基于虚拟现实技术的锻炼模式对腹膜透析病人体力活动的干预效果

王丽娜，刘 珂

新乡医学院护理学院，河南 453003

2010 年，全球约有260 万患终末期肾脏病（ESRD）病人需要进行替代治疗，绝大部分病人选择腹膜透析（PD）[1]。据统计，我国1999 年接受腹膜透析病人为4 380 例，截至2018 年底，增长了近20 倍，高达86 264 例[2]。体力活动是指由骨骼肌产生的任何导致热量消耗的身体运动[3]。美国运动流行病学专家Blair[4]指出，体力活动不足将成为21 世纪最大的公共卫生问题之一。腹膜透析属于终身治疗方式，透析过程中除了排出毒素和多余水分，大分子蛋白质也可随之透出，病人会日渐感觉疲乏，再加上自身疾病因素的影响，透析病人每日体力活动以静坐为主，体力活动普遍较低[5]。近期研究发现，腹膜透析病人体力活动影响因素纳入较少[6]，不足以全面阐明体力活动相关机制。有研究表明，运动疗法对透析病人具有积极的健康效益，如机体携氧能力[7]、心肺功能[8]、营养状况[9]、糖耐量水平[10-11]等均可通过运动得到有效改善。同时，相关机构指出，运动是提高腹膜透析病人体力活动水平的有效方法[12]，但国内相关护理实践较少，加上多种因素的影响，实证结果不尽相同，有待进一步探讨。虚拟现实（virtual reality，VR）是一种通过计算机网络对真实世界进行模拟的技术，研究者可借助虚拟锻炼系统为参与者提供沉浸式交互健康体验[13]。已有研究表明，虚拟现实锻炼系统较传统锻炼更能激发大脑兴奋性，将其融入运动中，可有效促进不同人群的体力活动行为[8]。本研究旨在探讨基于虚拟现实技术的锻炼干预模式对腹膜透析病人体力活动的改善效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象

2021 年12 月—2022 年7 月，选取河南省新乡市某三级医院透析中心76 例腹膜透析病人为研究对象，将其随机分为研究组和对照组，各38 例。纳入标准：1）年龄≥18 岁；2）能够在无任何辅助的情况下独立行走，无骨骼肌肉系统疾病；3）透析时间≥3 个月，病情稳定；4）无心血管疾病病史；5）知情同意，自愿参与本研究。排除标准：1）存在其他重大疾病，如肿瘤、器质性心脏病等；2）处于妊娠状态；3）存在难以控制的高血压（≥180/110 mmHg）；4）存在晕车或者眩晕史者；5）同时进行血液透析或准备肾移植者。脱落标准：1）中途不明原因退出；2）中途因自身原因转血液透析或者发生意外者。两组腹膜透析病人性别、年龄等一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。所有参与者均签署知情同意书，且本研究已经通过新乡医学院的伦理委员会审批同意，编号：XYLL-20230084。

1.2 干预方法

1.2.1 对照组

采用传统锻炼模式。根据《我国成人慢性肾脏病患者运动康复的专家共识》[14]建议进行常规运动。具体如下。

1.2.1.1 运动类型

1）有氧运动：散步、慢跑、固定自行车骑行等；2）抗阻运动：弹力带运动；3）灵活性运动：太极拳、八段锦、韵律操。告知病人避免腹部撞击或急速增加腹内压的运动，如仰卧起坐、深蹲等，以防引起透析液渗漏或导管移位。

1.2.1.2 建立微信群并进行运动视频打卡

由透析中心的专科护士与研究者共同建立对照组微信群，要求病人进行每日运动视频打卡。研究者根据病人所发的视频时长每4 周进行1 次总排名，并给予奖励（无乙醇碘伏、医用棉签、医用纱布块、洗手液等），排名居前10 位的腹透居家所获得的相关物品数量多余之后，满12 周者将获得2 次免费换管，以此提高参与者配合度。

1.2.1.3 运动干预时间和频率

运动时间和频率根据Heiwe 等[15]相关文献系统评价和Meta 分析制定，每周3 次，共12 周：前4 周每次15～20 min，中间4 周每次30～45 min，最后4 周每次50～60 min，期间包括每次运动开始与结束时各自5 min的热身与冷却时间。

1.2.1.4 随访

每4 周进行1 次随访，采用微信语音通话、电话、门诊的形式。随访内容：1）运动期间有没有身体不舒服的地方；2）运动期间身上有没有水肿或者出现透析不充分的情况；3）自从增加身体活动，心情跟以前相比怎么样？

