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虚拟现实技术在产妇分娩中的应用进展

2024-11-08邓辰周洪昌王晶依薛蒙

循证护理 2024年21期

Application progress of virtual reality technology in maternal delivery

DENG Chen1,ZHOU Hongchang1,2*,WANG Jingyi1,XUE Meng11.School of Nursing,Huzhou University,Zhejiang 313000 China;2.Huzhou Key Laboratory of Precise Prevention and Control of Major Chronic Disease,Huzhou University*Corresponding Author ZHOU Hongchang,E-mail:zhouhc529@zjhu.edu.cn

Keywords virtual reality technology;maternal;delivery;nursing;review

摘要 综述虚拟现实(VR)技术的起源、分类及VR

技术在产妇分娩过程中的应用现状和效果,以期为推动VR技术在我国产妇分娩过程中的应用提供借鉴。

关键词 虚拟现实技术;产妇;分娩;护理;综述

doi:10.12102/j.issn.2095-8668.2024.21.010

分娩是一个复杂的生理过程,分娩护理质量不仅影响产妇产后出血、感染等多种并发症的发生率,还可能导致产妇丧失自尊、焦虑、抑郁[1]、难以与新生儿建立联系[2]、母乳喂养困难[3]等问题。因此,大多数产妇在生理和心理方面往往面临着巨大的挑战。虚拟现实(virtual reality,VR)技术通过逼真的虚拟环境转移用户对现实世界的注意力,使用户产生如同置身真实环境的感受和体验[4]。随着云计算、人工智能等新技术的发展,VR技术与临床医学的结合日益紧密,在医学教育[5]、康复锻炼[6]、疼痛管理[7]以及精神疾病[8]等领域取得了良好的应用效果。在分娩护理领域,VR技术因其灵活便捷、富有趣味性、技术成本相对较低等优点[9],也逐渐被人们知晓并应用于临床。在提倡自然分娩、减少分娩并发症、提供积极分娩体验的时代背景下,有必要关注VR技术在分娩过程中的研究和应用。现对VR技术在分娩过程中的应用进行综述,以期为推动VR技术在我国产妇分娩过程中的应用提供借鉴。

1 VR技术的概述

1.1 起源

VR技术最早可追溯到20世纪60年代,电影摄影师 Morton Heilig 提出了一个名为“Sensorama”的系统,它是一种多感官的VR体验装置,可以给用户带来3D影像、声音、风和气味等多种感官体验[10]。1987年,Jaron Lanier首次提出“virtual reality”,将其描述为是一种可以将用户从现实环境中抽离,让其进入一个全新虚拟环境的计算机技术[11]。VR技术的特征被概括为3 I,即Immersion(沉浸)、 Imagination(想象)、Interaction(互动),沉浸是指VR技术使用户完全融入虚拟世界,获得一种身临其境的体验;想象是指用户可以通过VR技术学习到新知识、新技能,并以此对现实世界进行想象和改造;互动是指用户可以通过手柄、传感器、触控板等设备与虚拟世界进行互动[12]。

1.2 分类

1)沉浸式VR:用户佩戴1种提供立体视觉图像的头盔,头盔中的运动跟踪器根据头部的位置相应地调整视觉图像,并借助耳机、数据手套等设备把视觉、听觉和其他感觉封闭起来,4hu5W1U276uoo6ALVx9t+g==使用户能够在虚拟环境中移动,与虚拟对象进行互动[13]。2)半沉浸式VR,通过显示器、投影等输出设备呈现影像,允许用户以观察者的身份体验虚拟环境,通过穿戴式传感器捕捉用户动作,识别运动指令[14]。与沉浸式VR比较,半沉浸式VR技术能够减少用户发生恶心、眩晕情况,增加安全保障[15]。3)桌面式VR:通过将虚拟场景呈现在计算机屏幕上,并结合外接设备,如鼠标、键盘、游戏手柄等,让用户在桌面前就能够体验VR的感觉,桌面式VR不需要用户佩戴任何设备,操作技术简单、经济效益高、易于推广[16]。4)增强式VR:也称增强现实(augmented reality),通过计算机图像处理等技术在实际场景中叠加虚拟元素,从而达到现实场景与虚拟元素的交互和融合[17],其优势在于减少了开发复杂真实场景的成本、增强用户与环境之间的交互性[18]。5)分布式VR:能够支持多个用户通过网络链接同时进入同一虚拟场景中进行交互和协作,提高了虚拟空间中的用户数量,增强了用户体验的丰富性[19]。

