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虛擬現(xiàn)實技術在肺癌患者健康管理中的應用研究進展

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月16日 02:31

江寧,莫瑜威,林雯雯,徐梅,王莉,朱艷麗,寧麗

(1.浙江中醫(yī)藥大學護理學院,浙江杭州 310051;2.杭州市第一人民醫(yī)院護理部,浙江杭州 310006;3.杭州市第一人民醫(yī)院心胸外科)

全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年肺癌新發(fā)病例已超220萬,死亡病例達179萬,占癌癥相關死亡和發(fā)病的首位與次位[1]。隨著早期篩查的普及、治療手段的發(fā)展,肺癌患者的生命周期得到了延長[2]。但有調查[3-4]顯示,肺癌患者依舊承受著較其他癌種更為沉重的負擔與痛苦,存在更高水平的支持性護理需求,而這也對肺癌患者的健康管理提出了更大的挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)作為一種新興的人機交互技術,可融合視、聽、力、觸、以及運動覺等多種感覺為一體來構建三維虛擬環(huán)境[5],具有沉浸性、交互性、想象性的特征[6]。當下,VR技術作為一種非藥物干預措施,在腫瘤癥狀管理、運動康復、健康教育中取得了良好的應用效果。本文綜述VR技術在肺癌患者健康管理中的應用進展,以期推動VR在此領域中的深入探索。

1 VR技術的概念與分類

VR技術的概念最早可追溯至20世紀60年代[7],該技術以計算機為核心,借助傳感技術、多媒體技術、人工智能以及計算機圖形技術等生成三維動態(tài)與實時交互的虛擬環(huán)境。通過模擬視覺、觸覺等多感知的反饋,使用戶獲得身臨其境的感受[8]。根據(jù)沉浸程度與參與形式,VR技術被分為桌面式、沉浸式、分布式與增強式4類[9]。其中桌面式VR允許用戶通過顯示屏查看交互虛擬環(huán)境,通過鼠標和鍵盤等輸入設備與虛擬世界互動而無需使用頭戴式顯示器,因而此類技術具有高經(jīng)濟性、低沉浸性的特點[10];沉浸式VR通過頭戴式顯示器或結合其他形式的傳感器以實現(xiàn)全身運動捕捉。相比桌面式VR,沉浸式VR能為用戶帶來更高層次的沉浸效果,更具交互性與真實感[11]。分布式VR是一種允許多個處于不同地理位置的用戶同時進行互動的VR技術,可有效增強協(xié)同工作與社會交互能力[11];增強式VR則是將真實世界的元素嵌入虛擬環(huán)境中,是VR和增強現(xiàn)實技術的融合,更強調與真實環(huán)境的交互[12]。

2 VR技術在肺癌患者健康管理中的應用

2.1 適用人群相關研究驗證了VR技術在肺癌患者中應用的可行性,具體人群包括18歲及以上的肺癌放療期[13]、化療期[14]、圍術期[15]以及術后康復期[16]患者,分期涵蓋II至IV期。鑒于人群特異性,研究納入標準差異較大,但均排除以下患者:有精神疾病(服用抗抑郁藥物、認知障礙)、意識障礙(譫妄、大腦皮質受損)、藥物依賴、嚴重軀體疾病(癲癇、心肝腎臟疾病、身患多類腫瘤)、佩戴禁忌證(視聽障礙、眩暈癥)、因各種原因要求退出研究等無法使用VR設備的患者。

2.2 應用方法操作前,完成VR技術相關培訓的醫(yī)護人員向患者及家屬介紹VR設備的使用目的、操作方式與注意事項等,囑其簽署知情同意書后采集患者一般資料、生理參數(shù)等信息。操作時,醫(yī)護人員應嚴密觀察患者反應,處理突發(fā)問題,在確保設備正常運行的同時做好患者數(shù)據(jù)的核驗與存儲。操作后,醫(yī)護人員可通過訪談、問卷調查等方式收集患者體驗與成效,適時優(yōu)化方案。

