综述:技术辅助视觉康复疗法的研究进展:范围综述

《Journal of Medical Systems》:Advances in Technology-Assisted Visual Rehabilitation Therapies: Scoping Review

【字体: 时间:2026年05月23日 来源:Journal of Medical Systems 5.7

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  视觉障碍(Visual Impairment, VI)是一类随人口老龄化、神经系统疾病及慢性眼病进展而日益普遍的公共卫生问题。2023年全球VI患病人数已超过22亿,其中至少10亿人本可通过预防避免或尚未获得有效治疗。视觉康复(Visual Rehabilit

  
视觉障碍(Visual Impairment, VI)是一类随人口老龄化、神经系统疾病及慢性眼病进展而日益普遍的公共卫生问题。2023年全球VI患病人数已超过22亿,其中至少10亿人本可通过预防避免或尚未获得有效治疗。视觉康复(Visual Rehabilitation, VR)的核心目标在于优化残存视力并促进功能独立性,然而当前仅有少数患者能够获得相关服务。近年来,人工智能(Artificial Intelligence, AI)、移动应用程序及虚拟现实(Virtual Reality, VRt)等技术的发展深刻变革了VR领域,为其提供了可及性更高、个性化更强的替代方案。本研究为一项范围综述,旨在系统梳理与分类现有关于技术辅助视觉康复疗法的证据,明确所采用的技术类型、应用场景及已报道的临床与功能结局。 本研究严格遵循乔安娜布里格斯研究所(Joanna Briggs Institute, JBI)方法与PRISMA-ScR指南开展,检索时限覆盖2015年至2025年全球范围内针对成人VI患者的技术辅助VR疗法相关文献。最终纳入25项研究,多数来自发达国家。干预措施涵盖视频会议、计算机系统、便携式设备、VRt、人工视觉(Artificial Vision, AV)及智能传感器。整体证据表明,数字技术在改善视功能、提升自主性及生活质量方面效果显著,且患者满意度与依从性较高。远程康复(Telerehabilitation, TR)即通过视频会议与数字化监测平台远程递送视觉康复服务的模式,已被证实为一种可行且具成本效益的策略。与之相对,沉浸式虚拟现实技术(VRt)、头戴式显示系统及多感官整合设备则展现出刺激神经可塑性(Neuroplasticity, NP)并改善功能性视觉结局的潜力。综上,远程康复平台、沉浸式虚拟现实系统、便携式电子视力增强设备、人工视觉技术及基于传感器的监测工具均为极具前景的干预手段,已在提升视力、阅读表现、视野敏感度、患者依从性及功能自主性方面显示出积极效应,但现有研究多为小规模开展,且在地理分布上集中于高收入地区。

引言

视觉障碍(VI)的患病率上升主要与人口增长、老龄化及卒中或创伤性脑损伤等严重脑部疾病生存率提升相关,同时也归因于年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变及晚期青光眼等慢性眼病。2023年全球VI患病人数达22亿,其中至少10亿人本可预防或未获治疗。值得注意的是,寻求门诊视觉康复(VR)服务的人群中73%为老年人,但受限于专科医师短缺、经济与行动障碍及服务分布不均等因素,仅3%–15%的潜在受益人群能够实际获得VR服务。VR疗法是一系列医学、教育及社会干预的集合,旨在通过优化残存视力、降低VI负面影响以提升功能独立性,涵盖视觉技能训练、光学与非光学助视器使用、定向与移动训练及心理社会支持等内容,是VI综合管理的重要组成部分,尤其在药物或手术治疗无法完全恢复视功能的情况下不可或缺。
近十年,技术革新显著推动了该领域发展。远程康复(TR)通过视频会议平台递送服务,便携式视听与多感官设备、人工智能(AI)、移动应用程序及虚拟现实技术(VRt)的应用,使得干预更加可及、个性化且潜在成本更低,这些数字化手段正逐渐成为初级卫生保健策略的补充组成部分,服务于残疾预防、社会融入与健康老龄化的目标。鉴于技术迭代迅速且干预异质性高,本研究旨在通过范围综述全面梳理现有证据,识别知识缺口并厘清当前用于VI患者VR的技术谱系。

