的训练任务，让病人在完成训练时，不但能感觉到挑战性,而且可以收获成功的惊喜，促使其产生继续“闯关”的欲望，并最终达到机体功能改善的目的；③主动完成指定训练任务可以增强运动神经可塑性，改善肌肉的控制能力[36]。本研究中涉及的VR干预措施多样，但多数以游戏的形式来开展，这样的训练方式让病人能产生更深厚的兴趣，主观能动性得以提升，从而积极完成各项康复训练，形成良性循环，最终获得功能水平的改善；④VR 技术相较于传统康复训练的优势，在于其可以精确地针对不同病人的疾病特点提供更个体化的康复训练方案，并且可将数据即时储存于计算机上，并通过各种设备间的数据同步更好地促进病人和系统的交互，从而提高康复效果。

3.2 本研究的局限性和对未来研究的启示 本次系统评价只检索了公开发表的中英文文献，对于其他语种和灰色文献的检索存在欠缺，可能会造成一定的发表偏倚。由于VR 技术干预的特殊性，无法对试验组病人实施盲法，在结果评测时可能会导致对象主观报告数据的偏差，实施双盲法的确具有难度，但仍是随机对照研究的最佳设计。此外，所纳入的研究中采取的VR 干预形式、训练时间、训练强度和结局评价指标等也不尽相同，因此在数据汇总时存在一定的异质性，这也是关于VR 干预的其他系统评价中常见的局限之处。另外，仅有1 篇文献报道了使用VR 康复训练的花费，但却没有与对照组进行经济效益的比较，在未来的研究中可加入对不同康复训练方式费用等方面的观察。

4 小结

本研究从循证学的角度，对基于VR 技术的康复训练改善MS 病人平衡与步态功能的效果进行了分析。结果提示，相比常规训练，VR 技术可以显著改善病人的平衡功能，但对于姿势控制、移动能力和肢体协调能力的改善有待进一步证实。尽管如此，仍可认为VR 技术可以作为一种传统康复训练效果不理想时的替代疗法，并期待在未来开展设计更严谨、干预方案更标准化、样本量更大的多中心随机对照试验，为验证其潜在优势提供更强有力的循证依据。