摘要
目的:综合分析随机对照试验证据,评估基于虚拟现实(VR)的认知训练对轻度认知障碍(MCI)或相关前痴呆状况老年人的效果、可行性和安全性。
方法:按照PRISMA 2020指南进行系统综述,并在PROSPERO注册(CRD420261290617)。在MEDLINE(通过PubMed)、Scopus、ScienceDirect和MDPI期刊进行电子检索,并在Cochrane对照试验中心注册库(CENTRAL)进行额外验证检索。符合条件的研究为2020年至2025年发表的英语随机对照试验,涉及年龄≥60岁接受基于VR的认知或认知-运动训练的成人。结局包括认知和功能表现、依从性及安全性。
结果:共纳入八项随机对照试验。基于VR的干预措施与维持或减缓特定认知和功能领域的衰退相关,尤其是执行功能、记忆和视空间能力。效果在不同认知领域、沉浸水平和干预方案间有所差异。依从性普遍较高,报告的不良事件较少且轻微,最常见的是头晕或视觉疲劳。未报告严重不良事件。
结论:基于VR的认知训练可能是MCI老年人可行且耐受性良好的非药物干预方法。尽管证据表明其在维持认知功能方面具有潜在益处,但干预措施间的实质性异质性和有限的地理多样性限制了更广泛的适用性。需要更大规模的多中心试验,采用标准化结局指标和更长的随访期。
1 引言
人口老龄化代表了全球关键的人口结构转变。世界卫生组织预测,60岁及以上人口数量将从2020年的10亿几乎翻倍至2050年的21亿[1]。在包括印度尼西亚在内的许多亚洲国家也观察到类似趋势,其中老年人口占总人口的11.75%[2]。在这种背景下,长期护理仍然主要以家庭为基础且高度性别化,女性——尤其是女儿——通常承担主要的护理角色[3]。来自印度尼西亚的定性证据突显了痴呆老年人家庭护理人员面临的持续挑战,包括污名化、护理人员知识有限以及无法充分获得与痴呆相关的健康服务,所有这些都导致护理负担增加和护理连续性中断[4]。
在这种老龄化人口中,轻度认知障碍(MCI)已成为一种普遍且具有临床意义的状况,影响约21%的机构环境中老年人[5]。如果没有有效管理,MCI与加速的功能衰退、依赖性增加以及护理负担加重相关[6, 7]。尽管传统的非药物干预措施——如纸笔记忆练习、基于视频的教育和小组讨论——显示出适度的认知益处,但其长期效果仍然有限[8, 9]。这些方法通常以被动参与和低生态效度为特征,降低了它们刺激老年人持续认知参与和现实世界功能相关性的能力[9]。
虚拟现实(VR)作为一种有前景的非药物干预方法,通过提供交互式和生态效度高的学习环境,为老年人认知训练提供了新途径[10]。与传统的基于视频或纸张的干预措施不同,VR使用户能够主动参与模拟的三维环境,这些环境反映了日常生活活动,从而促进与任务相关的认知刺激[11]。这种主动参与支持情境学习过程,对晚年的情景记忆和执行功能尤为重要。此外,基于VR的干预提供多感官反馈,激活视空间和执行神经网络,可能增强MCI个体的神经可塑性和认知弹性[12]。
尽管具有潜在益处,将VR整合到老年认知护理中并非没有挑战。网络晕动症(cybersickness)通常是头晕、恶心或视觉不适的表现,仍然是主要关注点,特别是在可能已经经历与年龄相关的前庭功能下降的老年人中[13, 14]。最近的研究还表明,单纯的传感器运动不匹配——在没有强烈的视觉-前庭冲突且VR以坐姿、短时间任务方式提供时——对晕动症结果的影响可能有限[15]。与头显重量和长时间使用相关的身体不适也有报道[16, 17]。重要的是,新兴证据表明,通过精心设计的方案,包括缩短会话时间、坐姿训练和优化显示性能,可以减轻此类不良影响。
尽管越来越多的证据支持基于VR的干预措施的认知益处,但对于其在MCI老年人中的可行性、耐受性和安全性仍存在不确定性。因此,本系统综述旨在综合随机对照试验证据,评估基于VR的认知训练的效果、依从性和安全性,以指导老年临床实践。
2 方法
2.1 系统文献综述
