虛擬現(xiàn)實技術在ICU重癥病人譫妄預防中的應用研究進展

宋 嬌，耿 麗

1.武漢科技大學，湖北 430012；2.武漢科技大學附屬武漢亞洲心臟病醫(yī)院

譫妄是一種注意力不集中伴有意識障礙、思維紊亂的急性腦功能障礙臨床綜合征，臨床表現(xiàn)為意識障礙、認知改變、記憶缺失、定向力障礙、睡眠-覺醒周期改變，是一種嚴重影響病人臨床結局的并發(fā)癥[1]。譫妄通常發(fā)生在急危重癥病人中，并會對病人的軀體、認知、心理健康造成持續(xù)性損害。研究顯示，病人在院期間譫妄發(fā)生率為29%～46%[2]，ICU 住院期間病人的譫妄發(fā)生率約為80%，并且在診斷譫妄后死亡率將增加70%[3]。因此，對于譫妄的干預、防治尤為重要。虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）技術是一種合成模擬環(huán)境的計算機技術，通過沉浸式體驗調(diào)動多感官（視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、動覺、本體感受)，使病人沉浸于三維動態(tài)視景和實體行為交互的虛擬境界中，從而改善病人的認知功能和平衡能力，增強其自主性，構建正性思維[4-6]，這對于提升病人日?；顒幽芰?、促進病人盡早回歸家庭和社會具有積極作用。目前，虛擬現(xiàn)實技術作為一項非常具有前景的醫(yī)療康復技術正在為大家所熟知，但虛擬現(xiàn)實技術在國內(nèi)的應用和發(fā)展還不成熟，針對虛擬現(xiàn)實技術在預防ICU 重癥病人譫妄發(fā)生方面的研究也相對較少。因此，本研究通過對國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術在ICU 重癥病人譫妄預防的應用效果進行綜述，為臨床工作者及研究者提供參考。

1 ICU 重癥病人譫妄管理現(xiàn)狀

目前，針對ICU 重癥病人譫妄預防及管理策略主要包括病因治療、藥物治療及非藥物治療[7]。譫妄在藥物治療前應積極進行病因治療，去除導致譫妄發(fā)生的病因，如缺氧、炎癥、代謝紊亂等疾病損傷所導致的急性腦功能障礙，以及誘發(fā)ICU 重癥病人譫妄發(fā)生的危險因素，如通氣時間延長、鎮(zhèn)痛/鎮(zhèn)靜不當、睡眠障礙、身體約束等[7-8]。藥物治療主要包括中樞性膽堿酯酶抑制劑、褪黑素及褪黑素受體激動劑、右美托咪定、苯二氮?類、抗精神病藥、他汀類藥物等[9]。針對譫妄預防的非藥物治療主要包括多成分非藥物干預策略、虛擬現(xiàn)實技術、職業(yè)治療、物理治療、ABCDE（F）集束化方案、eCASH 護理模式等。研究表示，非藥物治療作為譫妄預防的最佳干預策略，可降低43%的譫妄發(fā)生率，并最大限度恢復病人的認知功能及軀體功能，縮短住院時間，改善病人臨床結局[10-11]。其中虛擬現(xiàn)實技術因其設備條件、經(jīng)濟條件、應用場所等要求，在ICU 重癥病人譫妄預防的應用尚處于探索階段。

2 虛擬現(xiàn)實技術概述

2.1 虛擬現(xiàn)實技術概念及分類

虛擬現(xiàn)實技術的概念于20 世紀60 年代在美國誕生，20 世紀90 年代至今，虛擬現(xiàn)實技術理論及相關軟硬件的迅速發(fā)展，使其在各個領域得到廣泛運用[12]，特別是在醫(yī)療康復領域中引入虛擬現(xiàn)實技術是重要的研究方向。利用虛擬現(xiàn)實技術的交互性（interaction）、沉浸性（immersion）、想象性（imagination），幫助參與者沉浸在虛擬合成的環(huán)境中，并借助傳感器實現(xiàn)與虛擬環(huán)境的互動，從而促進參與者多感官功能恢復[13]。

