虚拟现实技术在癌症相关疼痛护理中的应用进展

崔苗苗，许秀梅，雒晓燕，崔仁善

（1.辽宁中医药大学护理学院，辽宁 沈阳 110847；2.嘉兴学院医学院护理系）

世界卫生组织全球癌症数据报告，2020 年全球新发癌症1 929 万例，死亡病例996 万例，由于人口老龄化的加剧，预计2040 年全球新发癌症病例将达到近3 000 万，全球癌症负担将增加50%［1］。疼痛是癌症患者最常见的症状之一，受癌症本身及抗癌治疗等影响，患者要忍受肿瘤直接侵犯、压迫或转移累及局部组织的癌症慢性疼痛，还要忍受由于活检、手术切除及频繁输液等抗癌治疗相关疼痛。有系统评价显示，癌症相关疼痛（cancer-related pain）发生率在治愈治疗后的患者中为39.3%，在接受抗癌治疗患者中为55%，而在晚期或转移性癌症患者中，癌症相关疼痛可显著增加至71%［2-3］。患者的活动、情绪、睡眠和营养等都会受到疼痛的负面影响，随着疼痛程度的加重，患者的生活质量也随之恶化。虚拟现实（virtual reality，VR）技术是医疗护理领域中逐渐流行的非药物镇痛技术，通过计算机技术创建三维、立体、逼真的虚拟世界，让用户在模拟环境中体验身临其境的感觉。随着VR技术的发展，其对癌症患者疼痛管理表现出了积极作用。本文对其在癌症相关疼痛护理中的应用概况及效果进行综述，总结现有的不足及可发展之处，为癌症患者的疼痛护理研究提供参考。

1 VR技术简介

VR 技术萌芽于20 世纪60 年代，在90 年代得到进一步完善和广泛应用，由计算机、头戴式显示器、耳机、动作跟踪系统和与虚拟环境交互的不同设备构成，是一种计算机生成的视觉体验，多采用分散注意力的方式，屏蔽感官系统，具有沉浸性、想象性和交互性等特点。主要分为沉浸式和非沉浸式两大类，沉浸式VR技术是把参与者的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，帮助参与者“沉浸”到计算机生成的虚拟世界中，产生身临其境的感觉；而非沉浸式VR技术通常由电脑屏幕呈现，参与者可以看到虚拟世界，但仍可以与外部环境进行交流，目前在游戏、影视、军事、医疗、教育等方面均有应用。一项系统评价表明VR技术有助于急性和慢性疼痛的管理，可将其作为临床辅助干预手段，减轻患者疼痛［4］。

2 VR技术在癌症相关疼痛护理中的应用

2.1 VR技术在癌症慢性疼痛中的应用 癌症患者慢性疼痛的治疗较为复杂，一般依据世界卫生组织发布的三阶梯癌痛治疗原则进行镇痛管理，但止痛药物尤其阿片类常伴随便秘、恶心、呕吐、嗜睡等不良反应，且易产生药物依赖，有成瘾的可能［5-6］。VR 则可以帮助缓解疼痛，减少药物治疗的不良反应。Bani等［7］将80 例乳腺癌慢性疼痛患者随机分为体验深海潜水和沙滩音乐的沉浸式VR 的干预组和单独使用吗啡治疗的对照组，使用视觉模拟评分量表（VAS）测量疼痛，结果显示VR 干预组患者的疼痛水平显著降低，比单独使用吗啡更加有效。Tennant 等［8］让90 例儿童癌症患者随机分为沉浸式VR组和非沉浸式iPad组，通过观看相同的动物、自然及旅行视频，对VR技术的沉浸程度进行比较，发现沉浸式组VAS 评分优于非沉浸式组，但差异无统计学意义。其研究表明患者沉浸程度越高，对慢性疼痛的感知则越少，VR 的沉浸效果可在一定程度上影响疼痛管理效果。Garrett 等［9］设计了森林漫步、像蝴蝶一样飞翔以及轻松和困难的谜题游戏4种虚拟场景，对癌症患者进行每天30 min 的活动，持续6 d，共4 周的干预活动，并在干预结束后进行半结构式访谈，有患者透露虚拟游戏有难度，当无法完成游戏时会感到沮丧；也有患者表示对虚拟内容感到不适，影响了游戏体验；还有患者提到怀念在患骨癌前的攀岩、徒步旅行等运动。Kelleher 等［10］让结直肠癌患者进行了30 min的海洋VR环境体验，患者的疼痛减少了58.93%，患者均表示喜欢虚拟的海洋环境，且希望可以选择更多的VR 环境。Niki等［11］利用VR 技术让20 例癌症晚期患者去到“一个难忘的地方”旅行或满足其“想回家”的愿望，患者的疼痛得到了显著改善。因此未来的VR技术研究中，应充分考虑患者意愿，满足患者需求，或让患者参与到研究设计过程中，以探索合适的VR技术干预内容，确保干预的最大疗效。

