原文刊载于《中国儿童保健杂志》2021年29卷第11期

说在前面

本篇文献是笔者本人于去年刚刚发表的一篇关于严肃游戏干预一种儿童发育性疾病的综述文章，主要从运动干预和康复治疗的角度介绍了目前学术界对严肃游戏的应用进展和临床证据。尽管目前笔者本人因开始攻读博士学位而改变了主要研究方向，但依旧希望这篇拙作能够为大家简要介绍目前在临床医学、康复医学和运动训练等领域逐步开展的严肃游戏实践的现状。

此外，由于相关研究时间较早，因此部分使用的游戏设备比较老旧，因此也希望大家能够针对目前游戏交互手段的发展现状，讨论游戏在我们的生活、工作、教育和医疗方面参与非单纯娱乐性的功能性角色的可能性。

欢迎诸位同行学者引用本研究：[1]徐子涵,侯世伦.儿童发育性协调障碍的严肃游戏干预研究进展[J].中国儿童保健杂志,2021,29(11):1198-1202.

儿童发育性协调障碍的严肃游戏干预研究进展

摘要：运动疗法是儿童发育性协调障碍的主要治疗方法之一，但是传统的运动干预措施存在训练形式较为单一，训练环境比较枯燥，患者依从性较弱等问题，而严肃游戏采用电子游戏结合运动疗法的治疗思路，构建了以任务为导向的发育性协调障碍的干预形式，在治疗的灵活性，内容的丰富性以及患者的依从性上有着良好表现，并且严肃游戏干预儿童发育性协调障碍的疗效已经获得了初步的实验证据支持。根据国内外研究结果表明，严肃游戏干预儿童发育性协调障碍有着一定程度的积极意义。

关键词：发育性协调障碍; 严肃游戏

DCD的基本机制及症状，图源见图片内标注

前言

发育性协调障碍（Developmental Coordination Disorder, DCD）是一种神经系统发育异常[1]，其主要表现是运动协调能力的发育障碍。患者主要为学龄儿童，其发病率相对较高，在部分国家和地区能够达到5%-15%的水平[2]。患有DCD的儿童在智力等功能发育上一般没有异常，但是运动障碍依旧会极大地影响患儿的日常生活、社会参与以及心理。

国际精神疾病障碍诊断手册-第五版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition, DSM-V）中对于DCD有如下诊断标准[3]：

动作协调能力与生理年龄和智力水平不匹配，显著低于正常；
动作协调障碍已经影响到学习和生活；
症状发生时间为早期发育阶段；
动作协调的障碍并不是由确诊的疾病所致（例如脑性瘫痪等）。

DCD患者在运动能力上的障碍是综合性的，既包括感觉信息处理能力的低下、也包括动作控制与执行能力的缺失。而这种复合的运动障碍不仅仅会对其生活质量产生极大影响，甚至可能还会持续性地限制患者的运动能力直到终身，因此对DCD患儿进行早期的诊断和康复干预有着十分重要的意义。

一直以来，粗大和精细运动的发育往往被视作评价和干预DCD患儿的首要因素，但是DSM-V中关于DCD新增的描述中强调[3]，除一般运动发育的表现以外，DCD患者对协调运动的学习能力要远远低于其生理年龄和智力水平作为参考的预期指标，动作学习能力的缺陷被认为是DCD患儿所面临的重要问题[2]，这也是DCD患者难以适应日常生活和学习新动作的主要原因。因此，有研究[4,5]开始着手关注DCD患儿在动作学习方面的缺失以及相应的干预措施。

而近年来，严肃游戏[6]（Serious Game）作为一种全新的康复治疗技术开始被应用在包括教育[7,8]、行为干预[9,10]、认知干预[11,12]、动作学习干预[13,14]以及运动干预[15,16]等多个领域，并取得了一定的疗效证据。而已经有研究开始将严肃游戏应用在DCD患者的综合干预治疗过程中，尝试以这一方式增强DCD患儿在动作学习和康复治疗中的依从性和疗效[17-19]。本文将整理近年来严肃游戏干预DCD的相关文献报道，并为严肃游戏的进一步临床应用以及未来的研究提供参考。

