虚拟现实技术在癌症患者临床护理中的研究进展

卜晓繁，谌永毅，洪文静，李双双，金彩，刘翔宇

(1.中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院 护理部,湖南 长沙 410013；2.中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院 健康服务中心)

2018年全球新增癌症病例约1810万，新增癌症死亡病例约980万[1]。随着癌症早期筛查及医疗技术进步，癌症生存率逐年提高，但癌症患者存在焦虑、抑郁、恐惧、疲乏、疼痛等症状严重影响生活质量。虚拟现实(virtual reality，VR)凭借沉浸性、交互性、构想性等特点可在一定程度上为癌症患者解决困扰。VR通过分散患者注意力增强化疗耐受性，这对于提高患者生活质量和坚持治疗至关重要，同时又能增加患者康复概率[2]。本文对VR在癌症患者临床护理中的应用进行综述，以期为临床实践提供指导。

1 VR概况

VR技术是通过计算机图形与仿真技术、立体显示技术、传感网络技术、语音输入输出技术、空间定位技术等相关技术集合发展而成计算机仿真系统，具有沉浸性、交互性、构想性三大基本特征[3-4]。目前癌症患者常用以下两类VR：一类为虚拟现实康复训练系统，由体感工具传感设备、上肢康复机械装置、虚拟现实康复训练游戏库等组成，以游戏方式进行上肢康复训练和认知功能训练[5-6]；另一类为头戴式显示器系统，利用一些硬件设备，通过屏幕呈现的虚拟场景将体验者与现实世界隔离，将体验者的视、听、触、嗅、味等感知封闭，构成极易沉浸、逼真生动的虚拟环境[7]，主要用于改善肿瘤患者症状。

2 虚拟现实技术在癌症患者临床护理中的应用

2.1 拓展护理评估与评价方式 VR应用于认知评估和康复是基于环境理论设计理念，接近患者日常生活，帮助其在虚拟环境中掌握各项技能。曾迎春等[8]设计基于VR的癌症患者认知评估和康复系统包括3个模块：评估、干预和评价。患者戴上头戴式显示器，根据VR测评系统提示进行视听觉记忆、执行功能和言语流畅性评估。结合计算机深度学习技术，系统对受试者进行认知功能风险预测，根据评估结果对不同认知功能障碍患者调整认知康复训练。该系统通过给患者提供视觉、听觉和虚拟社交等方面刺激达到认知功能康复效果，同时根据患者表现个体化调整训练难度。通过对21名受试者测评，结果表明VR认知评估系统更受欢迎。但该研究样本量较少，效果还有待大样本、多中心实验验证。

2.2 拓展健康教育方式 Jimenez等[9]构建放疗训练虚拟环境课程，研究该课程对患者放疗知识掌握度及心理影响；通过对37例乳腺癌患者进行类实验研究，实验组19例患者除常规健康教育外，还增加1 h的放疗训练虚拟环境课程，通过虚拟环境呈现放疗过程、胸部解剖结构、放疗剂量等相关信息；对照组18例患者仅接受常规健康教育；结果表明实验组放疗知识掌握情况较对照组好。该课程视觉内容丰富，形式多样，直观呈现放疗过程，有助于患者理解放疗原理及优势，增强患者治疗疾病的信心，拓展传统健康教育的形式。

