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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在肺癌患者健康管理中的應(yīng)用研究進(jìn)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(xué) 護(hù)理學(xué)院,浙江杭州 310051;2.杭州市第一人民醫(yī)院護(hù)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(jì)數(shù)據(jù)顯示,2020年肺癌新發(fā)病例已超220萬,死亡病例達(dá)179萬,占癌癥相關(guān)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(diào)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(fù)擔(dān)與痛苦,存在更高水平的支持性護(hù)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(shí)(virtual reality,VR)作為一種新興的人機(jī)交互技術(shù),可融合視、聽、力、觸、以及運(yùn)動覺等多種感覺為一體來構(gòu)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(dāng)下,VR技術(shù)作為一種非藥物干預(yù)措施,在腫瘤癥狀管理、運(yùn)動康復(fù)、健康教育中取得了良好的應(yīng)用效果。本文綜述VR技術(shù)在肺癌患者健康管理中的應(yīng)用進(jìn)展,以期推動VR在此領(lǐng)域中的深入探索。

1 VR技術(shù)的概念與分類

VR技術(shù)的概念最早可追溯至20世紀(jì)60年代[7],該技術(shù)以計(jì)算機(jī)為核心,借助傳感技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能以及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)等生成三維動態(tài)與實(shí)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(shù)被分為桌面式、沉浸式、分布式與增強(qiáng)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(biāo)和鍵盤等輸入設(shè)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(shù)具有高經(jīng)濟(jì)性、低沉浸性的特點(diǎn)[10];沉浸式VR通過頭戴式顯示器或結(jié)合其他形式的傳感器以實(shí)現(xiàn)全身運(yùn)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(shí)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(jìn)行互動的VR技術(shù),可有效增強(qiáng)協(xié)同工作與社會交互能力[11];增強(qiáng)式VR則是將真實(shí)世界的元素嵌入虛擬環(huán)境中,是VR和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合,更強(qiáng)調(diào)與真實(shí)環(huán)境的交互[12]。

2 VR技術(shù)在肺癌患者健康管理中的應(yīng)用

2.1 適用人群相關(guān)研究驗(yàn)證了VR技術(shù)在肺癌患者中應(yīng)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(shù)期[15]以及術(shù)后康復(fù)期[16]患者,分期涵蓋II至IV期。鑒于人群特異性,研究納入標(biāo)準(zhǔn)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(rèn)知障礙)、意識障礙(譫妄、大腦皮質(zhì)受損)、藥物依賴、嚴(yán)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(shè)備的患者。

2.2 應(yīng)用方法操作前,完成VR技術(shù)相關(guān)培訓(xùn)的醫(yī)護(hù)人員向患者及家屬介紹VR設(shè)備的使用目的、操作方式與注意事項(xiàng)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(hù)人員應(yīng)嚴(yán)密觀察患者反應(yīng),處理突發(fā)問題,在確保設(shè)備正常運(yùn)行的同時做好患者數(shù)據(jù)的核驗(yàn)與存儲。操作后,醫(yī)護(hù)人員可通過訪談、問卷調(diào)查等方式收集患者體驗(yàn)與成效,適時優(yōu)化方案。

2.2.1 基于VR技術(shù)的健康教育健康教育是增強(qiáng)患者對于疾病認(rèn)知、康復(fù)的有效手段。相較于傳統(tǒng)健康教育模式,基于VR技術(shù)的健康教育能夠?yàn)榛颊咛峁﹤€性化和動態(tài)的學(xué)習(xí)路徑,優(yōu)化患者結(jié)局。針對手術(shù)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(dāng)天至出院前整個流程,內(nèi)容包含肺癌知識、手術(shù)信息及肺康復(fù)訓(xùn)練。在放療患者中,Wang等[13]借助Oculus Quest頭戴式顯示器的先進(jìn)技術(shù),創(chuàng)建房間級虛擬環(huán)境,將患者的CT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至3D透明人形中,其中黃色的光束被傳導(dǎo)至該透明模型的對應(yīng)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(jié)構(gòu)與放療靶體積,醫(yī)護(hù)人員予以實(shí)時解釋放療細(xì)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(xiàng)與肺功能鍛煉、有效排痰的方法。此外,Birkhoff等[19]基于認(rèn)知-動機(jī)-關(guān)系理論定制了16 min的VR視頻進(jìn)行試點(diǎn)研究,其視頻章節(jié)包括生命體征的測量、化療藥物的準(zhǔn)備、護(hù)士檢查、化療藥物的管理等內(nèi)容,拍攝地點(diǎn)涉及候診室、輸液室、藥房、藥物室和護(hù)士主導(dǎo)的咨詢室,有效提升了患者的自我效能。對于康復(fù)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(dǎo)患者通過游戲闖關(guān)的方式促其在虛擬世界中有效地與醫(yī)生溝通,強(qiáng)化疾病認(rèn)知,弱化疾病污名。