DCD患儿的运动治疗一般需要结合认知功能来提升动作的学习能力和参与度

1 发育性协调障碍与严肃游戏的研究现状

1.1 发育性协调障碍的主要问题与干预方式

DCD患儿所面临的动作障碍是多层面的：一方面是动作本身发育的迟滞以及不协调；另一方面则是完成相关工作或学习目标的能力受限。因此在一般的DCD治疗设计上，往往会结合以过程为导向（运动训练）和以任务为导向（作业训练）两个治疗内容。感觉统合训练[4,20]与神经肌肉控制训练[5]是以过程为导向的治疗方法的代表，其主要目的是通过运动练习改善患儿对包括本体感觉、视觉、皮肤觉、前庭觉等各种感觉刺激的反馈、并增强复合感觉的处理能力以帮助动作的学习与控制[21]。但是其疗效目前存在一定的争议[20,22]。这类训练只能关注到患儿的动作能力本身，无法进一步影响日常生活学习所需的实际作业能力，往往需要结合其他干预措施以获得相对良好的效果。

以任务为导向的DCD干预则更为普遍，主要关注DCD患儿所要面临的生活和学习能力等终端问题。其将一个复杂动作任务拆分为多个简单阶段，进行学习后再加以整合练习的方式来提高DCD患儿的动作学习能力。有部分研究[23,24]指出，这种结合认知和动作学习的训练疗效要优于单独进行运动治疗的疗效，特别是在改善患儿的日常生活和学习参与的程度相对显著[23]。这种治疗方式对DCD患儿有着一定的认知能力和智力水平要求，如果是患有智力或认知缺陷的患者，以任务为导向的干预方式则暂无法适用[2]。

上述两种干预措施都有重复性练习的需要，这一点可能会影响DCD患儿参与治疗的依从性[25]，并且现代DCD患儿所面临的日常生活和学习情景已经不再限制于简单的铅笔和纸本，其对电子设备的使用同样值得关注。因此严肃游戏等着眼于信息化时代的新型DCD干预方式正在开始被关注和发展。

DCD患儿的常规任务化运动锻炼在执行过程中具有一定的挑战性

1.2 严肃游戏的干预方式

严肃游戏作为动作学习能力的干预方式已被广泛应用于脑性瘫痪[15]、脑卒中后遗症[14]、感觉统合失调[26]等疾病的康复治疗中，并且已经在DCD患儿的动作障碍干预中开始应用[4,27]。严肃游戏在干预DCD的过程中能够基于虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术或传统的可视化界面为患儿提供一个独特的治疗环境。相比于传统的干预方式，严肃游戏能够增加患儿对治疗参与以及重复练习的依从性，并能够通过实时交互的方式学习更复杂和有挑战性的功能动作，这是依靠口头指令与动作辅助的一般干预措施所无法完成的[19]。因此，越来越多的文献证据[19,28]开始支持严肃游戏在DCD患儿治疗过程中的疗效。

一般而言，严肃游戏的治疗方式属于以任务为导向的模式，其可定制的模块化训练任务类型灵活，不限于日常生活和学习所需的能力。因为游戏的虚拟属性，DCD患儿可以通过各种交互方式练习在传统条件下几乎不可能进行的复杂训练——例如滑雪练习[27]，抑或是短时间内结合多种生活情景进行练习[29]，其训练内容完全可以根据需要进行设计或自由组合[30]。

严肃游戏的干预中，患儿可以通过多种交互方式进行练习，例如体感游戏机Nintendo Wii[31]（下文简称Wii体感游戏）或PlayStation3 Move[32] 的动作感应手柄：使用者可以在握持手柄的前提下进行动作练习，其运动轨迹可以实时显示在游戏界面中；另一种则是无手持设备的Xbox Kinect[32]或Play Station Eye-Toy[29]，这种游戏机装备有红外摄像头，可以捕捉使用者的身体运动信号并实时呈现。因此，严肃游戏可以通过可视化交互界面或是VR设备给患儿提供直接且清晰的动作指示，而患儿也可以实时地通过交互界面感知自身的动作状态并随时进行调整[30]，这就是严肃游戏干预DCD患儿的基本形式，其在任务功能的完善性和练习的自由度上与传统干预相比不仅没有受限，还更加丰富且具有挑战性[19]。