本研究采用系统文献综述设计,按照2020年系统综述和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)指南进行[18]。综述过程包括系统数据库搜索、研究筛选、资格评估和数据提取。这些阶段由两名评审员独立进行,以增强方法学严谨性并最大限度减少潜在偏倚。该系统综述已在PROSPERO数据库中前瞻性注册(CRD420261290617)。
2.2 搜索策略
在主要书目数据库(MEDLINE(通过PubMed)和Scopus)以及特定出版商平台(ScienceDirect和MDPI期刊)进行了系统文献搜索。此外,为确保全面覆盖随机对照试验,还在Cochrane对照试验中心注册库(CENTRAL)进行了额外验证搜索,以识别更多随机对照试验。搜索涵盖2020年1月1日至2025年3月31日发表的研究。搜索最初于2025年3月进行,并于2026年3月6日使用相同的预定义日期限制重新运行,以验证修订过程中的研究识别。搜索策略结合了受控词汇(例如MeSH术语)和与轻度认知障碍、虚拟现实和随机对照试验相关的自由文本关键词。使用布尔运算符(AND, OR)组合不同概念的搜索词,搜索策略根据每个数据库的索引系统进行了调整。
所有检索到的记录导出到参考文献管理软件中,筛选前已删除重复记录。除数据库搜索外,还对纳入研究和相关综述进行了回溯引文追踪,并使用Scopus进行前向引文搜索,以识别额外符合条件的试验。完整的特定数据库搜索策略在支持信息中提供。
2.3 纳入标准
使用PICO框架定义纳入标准。研究对象包括年龄≥60岁、经标准化认知评估(例如MMSE、MoCA或等效验证工具)确认的轻度认知障碍(MCI)或相关前痴呆状况的成人。符合条件的干预措施包括基于VR的认知或记忆训练项目,涵盖沉浸式、半沉浸式和非沉浸式系统,前提是具有明确定义的认知训练组件。对照条件包括非VR对照,如常规护理、传统认知训练、健康教育、无VR的体育锻炼或等待名单/无干预对照。
主要关注的结局是全球或特定认知领域的认知表现变化(例如记忆、执行功能、注意力和视空间能力)。次要结局包括干预依从性和安全性结局,包括报告的不良事件,如网络晕动症或不适。
仅纳入2020年1月1日至2025年3月31日期间以英语发表的随机对照试验。排除涉及已诊断痴呆、阿尔茨海默病、严重认知障碍、继发于神经疾病(例如中风、帕金森病或创伤性脑损伤)的认知障碍,或仅专注于无认知成分的物理康复的VR干预研究。
2.4 研究选择和数据提取
两名评审员独立筛选标题和摘要,根据预定义的纳入标准评估资格。随后审查全文以确认研究资格。分歧通过讨论解决,必要时咨询第三名评审员。使用标准化提取表提取数据,包括研究特征(作者、年份、国家、研究设计)、参与者特征、干预细节(VR系统类型、沉浸水平、持续时间和频率)、对照条件、结局测量和关键发现。
2.5 质量评估和偏倚风险评估
使用Joanna Briggs研究所(JBI)随机对照试验关键评估检查表评估纳入研究的方法学质量。该工具评估关键领域,包括随机化程序、分配隐藏、基线可比性、盲法、结局测量的可靠性、随访的完整性以及统计分析的适当性。每个标准被评定为"是"、"否"、"不明确"或"不适用"。
鉴于基于VR干预的交互性质,在几项研究中无法实现参与者和人员的盲法,因此在干预特征背景下考虑,而非视为固有的方法学缺陷。总体评估结果见附录3(支持信息)。
2.6 数据合成
由于研究设计、VR干预特征(例如沉浸水平、内容和持续时间)和结局测量方面存在显著异质性,未进行荟萃分析。相反,进行了叙述性综合,系统比较各研究的发现。综合领域包括认知结局、干预依从性以及报告的安全性或耐受性问题,特别是网络晕动症和身体不适。这种方法在考虑纳入试验的临床和方法学变异性的同时,实现了对干预效果的结构化比较。
2.7 生成式AI在稿件准备中的使用
在稿件准备过程中,仅使用ChatGPT(OpenAI)协助语言润色、结构组织和呈现清晰度。该工具未用于生成原始数据、执行分析、确定研究资格、提取数据、评估偏倚风险或做出科学结论。所有输出均由作者进行严格审查、验证和编辑,作者对稿件内容承担全部责任。
3 结果
3.1 研究选择