2.2.1 基于VR技術的健康教育健康教育是增強患者對于疾病認知、康復的有效手段。相較于傳統(tǒng)健康教育模式,基于VR技術的健康教育能夠為患者提供個性化和動態(tài)的學習路徑,優(yōu)化患者結局。針對手術患者,鄭佳莉等[17]通過Adobe-Premiere軟件定制沉浸式VR教育視頻,路徑涵蓋入院當天至出院前整個流程,內(nèi)容包含肺癌知識、手術信息及肺康復訓練。在放療患者中,Wang等[13]借助Oculus Quest頭戴式顯示器的先進技術,創(chuàng)建房間級虛擬環(huán)境,將患者的CT數(shù)據(jù)轉換至3D透明人形中,其中黃色的光束被傳導至該透明模型的對應病灶中;囑4例肺癌患者于放療前在VR空間中任意走動并從多角度查看肺部解剖結構與放療靶體積,醫(yī)護人員予以實時解釋放療細節(jié),全程時長約30 min。對于化療患者,王寧等[18]通過定制VR視頻,向患者及家屬展示化療注意事項與肺功能鍛煉、有效排痰的方法。此外,Birkhoff等[19]基于認知-動機-關系理論定制了16 min的VR視頻進行試點研究,其視頻章節(jié)包括生命體征的測量、化療藥物的準備、護士檢查、化療藥物的管理等內(nèi)容,拍攝地點涉及候診室、輸液室、藥房、藥物室和護士主導的咨詢室,有效提升了患者的自我效能。對于康復期的患者,Brown-Johnson等[20]通過開發(fā) “mHealth TLC”創(chuàng)建虛擬醫(yī)療環(huán)境,指導患者通過游戲闖關的方式促其在虛擬世界中有效地與醫(yī)生溝通,強化疾病認知,弱化疾病污名。

2.2.2 基于VR技術的認知干預有研究[21-22]發(fā)現(xiàn),肺癌患者認知障礙的發(fā)生率可達12.1%,表現(xiàn)為記憶力、學習力及執(zhí)行力下降等,在治療后可持續(xù)數(shù)月至數(shù)年。因此,有效的干預至關重要。趙瑞瑩等[14]將70例肺癌化療患者隨機分為VR組與常規(guī)組,VR組患者在VR認知訓練平臺上分別完成包括記憶力(九宮格拼圖、音樂學唱)、執(zhí)行力(動作模仿)、信息處理(連連看游戲)、注意力(虛擬迷宮游戲)等4個部分的訓練,1次/d,每周共5次,持續(xù)8周,以達到改善認知的效果。

2.2.3 基于VR技術的情緒管理消極的心理狀態(tài)可能會加劇化療相關不良反應,VR技術通過轉移患者注意力,可緩解患者的不良情緒。舒曉等[15]隨機分配100例肺癌患者至試驗組與觀察組,前組在術前1 d觀看與肺癌手術相關的VR視頻基礎上聯(lián)合心理護理。此外,趙瑞瑩等[14]在將VR認知訓練系統(tǒng)與心理干預聯(lián)合,通過組織心理講座(每2周1次,共4次)、引導患者分享訓練經(jīng)驗來改善患者認知,以達到間接舒緩情緒的效果。然而,盡管上述學者將負性情緒作為測量的結局指標,但其心理干預內(nèi)容未做VR處理。因此,未來有待開發(fā)全方位的VR肺癌心理干預方案。

2.2.4 基于VR技術的疼痛管理慢性疼痛作為肺癌術后的常見并發(fā)癥,其發(fā)生率可高達65%[23]。VR技術基于注意力分散機制,可達到減痛效果。Bernard等[24]基于HTC Vive頭戴式顯示器開發(fā)了令患者身臨其境的2種VR環(huán)境:在正念冥想環(huán)境中,患者可在放松的音樂和音頻提示下穿越森林進行沉思與放松,亦可想象蝴蝶飛行完成冥想;在認知環(huán)境中,患者可在輕松的氛圍下完成3D拼圖,在充滿故事情節(jié)的“外星世界”中探索謎題;研究每次干預30 min,持續(xù)6 d,共4周;結果肯定了VR技術在管理慢性疼痛中的價值。