2.2 VR技术在癌症患者抗癌治疗相关疼痛中的应用 因癌症的特殊性，癌症患者所需的输液、手术、检查及放化疗等比其他疾病更为频繁，患者忍受的疼痛也更多。而不愉快的医疗经历则会影响患者心理情绪，增加后续治疗期间的痛苦。如果处理不当，患者的痛苦体验增加，会干扰患者情绪甚至是癌症的继续治疗。因此，减少患者抗癌治疗中的疼痛体验是临床护理工作中的重要任务之一。

2.2.1 穿刺疼痛 静脉穿刺被儿童描述为最痛苦和可怕的事情，有研究对进行抽血和输液治疗的儿童实施VR技术干预，效果显著，而儿童癌症患者穿刺更加频繁，穿刺疼痛的影响更为严重［12-13］。Gerçeker 等［14］让21 例儿童癌症患者从过山车、游泳、探索森林3种虚拟场景中选择一种，在穿刺开始前2～3 min 进行虚拟场景体验，持续到穿刺结束，对照组则接受标准护理，结果显示干预组患者的疼痛评分显著低于对照组。Semerci 等［15］的研究也显示，乘坐过山车的虚拟场景会显著降低癌症患儿的疼痛评分。Hundert 等［16］将需要接受癌症治疗的40 例儿童患者随机分为沉浸式VR 组和iPad组，沉浸式VR组使用控制器与虚拟水下海洋生物环境进行交互，iPad 组则观看同样水下环境视频，听同样的音乐，结果虽无统计学意义，但与iPad组相比，沉浸式VR组的数字疼痛评分量表（NRS）得分更低。Nilsson［17］的研究也表示儿童喜欢虚拟游戏，对儿童来说非沉浸式VR也是一种积极的体验。Atzori 等［18］让癌症儿童和青少年分别在2 d 内随机接受一次标准护理和VR 打雪仗体验下的静脉穿刺，发现VR状态下患者的疼痛强度显著降低，患者表示，在VR 中体验到了乐趣。Birnie 等［19］的研究也发现，癌症儿童和青少年觉得VR 干预是愉快和有趣的，他们在过程中感到快乐和放松，并希望在后续的穿刺中继续使用VR技术。癌症患者静脉穿刺相关疼痛的研究对象以儿童及青少年为主，尚未发现以成人为对象的研究，可能与穿刺疼痛对儿童影响更大有关。Gershon等［20］的研究也指出年龄或许是影响干预效果的另一因素。

除静脉穿刺相关疼痛外，VR 技术在癌症患者腰椎穿刺和活检穿刺中也有应用。Glennon 等［21］选择接受骨髓抽吸和活组织检查的癌症患者进行干预，VR 组可从虚拟场景中进行选择，对照组则接受其他分散注意力的方法，VR 组的疼痛水平虽没有显著减轻，但疼痛水平有所下降。Sander等［22］对癌症患者进行腰椎穿刺的研究显示，VR技术是一种可行的、无创的、缓解腰椎穿刺疼痛的非药物干预方式，然而相关研究较少，且Sander 的研究较为久远，时效性稍差，结论有待进一步验证。

2.2.2 术后疼痛 VR 技术在癌症术后疼痛的研究多以乳腺癌为主。乳腺癌术后可出现同侧胸部、腋窝、上臂及肩部的持续性疼痛，患者由于害怕疼痛和影响伤口恢复等因素，可致上肢及肩关节功能障碍，活动受限。House 等［23］开发了虚拟乳腺癌术后康复训练系统，对患者进行每周2次，共8周的训练，训练中游戏的难度逐渐增加，结果显示，患者的疼痛强度下降了20%。但该研究仅纳入了9例患者，且最终只有6例完成了8周的干预，也并未设置对照组，其镇痛效果需进一步验证。有研究将我国常用的乳腺癌术后康复训练操与VR技术结合，让患者沉浸在虚拟世界进行锻炼，收集患者的运动轨迹，与标准动作进行对比，并根据患者的具体情况确定康复锻炼方案，控制康复进程，研究虽未针对患者的术后疼痛进行专门的评分测量，但其试验组患者肢体功能恢复情况均优于对照组［24-25］。雷宇等［26］利用VR 技术的游戏体验，对患者术后疼痛进行控制。王莉等［27-28］则研发VR术后疼痛控制管理平台，让肝胆外科患者对肝/胆/胰等切除术后出现的疼痛有清晰的认知，并在换药、拔管等时机进行小游戏，以分散患者对疼痛的注意，研究发现，患者的术后疼痛评分均低于对照组。这些研究的研究对象虽不是癌症术后患者，但也表明了VR技术在术后疼痛干预中的良好控制作用，其研究可为未来癌症术后疼痛管理提供参考。