数据库搜索在选定数据库和附加来源中识别出452条记录。删除78条重复记录后,剩余374篇文章用于标题和摘要筛选。在此阶段后,354条记录因不符合纳入标准而被排除。评估了20篇全文,其中12篇因研究设计不合格(n=5)、干预不当(n=1)、年龄低于60岁(n=4)或非MCI人群(n=2)而被排除。最终,八项随机对照试验符合纳入标准并被纳入最终综合。研究选择过程总结见图1(PRSIMA流程图)。
3.2 研究特征
纳入的八项随机对照试验发表于2020年至2025年,实施于五个地区:韩国(n=3)、台湾(n=2)、中国(n=1)、香港(n=1)和土耳其(n=1)。所有研究共纳入611名参与者,单个样本量从21到293名参与者不等。参与者主要为具有轻度认知障碍(MCI)或相关前痴呆状况的老年人,包括主观认知下降和认知虚弱,由研究特定的诊断标准定义。研究环境包括社区、门诊、长期护理和养老院背景。
3.3 干预特征
所有纳入研究均实施了基于VR的认知或认知-运动训练干预,沉浸水平、训练持续时间和干预内容有所不同。五项试验使用头戴式显示器的完全沉浸式VR系统,而三项研究使用非沉浸式平台,包括基于屏幕或投影的环境。
干预持续时间从4周到12周不等,训练频率在每周1至5次之间变化。会话长度从20分钟到60分钟不等,导致各研究的总会话次数在8至36次之间。
干预针对记忆、注意力和执行功能等认知领域,通常通过模拟日常生活活动进行。两项研究结合了认知-运动训练。各试验的对照条件包括常规护理、传统认知康复、健康教育、无VR的体育锻炼或延迟干预对照。
3.4 认知和功能结局
所有八项纳入试验均报告了认知和功能结局,尽管结局领域和评估工具差异显著。总体而言,八项试验中的六项报告了VR干预后至少在一个认知或功能领域相比对照条件有统计学显著改善。使用标准化工具如简易精神状态检查(MMSE)和蒙特利尔认知评估(MoCA)评估全球认知表现,四项试验报告了干预后的显著改善。
使用包括连线测试和Stroop评估工具测量的执行功能和注意力结局,在三项研究中显著改善。记忆相关结局,包括言语学习和工作记忆,结果参差不齐,一些研究报告了显著改善,而其他研究报告组间无统计学显著差异。
在四项研究中评估了包括日常生活活动、步态和平衡的功能结局,其中三项报告了显著改善。两项试验还报告了生活质量和情绪健康的改善。
3.5 依从性和安全性
在纳入的试验中,对基于VR干预的依从性普遍较高。六项研究报告出席率或完成率超过80%,表明在老年人群中具有良好的可行性和可接受性。五项研究明确报告了安全性结局。报告的不良事件主要是轻微和短暂的,包括头晕、视觉疲劳、头痛、眼疲劳、恶心或疲劳。在报告定量安全数据的研究中,经历VR相关不适的参与者比例从0.7%到3%不等。未报告严重不良事件或严重的网络晕动症。三项研究未提供明确的安全性报告。
3.6 质量评估结果
使用JBI关键评估检查表进行的质量评估表明整体方法学质量中等(附录3(支持信息))。所有研究报告了明确的纳入标准和随机化程序,尽管分配隐藏和盲法报告不一致。结局测量通常有效,脱落率较低,三项试验未明确报告意向治疗分析。总体而言,局限性主要与盲法和样本量变异性有关。
4 讨论
本系统综述综合了八项随机对照试验的证据,这些试验研究了基于虚拟现实(VR)的干预措施对轻度认知障碍及相关状况老年人认知和功能结局的影响。总体而言,VR干预与特定认知领域的改善相关,特别是执行功能、记忆和视空间能力,同时依从率普遍较高,不良事件报告较少。然而,结局在各研究间有所差异,反映了VR沉浸水平、干预持续时间和结局测量的异质性。这些发现共同表明,VR可能代表一种可行的非药物干预方法,用于支持老年人的认知训练,尽管效果的强度和一致性在不同认知领域和干预设计间有所不同。
执行功能、记忆和视空间能力的改善最为一致地得到报告,特别是在采用沉浸式和任务导向型VR环境的干预中。这些领域与目标导向行为和空间导航密切相关,当参与者与模拟的日常生活活动互动而非被动接收信息时,这些能力会得到积极调动。先前研究表明,交互式VR任务可能通过要求在动态环境中进行并发认知处理和决策,来支持执行控制[10, 26]。记忆相关益处同样归因于在虚拟空间中的主动探索和导航,这可能增强老年人的编码和检索过程[27]。在采用完全沉浸式系统的研究所中,视空间结局更频繁地出现,其中具身交互和环境控制得到最大化,可能增强存在感和任务参与度[28]。然而,证据也表明,视空间改善不仅仅由视觉沉浸决定。主动导航和与环境的有意义互动——而非被动观察——可能发挥关键作用,即使在非沉浸式平台中也是如此[29]。因此,沉浸水平的差异可能影响哪些认知领域得到最强烈激活,更具沉浸感的系统有利于执行和视空间处理,而沉浸感较低的平台支持重复性的注意力和记忆基础任务[10, 26, 28]。