2.2.5 基于VR技術的疲乏管理癌因性疲乏在肺癌治療過程中的發(fā)生率可達59%～100%,嚴重影響患者預后[25]。雷黎黎等[26]運用頭戴式顯示器,應用Steam VR Tracking 1.0技術與Chaperone引導系統(tǒng)構建虛擬環(huán)境,將包括13例肺癌在內(nèi)的60例化療患者隨機分組;試驗組在常規(guī)治療的基礎上給予3次/周、30 min/次的VR干預,為期3個月;盡管結果證明VR對改善癌因性疲乏有一定療效,但關于VR干預的具體內(nèi)容作者并未詳盡描述,其在癌因性疲乏中的應用效果需進一步驗證。

2.2.6 基于VR技術的康復訓練肺癌患者的康復訓練漫長且枯燥,提升其康復積極性與依從性尤為關鍵。VR技術的融入個性化地豐富了訓練內(nèi)容,改善了患者訓練的乏味。Hoffman等[16]通過一款VR游戲機(任天堂)行走和平衡鍛煉程序開發(fā)了新型居家鍛煉方案,患者可借助壓力感應型平衡板結合VR游戲進行肢體平衡訓練,并通過計步器遠程監(jiān)測效果,為肺癌患者的居家康復提供了新視角。作為試點研究,其樣本量及具體方案未明,因而可行性有待商榷。鄭佳莉等[17]基于VR技術與肺癌護理要點使用BioMaster虛擬情景互動訓練系統(tǒng)進行干預,患者通過配戴VR眼鏡和可穿戴式無線傳感器進行肺康復訓練(包括呼吸功能訓練及站在平衡板上進行關節(jié)活動度鍛煉),手術前后每日訓練2次,30 min/次,以達到康復效果。此外,美國布里奇波特大學的一個研究小組為125例肺癌患者開發(fā)了一種基于VR的全新呼吸療法[27],患者通過觀察虛擬肺部變化促進有效呼吸,通過將減少的肺癌細胞可視化來激發(fā)免疫系統(tǒng);盡管作者未詳述干預療程,但該技術有望在肺康復領域展現(xiàn)潛力,為患者增加新的治療選擇。

3 VR技術在肺癌患者健康管理中的應用效果

3.1 應用效果的結局指標 VR應用效果的結局指標涉及自我效能、認知、心理、癥狀、生活質量、麻醉復蘇及呼吸功能評估:自我效能評估選用癌癥行為量表[19];認知功能評估應用簡易智能精神狀態(tài)檢查量表[14];心理評估量表包括漢密爾頓焦慮與抑郁量表[14]、焦慮自評量表[15]等;癥狀評估運用視覺模擬評分法[24]及McGill疼痛問卷[24]評估疼痛、運用匹茲堡睡眠質量指數(shù)評估睡眠[26]、應用Piper疲乏量表評估癌因性疲乏[18];生活質量評估采用生活質量測定量表[14];麻醉復蘇評估包括躁動評分和Ramsay評分[15];呼吸效能評估主要包含肺活量和肺部大小[27]。

3.2 應用效果應用VR技術的干預效果旨在提升肺癌患者的自我效能、改善認知、緩解負性情緒、促進癥狀管理和提升生活質量。研究[13,15,17-20]表明,VR技術的高互動性與仿真性易于提升宣教效果及患者治療依從性,并提高自我效能,對改善負性情緒也有一定效果。研究[14]發(fā)現(xiàn),VR認知干預在提高患者認知水平的同時也有助于減輕焦慮和抑郁情緒。此外,研究[24,26]表明,基于VR技術的沉浸式體驗能有效分散注意力,緩解慢性疼痛和癌因性疲乏。研究[16-17,27]表明,VR技術革命性地影響了肺癌康復,其個性化、趣味性特點提升了患者參與度和依從性,強化了康復效果。