2.2.3 其他治疗相关疼痛 放化疗是临床上治疗癌症有效且重要的手段，但放疗极易造成患者出现疼痛、饮食限制等不良反应［29-30］。化疗则会引起癌症患者的感觉障碍，导致神经病变和疼痛，对患者日常生活干扰较大［31-32］。然而VR 技术在癌症患者放化疗相关疼痛管理中的研究较少，且多未显示疼痛管理的显著性差异。Ashley 等［33］采用交叉试验设计，让33 例接受化疗药物输注的癌症患者在3 个化疗周期内，于标准护理室、VR 自然环境室和户外花园中均进行一次体验，虽然患者表示在VR 干预中体验到了“有趣”和“愉快”，但VAS 评分在统计学上并无统计学意义，可能与样本量相对较小，且癌症类型和阶段各不相同有关。Varnier等［34］在宫颈癌患者子宫阴道近距离放射治疗应用器取出过程中，用VR 代替氧化亚氮（N2O）进行减痛控制，结果显示应用器取出后患者的疼痛、焦虑水平均低于N2O 组，表示用VR 设备取代N2O 是可行的，但该研究未使用统计检验来比较疗效结果，未来还应加以验证。此外，癌症相关检查如内窥镜检查所引起的不适感和疼痛感是进镜失败的主要因素，患者会因疼痛导致无法顺利完成检查，从而影响疾病的诊断和治疗。Łuczak 等［35］将103 例需进行膀胱镜检查的癌症患者随机分为VR干预组和标准对照组，对照组仅行局部麻醉，干预组则在局部麻醉后体验虚拟的冰岛瀑布环境，研究显示与对照组相比，干预组疼痛水平明显降低。但该研究中这种差异是由男性患者造成的，VR 干预对女性患者的疼痛评分并无影响，因此未来还需开展一定研究验证VR技术在癌症患者检查过程中的疼痛管理效果。

3 不足与展望

VR 技术对癌症患者疼痛管理的作用显著，是不良反应少、操作简便、趣味性强、依从性高的疼痛辅助治疗手段，虽未有严重副作用的报道，但也有研究报告，体验者出现眩晕、眼疲劳和轻微脖子痛的情况。曹煊［36］指出VR 的一般耐受时间为5～20 min，对于画面过渡平缓的内容，耐受时间可能会有所增加。因此副作用的产生可能与VR 的使用时间和画面内容有关，未来研究仍需确定适宜的干预时间和虚拟画面内容，以减少副作用的产生。现有研究样本量小，仅有少量研究用到了生理指标如心率等评估疼痛，试验设计不严谨，干预方式、疼痛测量等均没有统一的标准，未来应增加生物医学的测量方法，进行大样本随机对照试验，以确定最有效的干预方式及应用效果最佳的人群。目前VR干预沉浸感、交互感仍有欠缺，不能做到充分的虚拟环境，多以森林、海底等虚拟自然场景居多，患者不能自由选择自己喜爱的内容，影响体验效果。此外，VR 系统开发费用高，需要跨学科人才及资金支持，沉浸性、交互性越好的VR系统，所需相关配套设备功能要求就越高，后期维护、更新及管理等都需要持续性的投入，可能会影响其大规模使用［37-38］。因此未来应注重提升VR 的软硬件设备，强化VR 的情景化、游戏化体验，并考虑根据患者意愿选择虚拟场景，提高干预效果。

VR 技术对疼痛短期管理的改善趋势已经较为明显，日后的研究可将VR 技术与认知行为疗法、疼痛教育、正念干预等结合，探索VR技术对长期疼痛管理的效果，以及是否会在重复和长时间暴露下失去疗效等［39-40］。有研究将VR 技术与催眠、音乐等方法结合，有效地缓解了患者的疼痛体验［41-42］。将来还应考虑将VR 技术与其他非药物干预方法结合，增强干预效果。Dumoulin等［43］的研究要求参与者在虚拟环境中，尽可能多地杀死果蝇，并利用增加果蝇的数量增加认知负荷，得出增加认知负荷比被动分散注意力更有助于提高疼痛耐受性和阈值的结论。然而在现有癌症患者疼痛的VR干预中，多以观看自然场景被动分散患者注意力为机制，虽有研究采用了完成谜题或互动小游戏的方式进行干预，但多是在儿童及青少年癌症患者中，且未与被动分散注意力的研究进行对比，未来还应增加此方面的研究。除此之外，癌症患者虽需住院治疗，但仍以居家为主，所以应进一步研究患者在家中是否可以在不影响日常生活活动的情况下频繁使用VR技术。

4 小结

VR 技术因其高度沉浸性和互动性的特点，为治疗癌症相关的疼痛提供了希望。国家“十四五”规划也明确提出要加快科技创新，大力支持互联网、人工智能等新兴前沿领域创新和产业化，随着计算机和人工智能的不断发展，提供更具沉浸感的设备成为必然。但目前VR技术在我国癌症相关疼痛护理中的应用仍处于起步阶段，日后的研究仍需注重提升沉浸感、画面感，降低成本，根据患者的不同需求设计软硬件系统，分析其缓解疼痛的机制，确定有效的VR干预内容、时间和方式，探索适合我国医疗护理领域的VR系统，促进VR更好地服务于临床。