可行性和耐受性成为重要优势。大多数试验报告了高依从率(>80%)和较少、主要是轻微的不良事件(如短暂头晕)。这些发现与先前研究一致,表明当采用用户友好设计、短会话持续时间和渐进暴露方案时,VR干预高度可接受[15, 30]。虽然网络晕动症在老年群体中仍然是一个相关关注点,但我们综述中低发病率可能反映了使用坐姿、任务导向型环境。尽管如此,纳入研究中缺乏标准化的VR不适测量工具,需要谨慎解释[31]。
本综述的另一个观察结果是现有证据的地理集中性。纳入的八项试验中,七项在东亚(韩国、中国、台湾和香港)进行,其余一项在土耳其进行。这一模式与最近的综述一致,表明大部分基于VR的认知干预研究来自这些地区的机构[10, 32]。东亚医疗保健系统中老年康复计划内数字健康技术的快速整合可能促成了这一趋势[10, 32]。此外,几项试验报告了国家或机构对数字健康创新的支持,这可能促进针对老年人群的VR干预开发[12, 23, 27]。一些干预措施是文化定制的,这可能进一步限制跨环境的可转移性[23, 29]。然而,当前证据基础的有限地理多样性可能限制研究结果在不同医疗保健系统和社会文化背景中的普遍适用性。因此,需要在不同地区开展的未来多中心试验,以加强老年人基于VR认知干预的全球证据基础[30]。
在纳入的试验中发现的另一个方法学挑战涉及对照条件的有效性和在基于VR的干预中实施盲法的困难。由于VR训练涉及高度交互性和视觉上独特的环境,参与者和治疗师通常知道分组情况,使得在大多数试验中难以实现完整的参与者盲法。这一局限性在行为和技术辅助干预中很常见,可能引入绩效和期望偏倚[10, 21]。几项研究试图通过使用标准化对照条件(如传统认知训练、常规护理或延迟干预对照)来解决这一局限性[23, 29]。然而,VR和非VR活动之间参与水平的差异仍可能影响结局,特别是当沉浸式环境增加训练期间的动机或新奇效应时[15, 33]。当参与者盲法不可行时,评估者盲法变得尤为重要,以减少认知结局评估中的检测偏倚[19, 23]。因此,未来试验应优先考虑评估者盲法设计、具有可比认知任务的活性对照组,以及明确标准化的干预方案,以提高基于VR的认知训练效果的内部有效性和可解释性[10, 21]。
在临床上,VR通过安全模拟日常生活活动,提供了生态效度高、任务导向型的认知训练。这种方法对于有行动限制或环境访问受限的老年人尤其有价值。将VR整合到社区或长期护理环境中,可能通过提供结构化、可重复的认知-功能刺激,同时保持安全和监督,来补充传统干预措施[31, 33]。
本综述的几个局限性应该被承认。首先,纳入的试验在VR系统、干预内容、持续时间和结局测量方面表现出显著的异质性,这排除了定量综合。其次,几项研究受到小样本量和相对较短的干预期限制,可能限制对长期效果的评估。第三,来自东亚的研究占主导地位,可能限制研究结果在其他医疗保健系统和社会文化背景中的普遍适用性。第四,对照组严格性和盲法不完整可能影响效果估计。
5 结论
本系统综述表明,基于虚拟现实的干预措施与轻度认知障碍老年人在特定认知和功能领域的衰退维持或减缓相关,总体具有高依从性和可接受的安全性特征。虽然认知效果在不同领域和干预设计间有所差异,但沉浸式和任务导向型方法似乎对执行和视空间参与特别相关。重要的是,可行性和耐受性成为关键优势,支持将VR整合到老年病学和护理实践中的潜力。然而,当前证据基础的地理集中性和显著的干预异质性限制了更广泛的适用性。未来研究应优先考虑更大规模、设计良好的多中心试验,采用标准化结局测量、优化的训练计划和更长的随访期,以明确VR在维持老龄化人群认知功能中的作用。
【全文结束】

