原文刊載於《中國兒童保健雜誌》2021年29卷第11期

說在前面

本篇文獻是筆者本人於去年剛剛發表的一篇關於嚴肅遊戲干預一種兒童發育性疾病的綜述文章，主要從運動干預和康復治療的角度介紹了目前學術界對嚴肅遊戲的應用進展和臨床證據。儘管目前筆者本人因開始攻讀博士學位而改變了主要研究方向，但依舊希望這篇拙作能夠為大家簡要介紹目前在臨床醫學、康復醫學和運動訓練等領域逐步開展的嚴肅遊戲實踐的現狀。

此外，由於相關研究時間較早，因此部分使用的遊戲設備比較老舊，因此也希望大家能夠針對目前遊戲交互手段的發展現狀，討論遊戲在我們的生活、工作、教育和醫療方面參與非單純娛樂性的功能性角色的可能性。

歡迎諸位同行學者引用本研究：[1]徐子涵,侯世倫.兒童發育性協調障礙的嚴肅遊戲干預研究進展[J].中國兒童保健雜誌,2021,29(11):1198-1202.

兒童發育性協調障礙的嚴肅遊戲干預研究進展

摘要：運動療法是兒童發育性協調障礙的主要治療方法之一，但是傳統的運動干預措施存在訓練形式較為單一，訓練環境比較枯燥，患者依從性較弱等問題，而嚴肅遊戲採用電子遊戲結合運動療法的治療思路，構建了以任務為導向的發育性協調障礙的干預形式，在治療的靈活性，內容的豐富性以及患者的依從性上有著良好表現，並且嚴肅遊戲干預兒童發育性協調障礙的療效已經獲得了初步的實驗證據支持。根據國內外研究結果表明，嚴肅遊戲干預兒童發育性協調障礙有著一定程度的積極意義。

關鍵詞：發育性協調障礙; 嚴肅遊戲

DCD的基本機制及症狀，圖源見圖片內標註

前言

發育性協調障礙（Developmental Coordination Disorder, DCD）是一種神經系統發育異常[1]，其主要表現是運動協調能力的發育障礙。患者主要為學齡兒童，其發病率相對較高，在部分國家和地區能夠達到5%-15%的水平[2]。患有DCD的兒童在智力等功能發育上一般沒有異常，但是運動障礙依舊會極大地影響患兒的日常生活、社會參與以及心理。

國際精神疾病障礙診斷手冊-第五版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition, DSM-V）中對於DCD有如下診斷標準[3]：

動作協調能力與生理年齡和智力水平不匹配，顯著低於正常；
動作協調障礙已經影響到學習和生活；
症狀發生時間為早期發育階段；
動作協調的障礙並不是由確診的疾病所致（例如腦性癱瘓等）。

DCD患者在運動能力上的障礙是綜合性的，既包括感覺信息處理能力的低下、也包括動作控制與執行能力的缺失。而這種複合的運動障礙不僅僅會對其生活質量產生極大影響，甚至可能還會持續性地限制患者的運動能力直到終身，因此對DCD患兒進行早期的診斷和康復干預有著十分重要的意義。

一直以來，粗大和精細運動的發育往往被視作評價和干預DCD患兒的首要因素，但是DSM-V中關於DCD新增的描述中強調[3]，除一般運動發育的表現以外，DCD患者對協調運動的學習能力要遠遠低於其生理年齡和智力水平作為參考的預期指標，動作學習能力的缺陷被認為是DCD患兒所面臨的重要問題[2]，這也是DCD患者難以適應日常生活和學習新動作的主要原因。因此，有研究[4,5]開始著手關注DCD患兒在動作學習方面的缺失以及相應的干預措施。

而近年來，嚴肅遊戲[6]（Serious Game）作為一種全新的康復治療技術開始被應用在包括教育[7,8]、行為干預[9,10]、認知干預[11,12]、動作學習干預[13,14]以及運動干預[15,16]等多個領域，並取得了一定的療效證據。而已經有研究開始將嚴肅遊戲應用在DCD患者的綜合干預治療過程中，嘗試以這一方式增強DCD患兒在動作學習和康復治療中的依從性和療效[17-19]。本文將整理近年來嚴肅遊戲干預DCD的相關文獻報道，併為嚴肅遊戲的進一步臨床應用以及未來的研究提供參考。