根據(jù)參與形式的不同，可將虛擬現(xiàn)實技術分為桌面式、沉浸式、增強式、分布式4 類[5]。其中桌面式虛擬現(xiàn)實技術是指用戶通常面對計算機顯示器，常通過鼠標、鍵盤或觸屏與虛擬現(xiàn)實環(huán)境進行互動，它對硬件設備要求不高，操作方便簡易，但用戶的體驗感及沉浸感較低。沉浸式虛擬現(xiàn)實技術是指用戶頭戴顯示器等相關設備將外界視聽隔絕，從而完全感知虛擬世界，同時利用配套定位器和手柄實現(xiàn)走動、環(huán)視、抓取、拖拽等活動與虛擬場景進行互動，能夠使用戶完全投入虛擬環(huán)境中，從而獲得更好的體驗感[14]。增強式虛擬現(xiàn)實技術是將虛擬信息疊加到真實應用場景中，利用虛擬現(xiàn)實技術模擬、仿真現(xiàn)實世界，增強用戶對外部世界的真實感受。分布式虛擬現(xiàn)實技術是在沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的基礎上，將多個用戶通過網(wǎng)絡相連接，實現(xiàn)信息共享，從而達到共同體驗一個虛擬環(huán)境的偽真實經(jīng)歷[5]。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術應用現(xiàn)狀

目前，虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)療康復領域已被廣泛應用，因其趣味性、可操作性及安全性等特點，多被應用于腦卒中、帕金森病、阿爾茨海默病、腦外傷、骨關節(jié)疾病、精神疾病等疾病的康復治療，并根據(jù)病人的即時反饋制定適合病人的方案，從而達到滿足不同個體化需求的治療目的[15]。大多數(shù)研究的主要內(nèi)容以虛擬現(xiàn)實技術在譫妄預防的可接受性、耐受性及初步臨床療效為主；并通過虛擬現(xiàn)實技術干預降低ICU 重癥病人譫妄發(fā)生率或減少譫妄持續(xù)時間，提高睡眠質(zhì)量，改善焦慮、抑郁情緒，緩解疼痛癥狀，改善認知功能障礙[3]。

2.3 虛擬現(xiàn)實技術應用方式及操作方法

2.3.1 應用方式

虛擬現(xiàn)實技術在ICU 重癥病人譫妄預防中的應用方式主要包括視頻觀看、音頻播放、游戲參與、認知鍛煉。其中視頻觀看主要通過向病人提供令人平靜、放松的自然景觀視頻，如海灘、麥田、森林、山地景觀、著名景點等[16-17]。音頻播放的內(nèi)容包括古典音樂、自然背景音頻，可以幫助病人阻擋外部刺激，沉浸在放松及冥想的體驗中[17-19]。游戲包括高度投入的認知訓練類游戲，涉及對病人時間、注意力、目標等的認知調(diào)節(jié)，如釣魚游戲[20]。認知鍛煉則是由神經(jīng)心理學專家指導，ICU 護士進行監(jiān)督，在虛擬環(huán)境中通過傳達指令，指導并鼓勵病人完成動作指令進行認知功能訓練[21]。一般虛擬現(xiàn)實體驗的持續(xù)時間為10～20 min，頻次及虛擬環(huán)境背景的選擇可根據(jù)個體耐受水平、喜好、體驗感的不同決定。

2.3.2 操作方法

操作前，ICU 護士向病人及其家屬詳細闡述虛擬現(xiàn)實治療的主要目的、操作方法、注意事項等，采集病人一般資料、生理指標等相關數(shù)據(jù)并獲得知情同意。操作過程中，對病人心率、血壓、血氧飽和度、呼吸頻率等生理參數(shù)進行動態(tài)監(jiān)測，評估虛擬現(xiàn)實治療的安全性；并通過病人干預的持續(xù)時間以及是否存在躁動評估虛擬現(xiàn)實治療的耐受性[22]。嚴密觀察并處理各種問題及不良事件的發(fā)生，如管道打折、受壓、脫出，生命支持儀器及設備受到干擾，生命體征異常等。治療結束后，ICU 護士評估并記錄病人生理指標、結局指標（譫妄狀態(tài)、睡眠質(zhì)量、情緒反應、疼痛評分及認知狀態(tài)）；并通過結構化訪談對病人在虛擬現(xiàn)實治療過程中的體驗、記憶等定性反應進行分析，及時調(diào)整虛擬現(xiàn)實治療方案[16]。

