體感游戲在燒傷康復(fù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

段建興，劉文軍，張高飛，王 迪，李佳美，婁涵瀟

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院,云南650032

嚴(yán)重?zé)齻∪嘶謴?fù)期耗時(shí)長，病人經(jīng)濟(jì)、心理、生理負(fù)擔(dān)重，因此，需協(xié)調(diào)應(yīng)用各種措施，促進(jìn)創(chuàng)面早期愈合，預(yù)防肥厚性瘢痕形成和關(guān)節(jié)攣縮，并對病人進(jìn)行各階段心理治療，以減少病人身心社會功能障礙，促使病人盡快重返社會、適應(yīng)社會[1]。燒傷病人康復(fù)效果一方面取決于科學(xué)化、系統(tǒng)化的治療，另一方面也受病人治療依從性和積極性影響[2]，尤其是對少年兒童來說，其常常因?yàn)橛?xùn)練形式單一、過程枯燥、疼痛等原因難以配合，此時(shí)，借助體感游戲（motion sensing game）對病人實(shí)施干預(yù)，有利于在滿足病人興趣需求的同時(shí)，促進(jìn)病人進(jìn)行肢體移動，從而達(dá)到康復(fù)治療效果。與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相比，體感游戲具有無須專人培訓(xùn)、所需空間小、價(jià)格低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，已在國外康復(fù)領(lǐng)域逐漸應(yīng)用。本研究就體感游戲在燒傷康復(fù)治療中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為醫(yī)護(hù)人員制定科學(xué)的燒傷病人康復(fù)方案提供參考。

1 體感游戲的概念

體感游戲是在傳統(tǒng)視頻基礎(chǔ)上通過運(yùn)用擬真環(huán)境，如音樂舞蹈、各種體育運(yùn)動、模擬戰(zhàn)場等，并運(yùn)用肢體傳感器追蹤及采集人體動作及反應(yīng)來與游戲內(nèi)容進(jìn)行互動[3]。2006 年，日本任天堂公司（Nintendo）發(fā)布游戲主機(jī)Wii 引領(lǐng)了體感游戲先河；2009 年，美國微軟公司（Microsoft）又發(fā)布XBOX360 體感周邊外設(shè)Kinect，逐漸使體感技術(shù)發(fā)展；除此之外，日本索尼（Psmove）、美國厲動（Leap Motion）等也相繼推出相關(guān)設(shè)備[4]；如今，體感游戲已逐漸與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）結(jié)合，增強(qiáng)了其沉浸感。

2 體感游戲在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

目前，體感游戲在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域主要運(yùn)用于運(yùn)動健康管理、運(yùn)動康復(fù)、心理治療（自閉癥）、醫(yī)學(xué)教育模擬等方面，適用人群主要為老年人（腦卒中病人居多）、兒童及青少年（自閉癥居多）。在運(yùn)動健康管理中，體感游戲主要作為心肺功能訓(xùn)練工具用以提高病人心肺功能[5]，同時(shí)，其也對肥胖人群的血糖、血脂、血壓具有一定影響[6]。在運(yùn)動康復(fù)中，體感游戲主要用于腦部疾病病人的功能訓(xùn)練，包括肢體運(yùn)動康復(fù)、身體協(xié)調(diào)能力康復(fù)、認(rèn)知功能康復(fù)[7-8]，其與傳統(tǒng)康復(fù)治療方法相比，具有較好的療效。韓志峰等[9]利用體感周邊外設(shè)Kinect 的骨骼跟蹤技術(shù)和Unity3D 技術(shù)制作了上肢康復(fù)系統(tǒng)用于腦卒中病人的康復(fù)治療。瞿暢等[10]則采用體感周邊外設(shè)Kinect 專門進(jìn)行關(guān)節(jié)活動度測量。在自閉癥兒童中，體感周邊外設(shè)Kinect 不僅能夠檢測兒童是否存在自閉癥狀[11]，還能通過視覺動態(tài)性訓(xùn)練提高兒童與同伴交往能力[12-13]。此外，體感游戲還可作為教學(xué)工具進(jìn)行心肺復(fù)蘇等教學(xué)[14]。

3 體感游戲在燒傷康復(fù)中的應(yīng)用

燒傷可導(dǎo)致正常軟組織密度增高和纖維化，使組織彈性和可塑性降低，使關(guān)節(jié)活動范圍（range of motion，ROM）減小，造成關(guān)節(jié)攣縮和功能障礙，其發(fā)生在兒童及青少年中會嚴(yán)重影響兒童和青少年骨骼發(fā)育?？祻?fù)訓(xùn)練過程中關(guān)節(jié)受到牽拉會使病人產(chǎn)生疼痛感，病人常因此產(chǎn)生抗拒、恐懼、焦慮及抑郁。而體感游戲的趣味性可轉(zhuǎn)移病人注意力，減輕病人恐懼和焦慮心理，尤其對兒童來說適應(yīng)性更佳。