材料与方法

本研究于2025年10月开展,严格遵循JBI方法与PRISMA-ScR指南,研究方案已在OSF平台注册。研究问题为:现有关于技术在视觉障碍患者视觉康复疗法中应用的证据有哪些?纳入标准采用PCC(人群Population、概念Concept、情境Context)框架:人群为18岁及以上、任意病因导致的VI成人;概念为技术辅助视觉康复干预,包括数字、电子、传感器、沉浸式或AI支持的工具;情境为全球范围内的临床、家庭或社区康复场景。排除仅关注手术、药物治疗或非技术常规康复的研究。
检索在PubMed、Scopus与BIREME三个数据库中进行,时限为2015年1月至2025年10月,语言限定为英语与西班牙语,检索词结合MeSH-DeCS描述词与相关自由词,并根据各数据库特点调整策略。文献筛选由四位研究者独立完成,使用Rayyan平台管理数据,去重后依次进行标题摘要筛选与全文筛选,分歧通过讨论达成共识。数据提取采用研究团队预先设计的表格,涵盖文献基本信息、研究设计、人群特征、干预细节、结果指标及技术优劣势等内容,同样由四位研究者独立提取并核对。数据分析采用叙述性与描述性综合方法,按技术的主要功能目的进行归类,进而比较不同路径的异同,整合文献中描述的优劣势与未来机遇。

结果

初检共获得846篇文献,去重后剩余577篇,经标题摘要筛选排除508篇,69篇进入全文评估,其中28篇因无法获取全文、16篇不符合纳入标准被排除,最终纳入25篇研究。文献筛选流程详见PRISMA流程图。
纳入研究的设计类型多样,包括随机临床试验(n=6)、非随机实验研究(n=9)、观察性研究(n=1)、实验试点研究(n=2)、非实验前瞻性研究(n=4)、准实验研究(n=1)及描述性/定性研究(n=2)。时间分布上,2015–2019年证据有限(n=8),2020年后发文量持续增长,2020年(n=1)、2021年(n=4)与2022年(n=4)为高峰,近年保持稳定略有下降(2023年n=3;2024年n=3;2025年n=2)。地理分布上,研究高度集中于高收入国家,中低收入地区尤其是拉丁美洲地区代表性严重不足。
所用技术类型分布为:人工视觉(AV)与虚拟现实(VRt)设备(n=6)、便携式视听康复设备(n=5)、电子设备(n=4)、头戴式设备(n=4)、计算机化系统与专用软件(n=2)、基于视频会议的技术(n=2)、蓝牙传感器(n=1)及视网膜假体(n=1)。

1. 远程递送与监测技术(远程康复与传感器)

视频会议技术:两项研究显示,TR在改善视功能与生活质量方面效果不劣于面对面模式,患者满意度与依从率达83%–94%,91%的患者对虚拟会话感到舒适,78%报告助视器使用能力提升。远程模式降低了出行成本与等待时间,尤其促进了老年及无数字技术使用经验患者的参与,配合技术支持与基础培训,已成为居家VR的可行、安全且具成本效益的工具。
蓝牙技术传感器:一项研究验证了低功耗蓝牙传感器用于客观监测手持助视器居家使用情况可行性。传感器通过运动与温度变异可靠检测设备活动时段,与自我报告记录显著相关,可量化设备使用的频率与时长,为评估VR依从性与有效性提供了精准指标,且成本低廉、无创,易于整合入TR或远程监测项目。

