虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用進(jìn)展

雷 宏,尹安春,孫新雨

全球疾病負(fù)擔(dān)、傷害和危險因素研究(the Global Burden of Diseases,Injuries,and Risk Factors Study,GBD)表明,卒中是世界上第2大死亡原因和第3大殘疾的綜合原因[1]。卒中作為一種致殘性疾病,約有1/3的病人在面臨疾病帶來的后遺癥時容易產(chǎn)生焦慮、抑郁等負(fù)性情緒[2-3],對病人的家庭關(guān)系、社交和工作產(chǎn)生影響[4],阻礙卒中病人回歸社會的步伐[5],嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量。近年來,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用逐漸增多,顯示出較好的效果。本文通過綜述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用進(jìn)展,以期為卒中病人負(fù)性情緒的管理提供參考。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)技術(shù)是利用智能手機(jī)或?qū)Ｓ迷O(shè)備,以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),傳感技術(shù)為媒介,為使用者提供視覺、聽覺、觸覺等方面的虛擬感覺,使其產(chǎn)生身臨其境感的技術(shù)[6]。1939年,view-master成為美國第一個獲得專利的VR技術(shù)設(shè)備[7]。隨著技術(shù)的發(fā)展,VR已經(jīng)從簡單的二維非沉浸式投影轉(zhuǎn)向三維全沉浸式體驗來開發(fā)更復(fù)雜的模擬[8]。目前VR技術(shù)主要用于娛樂、游戲行業(yè),但心理護(hù)理領(lǐng)域也一直在探索VR技術(shù)的應(yīng)用[9-10]。VR技術(shù)通過360°虛擬旅行、視頻游戲、2D與3D格式的冥想訓(xùn)練等沉浸式模式來治療病人的心理問題,效果良好[11]。在卒中病人負(fù)性情緒管理方面,Gao等[12]的Meta分析顯示,VR技術(shù)輔助訓(xùn)練可以有效改善卒中病人焦慮、抑郁等負(fù)性情緒,提升病人生活質(zhì)量。隨著研究的深入,越來越多的證據(jù)顯示出VR技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用價值[13-14]。

2 VR技術(shù)在負(fù)性情緒管理中的作用機(jī)制

2.1 心理學(xué)治療機(jī)制

基于埃里克森心理治療的假設(shè)[15-17],使用VR技術(shù)的治療過程主要依賴于隱喻溝通,通過特定的象征手法進(jìn)行催眠。隱喻溝通與認(rèn)知行為療法存在明顯不同,隱喻溝通的力量在于其治療并不直接涉及病人的健康狀況或生活狀況,而是在病人眼前展示一個類比過程,而認(rèn)知行為療法常把病人轉(zhuǎn)移到虛擬環(huán)境中。隱喻溝通通過調(diào)動病人的所有感官并使用催眠的方式進(jìn)一步增加了VR技術(shù)治療成功的機(jī)會。

2.2 神經(jīng)生理機(jī)制

病理學(xué)基礎(chǔ)研究認(rèn)為,腦內(nèi)海馬結(jié)構(gòu)等與認(rèn)知功能相關(guān)皮質(zhì)體積的減小是抑郁癥病人重要的腦結(jié)構(gòu)特征[18]。VR技術(shù)通過調(diào)動病人康復(fù)積極性[19-20],以運(yùn)動的方式增強(qiáng)神經(jīng)元可塑性[21]、降低神經(jīng)炎性反應(yīng)[22],進(jìn)而改善病人腦內(nèi)神經(jīng)組織結(jié)構(gòu),降低病人負(fù)性情緒水平。也有研究指出,卒中病人常見的疼痛反應(yīng)會加重病人的負(fù)性情緒[23]。由于疼痛和抑郁共享生物通路和神經(jīng)遞質(zhì),導(dǎo)致二者之間相互影響[24]。VR技術(shù)提供了一種新的積極刺激,通過注意力轉(zhuǎn)移的方式,使病人沉浸在虛擬環(huán)境中,以改善其疼痛和負(fù)性情緒[25]。