3 虛擬現(xiàn)實技術在ICU 譫妄預防中的作用機制及應用效果

3.1 降低譫妄發(fā)生率

虛擬現(xiàn)實技術通過改善ICU 重癥病人譫妄發(fā)生的主要危險因素，如睡眠障礙、焦慮/抑郁、疼痛及認知功能障礙預防譫妄發(fā)生或減少譫妄持續(xù)時間[3]。一項研究招募了37 例ICU 病人，只有10 例病人完成了全部的虛擬現(xiàn)實療程，研究者通過提供令人放松的景觀視頻及音頻引導冥想及放松，并為病人提供了具有一定難度的虛擬現(xiàn)實游戲，涉及病人對于目標、時間、視覺注意力等的認知調(diào)節(jié)；結果顯示，10 例病人入院至出院時ICU 譫妄診斷的意識狀態(tài)評估法(CAM-ICU)均顯示無譫妄癥狀[20]。另一項研究使用頭戴式虛擬現(xiàn)實設備為46 例病人提供身臨其境的音頻和視頻，在接受虛擬現(xiàn)實治療5 min 后啟動呼吸控制及漸進式放松引導冥想，以改善病人在ICU 住院期間的不良體驗；結果顯示，參與者接受治療后有6 例發(fā)生了譫妄，但不能確定虛擬現(xiàn)實干預是否為病人發(fā)生譫妄的來源[16]。一項研究使用Kinect 虛擬現(xiàn)實等設備將病人置于一個輕松的環(huán)境中，其虛擬環(huán)境背景由真實的自然聲音及自然場景組成，并設置干預組病人每天早上接受治療；結果顯示，接受非沉浸式虛擬現(xiàn)實干預后的病人譫妄持續(xù)時間要短于未接受譫妄治療的病人[17]。目前多數(shù)臨床研究納入樣本量較少，且多為單臂試驗，論證強度不高。因此，未來需要更多高質(zhì)量、大樣本的隨機對照試驗（RCT）對虛擬現(xiàn)實技術預防病人譫妄的效果進行驗證。

3.2 改善睡眠質(zhì)量

虛擬現(xiàn)實技術作為一種促進睡眠的臨床工具，可以在就寢前誘導放松狀態(tài)，并將參與者沉浸于虛擬合成的環(huán)境中分散注意力，對其情緒和生理的特定變化進行誘導及控制，促進睡眠時心理、生理水平的穩(wěn)定，從而改善睡眠質(zhì)量[23]。Suvajdzic 等[20]對10 例參與者進行兩個階段的虛擬現(xiàn)實干預后，只有2 例獲得了完整的睡眠評估量表（RCSQ）評分，其中1 例參與者的睡眠質(zhì)量評分略有提高，另1 例參與者的睡眠質(zhì)量評分顯著提高。Ong 等[16]在研究中通過RCSQ 反映虛擬現(xiàn)實干預對參與者睡眠質(zhì)量的影響，研究結果顯示無統(tǒng)計學意義，其中51.9%的參與者表示接受治療后睡眠質(zhì)量有所改善，11.1%的參與者不認為虛擬現(xiàn)實干預幫助他們改善了睡眠質(zhì)量，37%的參與者則保持中立態(tài)度。Lee 等[18]開展的RCT 研究中，通過虛擬現(xiàn)實冥想阻斷外界刺激放松身心，并促進個體內(nèi)部專注，達到改善睡眠質(zhì)量的目的；結果證實，接受虛擬現(xiàn)實冥想治療的干預組綜合睡眠質(zhì)量明顯優(yōu)于對照組（P＜0.05）。國外研究針對虛擬現(xiàn)實技術改善睡眠質(zhì)量的結果尚不一致，因此，未來還需要大樣本、高質(zhì)量臨床試驗進行驗證。