2.2.2 基于VR技術(shù)的認(rèn)知干預(yù) 有研究[21-22]發(fā)現(xiàn),肺癌患者認(rèn)知障礙的發(fā)生率可達(dá)12.1%,表現(xiàn)為記憶力、學(xué)習(xí)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(yù)至關(guān)重要。趙瑞瑩等[14]將70例肺癌化療患者隨機(jī)分為VR組與常規(guī)組,VR組患者在VR認(rèn)知訓(xùn)練平臺上分別完成包括記憶力(九宮格拼圖、音樂學(xué)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(xùn)練,1次/d,每周共5次,持續(xù)8周,以達(dá)到改善認(rèn)知的效果。

2.2.3 基于VR技術(shù)的情緒管理消極的心理狀態(tài)可能會加劇化療相關(guān)不良反應(yīng),VR技術(shù)通過轉(zhuǎn)移患者注意力,可緩解患者的不良情緒。舒曉等[15]隨機(jī)分配100例肺癌患者至試驗(yàn)組與觀察組,前組在術(shù)前1 d觀看與肺癌手術(shù)相關(guān)的VR視頻基礎(chǔ)上聯(lián)合心理護(hù)理。此外,趙瑞瑩等[14]在將VR認(rèn)知訓(xùn)練系統(tǒng)與心理干預(yù)聯(lián)合,通過組織心理講座(每2周1次,共4次)、引導(dǎo)患者分享訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)來改善患者認(rèn)知,以達(dá)到間接舒緩情緒的效果。然而,盡管上述學(xué)者將負(fù)性情緒作為測量的結(jié)局指標(biāo),但其心理干預(yù)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(yù)方案。

2.2.4 基于VR技術(shù)的疼痛管理慢性疼痛作為肺癌術(shù)后的常見并發(fā)癥,其發(fā)生率可高達(dá)65%[23]。VR技術(shù)基于注意力分散機(jī)制,可達(dá)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(jìn)行沉思與放松,亦可想象蝴蝶飛行完成冥想;在認(rèn)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(yù)30 min,持續(xù)6 d,共4周;結(jié)果肯定了VR技術(shù)在管理慢性疼痛中的價(jià)值。

2.2.5 基于VR技術(shù)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(dá)59%～100%,嚴(yán)重影響患者預(yù)后[25]。雷黎黎等[26]運(yùn)用頭戴式顯示器,應(yīng)用Steam VR Tracking 1.0技術(shù)與Chaperone引導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)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(jī)分組;試驗(yàn)組在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上給予3次/周、30 min/次的VR干預(yù),為期3個月;盡管結(jié)果證明VR對改善癌因性疲乏有一定療效,但關(guān)于VR干預(yù)的具體內(nèi)容作者并未詳盡描述,其在癌因性疲乏中的應(yīng)用效果需進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.2.6 基于VR技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練肺癌患者的康復(fù)訓(xùn)練漫長且枯燥,提升其康復(fù)積極性與依從性尤為關(guān)鍵。VR技術(shù)的融入個性化地豐富了訓(xùn)練內(nèi)容,改善了患者訓(xùn)練的乏味。Hoffman等[16]通過一款VR游戲機(jī)(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(yīng)型平衡板結(jié)合VR游戲進(jìn)行肢體平衡訓(xùn)練,并通過計(jì)步器遠(yuǎn)程監(jiān)測效果,為肺癌患者的居家康復(fù)提供了新視角。作為試點(diǎn)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(shù)與肺癌護(hù)理要點(diǎn)使用BioMaster虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù),患者通過配戴VR眼鏡和可穿戴式無線傳感器進(jìn)行肺康復(fù)訓(xùn)練(包括呼吸功能訓(xùn)練及站在平衡板上進(jìn)行關(guān)節(jié)活動度鍛煉),手術(shù)前后每日訓(xùn)練2次,30 min/次,以達(dá)到康復(fù)效果。此外,美國布里奇波特大學(xué)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(jìn)有效呼吸,通過將減少的肺癌細(xì)胞可視化來激發(fā)免疫系統(tǒng);盡管作者未詳述干預(yù)療程,但該技術(shù)有望在肺康復(fù)領(lǐng)域展現(xiàn)潛力,為患者增加新的治療選擇。