3 VR技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用形式

3.1 基于計算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

基于計算機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是目前使用較為廣泛的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。面對卒中后認(rèn)知障礙病人,Faria等[26]使用一臺配備操縱桿的計算機(jī)和Reh@City軟件要求病人在超市、郵局、銀行和藥房4個經(jīng)常訪問的虛擬場景中完成一些常見的綜合認(rèn)知訓(xùn)練;面對卒中后肢體活動障礙病人,柏玲等[27-29]使用BioMaster 2012虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對病人實(shí)施康復(fù)訓(xùn)練,將運(yùn)動傳感器分別固定在病人的上臂、前臂、手掌等位置,然后根據(jù)病人運(yùn)動能力和完成程度使用賽車、釣魚、采蘑菇等康復(fù)項目。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,更多使病人沉浸感增強(qiáng)的技術(shù)出現(xiàn)。Luca等[30]使用BTS-Nirvana系統(tǒng)對卒中后焦慮的病人進(jìn)行輔助治療。BTS-Nirvana通過連接到投影儀或大屏幕,為病人提供VR場景進(jìn)行交互練習(xí),是一個基于運(yùn)動的系統(tǒng)。Lin等[31]使用Kinect sensor VR設(shè)備捕捉病人的全身圖像,將其真實(shí)地投影到顯示器上,擺脫了傳統(tǒng)的運(yùn)動捕捉傳感器,使病人能夠沉浸在VR場景中。

3.2 基于智能手機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

VR技術(shù)因其設(shè)備價格較高,難以在實(shí)際生活中大力推廣。而基于智能手機(jī)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)獲得更方便、使用更廣泛,減輕了使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[32]。Choi等[33]為卒中病人開發(fā)了一款移動設(shè)備游戲項目,由平板電腦和具有藍(lán)牙連接的智能手機(jī)2種移動設(shè)備組合開發(fā)。病人的上肢運(yùn)動由內(nèi)置在智能手機(jī)中的傳感器跟蹤,有關(guān)運(yùn)動的信息通過藍(lán)牙連接傳輸?shù)狡桨咫娔X上,通過游戲的方式提高病人對康復(fù)的興趣。馬志輝[34]在智能手機(jī)設(shè)備上安裝Uto VR軟件,根據(jù)病人偏好選擇VR視頻類型,將智能手機(jī)安裝至VR視頻專用手機(jī)支架中使用,其視覺效果讓病人身臨其境。

3.3 基于虛擬一體機(jī)的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

基于虛擬一體機(jī)的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與基于計算機(jī)和手機(jī)等設(shè)備的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相比,因其視覺分辨率更高、聲音更清晰立體,使得病人沉浸感更強(qiáng)、體驗感更好[35]。Kiper等[36]使用HTC Vive Pro眼鏡結(jié)合TierOne虛擬花園游戲軟件治療卒中后抑郁病人,在游戲中病人的任務(wù)是用適當(dāng)?shù)念伾o曼陀羅上色。這套裝置同時配備了允許精確追蹤病人的手部運(yùn)動并能夠進(jìn)行觸覺模擬的控制器,使得體驗更為沉浸。陳姣等[37]為病人戴上VR眼鏡,指導(dǎo)病人根據(jù)康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)活動訓(xùn)練。VR設(shè)備通過手柄等進(jìn)行動作捕捉,并且模擬和感知病人對虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的事物、環(huán)境的交互行為和結(jié)果,顯示出較好效果。

綜上所述,以計算機(jī)和智能手機(jī)等設(shè)備為代表的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不需要最高級別的圖形性能,也不需要特殊的硬件,是經(jīng)濟(jì)適用的良好選擇。而沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)將病人視覺、聽覺與外界隔絕,身臨其境感更強(qiáng)、效果更好。然而高沉浸度的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在老年人群中會產(chǎn)生暈屏癥等不良反應(yīng)[38],且沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)設(shè)備價格較高,在推廣上存在阻礙。因此,臨床醫(yī)護(hù)人員需結(jié)合實(shí)際情況,為病人提供更加合適的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

4 VR技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用效果

VR技術(shù)通過心理學(xué)治療和運(yùn)動輔助治療來管理病人負(fù)性情緒,取得了良好效果。運(yùn)用心理學(xué)原理的VR技術(shù),使病人處于放松狀態(tài),明顯降低其焦慮、抑郁水平[29,39]。通過VR運(yùn)動輔助訓(xùn)練,病人的自尊、情緒和心境明顯改善[40-41]。盡管各國學(xué)者都對VR技術(shù)在卒中病人負(fù)性情緒管理中開展了不同層面的研究,然而各研究的干預(yù)時間、強(qiáng)度等缺乏統(tǒng)一性,需要更多循證支持。此外,高水平的焦慮、抑郁病人退出率較高[36],與Mcgrady等[42]的研究結(jié)果一致,康復(fù)開始時的高度焦慮和抑郁是病人退出治療的主要原因,如何使高度焦慮、抑郁的病人接受VR技術(shù)治療值得探索和深入研究。