2.3 缓解消极情绪 心理因素会增加化疗引起的恶心、呕吐和周围神经病变等风险，而放松和引导想象等措施能减轻以上症状[10]。Chirico等[11]乳腺癌患者对进行的类实验研究结果表明，VR比音乐疗法和常规护理更能缓解焦虑和改善情绪状态。VR的沉浸性与交互性使其比音乐疗法更有效，由于个人关注能力有限，将注意力转移至感兴趣事物对缓解焦虑、改善情绪状态有一定效果。Michel等[12]对老年乳腺癌患者进行一项调查，结果表明患者特别期待使用VR调节负面情绪，因为VR能将其带入虚拟神奇世界，从现实痛苦中解脱，缓解焦虑情绪。Bani等[13]对80例乳腺癌患者进行随机对照实验，实验组40例患者带上头戴式显示器，显示器显示深海潜水或坐在海滩上，给患者想象空间，结果表明实验组患者焦虑评分降低。VR给患者营造身临其境的感觉，使其沉浸于虚拟世界，感受虚拟世界的乐趣，是转移注意力的有效手段，可有效管理癌症患者消极情绪。House等[5]采用VR康复训练系统以游戏库中的颜色匹配或卡片匹配等方式对社区6例乳腺癌患者进行认知和患肢康复训练，结果表明抑郁均分较干预前降低8.3分。VR使患者沉浸于虚拟世界，再用游戏方式与患者互动，增加趣味性，不仅调动患者参与积极性，还能让其拥有愉悦感和成就感，精神得到放松，缓解抑郁情绪。Banos等[14]对19例癌症患者使用VR干预，通过屏幕呈现情感公园和穿越自然场景，患者想象自己在此环境中，从而诱发喜悦和放松情绪。采用视觉模拟评分法(visual analog scale，VAS)评估，结果表明喜悦感、放松感提高。综上，基于VR的情绪诱导策略是管理癌症住院患者情绪的可行方法，值得推广。

2.4 降低运动恐惧感 恐惧运动会增加乳腺癌患者上肢功能下降的风险。Feyzioglu等[15]对40例乳腺癌术后康复训练患者进行随机对照实验，研究VR电子游戏对康复训练的效果，采用可视化训练，用虚拟人反映患者的姿势和运动状态，传感器实时进行影像追踪，患者通过接收到的反馈信息进行肩、肘等部位调整，结果表明治疗后实验组对运动恐惧改善。该VR系统以游戏方式吸引患者注意力，交互性和趣味性强，给患者提供一种玩游戏而非锻炼的错觉，降低锻炼的恐惧，康复效果与常规训练效果相当，可替代传统康复训练，节约人力成本。

2.5 减轻疲乏感 运动能有效针对因癌症及其治疗引起的疲乏[16]。Hoffman等[17]对7例开胸术后非小细胞肺癌患进行以家庭为主的VR步行运动10周，患者可根据需要每周增加1次行走时间，步行训练结束后进行VR平衡运动；结果表明疲乏均分由4.8降至1.32分，以家庭为主的VR步行和平衡运动是有效的，耐受性良好，接受度高。Schneider等[18]对20例接受静脉化疗的乳腺癌患者进行交叉设计实验，化疗期间患者戴上头戴式显示器并从中选取喜爱场景，包括深海潜水、参观艺术博物馆或解开谜团。结果表明化疗期间使用VR的患者疲乏评分下降。Zeng等[19]一项Meta分析显示，基于VR的干预措施可以显著改善癌症相关疲乏症状，提高生活质量，并通过减少治疗相关痛苦提高生存机会。当患者戴上VR设备，不再需要四肢和感官控制行动与交流，可以寻找虚拟世界带来的乐趣，精神上获更舒适的体验，从而减轻疲乏感。

