三维虚拟现实与实践园艺疗法相结合对机构老年人身心健康的影响:准实验设计

介绍

照顾全球人口老龄化是世界各国面临的一个关键问题。随着技术进步改善了人们的生活条件和保健，老年人口急剧增加。根据联合国的一份报告[1]， 2015年60岁以上人口超过9.01亿，而2000年只有6.07亿，这意味着全球老年人口增长了48%。该报告还估计，到2030年，世界老年人口将达到14亿，到2050年将接近21亿[1]。在年长者中，园艺是一项很受欢迎的休闲活动。研究发现，接触大自然能产生积极的影响，减少心理困扰。[2]。这可能是由于自然环境能够减轻疲劳和压力，从而促进身心恢复。[3.]。因此，越来越多的研究表明，园艺疗法对人体健康，特别是对老年人，有积极的影响。4]。

在以前的研究中[5，6]，接受园艺疗法的参与者表现出积极的心理、社会和身体健康益处。园艺疗法允许参与者与植物和相关产品打交道，并促进身体活动，从而对身体有益。7]。另一项研究[8表明园艺疗法可能是一种适合痴呆症护理的项目，可以为有认知、身体和社会需求的老年人提供服务。园艺治疗过程允许参与者照顾植物并进行相关活动，从而增加他们的身体，精神和社会福祉[9]。

先前的综合文献综述[10研究了社区居住和机构老年人园艺项目的有效性。检讨[10]包括22项不同研究设计的研究，表明园艺可以促进整体健康和生活质量，体力，健康和灵活性，认知能力和社会化。虽然老年人可以从园艺治疗活动中受益，但园艺治疗目前需要参与者操作各种类型的园艺工具，这可能具有挑战性。此外，花草的准备工作可能复杂而繁琐，教官必须注意安全问题，避免碰撞、坠落和受伤。如果老年人可以在进行园艺活动之前练习，这可能是避免事故和节省劳动力和物质资源的有效方法。

在过去，很难为老年人提供在园艺疗法之前练习的机会。然而，3D虚拟现实的出现解决了这个问题。近年来，三维虚拟现实逐渐普及，并在各个领域得到了广泛的应用[11]。虚拟现实是计算机软件和硬件相结合形成的逼真的虚拟环境。Burdea [12]提出虚拟现实应包括沉浸性、互动性和想象力三个关键特征，使操作者感觉仿佛置身于现实世界中，可以即时互动。例如，研究人员发现，在使用虚拟现实设备和任天堂Wii对表现出轻度认知障碍和痴呆的老年参与者进行认知训练后，对参与者的整体认知和视觉空间技能有统计学上显著的影响[13]。一种基于虚拟现实的初级保健老年人认知功能筛查工具被发现是有效的，参与者对虚拟现实表达了积极的看法和态度[14]。另一项研究[15]使用虚拟现实与手工制作的设备进行治疗，治疗长期护理机构居民的冷漠症状，并提供证据，证明在干预期间使用3D虚拟现实是可行的。因此，虚拟现实可以帮助老年参与者克服在从事物理园艺活动时遇到的困难。

此外，3D虚拟现实教育活动可以防止园艺治疗期间过度拥挤，同时通过设计活动增加社会参与和人际交流。此外，它不受天气、地点、时间的限制，方便长期护理机构的居民参与。先前的研究[16研究人员比较了138名认知能力完好且能走动的老年人的生活满意度和情绪，其中70人住在养老院，68人独立生活在社区。疗养院居民在抑郁-沮丧、紧张-焦虑和困惑-困惑三项情绪状态量表上得分较高。16]。这些发现表明，为长期护理机构的居民提供有效的方案以减轻或缓解不健康状况的重要性。园艺疗法已被发现有益于健康。17]。如果新的技术工具能够与园艺疗法相结合，减少人力和物力资源的负担，这将是对文献的重大贡献。

尽管园艺疗法的总体效益已得到证实[18]，应评估3D虚拟现实与动手园艺疗法相结合的有效性。因此，本研究旨在通过考虑长期护理机构居民的几种健康相关结果来探讨这一问题。

方法

参与者

本研究采用准实验设计(Clinicaltrials.gov;NCT04324203)。选取北台湾地区6家长期照护机构中的1家(>300张床位)作为实验组;选择另一家具有相似特征和规模的长期护理机构作为对照组。

