肌电图驱动体感游戏联合血流限制训练对住院老年患者力量训练用户体验与可行性的混合方法随机对照研究

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:JMIR Serious Games 3.8

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  针对住院老年患者长期卧床导致的肌力下降问题,研究人员开展了一项创新性混合方法研究,探索肌电图(EMG)驱动体感游戏(Ghostly)联合血流限制(BFR)训练的可行性。结果显示该方案用户满意度达87.55%,且BFR组肌肉横截面积(CSA)增加0.34cm2,为老年康复提供了兼具趣味性与循证依据的新型干预手段。

  

随着全球老龄化加剧,住院老年患者因长期卧床导致的肌肉萎缩和功能衰退已成为严峻的公共卫生问题。研究表明,短短10天制动即可引发肌肉蛋白质合成率下降,而老年群体恢复流失肌肉组织的能力显著降低。这种被称为"医院获得性残疾"的现象,影响着30%以上65岁住院患者的独立生活能力。传统高强度训练对卧床患者可行性差,而低负荷训练联合血流限制(Blood Flow Restriction, BFR)技术通过部分阻断肢体血流,可模拟高强度训练效果。与此同时,体感游戏(Exergame)通过将运动与游戏元素结合,能有效提升患者康复动机。然而,将肌电图(Electromyography, EMG)驱动的体感游戏与BFR结合的创新模式,此前尚未有研究探索。

比利时布鲁塞尔大学医院的研究团队在《JMIR Serious Games》发表了这项开创性研究。他们采用混合方法设计,开发了名为Ghostly的EMG驱动体感游戏,通过表面EMG传感器捕捉股四头肌收缩信号控制游戏角色动作,并结合50%动脉闭塞压(AOP)的BFR训练。研究纳入15名住院老年患者(平均年龄84.5岁),随机分为Ghostly组、Ghostly+BFR组和对照组,评估用户体验问卷(USE)和肌肉结构等指标。

关键技术包括:(1)基于SENIAM指南的股四头肌EMG信号采集;(2)SmartCuffs pro系统实现个性化BFR(50%AOP);(3)USE问卷评估用户体验四大维度;(4)超声测量股直肌横截面积(CSA);(5)MicroFET 2手持测力计评估肌力变化。

研究结果显示:

  1. 用户体验:USE问卷总分达83.29%,各子维度评分均超过78%,其中满意度最高(87.55%)。BFR的加入未降低用户体验评分。
  2. 临床指标:Ghostly+BFR组表现出最大的股直肌CSA增长(平均增加0.34cm2,95%CI 0.08-0.59),但各组肌力改善无显著差异。
  3. 专家观察:发现游戏色彩对比度(蓝绿色系)影响老年玩家视觉辨识,反应时间设置需优化,建议针对不同患者群体定制难度。

讨论部分指出,这是首个将EMG驱动体感游戏与BFR结合的研究,其创新性体现在三个方面:首先,通过游戏化设计解决了老年患者康复动机不足的痛点;其次,BFR的加入使低负荷等长训练能达到近似高强度训练的效果;最后,用户中心设计方法确保技术开发与临床需求紧密结合。研究同时揭示了改进方向:优化色彩对比度(推荐改用橙红色系)、调整视觉信息处理速度、增加游戏难度梯度等。

该研究的临床意义在于为住院老年患者提供了一种安全、有趣且循证的新型康复工具。未来若能将改进后的Ghostly游戏与居家康复结合,将有力支持世界卫生组织"健康老龄化"框架下的"在地安老"(Aging in Place)理念。尽管存在样本量小、干预周期短等局限,但作为用户中心设计迭代过程中的重要一环,该研究为后续大规模随机对照试验奠定了方法学基础,也为康复技术的发展提供了"娱乐-治疗"融合的新范式。

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