3.1 關(guān)節(jié)活動范圍 關(guān)節(jié)活動范圍是體感游戲在燒傷病人中應(yīng)用效果評價(jià)的重要指標(biāo)，其與燒傷后瘢痕形成及關(guān)節(jié)攣縮密切相關(guān)[15]。體感游戲干預(yù)下不僅能明顯改善瘢痕及關(guān)節(jié)攣縮，還能縮短關(guān)節(jié)功能康復(fù)時(shí)間。但其作為一個(gè)輔助康復(fù)手段，不能單獨(dú)發(fā)揮功效，而需以傳統(tǒng)康復(fù)治療方法為基礎(chǔ)，如在運(yùn)用體感游戲前需進(jìn)行一段時(shí)間的被動練習(xí)，之后再繼續(xù)進(jìn)行其他輔助治療、護(hù)理，如物理壓力抗瘢痕、采用支具實(shí)施保護(hù)等。Parry 等[16]使用Nintendo Wii TM(NW)與Play Station TMII Eye Toy(PE)2 種體感設(shè)備對24 名正常兒童進(jìn)行干預(yù)，其通過在兒童上肢安裝傳感器進(jìn)行3D運(yùn)動分析發(fā)現(xiàn)，游戲中兒童肩關(guān)節(jié)均能達(dá)到有效運(yùn)動關(guān)節(jié)活動范圍，同時(shí)也能達(dá)到有效運(yùn)動時(shí)間，且Play Station TMII Eye Toy 與Nintendo Wii TM 相 比，能 夠達(dá)到更高的運(yùn)動要求及延長運(yùn)動時(shí)間。此外，Parry等[16]還比較了Xbox Kinect 和Play Station 3 Move 的應(yīng)用效果，結(jié)果顯示，兩者均使兒童達(dá)到了最大肩屈、肩外展和肘屈范圍，但在運(yùn)動時(shí)間方面，Xbox Kinect 長于Play Station 3 Move[17]。之后Parry 等[18]還使用Play Station ⅡEye Toy 對燒傷患兒進(jìn)行隨機(jī)對照試驗(yàn)，其安排17 例腋下、肩部、軀干部燒傷患兒使用Play Station ⅡEye Toy 參與體育運(yùn)動、戳泡泡、虛擬食物準(zhǔn)備等游戲，并借助3D Functional ROM 檢測系統(tǒng)對患兒關(guān)節(jié)活動范圍進(jìn)行測評，每天2 次，持續(xù)6 個(gè)月后，患兒肩外展（P<0.001）、肩外旋（P=0.01）和肘關(guān)節(jié)屈曲（P=0.004）與干預(yù)前相比均有明顯改善。Lozano等[19]對66 例體表燒傷面積超過50%的患兒進(jìn)行14 個(gè)月的隨機(jī)對照研究，試驗(yàn)組使用Xbox Kinect 進(jìn)行干預(yù)，涉及游戲包括拳擊、足球、田徑等，結(jié)果顯示，試驗(yàn)組患兒關(guān)節(jié)活動范圍較大(P<0.01)，且治療中及隨訪中，試驗(yàn)組主動關(guān)節(jié)活動度改善率較高。Voon 等[20]對燒傷患兒進(jìn)行干預(yù)治療，試驗(yàn)組患兒每次進(jìn)行15 min理療和15 min 基于Xbox Kinect 的體感游戲，對照組患兒僅進(jìn)行30 min 的常規(guī)物理治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)組患兒平均每天愿意多活動21.67 min（P<0.000 1），部分家長反饋，在家中使用Xbox Kinect 有利于實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)動和增加活動時(shí)間，進(jìn)而促進(jìn)關(guān)節(jié)活動功能改善。