1.2.2 研究组

使用虚拟现实技术对腹膜透析病人进行运动干预。

1.2.2.1 虚拟设备

本研究所用的虚拟设备名为“HTC Vive”，HTC Vive是由HTC 与Valve 联合开发的一款虚拟现实头盔产品，于2015 年3 月在MWC2015 上发布。HTC Vive通过1 个头戴式显示器、2 个单手持控制器、1 个能于空间内同时追踪显示器与控制器的定位系统（Lighthouse）3 个部分给使用者提供沉浸式体验。本研究中病人需戴头盔（约1 个苹果的重量），双手各拿1个手柄，通过虚拟现实模拟游戏进行运动干预。

1.2.2.2 建立微信群

1）研究组微信群主要用于预约虚拟游戏运动，腹膜透析护士和研究者每周均会在群里发公告，询问病人可以来院进行虚拟游戏运动体验的时间；2）病人每周在群里进行运动打卡，该组病人可把每次运动的分数记录发至群内，研究者每个月会对其进行分数总排名，并给予奖励（同对照组）。

1.2.2.3 虚拟游戏运动干预

病人需要独立完成2 个虚拟游戏。1）虚拟网球游戏：操作者会进入虚拟体育馆，右手手柄会变为网球拍，此时需要与虚拟对手进行对打，打到一个计10 分，如果失败，虚拟对手将会鼓励操作者，分值达到260 分即可过关，该游戏分为初级、中级和高级3 个等级，达到最低分值可进入中级阶段赛程，每个赛程的时间和速度不同，后者比前者速度快、时间久。2）虚拟击球游戏：操作者的双手手柄会分别变为红蓝拳击手套，包括健身房场景、宇宙空间场景和隧道场景3 种场景，每个场景需要拳击的对象为来自不同方向的红蓝白心球、红色横杠和交叉盾牌。该游戏内部设置了不同的“虚拟拳击训练教师”，每位教师课程代表了不同的锻炼速度，越靠后的教师，其训练速度越快，时间越长（即游戏难度等级在上升）。3）运动干预时间、频率同对照组。

1.2.2.4 随访

随访的时间、形式、内容同对照组。

1.3 评价指标

两组病人均在干预基线和干预3 个月后进行评估。

1.3.1 活动水平

采用国际体力活动量表（IPAQ）中文版短卷评估干预前后腹膜透析病人活动水平改善情况。该问卷主要包括7 个问题，是目前最有效、最简便，也是最快速对人群进行体力活动水平评估的问卷。体力活动能量赋值：代谢当量（MET）-min/w=MET 值×体力活动时间（min）×每周活动的次数。代谢当量值结果来表示体力活动的强度，根据国际体力活动组规定：个体体力活动根据代谢当量可以分为高、中、低3 个体力活动水平，高水平为各类体力活动≥3 d，代谢当量值每周至少在1 500 MET-min/w 或3 种体力活动合计≥7 d，且代谢当量值每周至少为3 000 MET-min/w；中水平为各类高强度体力活动每天至少≥20 min 或每天至少30 min各类中强度和/步行类活动，或3种强度体力活动合计≥5 d 且代谢当量每周至少在600 MET-min/w；低水平则为不满足以上条件者。IPAQ 短问卷中，步行的MET 值为3.3，中等强度活动赋值4.0 分，高强度活动赋值8.0 分[6]。

1.3.2 运动能力

根据肾脏病病人运动指南，采用6 min 步行试验（6MWT）距离作为腹膜透析病人运动能力的测量指标。6MWT 需要在长度为25～30 m 平坦无障碍的走廊内测量病人6 min 行走的最大距离，速度由病人自己控制，这种测量方法简单易行且安全性高。当6 min步行距离＞450 m，代表运动能力正常，距离＜150 m表示运动能力重度减退，150～300 m 表示运动能力中度减退，＞300～＜450 m 表示运动能力轻度减退[16]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0 进行统计分析，使用Shapiro-Wilk进行数据正态性检验，符合正态分布的定量资料采用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用成对样本t检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组干预前后IPAQ 得分比较

干预前，两组IPAQ 得分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预后，两组IPAQ 得分均高于干预前，且研究组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表1、图1 和图2。

图1 干预前两组体力活动问卷代谢当量值比较

图2 干预后两组体力活动问卷代谢当量值比较

表1 两组干预前后IPAQ 得分比较（±s）单位：分

表1 两组干预前后IPAQ 得分比较（±s）单位：分

组别研究组对照组t 值P例数38 38干预前372.34±156.05 354.82±150.70 0.500 0.619干预后709.34±167.73 585.84±147.71 0.262＜0.05 t 值-17.899-9.279 P＜0.001＜0.001

2.2 两组干预前后6MWT 距离比较

参与本次步行测试的病人血压、呼吸和氧饱和度经手环测量均在正常范围内，无不良事件发生。干预前，两组6MWT 距离比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预后，两组6MWT 距离均优于干预前，且研究组优于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表2、图3、图4。

