虚拟现实技术对帕金森病患者综合平衡能力改善的Meta分析

刘阳，张孝权，王恒，齐莉萍

1.大连理工大学（盘锦校区）体育与健康学院，辽宁盘锦市 124221；2.大连理工大学生物医学工程学院，辽宁大连市 116024

帕金森病是一种慢性退行性神经疾病[1]，在普通人群中发病率约0.3%，在60～65 岁人群中患病率约为1%～2%[2]，临床常出现震颤、运动障碍、情绪障碍[3]和认知障碍[4]等症状，导致患者跌倒、生活质量下降[5-6]，甚至可能致残致死[7]。帕金森病引起的健康问题已经成为亟待解决的公共卫生问题[8]。

临床经常使用左旋多巴治疗帕金森病[9]，但长期药物治疗对改善运动障碍并不理想[10]。物理干预作为一种非侵入性治疗手段[11]，能改善帕金森病患者的步态[12]、平衡能力[13]和生活质量[14-15]。虚拟现实(virtual reality,VR)训练可实现人与虚拟环境的交互[16]，能提供相对真实的环境[17]，可根据用户的需求提供不同程度的沉浸感，包括非沉浸式、半沉浸式与完全沉浸式[18]。VR 能为用户提供多感官参与、目标导向、可重复的训练[19]，还能实施标准化和个性化的干预[20]，实时反馈干预情况并进行调整[21]。

既往研究表明，与其他物理康复手段相比，VR能改善帕金森病患者的平衡能力[22-25]和步行能力[24-25]，但也有一些研究发现VR 不能改善帕金森病患者的步行 能力[26-27]。Canning 等[28]和Juras 等[29]虽 然 肯定VR 在改善帕金森病患者身体功能方面的优势，但仍对其持保守态度。Santos 等[30]研究发现VR 联合干预的效果优于单一VR干预。

既往文献综述发现，在改善帕金森病患者的平衡能力与生活质量方面，试验组的效果显著优于对照组[31]。Costa 等[32]的文献综述中也表示VR 联合传统干预手段是比较有效的方式。本研究对VR 改善帕金森病患者平衡功能相关文献进行Meta 分析，进一步探讨VR干预在帕金森病治疗中的应用。

1 方法

1.1 检索策略

两名研究人员独立检索Web of Science、PubMed、Cochrane Library、EMBASE、Scopus、维普、万方和中国知网，外文在标题与摘要中进行检索，中文以主题词检索，自建库起检至2020 年11 月。外文检索策略 为：(Parkinson OR“Parkinson's disease”OR“Parkinsons' disease”) [title/abstract]AND (gaming OR“virtual reality" OR“series gaming”OR“Wii”OR VR OR“X box”OR Kinect OR interactive OR simulation OR“exergam*”OR video) [title/abstract]AND(balance OR“postur*”OR“dynamic postural control”OR“postural control”OR walking OR "postural stability") [title/abstract]AND (“randomized controlled trial”OR“controlled clinical trial”OR“clinical trial”OR randomized OR randomly OR trial OR groups)[title/abstract]。中文检索策略为：(帕金森)[主题]AND(虚拟现实OR 游戏)[主题]。

纳入标准：帕金森病患者VR 康复的随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)的中、英文文献。

排除标准：研究对象不限于帕金森病患者且不能区分其他疾病；非随机对照试验；重复发表和综述。

1.2 干预措施

对照组采取一般康复措施(常规康复、常规护理等)、无运动干预(常规生活、健康教育)或其他康复手段(跑步机、力量训练、平衡训练、作业疗法等)，但不包括VR 干预；试验组为VR 干预，可为单独VR 干预或在对照组治疗基础上进行VR 干预。两组均可进行两种或更多手段联合干预，但试验组除VR 干预外应与对照组平行。

1.3 数据提取

两名研究人员使用预先设计的数据收集表，独立进行资料提取，如意见不一致，咨询第3名研究人员，直到达成共识。提取以下资料：第一作者、发表时间、国家或地区、样本量、性别、年龄、患病程度、干预方案、干预剂量和结局指标。

1.4 质量评价

根据Cochrane 手册5.1.0 推荐的文献质量评价标准手册评价纳入文献的质量[33]。

1.5 统计学分析

使用Review Manager 5.3 软件进行数据分析，效应量采用加权均数差(mean differences,MD)或者标准化均数差(standardised mean differences,SMD)进行分析[34]，并计算固定和随机效应模型95%置信区间。当I²＜50%时，使用固定效应模型；I²≥50%时，使用随机效应模型。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 纳入文献

经检索得到899 篇文献，初步去除重复文献397篇，进一步阅读题目和摘要，排除不符合纳入标准的文献453 篇，初筛后获得文献49 篇；通过阅读全文以及质量评价，最后共获得24 篇[30,35-57]文献，包括17 篇英文文献[30,35-36,39-41,45-48,50-52,54-57]和7篇中文文献[37-38,42-44,49,53]。见图1。