2.6 缓解疼痛 疼痛是一种多维体验，包括感觉、情感和认知成分，由大脑不同区域介导[20]。目前对癌痛治疗有很大局限性，尽管有多种处理措施，但仍无法充分缓解疼痛。有研究发现VR是安全有效的癌痛辅助治疗手段[12]。Bani等[13]对80例乳腺癌患者进行随机对照实验，实验组40例患者在吗啡剂量达到峰值时接受VR 干预，显示器显示15 min深海潜水或坐在海滩上，对照组40例患者仅接受吗啡治疗；结果表明干预后实验组疼痛评分低于对照组。个人在一定条件下对事物关注能力有限，将注意力集中在其他刺激上，疼痛刺激就不会如此强烈，VR作为辅助措施比单纯使用吗啡更有效，可减少药物不良作用。Birnie等[21]对17例儿童和青少年癌症患者在接受植入式静脉输液装置治疗之前或期间进行VR干预，该干预包括听觉和视觉刺激，由模拟潜水员潜水和互动游戏构成，儿童和青少年表示被VR深深吸引，疼痛感减轻。患者沉浸于丰富多彩的水下风景，具有强大吸引力，使之成为疼痛管理的有效工具。Sander等[22]研究表明，VR是可行的非药物干预手段，可管理青少年腰椎穿刺疼痛。House等[5]通过VR康复训练系统让患者置身于另一个多感官刺激的虚拟空间中，感知身体疼痛的注意力被转移，干预前后使用数字评分法进行测评，结果显示患者疼痛评分下降20%。VR并不打断疼痛信号，而是直接或间接作用于疼痛感知，并通过注意力、情绪、记忆力和其他感官发出信号[23]。VR可为癌疼患者提供有效且相对无害的替代选择[10]。Niki等[24]对20例癌症终末期患者进行的一项前瞻性、多中心实验结果表明，VR旅行能改善疼痛。患者沉浸于VR环境，疼痛感减轻，心理压力缓解，可改善患者症状。

2.7 改善认知功能障碍 癌症相关认知障碍指化疗导致认知方面缺陷，包括记忆力、注意力、执行功能和处理速度[25]，高达75%的患者在治疗期间报告有某种形式的癌症相关认知障碍，35%的患者在结束治疗多年后依然没有恢复[26- 27]。陈肖敏等[6]运用沉浸式、可视化VR环境对80例乳腺癌化疗相关认知障碍患者进行认知训练干预，借助虚拟场景与虚拟物体，通过各种游戏任务提升患者认知功能，结果表明，蒙特利尔认知评估量表得分提高，日常性、基本性生活能力得分均下降。VR趣味性强，操作简单，患者参与度与依从性更高。VR康复训练系统能改善患者认知功能，提高患者接收外界信息的能力，增加康复信心，帮助其早日回归家庭和社会。

2.8 提高日常生活能力 疼痛、关节活动范围缩小和肌肉力量下降在术后早期出现，导致患者日常活动受限。改善手臂力量和活动范围可提高慢性癌痛病人的日常生活能力。金艾香等[28]对76例乳腺癌患者进行VR康复训练系统训练3个月，患者通过头显装置查看康复操的动作演示，同时可根据术后时间和身体状况选择训练难易度，结果表明，实验组患肢水肿程度低于对照组，肩关节活动度优于对照组。VR康复训练系统以游戏方式进行患肢功能训练，使患者主动参与到康复训练中，积极性高，康复速度快。朱柳梅等[29]进行3个月VR康复训练干预，结果表明，实验组依从性更高、肩关节活动范围改善更明显、术后并发症更少、肢体水肿程度更轻。VR康复训练系统提供一种娱乐方法改善肌肉无力、关节僵硬、肩关节活动度，提高日常生活能力。此外，该系统能记录患者训练时的关节活动度、运动速度等信息，同时根据人体生物力学理论和康复训练要求，及时跟进训练方案，提高康复训练的效率和质量。

3 小结

VR操作方便、趣味性强，患者容易接受，且不受时间和场地限制，能大规模个性化定制干预模式，既能满足患者个性化需求，又能保证护理成本相对较低，提高临床护理服务质量。随着科学技术发展，VR不限于缓解症状、术后锻炼等方面，并开始在护理评估、评价和健康教育涉猎。这不仅节约人力资源，还使评估更为精确，避免人为评估的主观性。VR设备轻巧、携带便捷，可使面临一系列症状而又无法短时间缓解的肿瘤患者在家使用VR。VR作为高科技背景下的产物，在癌症患者临床护理中已取得一定进展。未来可将VR与生理指标相关联，为将来大数据分析做铺垫。VR在医学领域发展前景广阔，随着技术发展，护理模式将出现变革。VR应用于护理领域可节省人力资源，但也需要护士掌握一定的实践技能，发现VR在临床应用的不足，护理人员应该参与到VR开发与设计中，促使其更好地服务临床。