3 VR技術(shù)在肺癌患者健康管理中的應(yīng)用效果

3.1 應(yīng)用效果的結(jié)局指標(biāo) VR應(yīng)用效果的結(jié)局指標(biāo)涉及自我效能、認(rèn)知、心理、癥狀、生活質(zhì)量、麻醉復(fù)蘇及呼吸功能評估:自我效能評估選用癌癥行為量表[19];認(rèn)知功能評估應(yīng)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(yùn)用視覺模擬評分法[24]及McGill疼痛問卷[24]評估疼痛、運(yùn)用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)評估睡眠[26]、應(yīng)用Piper疲乏量表評估癌因性疲乏[18];生活質(zhì)量評估采用生活質(zhì)量測定量表[14];麻醉復(fù)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(yīng)用效果應(yīng)用VR技術(shù)的干預(yù)效果旨在提升肺癌患者的自我效能、改善認(rèn)知、緩解負(fù)性情緒、促進(jìn)癥狀管理和提升生活質(zhì)量。研究[13,15,17-20]表明,VR技術(shù)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(fù)性情緒也有一定效果。研究[14]發(fā)現(xiàn),VR認(rèn)知干預(yù)在提高患者認(rèn)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(shù)的沉浸式體驗(yàn)?zāi)苡行Х稚⒆⒁饬?緩解慢性疼痛和癌因性疲乏。研究[16-17,27]表明,VR技術(shù)革命性地影響了肺癌康復(fù),其個性化、趣味性特點(diǎn)提升了患者參與度和依從性,強(qiáng)化了康復(fù)效果。

4 VR技術(shù)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(lǐng)域提供新發(fā)展方向 VR技術(shù)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(yù),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(fù)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(yàn);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(fù)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(shí)景模擬手術(shù)和癥狀應(yīng)對,亦可聯(lián)合醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行虛擬互動教育,增強(qiáng)患者及家屬的健康管理參與度。

4.2 VR技術(shù)在肺癌患者健康管理應(yīng)用中的挑戰(zhàn)

4.2.1 VR技術(shù)的安全性有待提升首先,個別患者在應(yīng)用VR設(shè)備后反饋有頭暈、惡心、嘔吐、疲勞等不良反應(yīng)[24],或?qū)颊咴斐砂踩[患。因此,對于醫(yī)護(hù)人員,需密切觀察患者反應(yīng),選擇合適的干預(yù)時間;對于開發(fā)者,可通過優(yōu)化分辨率、刷新率、視點(diǎn)渲染等方式提升設(shè)備性能。其次,在使用VR技術(shù)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(qiáng)技術(shù)攻關(guān),保護(hù)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(shù)的經(jīng)濟(jì)效益有待關(guān)注近年來,鮮少有研究評價(jià)VR設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。不論是初始裝備購入、設(shè)備運(yùn)營和軟件的維護(hù)還是醫(yī)護(hù)人員的培訓(xùn),VR的經(jīng)濟(jì)成本均相對較高,因此未來有待于將VR應(yīng)用成本、患者經(jīng)濟(jì)與醫(yī)療成本進(jìn)一步對比,以期實(shí)現(xiàn)成本效益最大化。

4.2.3 VR技術(shù)的長期干預(yù)效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證現(xiàn)有研究多集中于短期效果,關(guān)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(yàn),亦可將其與可穿戴設(shè)備相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)健康數(shù)據(jù)的持續(xù)性監(jiān)測,以期驗(yàn)證VR技術(shù)的長期干預(yù)效果與穩(wěn)定性。

5 小結(jié)與展望

基于VR技術(shù)的健康管理打破了傳統(tǒng)的醫(yī)療、護(hù)理模式,在肺癌患者的不同群體與情境中均有應(yīng)用,其應(yīng)用效果已得到了初步驗(yàn)證。但是,VR技術(shù)在肺癌患者健康管理的相關(guān)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(shù)的應(yīng)用周期、應(yīng)用頻率、具體應(yīng)用過程的描述有待深入。未來仍需開展多中心的隨機(jī)對照試驗(yàn)進(jìn)一步對VR技術(shù)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、長效性等進(jìn)行驗(yàn)證;還可拓展交叉融合路徑,加大跨學(xué)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(jìn)一步提高肺癌患者的生活質(zhì)量,優(yōu)化其生存結(jié)局。

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