参与者是通过每个长期护理机构的工作人员在内部活动期间制作的海报和口头广告招募的。本研究的参与者均为65岁以上的长期护理机构居民。选择标准包括是所选长期护理机构的长期居民，具有理解口头含义的能力，能够自由操作操纵杆。排除标准包括严重精神疾病史，痴呆，严重的视觉或听力障碍，或目前的严重疾病，如中风或帕金森病。

招募、登记和评估

图1显示描述注册和评估过程的流程图。在选择长期护理机构作为实验组后，研究小组找到执行主任和工作人员，解释了研究的目的和研究中使用的方法和程序。在获得长期护理机构管理部门的同意后，我们挨家挨户地发送招募信息，邀请符合纳入标准的潜在参与者参与本研究。研究小组成员还对潜在的参与者进行了面对面的解释，每位参与者完成同意书后，研究小组成员在每家长期护理机构提供的安静房间里逐一收集基线数据。

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在实施期间，医疗专业人员、长期护理机构工作人员和园艺治疗专业人员都在场，以确保参与者的安全。对照组的成员在干预和随访期间没有参加任何类似的项目。

3D虚拟与动手园艺疗法的结合

干预包括18个一小时的疗程，每周进行两次，持续9周。第一周向参与者介绍园艺疗法，并参与建立关系的活动，如相互认识和记住名字，以及建议参与者如何佩戴3D虚拟现实头盔，操作虚拟现实手柄，熟悉虚拟现实场景。为了避免头晕，参与者被允许多次使用虚拟现实设备进行练习。随后的8次会议(由研究小组开发)包括园艺治疗、长期护理、老年人健康和护理专业人员。程序组件是根据文献[19]，重点关注文化能力。3D虚拟现实和动手园艺治疗方案描述在多媒体附录1．一些3D虚拟现实和动手园艺治疗项目的例子显示在图2．每周，有2个一小时的课程，由2名认证的园艺治疗专业人员和额外的训练有素的研究生提供指导。在干预期间，参与者被允许在机构工作人员的帮助下使用虚拟现实相关设备进行额外的练习。设备和材料的成本信息和详细情况显示在多媒体附录2-3.

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干预的目的是促进健康状况，生活的意义和感知的重要性，也减少抑郁和孤独。参与者被分配到小组，并与一名辅导员一起工作，辅导员提供增强的个人参与，并解决与3D虚拟现实设备操作有关的任何问题。在整个干预过程中，参与者与相同的小组成员和调解人一起工作。研究生们在为期两天的16小时的工作坊中接受了培训，在此期间，他们获得了园艺治疗技能的基本知识，以便他们能够协助参与者完成活动。

我们提供了3套3D虚拟现实设备。参与者在同一时段轮流佩戴3D虚拟现实设备。每个3D虚拟现实园艺模块时长5 ~ 10分钟。虽然第一次会议的分配时间只有2个小时，但实际花费的时间超过3个小时。然而，从第二次会议开始，随着参与者熟练操作3D设备，会议时间减少了。最后一次会议花了大约2个小时才完成。此外，我们将3D设备留在干预长期护理机构，以确保每个参与者都可以再次佩戴设备，如果他们愿意的话。

测量仪器

采用12项中国健康问卷(CHQ-12)来评估参与者的健康状况，以及其他结果测量，如生活意义、感知问题、孤独和抑郁。以往的研究[20.表明在老年人中使用中国健康问卷与在普通人群中一样有效。生活的意义与参与者的多层次健康有关。例如，Pinquart [21研究发现，老年人的生活意义与身体健康、社会交往和人际关系呈正相关。Elliot等[22]将感知重要性定义为“被重要他人重视的程度”。它可以被描述为一种代表双向互动的内在感觉;个体需要重要的人给予他们关注。先前的研究[23一项关于孤独的研究发现，孤独可以预测长达3年的抑郁。此外，抑郁症是老年人中最常见的心理健康问题之一[24]。在给每个结果变量打分的同时，我们用负面陈述来逆转得分项目;因此，所有变量的方向性是一致的，分数越高，参与者的健康状况越好。

为了评估老年人的健康状况，我们使用了由Cheng和Williams于1986年开发的12项中国健康量表[25]通过将Goldberg一般健康问卷翻译成中文。这个量表由12个李克特类型的项目组成，得分从3分(完全没有)到0分(比平时多)。一个例子是“感到头痛或头部有压力感?”得分越高，总体健康水平越高。本研究的Cronbach α系数为0.83。