除了对于任务导向的练习功能以外，严肃游戏还可以通过实时动作指示配合治疗师口令提示的方式对患者的本体感觉（包括关节位置觉和运动觉）进行训练，治疗师可以通过严肃游戏记录的练习的运动速度[33]、肢体位置指导患者控制动作的幅度和速度，以进行更加特异性和精细的动作学习任务[34]。严肃游戏相比于传统的治疗方法，以多变且安全的虚构场景取代有受伤风险的现实场景，增强了训练的效率[30]、参与度[31]并降低风险[28]。

以各类VR体感设备为平台的严肃游戏具有在临床应用的巨大潜力

2 严肃游戏干预发育性协调障碍的应用

在严肃游戏干预DCD的研究结果中，绝大部分[17-19,28,30,31]的干预效果都表现积极，只有少数研究[35,36]认为严肃游戏干预相比于传统治疗而言不存在显著优势。而严肃游戏对于DCD干预的影响是多方面的：

2.1 严肃游戏干预对于发育性协调障碍患儿肌肉力量的影响

在肌肉力量的发展上，Bonney等人[31]在2017年的一项实验中对DCD患儿进行了为期14周，每周45分钟的严肃游戏训练或传统的任务导向训练，而使用Wii体感游戏进行运动干预的DCD患儿在等长肌力，跑步以及灵敏度等动作表现上的改善程度，与传统的任务导向治疗相比不相上下，而在日常生活活动（Activities of Daily Living, ADL）测试里，进行严肃游戏干预后的DCD患儿和传统治疗一样得到了显著提升，该结果提示，使用严肃游戏的干预手段对DCD患儿基本力量素质提升具有一定的可行性。

而Ferguson等人[37]在2013年的一项研究中对比了采用Wii体感游戏训练和传统的神经运动任务训练（Neuromotor Task Training, NTT）对DCD患儿的等长收缩肌力，有氧和无氧运动能力的干预影响。其结果显示，两组干预方式均对患儿的有氧和无氧能力产生了显著的改善效果，而对等长收缩肌力的影响有限。该结果在肯定严肃游戏疗效的同时，也指出了严肃游戏缺乏直接的阻力来源这一问题。

在2018年，继续对严肃游戏展开研究的Bonney等人[38]设计了另一项针对青春期的DCD患者采用体感游戏干预的前瞻性研究。实验纳入了16名患有DCD的女孩,这些受试者在儿童动作成套评估工具-第二版（Movement Assessment Battery for Children-2nd Edition, MABC-2）的测试中得分均小于等于16。她们随后进行了14周，每周45分钟的动作体感游戏（Active Video Games, AVG）的训练干预。其结果显示，相比于基线水平，参与严肃游戏干预后的DCD患儿在肌力冲刺测验（Muscle Power Sprint Test, MPST）、六分钟步行距离的表现得到了显著增强，提示中短期的严肃游戏训练足以对DCD患者肌肉的耐力力量产生显著的积极影响。

DCD患儿的基本肌肉力量和耐力水平的发展往往受限于其运动参与的限制，如果能够让DCD患儿充分参与运动训练，这些基本运动功能的恢复将会十分顺利

2.2 严肃游戏干预对于发育性协调障碍患儿平衡与协调功能的影响

对于协调运动，Straker等人[32]在一项研究中以体感动作游戏作为干预方式，对家庭环境中的DCD患儿进行16周严肃游戏的训练，同时对照组采用传统的运动训练模式。研究显示，严肃游戏干预组的DCD患儿在干预前后的MABC-2测试，单腿平衡测试以及指鼻试验的成绩均有显著提升，但是该变化相比于传统治疗组并无显著优势。提示短期严肃游戏干预对患儿的协调能力确有改善，且能够达到传统干预的水平。