5 VR技術(shù)在臨床應(yīng)用中的問題及對策

5.1 VR技術(shù)可能引起的不良反應(yīng)

暈屏癥(cybersickness,CS)是VR技術(shù)中視覺誘導(dǎo)的類似暈動病的體驗,是VR技術(shù)最常誘發(fā)的不良反應(yīng)之一[43]。暈屏癥的常見癥狀一般為惡心、視覺不適和定向障礙。造成暈屏癥的影響因素主要有硬件特征、內(nèi)容特征、用戶特征3個方面[44]。在硬件特征方面,與桌面式VR系統(tǒng)相比,頭盔式VR系統(tǒng)則會誘發(fā)更嚴(yán)重的CS[45],Hwang等[46]研究發(fā)現(xiàn)通過使用半沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以有效解決這一問題;在內(nèi)容特征方面,一些研究還試圖直接從VR內(nèi)容中量化暈屏癥。Padmanaban等[47]根據(jù)VR的內(nèi)容特征設(shè)計了一個暈屏預(yù)測模型。Kim等[48]在VR內(nèi)容中定義了特殊運(yùn)動的概念,通過部署自動編碼器來預(yù)測暈屏癥;在用戶特征方面,個體的感覺敏感性與暈屏癥的嚴(yán)重程度相關(guān)[49]。面對多因素造成的暈屏癥,多項研究使用暈動癥問卷[50]和模擬器疾病問卷[51]來評估暈屏癥。

5.2 人口老齡化與技術(shù)接受度

自遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)出現(xiàn)和遠(yuǎn)程康復(fù)引入以來,技術(shù)接受度一直是人們關(guān)注的話題[52]。不管某種遠(yuǎn)程康復(fù)工具的益處和有效性如何,其可行性取決于潛在使用者是否有足夠的技能來使用數(shù)字技術(shù)[41]。有研究顯示,年輕病人對VR技術(shù)軟件和硬件的接受和理解程度更高[53],因為他們可能更熟悉數(shù)字技術(shù)的使用。然而對于老年卒中人群,在日常生活中實(shí)施數(shù)字技術(shù)可能會面臨信心不足、缺乏使用這些技術(shù)的技能等挑戰(zhàn)[54]。因此,亟需提升老年病人的電子健康素養(yǎng)?？梢酝ㄟ^電子健康素養(yǎng)量表[55]、數(shù)字健康素養(yǎng)工具[56]等來評估其電子健康素養(yǎng)現(xiàn)狀,通過開展針對性的電子健康素養(yǎng)講座等形式進(jìn)一步提升其電子健康素養(yǎng)水平,幫助老年人群順利使用數(shù)字技術(shù)。

5.3 醫(yī)療護(hù)理成本效益

VR技術(shù)作為一種信息化醫(yī)療護(hù)理方式已經(jīng)得到廣泛運(yùn)用,但在推廣的過程中其成本效益問題還有待研究。VR技術(shù)設(shè)備的購置、醫(yī)護(hù)人員的操作培訓(xùn)、病人的操作指導(dǎo)、后期設(shè)備維護(hù)、軟件升級等都需要投入大量的時間和資金,這些都成為VR技術(shù)在臨床實(shí)踐中應(yīng)用的阻礙因素。在未來的研究中,需要關(guān)注如何降低VR技術(shù)在臨床使用中的成本門檻,實(shí)現(xiàn)成本效益最大化。

6 小結(jié)

VR技術(shù)作為一種現(xiàn)代化的無創(chuàng)、非藥物干預(yù)模式,應(yīng)用在卒中病人的負(fù)性情緒管理中,可以有效減輕卒中病人的負(fù)性情緒、提升病人康復(fù)積極性、幫助病人盡早回歸正常生活。但國內(nèi)相關(guān)研究還處于起步階段,開發(fā)的相關(guān)軟件數(shù)量仍然較少,需要進(jìn)一步加大開發(fā)力度。在未來的研究中,仍需開展更多大樣本、多中心的試驗來進(jìn)一步驗證VR技術(shù)對于卒中病人負(fù)性情緒管理的有效性,為推動VR技術(shù)在我國卒中病人負(fù)性情緒管理中的應(yīng)用提供更多循證護(hù)理證據(jù)支持。