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为探讨沉浸式虚拟现实(iVR)严肃游戏在老年运动学习中的应用,研究人员开发 REAsmash-iVR 并开展短期纵向研究。发现其可显著提升老年人运动学习的速度 - 准确性权衡(SAT)、动作平滑度(SPARC)及手动敏捷性(BBT-VR),且效果可保留,为老年康复提供新方向。
随着全球老龄化加剧,65 岁以上人口占比预计 2050 年达 22%,老年人运动与认知功能衰退问题日益突出。传统运动学习项目多聚焦步态与平衡,需护理人员参与,便携且经济的新技术需求迫切。虚拟现实(VR)作为能提供多感官反馈与实时性能评估的交互系统,在促进运动学习方面潜力显著,但其在沉浸式虚拟现实(iVR)中通过严肃游戏(以学习目标为主的非娱乐性游戏)提升老年人运动技能的研究尚少,且 iVR 技能向其他任务的迁移与保留机制不明。
为填补这一空白,来自比利时圣卢克 - 鲁汶大学医院及加拿大社会适应与康复研究部门的研究人员,开发了 iVR 自适应严肃游戏 REAsmash-iVR,并开展短期纵向前后对比研究,探讨其对老年人运动学习的促进作用及技能迁移与保留效果。研究成果发表于《JMIR Aging》。
研究采用 20 名 65 岁以上健康老年人作为样本,使用 Oculus Quest 2 头显设备,让参与者连续 7 天每天进行至少 15 分钟的 REAsmash-iVR 训练,任务为在干扰物中快速定位并击打目标 “数字鼹鼠”,系统根据实时表现自动调节难度以维持 75% 成功率。通过 KinematicsVR(评估直线与圆圈绘制的速度 - 准确性权衡 SAT 及运动平滑度 SPARC)、BBT-VR(虚拟方块移动测试评估手动敏捷性)及简单反应时间测试,在基线(T0)、干预后即刻(T1)、干预后 1 周(T2)进行评估。
研究结果
可行性与游戏调节效果
所有参与者完成 7 天训练,无不良事件,日均活跃参与 15.8 分钟。系统调节有效,11-55 个训练块中 74% 时间成功率维持在 60%-80%,最后 11 块达 100% 覆盖率,表明游戏难度自适应机制可行。
主要结果:运动学习迁移至单侧速度 - 准确性表现
- 直线绘制:SAT 从 T0 的 3.7±1.38 提升至 T1 的 5.4±1.85(t19=5.97,P<.001,Cohen d=1.20),T2 保留(5.2±1.63,P<.001),且优于无干预对照组(t19=3.0,P=.005)。
- 圆圈绘制:SAT 从 T0 的 3.9±1.60 提升至 T1 的 4.8±1.34(P=.036),T2 进一步提升至 5.2±1.95(P=.001),但与对照组差异无统计学意义(P=.060)。
次要结果:运动平滑度与手动敏捷性
- 平滑度:直线绘制 SPARC 无显著变化(χ22=2.1,P=.35),圆圈绘制 SPARC 从 T0 的 - 3.77 提升至 T1 的 - 2.67(q=3.58,P=.03),T2 保留(-2.44,P=.004),优于对照组(t19=2.41,P=.010)。
- BBT-VR 得分:从 T0 的 27(IQR 20.1-36.4)提升至 T1 的 36(29.8-45.1,q=5.26,P<.001),T2 达 38(29.7-50.5,P<.001),显示手动敏捷性提升且保留。
- 简单反应时间:干预前后无显著变化(F2,38=0.5,P=.64)。
讨论与意义
研究表明,7 天 REAsmash-iVR 训练可显著提升老年人在 iVR 任务中的速度 - 准确性平衡、圆圈绘制平滑度及手动敏捷性,且效果可保留 1 周,提示 iVR 自适应严肃游戏能有效促进运动学习并实现任务间迁移。直线绘制的显著提升可能与训练任务(离散伸手动作)和测试的动作相似性有关,而圆圈绘制因涉及连续 3D 运动,基线平滑度较低,提升空间更大。
尽管未观察到反应时间改善,但其设计聚焦空间注意力与干扰抑制,与单纯反应速度评估不同。研究为老年康复提供了新工具,iVR 的沉浸式反馈与自适应调节可激发主动参与,有望减少对护理人员的依赖。未来需扩大样本、延长干预周期,并纳入神经认知障碍人群,进一步验证效果及机制。
该研究首次证实 iVR 自适应严肃游戏在老年运动学习中的有效性,为开发便携、个性化的居家康复方案奠定了基础,推动了 VR 技术在老龄化健康领域的应用。