图3 干预前两组组间6MWT 比较

图4 两组干预前后组内6MWT 比较

表2 两组干预前后6MWT距离比较（±s）单位：m

表2 两组干预前后6MWT距离比较（±s）单位：m

组别研究组对照组t 值P例数38 38干预前503.30±50.54 494.74±45.74 0.054 0.589干预后523.30±40.91 502.24±40.83 3.398＜0.001 t 值-8.935-7.380 P＜0.001＜0.001

3 讨论

腹膜透析病人体力活动影响机制目前尚未全面阐明。有研究指出，体力活动作为一类复杂的行为，活动水平的高低、强度可能与病人的生活方式、认知等主观因素和生理基础这一前提条件有关，二者分别在体力活动水平和体力活动能力中发挥着重要作用[17]。研究表明，相比同年龄段的健康人群，慢性肾脏病人由于体内毒素堆积过多，透析技术并不能完全逆转毒素对细胞神经和功能的损伤，再加上骨骼肌肉结构异常和血流动力动力学改变引起的功能障碍[6]，透析病人的体力活动水平会因此降低5 个百分点[18]。Stack 等[19]对2 264 例腹膜透析病人的调查发现，病人的负性情绪与体力活动水平呈负相关。刘茜[17]研究指出，锻炼自我效能是除一般人口学资料外，透析病人最大体力活动能力的主要影响因素。杜理平等[6]通过对腹膜透析病人体力活动的研究进行综述发现，体力活动影响机制纳入因素存在范围局限性，有待进一步扩大。体力活动能力是病人身体健康的重要指标，生活质量的坚固基石，而体力活动不足则会增加肾脏病人的全因死亡率[20]。因此，美国生命康复顾问协会（LORAC）[12]、美国肾脏病医师协会临床实践指南[21]和美国国家肾脏基金会肾脏病生存质量指导[22]工作组提出了肾脏替代治疗病人的运动指导和倡议，并表明透析病人体力活动水平和能力的系统化干预、评估对减缓肾小球滤过率（GFR）下降速度和居家康复治疗效果至关重要[23]。已有研究证实，透析病人的活动水平与能力可通过运动得到改善[24]。Watanabe 等[24]在一项针对53 例腹膜透析病人为期6 个月的随机对照运动试验性研究发现，干预组病人的活动能力和耐力均得到有效提高。Uchiyama 等[25]的一项随机对照试验研究中，所有量表的汇总表明，运动与生活质量显著相关。Manfredini等[26]在247 例血液透析和49 例腹膜透析病人多中心研究中指出，与对照组比较，完成6 个月步行锻炼病人的认知子量表得分得到了改善。同时，运动疗法对维持腹膜透析病人细胞内外水分比率和控制胆固醇水平也具有一定作用[27]。

综上所述，运动对腹膜透析病人而言是一项安全的护理干预措施，但该人群主要居家透析，锻炼持续性可能受到多种因素的影响。为提高病人身体活动参与度，坚持疾病治疗和康复，部分学者开始尝试将体力活动以另一种新颖模式呈现，即支持个体积极的生活方式和身体活动的“虚拟现实技术”。虚拟现实技术具有沉浸性、互动性、想象性特点，为病人提供了参与到与真实世界物体和事件相似环境之中的机会[28]。本研究基于虚拟现实技术，从上肢功能训练、全身灵活性训练进行腹膜透析病人体力活动干预。结果显示，干预后研究组病人体力活动代谢当量值以及6 min 步行距离均优于对照组，提示基于虚拟现实技术锻炼模式可改善腹膜透析病人体力活动水平与活动能力，且本研究结果显示，研究组腹膜透析病人体力活动代谢当量值和6 min 步行距离数值变化差异显著优于对照组，进一步证实了虚拟现实非沉浸式交互模拟场景锻炼干预的可行性。研究显示，借助任天堂Will Fit Plus 软件进行了为期8 周的血液透析病人虚拟现实锻炼干预，结果发现，病人的肌肉力量、平衡、柔韧性和身体健康成分（骨骼肌质量、体脂率）得到了明显提高，并且疲劳程度也有所降低[29]。Segura-Ortí 等[28]在为期2 年的虚拟现实锻炼研究中也表示，这种干预可以增强透析病人身体活动水平，改善身体机能和生活质量。当前虚拟现实技术在我国慢性肾脏病领域并未普及，还存在某些需要技术完善的地方，除赵俊强等[30]研究所提到的虚拟场景内容设计方面外，头盔眼镜分辨率、动作捕捉设置、设备串联信号等问题也需要进一步改进，以减少部分病人因虚拟现实环境所产生的不良反应和训练时出现卡顿的情况，继而提高交互效果。

4 小结

基于虚拟现实技术的锻炼模式对腹膜透析病人体力活动水平和活动能力具有改善效果，为探讨腹膜透析病人运动能力和生活质量提供了理论借鉴依据，但该研究所纳入的样本量较少，后期研究可适当扩大样本量，进一步提高虚拟现实锻炼干预效果在肾脏病临床实践领域中的循证质量与推广价值。