2 VR技术在分娩中的应用现状

2.1 单独应用

林央央等[20]的研究中,观察组产妇在临产后佩戴VR眼镜,每次佩戴时间为5~60 min,可于宫缩间歇期取下,产妇能够选择海岸漫步、雪世界及海底世界等不同虚拟场景,借助手动控制器模拟拍照,结果显示观察组的第一产程和第二产程时间较对照组明显缩短,疼痛和焦虑评分与对照组比较差异有统计学意义,说明基于VR的分娩镇痛方法有助于缓解产妇的焦虑情绪、减轻疼痛和缩短产程。Akin等[21]对100名产妇进行随机对照试验(randomized controlled trial,RCT),干预组产妇于孕28周时记录胎儿超声图像,临产后佩戴VR眼镜15~20 min观看前期拍摄的胎儿超声图像,结果显示,产妇的分娩疼痛和焦虑水平降低,VR技术让产妇以更积极的方式感知分娩,表明VR在分娩过程中应用的有效性。Mohammadi等[22]的研究中,产妇于宫颈口扩张至4 cm时开始佩戴VR眼镜,直至第一产程结束,佩戴时间至少为20 min,虚拟环境使产妇感觉自己在一只漂浮着的小船中,同时能够听到悦耳的水声,游戏开始时产妇选择与婴儿相关的物品,如果选择正确可以进入下一个关卡,随后能够听到婴儿的笑声,产妇在分娩的不同时间完成Harman分娩恐惧问卷和视觉模拟评分,结果显示,与对照组比较,VR组参与者报告的疼痛强度和对产程疼痛的恐惧更少。

2.2 联合应用

Wu等[23]将研究对象分为硬膜外镇痛组(E组)和硬膜外镇痛联合VR组(EV组),E组产妇接受常规硬膜外镇痛方式,EV组产妇使用了头戴式设备实现沉浸式体验,干预30 min后评估两组产妇的焦虑和疼痛评分。结果显示,EV组产妇额外需要的药物数量明显减少,疼痛缓解更加明显,产妇的总体满意度得到提高。Xie等[24]的研究中,治疗组采用VR技术结合会阴保护技术,利用VR软件将产房内的真实场景拍摄添加到系统中,使三维交互式虚拟场景栩栩如生,在第一产程中孕妇通过VR系统体验手术,研究结果表明,治疗组借助VR技术发挥其沉浸感、人机交互和娱乐性,产妇的疼痛程度和焦虑水平明显降低,自我效能感增强,会阴损伤程度减轻。刘李洁等[25]将拉玛泽呼吸减痛法与VR技术相结合,护理人员指导产妇完成胸式呼吸、加速呼吸、浅呼吸、哈气、闭气等一系列动作,在产程中通过VR技术把柔和的声音、音乐和视觉实时指导相结合,指引分娩产妇进入冥想状态,再配合有效的分娩技巧指导,结果表明,观察组的负性情绪评分、第一产程和二产程疼痛程度均低于对照组。

2.3 注意事项

尽管将VR技术应用于产妇分娩的相关研究目前并不多见,但大多数研究中,产妇通常在分娩的第一产程尤其是产程活跃期使用VR技术,佩戴VR眼镜,逼真有趣的场景和柔美的音乐为产妇营造出舒适的分娩氛围,护理人员同时进行分娩技能指导,VR技术在缓解产妇疼痛和焦虑、促进第一产程进展方面起到重要作用[4,26]。也有研究者在产妇住院分娩前期通过VR技术对产妇进行分娩知识的健康教育、提前感受分娩场景,从而降低产妇对于分娩的恐惧,提高孕妇的积极性和产前教育的有效性[24,27]。另外,由于VR技术在产妇中的应用并非绝对安全,在使用该技术前医护人员需要对产妇进行专业评估,研究者不建议对有癫痫发作风险(重度子痫前期、子痫、癫痫病史)、偏头痛、晕动症、精神障碍、眼神聚焦障碍、视力或听力障碍等疾病及使用VR硬件不适的产妇使用VR技术[28-29]。