DCD患兒的運動治療一般需要結合認知功能來提升動作的學習能力和參與度

1 發育性協調障礙與嚴肅遊戲的研究現狀

1.1 發育性協調障礙的主要問題與干預方式

DCD患兒所面臨的動作障礙是多層面的：一方面是動作本身發育的遲滯以及不協調；另一方面則是完成相關工作或學習目標的能力受限。因此在一般的DCD治療設計上，往往會結合以過程為導向（運動訓練）和以任務為導向（作業訓練）兩個治療內容。感覺統合訓練[4,20]與神經肌肉控制訓練[5]是以過程為導向的治療方法的代表，其主要目的是通過運動練習改善患兒對包括本體感覺、視覺、皮膚覺、前庭覺等各種感覺刺激的反饋、並增強複合感覺的處理能力以幫助動作的學習與控制[21]。但是其療效目前存在一定的爭議[20,22]。這類訓練只能關注到患兒的動作能力本身，無法進一步影響日常生活學習所需的實際作業能力，往往需要結合其他干預措施以獲得相對良好的效果。

以任務為導向的DCD干預則更為普遍，主要關注DCD患兒所要面臨的生活和學習能力等終端問題。其將一個複雜動作任務拆分為多個簡單階段，進行學習後再加以整合練習的方式來提高DCD患兒的動作學習能力。有部分研究[23,24]指出，這種結合認知和動作學習的訓練療效要優於單獨進行運動治療的療效，特別是在改善患兒的日常生活和學習參與的程度相對顯著[23]。這種治療方式對DCD患兒有著一定的認知能力和智力水平要求，如果是患有智力或認知缺陷的患者，以任務為導向的干預方式則暫無法適用[2]。

上述兩種干預措施都有重複性練習的需要，這一點可能會影響DCD患兒參與治療的依從性[25]，並且現代DCD患兒所面臨的日常生活和學習情景已經不再限制於簡單的鉛筆和紙本，其對電子設備的使用同樣值得關注。因此嚴肅遊戲等著眼於信息化時代的新型DCD干預方式正在開始被關注和發展。

DCD患兒的常規任務化運動鍛鍊在執行過程中具有一定的挑戰性

1.2 嚴肅遊戲的干預方式

嚴肅遊戲作為動作學習能力的干預方式已被廣泛應用於腦性癱瘓[15]、腦卒中後遺症[14]、感覺統合失調[26]等疾病的康復治療中，並且已經在DCD患兒的動作障礙干預中開始應用[4,27]。嚴肅遊戲在干預DCD的過程中能夠基於虛擬現實（Virtual Reality, VR）技術或傳統的可視化界面為患兒提供一個獨特的治療環境。相比於傳統的干預方式，嚴肅遊戲能夠增加患兒對治療參與以及重複練習的依從性，並能夠通過實時交互的方式學習更復雜和有挑戰性的功能動作，這是依靠口頭指令與動作輔助的一般干預措施所無法完成的[19]。因此，越來越多的文獻證據[19,28]開始支持嚴肅遊戲在DCD患兒治療過程中的療效。

一般而言，嚴肅遊戲的治療方式屬於以任務為導向的模式，其可定製的模塊化訓練任務類型靈活，不限於日常生活和學習所需的能力。因為遊戲的虛擬屬性，DCD患兒可以通過各種交互方式練習在傳統條件下幾乎不可能進行的複雜訓練——例如滑雪練習[27]，抑或是短時間內結合多種生活情景進行練習[29]，其訓練內容完全可以根據需要進行設計或自由組合[30]。

嚴肅遊戲的干預中，患兒可以通過多種交互方式進行練習，例如體感遊戲機Nintendo Wii[31]（下文簡稱Wii體感遊戲）或PlayStation3 Move[32] 的動作感應手柄：使用者可以在握持手柄的前提下進行動作練習，其運動軌跡可以實時顯示在遊戲界面中；另一種則是無手持設備的Xbox Kinect[32]或Play Station Eye-Toy[29]，這種遊戲機裝備有紅外攝像頭，可以捕捉使用者的身體運動信號並實時呈現。因此，嚴肅遊戲可以通過可視化交互界面或是VR設備給患兒提供直接且清晰的動作指示，而患兒也可以實時地通過交互界面感知自身的動作狀態並隨時進行調整[30]，這就是嚴肅遊戲干預DCD患兒的基本形式，其在任務功能的完善性和練習的自由度上與傳統干預相比不僅沒有受限，還更加豐富且具有挑戰性[19]。

