虚拟现实（VR）技术助力上肢康复：创新突破与临床应用

《Die Unfallchirurgie》：Cyberful – Virtual Reality in der Arm- und Handrehabilitation

为解决上肢功能和疼痛康复难题，研究人员开发 VR 系统，发现其可改善康复效果和生活质量。

　　在日常生活中，上肢就像我们的 “得力助手”，无论是写字、吃饭，还是从事各种工作，都离不开它的灵活运转。然而，一旦上肢受伤，那麻烦可就大了。从手部神经损伤到臂丛神经损伤，不同类型的伤害不仅让患者承受疼痛折磨，还严重影响生活质量，导致长期的医疗费用和经济负担。据统计，手部神经损伤（ICD-10 编码：S44、S64）平均会让患者休病假 147 天，30% 的人甚至不得不永远告别工作岗位，每人一生的医疗和社会成本约 102,000 欧元；手部骨折（ICD-10 编码：S52 - S62）至少需要休 64 天病假，每次治疗平均总费用高达 106,000 欧元；而臂丛神经损伤（ICD-10 编码：S14.3、G54.0）更为严重，80% 的伤者永久丧失工作能力，约 70% 的人还会遭受慢性疼痛，治疗费用在 35,000 - 800,000 欧元之间。

目前的上肢康复治疗面临诸多困境。传统的物理和职业疗法虽有一定作用，但等待专业治疗师的时间过长，治疗频率不足，加上一些治疗措施缺乏针对性，常常导致患者出现不可逆的功能受限和慢性疼痛。在德国，1400 万人饱受慢性疼痛之苦，其中约 35% 是由上肢损伤或功能受限引起的，而专业治疗师的数量远远无法满足需求，预计到 2030 年，治疗服务缺口将从 2020 年的 15% 攀升至 25%。在这样的背景下，为了找到更好的解决方案，来自德国汉诺威医学院（Medizinische Hochschule Hannover）、哥廷根大学医学中心（Universit?tsmedizin G?ttingen）等机构的研究人员开展了一项关于虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术在上肢康复中应用的研究。该研究成果发表在《Die Unfallchirurgie》上，为上肢康复治疗带来了新的希望。

研究人员在德国联邦教育与研究部（Bundesministeriums für Bildung und Forschung，BMBF）资助的项目中，开发了一款 VR 系统。该系统利用先进的非侵入性可视化技术，突破了地点和基础设施的限制，将引导运动练习、运动想象（Motor Imagery）和镜像疗法（Spiegeltherapie）等专业治疗方法整合在一起，为上肢康复提供了新途径。

在硬件方面，系统采用 Meta Quest 3 VR 头显，其精确的手部追踪技术让患者仅通过自然的手部和手臂运动就能控制虚拟环境，无需额外的控制器。软件则模块化设计，包含多个功能模块：

• ProtoHands 模块：灵感来源于热门 VR 游戏，旨在急性期促进手眼协调和活动能力。患者在沉浸式环境中，通过特定手部动作推动虚拟箱子，既训练了手眼协调，又锻炼了手臂活动能力。该模块具有不同难度级别，从简单的水平运动到复杂的高低变化任务，能循序渐进地提升患者能力，在手部受伤康复早期，还能在保护手腕和手部的同时活动肩部和手臂。
• 引导运动疗法模块：参考经典物理治疗练习，帮助患者在康复阶段恢复精细运动技能和灵活性。治疗前会进行校准，根据患者个体情况调整运动范围和幅度，确保无痛训练。它适用于处于康复早期到中期的患者，尤其是肌腱损伤、骨折、慢性疼痛或神经障碍患者，通过针对性的重复运动，提高手部功能的活动范围和精度。
• Elements 模块：聚焦于精度和定时训练，适用于康复中期到后期的患者。患者在虚拟环境中通过特定手势选择投射物，击中移动目标，既锻炼了肩部活动、手指灵活性，又训练了运动控制能力。模块的自适应设计能根据患者能力调整难度，确保持续挑战和进步。

研究结果显示，VR 系统具有多方面优势。首先，它能让治疗尽早开始，避免不可逆的功能受限和慢性疼痛。患者可以定期自主进行治疗，这对有效且持久地恢复功能至关重要。其次，系统融合的游戏化（Gamification）和助推（Nudging）元素，以及个性化的练习，提高了患者的积极性和长期治疗依从性。再者，系统不受基础设施限制，患者在家中就能接受治疗，这为行动不便或难以获得专业治疗的患者提供了极大便利。临床研究还表明，VR 治疗不仅能改善身体功能，还能促进患者对虚拟身体的感知，即 “具身化（Embodiment）” 现象。患者在使用系统后，疼痛明显减轻，活动能力也得到提升。

总的来说，VR 疗法为上肢运动和疼痛障碍的康复提供了一种创新的治疗方式，它结合了传统康复方法的优势，通过个性化、有趣的治疗手段，为患者带来更好的康复体验和效果。这项研究成果有望改变现有的上肢康复治疗模式，减少长期治疗费用，提高患者的生活质量，为上肢损伤康复领域开辟新的方向。但目前研究也存在一定局限性，比如 VR 系统的长期效果还需要更多大规模、长期的临床研究来验证，系统在不同年龄段、不同损伤程度患者中的应用效果差异也有待进一步探索。未来，研究人员可能会继续优化 VR 系统，拓展其应用范围，为更多上肢损伤患者带来福祉。