3 VR技术在分娩中的应用效果

3.1 减轻疼痛

使用非药物方法缓解分娩疼痛有可能减少副作用,提高母乳喂养率,增加产妇共同决策和对产程的控制感。因此,世界卫生组织鼓励使用非药物镇痛技术提供镇痛服务[30-31]。VR技术通过刺激病人的多重感知,将病人对疼痛的感知转移到虚拟环境中来,减少将疼痛信号传导至大脑,从而降低对疼痛的注意力水平[32]。Gür等[33]探讨基于VR技术的认知行为技术对分娩疼痛的影响,将273名产妇分成干预组(A、B、C、D组)和对照组(E组),给予不同的助产干预,A组观看带有古典音乐的新生儿照片和视频,B组仅观看新生儿照片和视频,C组观看无任何音效的土耳其影片,D组只听古典音乐,E组接受医院常规护理。另外,研究者为了避免长时间限制产妇在产程活跃期的自由活动,所有干预措施只在产程活跃期进行10 min,结果发现所有基于VR技术的干预措施均能减少产程活跃期的疼痛,建议助产士将VR技术更多地应用于分娩过程中。Wong等[34]在产妇分娩潜伏期为其佩戴VR眼镜观看3段不同的图像,分别是一棵会扩张和收缩的树、熊熊燃烧的营火、海浪冲击的海滩的场景,并伴有与分娩相关的音频指导,时长为30 min,在分娩结束后填写疼痛量表和分娩自我效能量表,结果显示,70%的产妇认为VR技术分散了他们对疼痛的注意力,提高了分娩疼痛管理自我效能感。一项RCT结果显示,所有参与使用VR技术的产妇均表示VR在分娩潜伏期的应用帮助其减轻了分娩疼痛,33%的产妇认为VR在宫缩早期更有帮助,77%的产妇希望在未来的分娩中能够再次体验VR技术[35]。Gumilang等[36]的研究对产妇进行了3次VR干预,分别在产程潜伏期(宫口扩张1~3 cm)、活跃期(宫口扩张4~5 cm和7~8 cm),每次干预10 min,产妇可通过智能手机观看河流、海滩、瀑布、湖泊等全景视频,结果表明,VR组和非VR组初产妇潜伏期和活跃期疼痛评分差异均有统计学意义。

3.2 缓解焦虑

焦虑是导致10%~15%的产妇发生产后抑郁的原因之一,对女性产后生活质量有严重影响。Shourab等[37]研究中,干预组的30名初产妇在会阴修复操作进行时佩戴VR眼镜,自主选取喜欢的场景和歌曲,视频时长42 min,结果发现虽然干预组和对照组焦虑评分差异无统计学意义,但干预组在修复期间和修复后的焦虑评分与修复前相比明显降低(P<0.01),VR技术仍是一种安全地减轻焦虑水平的非药物方法。但是,Noben等[38]认为,利用VR技术提供的剖宫产信息并不能很好地缓解焦虑,因为焦虑受到缺乏知识、害怕疼痛、担心胎儿等多种因素的影响,虽然VR可以在短时间内提供可视化的信息,增加产妇对剖宫产的理解,但并不能影响焦虑的其他来源。因此,未来有必要进一步研究以降低产妇焦虑为目标的VR技术的干预内容和时机。

3.3 降低剖宫产率

梁惠兰等[39]的研究在产妇出现规律宫缩后引用VR冥想体验,将轻柔音乐、声音及视觉相结合,使产妇能够有效放松,降低疼痛敏感度。研究结果显示,观察组剖宫产率为3.3%,对照组剖宫产率为20.0%,可见VR技术的使用能有效降低剖宫产率。林央央等[20]的研究借助VR技术,使产妇在整个产程中均可选择和体验喜欢的虚拟场景,研究结果同样显示,两组剖宫产率比较差异有统计学意义,VR技术的应用有望提高产妇顺产率。