3.3 緩解焦慮和抑郁

虛擬現(xiàn)實技術作為認知行為干預療法的策略之一，通常被認為是改變與疾病、癥狀的相關認知，減少加劇病情和癥狀嚴重程度的信念，增加個體對疾病和癥狀的控制感，從而緩解負性情緒[24]。一項針對虛擬現(xiàn)實治療在ICU 病人及ICU 醫(yī)務工作者可行性的研究表明，預防譫妄需要對病人的疼痛及不良情緒進行最佳管理，從而減少病人心理、生理壓力所導致的焦慮、抑郁情緒，研究者利用虛擬現(xiàn)實技術向病人提供令人放松的景觀視頻及音頻，并在治療結束后記錄病人對虛擬現(xiàn)實治療期間的記憶和體驗感；結果顯示，71%（10/14）的參與者在經(jīng)歷虛擬現(xiàn)實治療后，主觀表述焦慮情緒有所改善，且79%（11/14）的參與者對虛擬現(xiàn)實治療給予了正向評價[25]。Ong 等[16]在研究中將參與者接受虛擬現(xiàn)實治療前的醫(yī)院焦慮抑郁量表（HADS）評分與接受第2 次及第3 次虛擬現(xiàn)實治療前的HADS評分進行對比，發(fā)現(xiàn)第1 次干預前后的HADS 評分比較差異并無統(tǒng)計學意義，但進行第3 次干預前病人的HADS 得分較第1 次干預前顯著降低。Navarra 等[17]研究顯示，接受非沉浸式虛擬現(xiàn)實治療的病人與常規(guī)組病人的焦慮、抑郁得分比較差異無統(tǒng)計學意義，但在試驗結束1 個月后的隨訪中發(fā)現(xiàn)，干預組病人在非特異性焦慮和抑郁的病理水平得分較常規(guī)組減少了50%，盡管這種差異并無統(tǒng)計學意義，但具有一定的臨床相關性。目前，關于虛擬現(xiàn)實技術緩解病人焦慮、抑郁癥狀的研究結果不一致，可能與病人病程不同、研究樣本量較小、干預方式不同（沉浸式/非沉浸式）等因素有關。

3.4 減輕疼痛感知

虛擬現(xiàn)實技術中虛擬環(huán)境的概念植根于轉移，通過虛擬環(huán)境的視聽刺激為病人創(chuàng)造強烈的存在感以轉移注意力，從而降低病人的疼痛感知[3]。一項研究招募了59 例ICU 受試對象，其中46 例參與者分別接受了1～7 次的虛擬現(xiàn)實治療，體驗前后通過國防和退伍軍人疼痛評估量表（DVPRS）對參與者進行疼痛評分，結果顯示治療前后疼痛評分比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但81%的參與者主觀表示接受虛擬現(xiàn)實治療后疼痛明顯減輕，此外，隨著虛擬現(xiàn)實干預次數(shù)的遞增，參與者的口服鎮(zhèn)痛藥物劑量明顯減少[16]。Suvajdzic 等[20]在10 例參與者ICU 住院期間，通過虛擬現(xiàn)實視聽訓練引導參與者冥想及放松，并在干預前后進行疼痛評分（DVPRS），結果顯示參與者在治療結束后1 h、2 h 疼痛評分均低于干預前。盡管相關研究表述了虛擬現(xiàn)實技術對于疼痛管理的有效性，但“ICU 成年病人疼痛、躁動、鎮(zhèn)靜、譫妄、約束及睡眠中斷和管理的臨床實踐指南”[26]表示，不建議將虛擬現(xiàn)實技術應用于危重癥成年病人的疼痛管理。因此，虛擬現(xiàn)實技術針對譫妄病人疼痛管理的效果還需要更多研究證據(jù)。

