預防跌倒新面向(二):虛擬實境的使用

 
2018/01/22 莊昱哲 | 國立成功大學醫學系     361
 

預防跌倒兩能力:認知與動作

 

  要預防老年人跌倒,可以從兩個方面來訓練,一個是老人的認知能力,指的是能夠察覺並分析周遭環境,將各種感官資訊整合後知道需要作出甚麼反應,比如爬樓梯時,看到每一梯高度後,知道腳要抬多高,或是看到前方有石頭,知道要閃避。

  另一個可改善的是運動能力,指的是腦的指令下達後,身體四肢能根據指令做出對應且平穩的移動,這個涉及了肌肉的強度以及不同肌肉之間的協調。

  雖然認知能力與運動能力常被拆開來談,但實際上兩者又是密不可分的,比如說,長時間臥床的老人在下床走動時,因為對環境配置不熟悉,察覺障礙物的能力也下降,同時肌肉退化造成平衡能力變差,因此很容易跌倒。

 

遊戲帶動運動

 

  為了解決老年人出門運動不便的問題,所謂「Exergaming」的概念於焉產生,將運動(exercise)與遊戲(game)結合,提升老年人活動的意願,最有名的例子即是任天堂公司推出的Wii遊戲機,透過虛擬實境模擬打球、滑雪、賽車等各種運動。與完全沒有運動的老人相比,玩Wii的老人確實有更好的平衡感和運動能力,但是虛擬實境的遊戲仍有其限制,一般遊戲者僅達到輕度至中度的活動。

  有研究者蒐集了十八篇和虛擬實境遊戲相關的研究,進行統合分析(meta-analysis)發現,一般傳統的訓練還是比虛擬實境遊戲更能增進老人的平衡感,這可能是因為傳統的訓練著重腰部的訓練,讓重心的轉移更為流暢;而虛擬實境遊戲的強度不足也是可能原因之一。
  由此可知,虛擬實境在預防跌倒的應用上,若只是逼真的模擬既有的運動娛樂是不夠的,所以研究者開始發想,如果將虛擬實境結合到傳統的訓練上,是否能產生加成的效果呢?

 

跑步加虛擬實境的效果如何?

 
  《刺胳針》刊登了一篇在比利時、義大利、以色列、荷蘭及英國同步進行的研究:研究者招募了共302名受試者,並將受試者分成兩組,一組接受一周三次、連續六周的跑步機訓練,另一組也接受同樣的跑步機訓練,但有虛擬實境的加成:動態的攝像鏡頭會將受試者的腳步移動回傳到跑步機前架設的螢幕形成即時影像,讓受試者可以在螢幕上看到自己雙腳的移動,且在訓練過程中,螢幕上會出現障礙物、岔路等挑戰,逼著受試者在行走時不斷調整自己的步伐。
    在為期六周的訓練結束時,兩組受試者的走路速度都較之前提升。但是有虛擬實境加成的組別,步態變化性較低(行走較穩定),遇到障礙物時跨越動作的幅度也較大,表示他們比較不容易因為腳卡到障礙物而跌倒。另外,研究者也分析受試者訓練前和訓練後的跌倒次數,發現接受單純跑步機訓練的受試者,六個月內的平均跌倒次數從10.71次降到了8.27次,但這樣的改變未達到顯著差異(p=0.49);有虛擬實境加成的受試者,跌倒次數則從11.92降到了6.00,達到顯著的差異(p<0.0001)。研究者也發現,虛擬實境的加成特別適合帕金森氏症患者,因為和接受單純跑步機訓練的帕金森氏症患者相比,跌倒次數下降了近60%。

  應該可以普遍推廣
 

    總括而言,虛擬實境的加成確實能減少跌倒發生,因為它除了訓練肌力和平衡感,也透過各種障礙物的出現來訓練老人的認知判斷能力。現在跑步機越來越普遍,加上虛擬實境設備的費用也不高,未來甚至可以讓老人或是其他易跌倒族群在家中自己練習,不用特別移動至復健中心,因此未來這類有虛擬實境加成的訓練極具發展潛力。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

責任編輯:呂宗學