2. 阅读与近视力支持应用

计算机化系统与专用软件:两项研究分别采用眼动追踪训练联合结构磁共振成像、基于网页的视觉辨别任务平台(含摄像头注视控制),结果显示可改善视野范围与敏感度、提升视野检查表现与阅读流畅性,但存在样本量小、反应异质性高及校准与注视控制的挑战。
电子设备:四项研究分别证实了iPad等平板电脑在提升VI患者独立性、社会连接与自尊方面的价值,其放大、语音朗读等功能与便携式视频放大器效果相当,MNREAD阅读测试的平板版本与印刷版在视力与阅读可及性上等效,且移动应用的辅助功能显著改善了阅读、导航与沟通任务中的功能独立性。

3. 多感官替代与整合系统

便携式视听康复设备:五项研究涵盖EyeMusic听觉替代系统、视听拇指设备(Audio-Visual Thumble, AVT)、计算机控制眼动训练及eSight穿戴式助视器等。结果表明,此类设备可通过多感官反馈促进先天性盲者形状与面部识别学习,改善黄斑变性患者的听觉与视觉定位能力,提升脑损伤患者的眼动准确性与速度,以及提高年龄相关性黄斑变性患者的视力与生活质量,证实了其通过感官刺激、互动训练与功能辅助促进独立性与神经可塑性(NP)的价值。

4. 视功能增强技术

人工视觉与虚拟现实设备:六项研究显示,BrainPort人工视觉设备可通过舌部触觉刺激帮助全盲者识别物体与文字;基于智能手机的Relumino系统可改善视力、面部识别与生活质量;Nunap Vision数字疗法对卒中后视野缺损安全有效;头戴式VRt系统较传统疗法可显著提升视野敏感度、注视稳定性、功能感知与生活质量,激活残存视觉区域并促进视觉皮层功能性重组。
视网膜假体:一项针对Argus II植入者的研究发现,其图形反转视觉诱发电位(Visual Evoked Potentials, VEP)形态与正常视力者相似,提示长期盲后早期视觉皮层功能仍可保留,VEP可作为评估与调试视网膜假体的客观工具。
头戴式设备:四项研究表明,AceSight、eSight、IrisVision等设备可改善Stargardt病及其他中重度低视力患者的视力、对比度与阅读能力,结合经颅直流电刺激(Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)与非侵入性电刺激可进一步提升视力、处理速度与知觉学习,但长时间使用可能受视觉疲劳与社会因素限制。

讨论

本研究结果凸显了技术辅助VR从“设备为中心”向“功能为导向、个性化干预”的范式转变。视频会议技术突破了传统临床环境的限制,提升了可及性与依从性;计算机化系统与电子设备凭借可及性、低成本与多功能优势,成为传统康复的有效延伸;人工视觉与VRt通过重复沉浸式刺激促进皮层重组;多感官整合设备强化了跨模态感知学习;传感器与脑机接口技术则为疗效评估与机制探索提供了客观依据。人工智能在VR中的应用正逐步兴起,有望进一步推动个性化康复路径的发展。
然而,现有证据存在显著的全球不均衡性,绝大多数研究来自高收入国家,亚洲与拉丁美洲代表性不足,这与设备成本、数字连接、技术素养及卫生政策缺位等结构性障碍密切相关。未来亟需开展多中心、大样本、涵盖不同人群的研究以验证技术普适性,探索AI与增强现实(Augmented Reality, AR)的整合应用,优化设备人体工学设计,并通过神经影像研究深入阐明NP机制,同时建立标准化协议与共享数据库,推动证据转化。此外,在中低收入国家开展本土化验证、评估长期功能结局,是实现公平可及的关键方向。

结论

现有证据表明,远程康复平台、沉浸式虚拟现实系统、便携式电子视力增强设备、人工视觉技术及基于传感器的监测工具在视觉康复中展现出广阔应用前景,可有效改善视力、视野敏感度、阅读表现、自主性、依从性与患者满意度。但当前证据多源于高收入地区的小规模单中心研究,未来需通过多中心纵向研究、直接比较面对面与远程模式的优劣,进一步夯实证据基础,确保技术干预的公平性、可扩展性及伦理可持续性。
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