图1 文献筛选流程

2.2 纳入研究的基本特征

纳入的24篇[30,35-57]文献中，试验组单独行VR 干预的12 篇[35,40-41,43,45,47-50,53,55,57]，在对照组基础上行VR 干预的12 篇[36-39,43,45,47,52-53,56,58-59]，有2 项研究是三臂试验[30,41]；Yuan等[35]的试验是12周随机对照交叉试验，前6周一组行VR 干预另一组不进行运动干预，本研究只纳入交叉前的数据。患者疾病严重程度一般采用Hoehn-Yahr分期(H&Y)[7,58]作为第一依据，部分研究列举了试验对象的具体分期人数[35,46,52,55-56]，没有描述H&Y 的研究则采用统一帕金森病评分量表第Ⅲ部分(Unified Parkinson's Disease Rating Scale Part III,UPDRS-3)和病程，1篇未知病程[54]。具体数据见表1。

表1 纳入文献的基本特征

续表

续表

2.3 质量评价

纳入的24 篇RCT 中，高质量1 篇[47]，其余为中等质量。见表2、图2。

表2 纳入文献的质量情况

图2 偏倚项目百分比

2.4 Meta分析

2.4.1BBS

BBS是由14项指标组成的综合量表，用于评估老年人的平衡和跌倒风险[59]，评分越高，跌倒风险越小。21项[30,35-42,44,46-55,57]研究使用BBS评价患者的平衡功能。其中11项试验组为单一VR[30,35,40-41,47-50,53,55,57]，研究间存在异质性(I²=75%，P＜0.001)，采用随机效应模型，试验组BBS 评分更高(SMD=0.83,95%CI 0.43～1.23,P＜ 0.001)。11 项试验组为VR+对照训练[30,36-39,42,44,46,51-52,54]。研究间异质性较低(I²=47%,P=0.04)，采用固定效应模型，试验组BBS 评分更高(SMD=0.75,95%CI 0.53～0.96,P＜0.001)。见图3。

图3 VR对BBS改善效果的森林图

2.4.2TUGT

TUGT 是一种按顺序进行起立、行走、转弯、坐下的步行能力测试[60]。13 项研究[30,39-40,43-45,47,49-53,56]使用TUGT 评价患者步行能力，研究间存在异质性(I²=67%，P＜0.001)，采用随机效应模型，试验组TUGT时间更少(SMD=-0.53,95%CI -0.88～-0.18,P=0.003)。9 项[30,40,43,45,47,49-50,53,56]研究试验组为单一VR，研究间存在异质性(I²=61%,P=0.008)，采用随机效应模型，试验组TUGT 时间与对照组无显著性差异(SMD=-0.36,95%CI -0.74～0.03,P=0.07)。有5项[30,39,44,51-52]研究试验组为VR+对照训练，研究间存在异质性(I²=67%,P=0.02)，采用随机效应模型，试验组TUGT 时间更少(SMD=-0.87,95%CI -1.52～-0.22,P=0.008)。见图4。

图4 VR对TUGT改善效果的森林图

2.4.3COP

由测力平台采集计算COP摆动面积与路径，能有效预测跌倒风险[61-62]。3 项[41,47,49]研究采用COP 评价患者静态平衡能力。研究间异质性较低(I²=42%,P=0.04)，采用固定效应模型，试验组COP摆动面积与路径更小(SMD=-0.49,95%CI-0.64～-0.35,P＜0.001)。见图5。

图5 虚拟现实对COP改善效果的森林图

2.4.4BBS与TUGT的亚组分析

BBS 和TUGT 的研究存在异质性，进行亚组分析。根据对照组的训练内容，将研究分为VRvs.常规康复、VRvs.平衡训练、VRvs.无特殊训练、VRvs.特殊干预4 组。结果显示，与常规康复和平衡训练相比，VR 干预更有利于提高BBS 评分，缩短TUGT 时间。见表3。

表3 BBS与TUGT关于对照组的干预方式进行亚组分析

BBS的研究根据H&Y 分为3组：H&Y ＜2期、2～3 期和＞3 期；TUGT 的研究分为两组，H&Y ≤2.5 期和＞2.5 期；疾病严重程度以病程表示的，根据Hoehn等[7]的研究归入H&Y分期。各组BBS均有改善，尤其是2～3期和＞3期组；TUGT均无明显改善。见表4。

表4 BBS与TUGT关于患者的患病程度进行亚组分析

3 讨论

本研究显示，VR 干预能有效提升帕金森病患者的综合平衡能力，包括BBS、TUGT 以及COP 等指标，在常规康复训练的基础上实施VR效果更好。

李亚慧等[63]研究发现，跑步机与视觉提示相结合可能会有更好的康复效果；与单独跑步机训练相比，跑步机与虚拟现实联合训练使帕金森病患者在复杂环境中行走时，更能激活前额叶皮质[64]。其他研究发现[65-66]，联合训练对帕金森病患者脑可塑性效果更好。也有研究发现[67-68]，联合训练能更显著降低帕金森病患者的跌倒风险。本研究显示，VR 联合干预对TUGT 的改善优于单一VR 干预，对BBS 的改善两种干预方式间无显著性差异。

亚组分析发现，VR 干预对帕金森病患者的BBS和TUGT 改善方面优于常规康复和平衡训练。BBS 的改善效果随着疾病严重程度的增加而增加，而TUGT则无显著性变化。Canning 等[28]发现，在不同身体功能测量结果中，VR 对不同疾病严重程度的患者可能会有不同的效果，甚至会出现相反的效果。

本研究存在局限性。本研究纳入的文献多数质量中等，可能对分析结果造成一定干扰；每个研究干预措施不尽相同：干预时间15～60 min 不等，干预周期4～12 周不等，频次每周2 次到每天1 次，研究间异质性较大。