在平衡能力方面，Jelsma等人[30]在研究中对比了采用Wii体感游戏进行严肃游戏干预的DCD患儿与正常儿童之间MABC-2得分，布尼氏动作熟练度测验（Bruininks Oseretsky Test, BOT-2）得分以及Wii体感游戏自带的滑雪障碍测试得分之间的差异，该研究中所有受试者均进行了为期6周的Wii体感游戏训练。结果显示，相比于正常儿童，DCD患儿在干预前的相关测试得分均显著更低，但是6周的严肃游戏训练依旧显著提升了DCD患儿的平衡和协调相关测试的成绩。除此之外，Ju等人[39]的研究还发现，通过实验室专门设计的Wii体感游戏严肃游戏干预的DCD患儿，在单腿站立测试中比传统干预的对照组表现更加出色，而动态平衡能力评估的结果也显示严肃游戏干预对于患儿平衡能力有显著提升。

运动协调和平衡能力是DCD患儿真正的障碍和弱势发育的问题所在，严肃游戏能够极大地拓展相关运动治疗和锻炼的可行范围和设计方法

2.3 严肃游戏干预对于发育性协调障碍患儿的治疗依从性的影响

对于DCD患儿在接受严肃游戏干预后的心理状态变化，Hammond等人[40]在一项研究中以Wii体感游戏作为主要干预方式，评价了1个月的治疗过程中DCD患儿在运动熟练度、自我感知、满意度以及父母相关情绪的变化趋势。其结果显示，参与体感游戏干预的实验组患儿表现出显著的运动能力以及自我感知水平的提升，同时在训练满意度以及父母情绪的变化也获得了明显改善。

实际上，大量与严肃游戏相关的研究[37,39,40]都会指出参与严肃游戏干预的DCD患儿在治疗的完成度上表现良好，有92%-100%的患儿均成功坚持完成了所有治疗内容。而还有数个研究[27,30,38]通过5点乐趣量表的方法测量了DCD患儿对治疗过程的快乐程度变化，而相比于传统干预措施而言，严肃游戏毫无疑问获得了全方位的压倒性优势。

值得注意的是，Bonney等人[38]在另一篇相关研究中专门评价了严肃游戏干预可能出现的副作用，但是结果显示其治疗的安全风险非常低，身体受伤的可能微乎其微。

DCD患儿往往缺乏集体运动锻炼和体育社交的体验和机会，严肃游戏的干预能够降低患儿对运动练习的抵触心理

2.4 严肃游戏干预所面临的局限性

在实际应用中，严肃游戏干预DCD同样面临着问题，作为一种以视觉为主的交互训练模式，严肃游戏所提供的虚拟场景只有视觉信息和患者自身的位置觉以及运动觉是可靠的，其在游戏练习中的声音效果、画面效果甚至是手柄的震动效果都是非现实的人工产物，缺乏实体物品所带来的触觉和压觉等等感觉刺激[36]。其在训练中所接受到的感觉信息较为单一，不利于患儿建立良好的感觉反馈能力[35]。

其二，严肃游戏对于动作的指导虽然是通过视觉实时进行反馈，但是缺乏来自治疗师的徒手助力或者阻力引导[36]，对于动作障碍较为严重或是训练初期的患儿来说难度较大，虽然已经有出现搭配动力外骨骼系统进行肢体动作训练的设备和方式出现，但是其无疑会大幅削减严肃游戏原有的成本和普及能力优势[14]。

第三，作为一种典型的任务为导向的训练方法，严肃游戏练习除了在一定程度上能够应用在本体感觉神经肌肉训练中以外，缺乏丰富的感觉刺激手段，需要结合治疗师所进行的传统感觉统合训练等过程为导向的方法，才能获得相对显著的疗效[19]。

3 结论

随着现代社会日常生活和学习方式不断变迁，DCD患儿所面临的动作学习和社会参与压力也将变得越来越有挑战性。相比于传统的口令示范式运动练习，严肃游戏的干预方式为物理治疗师和康复工作者在面临DCD等功能障碍的治疗时提供了一种全新、多样化且安全的新思路。虽然严肃游戏干预措施尚有很多问题以待解决，但是随着技术的发展，以VR游戏为代表的新一代严肃游戏手段无疑会比其前辈更加完善，而越来越多的研究关注也将不断使得严肃游戏干预方式变得规范化和专业化，为DCD的临床综合治疗方案提供可供参考的思路。

希望这一篇前瞻性的小综述能够为游戏本身参与到临床实践和应用提供参考

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