除了對於任務導向的練習功能以外，嚴肅遊戲還可以通過實時動作指示配合治療師口令提示的方式對患者的本體感覺（包括關節位置覺和運動覺）進行訓練，治療師可以通過嚴肅遊戲記錄的練習的運動速度[33]、肢體位置指導患者控制動作的幅度和速度，以進行更加特異性和精細的動作學習任務[34]。嚴肅遊戲相比於傳統的治療方法，以多變且安全的虛構場景取代有受傷風險的現實場景，增強了訓練的效率[30]、參與度[31]並降低風險[28]。

以各類VR體感設備為平臺的嚴肅遊戲具有在臨床應用的巨大潛力

2 嚴肅遊戲干預發育性協調障礙的應用

在嚴肅遊戲干預DCD的研究結果中，絕大部分[17-19,28,30,31]的干預效果都表現積極，只有少數研究[35,36]認為嚴肅遊戲干預相比於傳統治療而言不存在顯著優勢。而嚴肅遊戲對於DCD干預的影響是多方面的：

2.1 嚴肅遊戲干預對於發育性協調障礙患兒肌肉力量的影響

在肌肉力量的發展上，Bonney等人[31]在2017年的一項實驗中對DCD患兒進行了為期14周，每週45分鐘的嚴肅遊戲訓練或傳統的任務導向訓練，而使用Wii體感遊戲進行運動干預的DCD患兒在等長肌力，跑步以及靈敏度等動作表現上的改善程度，與傳統的任務導向治療相比不相上下，而在日常生活活動（Activities of Daily Living, ADL）測試裡，進行嚴肅遊戲干預後的DCD患兒和傳統治療一樣得到了顯著提升，該結果提示，使用嚴肅遊戲的干預手段對DCD患兒基本力量素質提升具有一定的可行性。

而Ferguson等人[37]在2013年的一項研究中對比了採用Wii體感遊戲訓練和傳統的神經運動任務訓練（Neuromotor Task Training, NTT）對DCD患兒的等長收縮肌力，有氧和無氧運動能力的干預影響。其結果顯示，兩組干預方式均對患兒的有氧和無氧能力產生了顯著的改善效果，而對等長收縮肌力的影響有限。該結果在肯定嚴肅遊戲療效的同時，也指出了嚴肅遊戲缺乏直接的阻力來源這一問題。

在2018年，繼續對嚴肅遊戲展開研究的Bonney等人[38]設計了另一項針對青春期的DCD患者採用體感遊戲干預的前瞻性研究。實驗納入了16名患有DCD的女孩,這些受試者在兒童動作成套評估工具-第二版（Movement Assessment Battery for Children-2nd Edition, MABC-2）的測試中得分均小於等於16。她們隨後進行了14周，每週45分鐘的動作體感遊戲（Active Video Games, AVG）的訓練干預。其結果顯示，相比於基線水平，參與嚴肅遊戲干預後的DCD患兒在肌力衝刺測驗（Muscle Power Sprint Test, MPST）、六分鐘步行距離的表現得到了顯著增強，提示中短期的嚴肅遊戲訓練足以對DCD患者肌肉的耐力力量產生顯著的積極影響。

DCD患兒的基本肌肉力量和耐力水平的發展往往受限於其運動參與的限制，如果能夠讓DCD患兒充分參與運動訓練，這些基本運動功能的恢復將會十分順利

2.2 嚴肅遊戲干預對於發育性協調障礙患兒平衡與協調功能的影響

對於協調運動，Straker等人[32]在一項研究中以體感動作遊戲作為干預方式，對家庭環境中的DCD患兒進行16周嚴肅遊戲的訓練，同時對照組採用傳統的運動訓練模式。研究顯示，嚴肅遊戲干預組的DCD患兒在干預前後的MABC-2測試，單腿平衡測試以及指鼻試驗的成績均有顯著提升，但是該變化相比於傳統治療組並無顯著優勢。提示短期嚴肅遊戲干預對患兒的協調能力確有改善，且能夠達到傳統干預的水平。

在平衡能力方面，Jelsma等人[30]在研究中對比了採用Wii體感遊戲進行嚴肅遊戲干預的DCD患兒與正常兒童之間MABC-2得分，布尼氏動作熟練度測驗（Bruininks Oseretsky Test, BOT-2）得分以及Wii體感遊戲自帶的滑雪障礙測試得分之間的差異，該研究中所有受試者均進行了為期6周的Wii體感遊戲訓練。結果顯示，相比於正常兒童，DCD患兒在干預前的相關測試得分均顯著更低，但是6周的嚴肅遊戲訓練依舊顯著提升了DCD患兒的平衡和協調相關測試的成績。除此之外，Ju等人[39]的研究還發現，通過實驗室專門設計的Wii體感遊戲嚴肅遊戲干預的DCD患兒，在單腿站立測試中比傳統干預的對照組表現更加出色，而動態平衡能力評估的結果也顯示嚴肅遊戲干預對於患兒平衡能力有顯著提升。