3.4 提高分娩的体验感和满意度

研究表明,正常分娩过程中采用无副作用且经济有效的VR技术进行疼痛和焦虑管理,可以提高医疗服务质量和产妇满意度[40]。Ebrahimian等[41]将93名产妇分为口香糖组、VR组和对照组3组,比较不同干预对产妇满意度和分娩时长的影响。口香糖组在开始阶段(宫口4~5 cm)和产程第二阶段(宫口7~8 cm)以自然速度咀嚼口香糖至少20 min;VR组在产程开始阶段和产程第二阶段使用VR眼镜,产妇能看到河流、海岸、瀑布和湖泊等自然风景视频,每次干预均持续20 min;对照组除常规护理外不进行任何干预,结果发现口香糖组和VR组的满意度得分和分娩时长差异均无统计学意义,但相对于对照组,两个干预组的满意度得分更高,分娩时长更短。Wong等[34]对使用VR技术助产的产妇进行访谈,大多数产妇对其分娩体验感到满意。她们在访谈中提到:“体验是如此美好”“我喜欢把宫缩想象成爱的波浪”。产妇希望鼓励其他产妇在分娩期间使用VR,或者至少在使用任何止痛药之前尝试一下,她们认为通过欣赏音乐、图片以及指导信息可以帮助产妇控制呼吸,更好地缓解疼痛。一项国外综述报道,VR技术虽然能够提高分娩时的满意度,但大多数研究并没有对受试者采用盲法,这可能导致研究结果存在偏倚[42],希望在未来研究中对偏倚因素加以控制。

4 不足与展望

为了使VR技术在产妇分娩过程中得到更好的推广,未来的研究中应注意以下问题。1)探讨干预时间和频率。有研究表明,VR技术对分娩镇痛的效果受是否持续VR暴露的影响,频繁干扰可能会减少沉浸感,影响镇痛效果[23]。另外,增加产妇对VR的接触可能降低产妇对VR技术的兴趣,未来还需继续探讨VR技术对产妇的具体干预时间和频率。2)完善VR内容,开发虚拟场景。目前,对于产妇分娩过程中VR的干预内容和特异性场景较为单一,创新性不够,未来的研究中应重视VR图片、视频的丰富性,针对不同分娩体位设定虚拟环境,鼓励女性VR开发者参与其中,从女性角度研发出更适合产妇的虚拟产品。3)提倡联合应用。VR技术联合其他助产技术能够取得更明显的干预效果,未来可考虑将VR技术与音乐疗法、腹式呼吸等方法联合应用,提高产妇的分娩体验感和满意度。4)改进硬件设备。VR技术通常需要借助虚拟头盔或眼镜,硬件设备的舒适性是影响使用者体验感的重要因素。Wong等[34]研究显示,产妇认为佩戴的VR眼镜存在重量过重、镜片起雾等问题,在未来的硬件设计中需加以改进。5)关注安全性问题。有研究发现,产妇使用VR技术时存在头晕、恶心等问题,增加了产妇发生跌倒、坠床的风险。因此,在使用VR技术前,医护人员需对产妇进行评估,掌握该技术应用的适应证和禁忌证,提前告知产妇可能存在的风险及不良反应,密切观察产妇的表情和情绪变化,产妇出现不适感时暂停使用VR技术,合理安排使用时间,在实践中探索最佳干预时间和频率[43]。6)完善研究设计。目前,国内外关于VR技术在产妇分娩中的RCT仍然较少,未来应开展多中心、大样本的RCT研究,以验证VR技术在产妇分娩过程中的应用效果。

5 小结

VR技术在产妇分娩过程中的应用可以减轻疼痛、缓解焦虑、降低剖宫产率,提高分娩的体验感和满意度,但是国内的VR技术在分娩护理领域的应用尚处于起步阶段,VR技术的管理和使用也存在着不足,未来期望技术人员和医务工作者在VR的开发和使用中能有更多的探索和突破,为产妇带来更高的分娩体验和护理服务质量。

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(收稿日期:2024-04-12;修回日期:2024-10-10)

(本文编辑张建华)