3.5 改善神經(jīng)認知功能

通過虛擬現(xiàn)實技術加強、強化以前習得的行為模式，建立新的認知活動模式或機制以補償受損的神經(jīng)系統(tǒng)，刺激病人大腦活動，維持及改善認知、執(zhí)行功能[27]。一項試驗通過頭戴式虛擬現(xiàn)實設備（HMD）及降噪耳機向心臟手術圍術期病人提供沉浸式虛擬現(xiàn)實體驗（景觀視頻、古典音樂），使其有較好的存在感，能夠忽略實際的周圍環(huán)境并提升視覺注意力，干預期間研究人員對病人進行生理參數(shù)監(jiān)測以及評估蒙特利爾認知評估量表(MoCA)得分；結果顯示，干預前后MoCA評分比較差異無統(tǒng)計學意義，但85%的病人表示在ICU 住院期間對虛擬現(xiàn)實刺激有清晰的記憶，并對虛擬現(xiàn)實的視聽刺激具有高度認同感[19]。另一項研究招募了20 例參與者，研究者通過虛擬現(xiàn)實技術對其進行早期神經(jīng)認知干預，并利用心率變異性（HRV）判斷病人在接受干預后的認知功能水平，結果顯示，3 個階段的虛擬現(xiàn)實治療結束后，HRV 總體水平有所下降[21]，說明虛擬現(xiàn)實技術在干預期間刺激了危重病人的認知功能，包括警覺性水平低的病人。因此，虛擬現(xiàn)實康復訓練有助于改善病人的注意力，減少感覺超載和剝奪（ICU 環(huán)境的壓力及設備噪聲），達到訓練認知功能的目的。

4 虛擬現(xiàn)實技術在ICU 譫妄管理中存在的問題

虛擬現(xiàn)實技術作為一項有前景的康復訓練手段，對ICU 重癥病人譫妄預防具有較大的應用價值，但在臨床使用過程中仍存在較多不足。在不良反應方面，虛擬現(xiàn)實終端在佩戴過程中會不同程度地誘導病人發(fā)生暈動癥，并伴隨有頭痛、惡心、嘔吐、出汗、疲勞等不適表現(xiàn)，這通常因為參與者在視覺感知和身體感知的運動發(fā)生不一致時所致[28]。因此，病人在進行虛擬現(xiàn)實治療時，操作人員應注意干預的時長及頻次，高度關注病人有無眩暈、出汗、疲乏、煩躁等表現(xiàn)或通過表情及肢體動作示意停止干預[5]。在虛擬現(xiàn)實設備方面，目前所提供的虛擬現(xiàn)實設備組件較多，使用起來較為不便，且需要專業(yè)的技術人員進行調(diào)控，降低了虛擬現(xiàn)實技術應用的場所范圍[29]。并且與傳統(tǒng)的康復療法相比，虛擬現(xiàn)實設備成本過高，尤其是搭配電腦使用的HTC VIVE 系統(tǒng)是目前最高端的虛擬現(xiàn)實設備，對電腦配置要求較高[30]。這不僅減少了虛擬現(xiàn)實設備的使用率，還降低病人對虛擬現(xiàn)實治療的依從性。在人員方面，虛擬現(xiàn)實技術在臨床實際應用中需要較高的醫(yī)護比，否則醫(yī)護人員無法對每例病人的表現(xiàn)給予高度關注。因此，在建立虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設備及相關軟件設備的基礎上，還需要對人員配置進行合理規(guī)劃。

5 小結與展望

虛擬現(xiàn)實技術在預防ICU 重癥病人譫妄發(fā)生、提高睡眠質(zhì)量、緩解焦慮及抑郁情緒、減輕疼痛及改善神經(jīng)認知功能方面具有一定效果。但虛擬現(xiàn)實技術在國內(nèi)ICU 重癥病人譫妄預防的應用處于探索階段，且大多數(shù)國內(nèi)外研究樣本量較少，論證強度不高，不利于研究結果的推廣。因此，期待未來開展多中心、大樣本、高質(zhì)量的RCT 研究進一步探討和驗證虛擬現(xiàn)實技術預防ICU 重癥病人譫妄的效果。