“生活意义”问卷改编自弗兰克[26]，它由9个李克特类型的项目组成。每一项都按照李克特量表进行评分，从1分(一点也不)到5分(非常)，得分越高表明对生活意义的感知水平越高。一个例子是“我的生活似乎很有价值。”本研究的Cronbach α系数为0.87。

感知重要性改编自一般重要性量表[27]，由5个项目组成。每个项目的得分都是李克特式的，从1分(一点也不)到4分(非常)，得分越高表明感知到的重要程度越高。一个例子是“你觉得你对别人有多重要?”本研究的Cronbach α系数为0.86。

加州大学洛杉矶分校(UCLA, Los Angeles)孤独感量表(ULS-6)由6个项目组成[28]，用来衡量孤独感。在李克特量表上，每个项目的得分从4分(从不)到1分(经常)，得分越高表明感知到的孤独程度越低。一个例子是“我缺少陪伴”。本研究的Cronbach α系数为0.83。

使用中文版的长者抑郁量表(GDS-15)， [29])，我们要求参与者描述他们在前一周的感受。一个例子是“你对你的生活基本满意吗?”所有问题都可以用1(是)或0(否)来回答。总原始分数在0到15分之间，分数越高表明抑郁程度越低。本研究的Cronbach α系数为0.90。

《中国健康问卷》和《老年抑郁量表》中文版。其他测量包括生活目的调查、一般问题量表和简短的加州大学洛杉矶分校孤独量表，这些都有英文版本。我们将3份量表翻译成中文，并邀请了6位具有老年医学和老年学专业知识的专家进行内容效度检验。建议当内容专业度大于等于6时，内容效度指数应大于0.78 [30.]。本研究所有量表条目均大于0.80，平均内容效度指数为0.94。

统计分析

SPSS (version 20.0;IBM公司)用于人口统计学和结果变量的描述性分析。双尾独立t或者使用卡方检验来比较实验组和对照组之间的每个差异(年龄、性别分布、教育水平和经济状况)。基线时结果测量的组间比较采用Hotelling T²测试以避免类型I错误。采用广义估计方程研究时间、群体及其相互作用对结果变量的影响;广义的估计方程使我们能够理解个体和群体水平随时间的变化模式。显著性水平为P<。使用05。

结果

社会人口统计数据

完成所有活动的参与者总数为106人。一些参与者(n=12)在干预期间因疾病、住院或健康状况下降而退出。

实验组和对照组的平均年龄分别为77.41岁(SD 7.49)和78.43岁(SD 6.88)。两组之间的年龄差异无统计学意义。P=.47)，教育程度(P= 0.052)，或经济状况(P=陈霞)。然而，实验组和对照组在性别分布上有统计学上的显著差异。干预组男性多于对照组(干预:48/59,81%;对照组:25/47,53%;P= .002)。由于性别分布差异显著，在广义估计方程分析中对该混杂变量进行了控制。

结果变量的改进

每个结果变量随时间的变化见图3．广义估计方程分析的结果表明，实验组成员在健康状况、生活意义、感知问题、孤独和抑郁方面比对照组成员有显著改善。5个结果测量值之间存在显著的group×time交互作用。实验组的健康状况得到改善(β=9.99;P<.001)，生活意义(β=11.09;P<.001)，感知重要性(β=5.31，P<.001)，孤独(β=5.70;P<.001)，抑郁(β=4.49;P<措施)。

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广义估计方程分析的结果也表明，与对照组相比，在测试前和2个月的随访期间，实验组在健康状况、生活意义、感知问题、孤独和抑郁方面表现出显著的影响(表1）.实验组健康状况改善(β=6.93;P<.001)，生活意义(β=12.67;P<.001)，感知重要性(β=2.92，P<.001)，孤独(β=5.13;P<.001)，抑郁(β=6.37;P<措施)。

讨论

一般

这项干预性研究首次将3D虚拟现实与动手园艺疗法结合起来，并评估其对制度化老年人身心健康的影响。老年参与者在每周的会议中制作手工园艺产品，并被要求将产品放在他们的房间里。一位在该机构工作的工作人员不断鼓励参与者与产品互动。我们认为，与之前研究的策略相比，这些策略会增加干预强度[9]。先前的研究可能缺乏关于手工园艺产品使用的支持策略和跟踪设计[31]。这项研究的结果与另一项研究的结果一致，该研究将3D虚拟现实和动手芳香疗法结合起来，以改善住院老年人的心理健康[32]。