燒傷作為突發(fā)性事件，病人燒傷部位、面積均不可預(yù)測，且受病人年齡、性格特征、周圍環(huán)境影響，體感游戲治療方案也需個(gè)性化開展。Schneider 等[21]使用Armeo Spring 系統(tǒng)對8 例有燒傷和上肢攣縮病史的病人進(jìn)行治療，Armeo Spring 系統(tǒng)除可以采集肢體動作數(shù)據(jù)外，還可以將任何使用鼠標(biāo)操作的視頻游戲轉(zhuǎn)化為體感游戲，配備的手臂矯正器可根據(jù)受試者臂長進(jìn)行調(diào)整，大大增加了康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容的可定制性。研究者選取多個(gè)游戲?qū)Σ∪诉M(jìn)行干預(yù)，干預(yù)后對病人肩關(guān)節(jié)前屈和伸展角度、肩部水平屈伸角度、肘部彎曲和伸展角度、運(yùn)動時(shí)間進(jìn)行測量，結(jié)果顯示，“MH 卡丁車”和“羊群”游戲干預(yù)后，病人肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)屈曲度>90°，且運(yùn)動時(shí)間最長；而“蠟筆物理學(xué)”游戲后，病人表現(xiàn)出最少的活動量，故建議針對燒傷病人需求，根據(jù)病人康復(fù)時(shí)間及頻率確定游戲內(nèi)容。Pham 等[22]根據(jù)燒傷病人康復(fù)需求利用XBOX360 Kinect 平臺開發(fā)出Jintronix 體感游戲軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)燒傷病人年齡、燒傷面積、燒傷部位、興趣以及需要定制個(gè)性化體感游戲內(nèi)容，并對關(guān)節(jié)活動范圍產(chǎn)生明顯改善。

3.2 日常生活能力(activity of daily living,ADL) 燒傷病人康復(fù)的最終目的是恢復(fù)日常生活能力，回歸社會生活，如上肢燒傷病人或有關(guān)節(jié)攣縮的病人在經(jīng)過康復(fù)治療后手能夠抓取物品，肘關(guān)節(jié)及肩關(guān)節(jié)屈曲、彎曲、伸展能夠觸及頭部完成吃飯、刷牙、梳理頭發(fā)等日常活動。體感游戲可使病人日常生活能力改善，其與關(guān)節(jié)活動范圍逐漸恢復(fù)密切相關(guān)。Lozano 等[19]使用Xbox Kinect 對體表燒傷面積超過50%的患兒進(jìn)行干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，年齡、主動關(guān)節(jié)活動度與兒童活動量表得分密切相關(guān)，兒童活動量表涉及個(gè)人護(hù)理、穿著、運(yùn)動、爬樓、玩、搬運(yùn)及站立技能，使用Xbox Kinect 對患兒進(jìn)行干預(yù)，可通過改善手臂主動關(guān)節(jié)活動度進(jìn)一步改善兒童活動量表涉及的各項(xiàng)生活技能。手指抓取是病人（尤其是指關(guān)節(jié)攣縮病人）完成日常生活活動的關(guān)鍵步驟，而指關(guān)節(jié)的恢復(fù)需要一些較為精細(xì)的訓(xùn)練[23]。Leap Motion 擁有先進(jìn)的手部跟蹤技術(shù)，并擁有超高精細(xì)度，能在手部燒傷病人的康復(fù)中發(fā)揮重要作用。Wu等[15]將16 例手部燒傷病人隨機(jī)分成Leap Motion 體感系統(tǒng)組和對照組，Leap Motion 體感系統(tǒng)組病人在傳統(tǒng)康復(fù)治療后使用Leap Motion 體感系統(tǒng)進(jìn)行20 min 的體感游戲，游戲包括抓、取、射擊、握持等與手部外展和內(nèi)收有關(guān)的動作，干預(yù)4 個(gè)月后，Leap Motion 體感系統(tǒng)組病人手指關(guān)節(jié)活動范圍與治療前及同期對照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

3.3 疼痛管理 燒傷疼痛是復(fù)雜的生理心理活動，具有強(qiáng)烈的情感色彩，疼痛引起的逃避反應(yīng)嚴(yán)重影響病人康復(fù)訓(xùn)練的積極性，同時(shí)疼痛也可使病人產(chǎn)生焦慮、抑郁等不良心理，是阻礙燒傷康復(fù)的重要因素[2]。藥物鎮(zhèn)痛是目前燒傷疼痛管理的主要措施，但其有一定副作用，如消化道反應(yīng)、成癮性等。而體感游戲可分散病人注意力，其游戲性及代入感可使燒傷病人產(chǎn)生愉悅感及興趣，且副作用較小，有利于降低病人對疼痛的注意力，提升病人康復(fù)治療的積極性，尤其適用于兒童及青少年，利于使其在不知不覺中完成相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練。Parry 等[18]使用Play Station ⅡEye Toy 對燒傷病人進(jìn)行干預(yù)，在標(biāo)準(zhǔn)療法治療過程中病人疼痛感逐漸增加，而視頻游戲病人無疼痛感增加表現(xiàn)，而是表現(xiàn)出更多的興趣及更好的依從性。Soumitri 等[24]對1 例4歲燒傷女童換藥時(shí)使用體感游戲平臺Nintendo Wii 進(jìn)行干預(yù)，包括3 次基線訓(xùn)練和10 次電子游戲（5 次被動訓(xùn)練和5 次互動訓(xùn)練），并使用單項(xiàng)隨機(jī)化測試及Kappa 系數(shù)進(jìn)行評分，發(fā)現(xiàn)游戲干預(yù)后患兒注意力分散，其行為困擾減少、合作行為增加。Parker 等[25]使用Nintendo Wii IGC 體感游戲系統(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)對照試驗(yàn)，干預(yù)組除接受常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練外，還需進(jìn)行20～30 min的體感游戲，對照組接受常規(guī)康復(fù)運(yùn)動治療，干預(yù)后兩組比較，干預(yù)組疼痛評分明顯改善。Yohannan 等[26]使用Nintendo Wii 對病人進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果顯示，病人疼痛明顯減輕，焦慮感隨之降低。Voon 等[20]使用Xbox Kinect 對燒傷病人進(jìn)行干預(yù)，病人滿意度與興趣進(jìn)一步提高。