4 VR技術在肺癌患者健康管理中的發(fā)展前景與挑戰(zhàn)

4.1 為肺癌患者的健康管理領域提供新發(fā)展方向 VR技術在肺癌患者健康管理中具備潛力,但目前研究數(shù)量及深度還較為欠缺,后續(xù)研究可專注于:(1)放化療的癥狀毒性管理。如利用VR分心干預,幫助患者緩解疼痛、疲乏、焦慮和抑郁等放化療毒性癥狀,亦可通過VR輔助呼吸功能鍛煉,提升呼吸效能。(2)針對老年肺癌患者的個性化康復鍛煉?，F(xiàn)有研究多使用商業(yè)化游戲,不乏射擊、恐怖類內(nèi)容,易引起患者的不適體驗;鑒于肺癌患者多為老年群體,未來還需研發(fā)符合我國文化的多樣化階梯康復游戲。(3)全周期的健康教育。利用VR為患者及家屬提供立體的信息支持,如實景模擬手術和癥狀應對,亦可聯(lián)合醫(yī)護人員進行虛擬互動教育,增強患者及家屬的健康管理參與度。

4.2 VR技術在肺癌患者健康管理應用中的挑戰(zhàn)

4.2.1 VR技術的安全性有待提升首先,個別患者在應用VR設備后反饋有頭暈、惡心、嘔吐、疲勞等不良反應[24],或對患者造成安全隱患。因此,對于醫(yī)護人員,需密切觀察患者反應,選擇合適的干預時間;對于開發(fā)者,可通過優(yōu)化分辨率、刷新率、視點渲染等方式提升設備性能。其次,在使用VR技術的過程中,患者不可避免地會暴露個人健康信息與行為數(shù)據(jù)。因此,未來仍需加強技術攻關,保護患者的數(shù)據(jù)隱私安全,避免非法訪問,提升數(shù)據(jù)安全性。

4.2.2 VR技術的經(jīng)濟效益有待關注近年來,鮮少有研究評價VR設備的經(jīng)濟效益。不論是初始裝備購入、設備運營和軟件的維護還是醫(yī)護人員的培訓,VR的經(jīng)濟成本均相對較高,因此未來有待于將VR應用成本、患者經(jīng)濟與醫(yī)療成本進一步對比,以期實現(xiàn)成本效益最大化。

4.2.3 VR技術的長期干預效果有待進一步驗證現(xiàn)有研究多集中于短期效果,關于其長期效果的追蹤極為有限。因此,未來研究或可收集用戶反饋體驗,亦可將其與可穿戴設備相結合,實現(xiàn)健康數(shù)據(jù)的持續(xù)性監(jiān)測,以期驗證VR技術的長期干預效果與穩(wěn)定性。

5 小結與展望

基于VR技術的健康管理打破了傳統(tǒng)的醫(yī)療、護理模式,在肺癌患者的不同群體與情境中均有應用,其應用效果已得到了初步驗證。但是,VR技術在肺癌患者健康管理的相關研究仍處于起步階段,以探索性研究為主,研究數(shù)量較少且研究的樣本量亦較小,對VR技術的應用周期、應用頻率、具體應用過程的描述有待深入。未來仍需開展多中心的隨機對照試驗進一步對VR技術的安全性、經(jīng)濟性、長效性等進行驗證;還可拓展交叉融合路徑,加大跨學科人才的培養(yǎng),以期為肺癌患者提供更為安全、有效、可行的健康支持,進一步提高肺癌患者的生活質量,優(yōu)化其生存結局。

本文由 @ 修訂發(fā)布于 2024-11-20 14:13:48

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