先前的一项研究[33研究表明，园艺疗法最常见的目的是改善参与者的情绪，其次是社交互动、减轻压力和发展运动技能。系统回顾[19园艺疗法的有效性的随机对照试验也发现了对精神健康和行为障碍的显著影响，如痴呆、精神分裂症和抑郁症，以及对癌症患者的姑息治疗。另一个系统的回顾[18园艺疗法对有精神健康状况的人的益处的研究也支持对有精神健康状况的人使用园艺疗法。这些发现是在不同的环境下进行的，针对几种心理健康状况，男性和女性都有。这项研究的结果与之前的研究结果一致[6，18并支持园艺疗法可以有效改善长期护理机构中居民的身心健康的观点。对于长期护理机构的身体虚弱的居民来说，与其他人互动是很重要的，例如通过园艺治疗项目进行互动。实施园艺活动的各个方面，作为一项促进健康的战略，可用于长期护理设施的个人和团体活动[10]。

在之前的一项研究中[9在台湾南部进行的一项研究，探讨园艺疗法对养老院老年人的影响，实验组接受园艺疗法，每周一次，每次1小时，持续8周，而对照组继续进行日常活动。结果发现，实验组的生活意义并没有提高;然而，两组在幸福感和人际亲密度上存在显著差异。与那项研究的结果相比，我们的研究发现了显著的差异，在干预后和两个月后，在生活意义上。3D虚拟现实园艺治疗项目和长期护理机构工作人员提供的提醒可能都对干预项目的强度有贡献;然而，每种策略的孤立效应需要在未来进一步探索。

参与者告诉研究团队，他们认为学习3D虚拟现实技术有利于认知功能;此外，3D虚拟现实技术增加了参与者的学习动机，并允许他们随身携带手工制作的产品与亲朋好友分享，从而增加了他们的人际互动。园艺治疗师建议参与者制作手工产品，因为它们对身心健康有益。在为参与者进行3D和动手园艺活动的过程中，研究人员和参与者之间发生了大量的人际互动。例如，我们发现参与者对新的3D虚拟现实技术不熟悉，必须由研究人员耐心地教授如何操作该技术。一开始，参与者对操作设备感到担忧。因此，研究人员使用表扬教学来让参与者有信心学习。表扬教学法是指在参与者完成虚拟现实操作或手工制作产品时给予表扬和鼓励，帮助他们获得继续的信心。许多参与者都对每周的会议表示期待，因为会议让参与者享受陪伴，与他人互动，并创造手工产品。

所观察到的感知问题的改善表明，参与者认为该计划逐渐增加了他们对重要他人的价值，从而提高了他们的自信，并创造了一种被认真对待的感觉。在干预期间，研究人员还发现，在完成几次会议后，老年人很自豪地与其他居民分享有关操作3D虚拟现实设备的技术和方法，并展示他们园艺活动的成品。这导致其他最初没有选择参与实验的居民体验后悔，并要求工作人员参与干预计划。

先前的一项研究[34]是在台湾中部对养老院的居民进行的，他们参加了一个为期10周的室内园艺项目，每周1.5小时。这项研究[34也发现了孤独感和抑郁感的显著改善，这与我们的研究发现的效果相似。

一项广泛系统的荟萃分析综述[17研究还发现，园艺活动对广泛的健康结果有显著的积极影响，例如，减少抑郁和焦虑症状、压力、情绪障碍和体重指数，以及提高生活质量、社区意识、身体活动水平和认知功能。研究人员得出结论，他们的荟萃分析为园艺疗法对健康的积极影响提供了有力的证据。与这个荟萃分析一致[17]，我们的研究结果也表明，联合园艺项目可能对长期护理机构的居民产生积极影响。这项研究为长期护理机构的决策者提供了证据，可以将综合园艺项目添加到他们的日常活动中。例如，实验机构的主任表示打算每年重复一个类似的方案，以促进居民的健康。

限制

由于该项目结合了3D虚拟现实和动手园艺疗法，使用本研究的设计，每种方法的个人贡献不容易确定。因此，为了分别验证这两种方法的有效性，应该使用足够大样本量的对照试验进行额外的研究。

另一个限制是我们无法评价干预项目的长期有效性(即6个月或12个月后的效果)。需要进一步的随访来确定干预方案在干预完成后对老年人健康的长期影响。

结论

结果表明，为期9周的计划可能足以改善长期护理机构居民在干预结束和2个月后的健康状况，生活意义，感知问题，孤独和抑郁。需要进一步的研究来确定这些改善是否可以在大规模的参与者群体中保持，以及该计划是否产生长期影响，例如降低精神健康障碍的风险