運動協調和平衡能力是DCD患兒真正的障礙和弱勢發育的問題所在，嚴肅遊戲能夠極大地拓展相關運動治療和鍛鍊的可行範圍和設計方法

2.3 嚴肅遊戲干預對於發育性協調障礙患兒的治療依從性的影響

對於DCD患兒在接受嚴肅遊戲干預後的心理狀態變化，Hammond等人[40]在一項研究中以Wii體感遊戲作為主要干預方式，評價了1個月的治療過程中DCD患兒在運動熟練度、自我感知、滿意度以及父母相關情緒的變化趨勢。其結果顯示，參與體感遊戲干預的實驗組患兒表現出顯著的運動能力以及自我感知水平的提升，同時在訓練滿意度以及父母情緒的變化也獲得了明顯改善。

實際上，大量與嚴肅遊戲相關的研究[37,39,40]都會指出參與嚴肅遊戲干預的DCD患兒在治療的完成度上表現良好，有92%-100%的患兒均成功堅持完成了所有治療內容。而還有數個研究[27,30,38]通過5點樂趣量表的方法測量了DCD患兒對治療過程的快樂程度變化，而相比於傳統干預措施而言，嚴肅遊戲毫無疑問獲得了全方位的壓倒性優勢。

值得注意的是，Bonney等人[38]在另一篇相關研究中專門評價了嚴肅遊戲干預可能出現的副作用，但是結果顯示其治療的安全風險非常低，身體受傷的可能微乎其微。

DCD患兒往往缺乏集體運動鍛鍊和體育社交的體驗和機會，嚴肅遊戲的干預能夠降低患兒對運動練習的牴觸心理

2.4 嚴肅遊戲干預所面臨的侷限性

在實際應用中，嚴肅遊戲干預DCD同樣面臨著問題，作為一種以視覺為主的交互訓練模式，嚴肅遊戲所提供的虛擬場景只有視覺信息和患者自身的位置覺以及運動覺是可靠的，其在遊戲練習中的聲音效果、畫面效果甚至是手柄的震動效果都是非現實的人工產物，缺乏實體物品所帶來的觸覺和壓覺等等感覺刺激[36]。其在訓練中所接受到的感覺信息較為單一，不利於患兒建立良好的感覺反饋能力[35]。

其二，嚴肅遊戲對於動作的指導雖然是通過視覺實時進行反饋，但是缺乏來自治療師的徒手助力或者阻力引導[36]，對於動作障礙較為嚴重或是訓練初期的患兒來說難度較大，雖然已經有出現搭配動力外骨骼系統進行肢體動作訓練的設備和方式出現，但是其無疑會大幅削減嚴肅遊戲原有的成本和普及能力優勢[14]。

第三，作為一種典型的任務為導向的訓練方法，嚴肅遊戲練習除了在一定程度上能夠應用在本體感覺神經肌肉訓練中以外，缺乏豐富的感覺刺激手段，需要結合治療師所進行的傳統感覺統合訓練等過程為導向的方法，才能獲得相對顯著的療效[19]。

3 結論

隨著現代社會日常生活和學習方式不斷變遷，DCD患兒所面臨的動作學習和社會參與壓力也將變得越來越有挑戰性。相比於傳統的口令示範式運動練習，嚴肅遊戲的干預方式為物理治療師和康復工作者在面臨DCD等功能障礙的治療時提供了一種全新、多樣化且安全的新思路。雖然嚴肅遊戲干預措施尚有很多問題以待解決，但是隨著技術的發展，以VR遊戲為代表的新一代嚴肅遊戲手段無疑會比其前輩更加完善，而越來越多的研究關注也將不斷使得嚴肅遊戲干預方式變得規範化和專業化，為DCD的臨床綜合治療方案提供可供參考的思路。

希望這一篇前瞻性的小綜述能夠為遊戲本身參與到臨床實踐和應用提供參考

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文獻分享丨使用嚴肅遊戲對兒童發育性疾病進行運動干預和康復治療