不同虚拟环境复杂度对下肢截肢者步态康复耐受性与运动表现的影响

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Effect of virtual reality environment complexity on tolerance and locomotor performance in individuals with lower-limb amputation

　　

摘要

引言

在新兴的步态康复方法中，虚拟现实（VR）能够模拟和控制具有生态效度的环境，并重现复杂的现实世界情境。尽管其在健康个体中对运动表现的影响已得到证实，但对于步态障碍患者（如下肢截肢者），逐渐增加的虚拟环境复杂度如何影响其运动表现仍不清楚。本研究旨在探讨不同程度的虚拟环境复杂度如何影响该人群的耐受性和运动表现。

方法

25 名下肢截肢者在五种实验条件下完成了平地和斜坡行走任务：两种现实环境和三种复杂度逐渐增加的沉浸式 VR 环境。使用惯性测量单元收集运动参数。在每种 VR 条件之后，参与者完成耐受性和偏好问卷，并使用压力步态平台进行姿势稳定性评估。

结果

平地行走的耐受率为 96.0%（95% CI [79.6%, 99.9%]），斜坡行走为 95.8%（95% CI [78.9%, 99.9%]）。置信椭圆面积仅在简单沉浸环境下斜坡行走后增加（+ 132 mm2，p = 0.024），而压力中心长度在实验室（+ 37 mm，p = 0.004）和复杂（+ 119 mm，p < 0.001）沉浸环境下增加。VR 降低了步速和步长，尤其是在复杂环境中。在简单（+ 0.53 cm，p = 0.003）和复杂（+ 0.31 cm，p < 0.001）沉浸环境下平地行走时，健全侧足廓清度增加；而两侧上下坡行走时画圈幅度减少（p < 0.050），平地行走时健全侧画圈幅度也减少（p < 0.001）。

讨论

这些发现支持了基于 VR 的步态康复在下肢截肢者中的可行性、安全性和潜在的临床意义。VR 沉浸感引发了特定的步态适应，包括健全侧足廓清度增加和画圈幅度减少，而更大的环境复杂度进一步改变了步速、步长和姿势控制。这些发现表明，调节虚拟环境复杂度可能为定制康复干预提供有价值的工具。