3.4 心理康復(fù) 燒傷病人可能存在焦慮、抑郁、恐懼等心理障礙，暴露療法及系統(tǒng)脫敏療法是除藥物以外的主要心理干預(yù)手段[27]，此外，減少病人疼痛感及提高病人社會適應(yīng)性訓(xùn)練也可緩解燒傷病人心理障礙[28]。體感游戲不僅能減少康復(fù)過程中的疼痛感，其軟件高度的可定制性也可為暴露療法、系統(tǒng)脫敏療法的實(shí)施創(chuàng)造條件。已有研究發(fā)現(xiàn)，在使用體感游戲干預(yù)后病人焦慮感明顯改善[15，25]，尤其是對于燒傷后肢體和容貌毀損的自閉癥患兒而言，體感游戲可通過對病人進(jìn)行關(guān)鍵行為訓(xùn)練及基于發(fā)展的人際關(guān)系模式干預(yù)改善患兒不良心理。雷顯梅等[29]使用體感游戲?qū)ψ蚤]癥患兒進(jìn)行為期3 個(gè)月的干預(yù)，患兒肢體動作能力及視覺動作協(xié)調(diào)能力均有明顯提升。Wang 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，體感游戲康復(fù)療法的使用有利于改善自閉癥患兒社會障礙和異常行為。同時(shí)體感游戲（如微軟的Kinect）還可作為自閉癥患兒重復(fù)性運(yùn)動，如旋轉(zhuǎn)、身體搖擺或拍打的檢測工具，從而評估其自閉治療的有效性[11]。

4 展望

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被逐漸應(yīng)用于燒傷康復(fù)中，其超強(qiáng)的沉浸感對于燒傷換藥的疼痛管理[31-32]以及其模擬的暴露療法對于創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙改善[33]均具有明顯作用。未來燒傷康復(fù)領(lǐng)域研究者可借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體感游戲應(yīng)用，使病人隨時(shí)隨地可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。其次，手機(jī)自帶的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可運(yùn)用于燒傷康復(fù)中，利用手機(jī)攝像頭及傳感器進(jìn)行人機(jī)交互以大幅度提升康復(fù)訓(xùn)練的便利性。

5 小結(jié)

燒傷病人的功能康復(fù)訓(xùn)練主要包括2 類，即保持關(guān)節(jié)活動范圍的訓(xùn)練和改善肌力的訓(xùn)練，其活動類型包括助力活動和主動活動。主動活動在燒傷康復(fù)訓(xùn)練中具有重要作用，其可以充分調(diào)動病人積極性，增強(qiáng)病人自信心，有利于病人重返社會；同時(shí)，主動活動也可以增強(qiáng)病人心、肺功能，改善患肢血液循環(huán)，減輕水腫，增加肌力。傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練過程煩瑣、訓(xùn)練形式單一，病人常缺乏興趣，依從性較低。而體感游戲可以模擬打網(wǎng)球、跳舞、跑步、拳擊、摘蘋果等活動環(huán)境，使病人手部主動做出拿、抓、握拳、伸指等動作，使病人揮動手臂主動做出上肢外展、肘腕關(guān)節(jié)屈伸、前臂旋前旋后等動作以及主動做出跳躍、跑步等涉及膝、足及下肢各關(guān)節(jié)功能的活動，對預(yù)防關(guān)節(jié)攣縮有良好作用。同時(shí)，病人參與體感游戲時(shí)可獲得沉浸式體驗(yàn)及愉悅感，有利于分散病人注意力，減少對疼痛的關(guān)注，進(jìn)而減少病人的焦慮情緒，增加病人康復(fù)訓(xùn)練依從性。其對燒傷后自閉癥患兒有一定的治療及評估作用，可作為一種輔助康復(fù)手段應(yīng)用于燒傷康復(fù)。