虚拟现实技术在癌症情绪管理中运用

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虚拟现实技术在癌症情绪管理中运用

2020年癌症数据报告[1]显示全球新发癌症病例数约1930万例,中国癌症新发病例约457万例,死亡病例300万例,癌症已成为威胁人类健康的重大问题。在承受疾病本身和治疗所带来的生理痛苦的同时,药物不良反应以及面对病情和预后的不确定性使癌症患者更易产生负性情绪,其中以焦虑、抑郁最为常见[2]。癌症患者患焦虑和抑郁的概率分别为69.66%、72.41%,平均得分均处于中度水平[3]。焦虑、抑郁等负性情绪会引起机体的慢性心理应激反应,造成机体免疫功能和内稳态的失衡。近年来,虚拟现实(virtualreality,VR)技术通过VR旅游、VR康复训练、VR健康教育、VR生命回顾等形式在癌症患者负性情绪管理中的应用取得了良好的效果。本文综述VR技术在癌症患者负性情绪管理中的应用进展,以期为癌症患者负性情绪的管理提供借鉴。

1VR技术概述

VR技术是以计算机技术为核心,由特殊输入/输出设备创造出让人与计算机生成的虚拟环境之间可交互的仿真系统,通过视觉、听觉、触觉对感受到的虚拟环境的反馈,产生一种身临其境的沉浸感[4]。沉浸感水平的高低依据参与方式的不同可分为三种类型:由头戴式显示器(HMDs)提供的720°视角沉浸式虚拟体验、3D场景提供的立体半沉浸式虚拟体验和观看计算机屏幕画面所提供的平面非沉浸式体验[5]。根据输出设备的内容不同可分为四个基本类别:(1)现实世界,即真实图像;(2)增强现实,即将计算机生成的虚拟信息叠加应用到现实世界中;(3)增强虚拟,即将现实生活中的图像合并到计算机生成的虚拟环境中;(4)虚拟现实,即图像完全由计算机生成[6]。近年来,VR技术以沉浸感、可个性化定制、实时获取数据、增强参与度等优点在心理治疗方面被广泛运用。Freeman等[7]对285项关于VR技术在心理评估与治疗的研究进行系统评价,结果显示,VR技术通过正念减压、分散注意力、认知行为疗法等方式对评估和治疗焦虑、抑郁、精神分裂等不同心理障碍方面有积极功效。在癌症患者的应用中,Zeng等[8]关于VR技术对癌症患者症状管理效果的Meta分析显示通过VR康复训练、VR旅游等形式可改善癌症患者焦虑抑郁情绪,提高生活质量。

2VR技术在癌症患者负性情绪管理中的作用机制

2.1心理行为机制

虚拟现实暴露疗法(virtualre-alityexposuretherapy,VRET),源于Foa和Kozak的情绪加工理论,主要让患者暴露于导致其症状出现的刺激中,使其适应过程而消除不适症状,并改变对刺激的感知和认识,建立新的行为模式的一种治疗方式[9]。荷兰的Charluet[10]设计的一种VR装置,通过让癌症患者暴露于VR场景中,感受濒死体验以减少死亡焦虑,得到了良好效果。通过VR技术让治疗过程真实再现,有利于增强对治疗过程的理解,减轻癌症患者治疗前的焦虑、恐惧情绪[11-12]。

2.2神经调节机制

研究[13]表明,抑郁患者的大脑突显网络(saliencenetwork,SN)和默认网络(de-faultmodenetwork,DMN)之间的连接性增加,经抗抑郁药物治疗后,DMN的功能连接降低,抑郁情绪改善,这表明SN和DMN可能是抑郁患者发病的一个潜在影响因素。在VR心理干预研究中,Kim等[14]利用核磁共振成像(magicresonanceimaging,MRI)技术测量与焦虑、抑郁关联的大脑活动,通过VR技术干预和转移注意力刺激SN内的脑岛,使得SN的右侧脑岛和DMN的右侧后扣带回皮质之间的功能连接降低趋向正常化,焦虑、紧张评分改善。虽然研究显示VR技术可有效缓解紧张和抑郁情绪,但对于VR技术缓解负性情绪的具体机制尚需进一步研究。

3VR技术在癌症患者负性情绪中的应用

3.1基于VR技术的虚拟旅游

癌症患者由于疾病影响常常会缩小其活动范围,长期住院治疗有“想中运用回家”、“看看外面的风景”等愿望,但由于症状负担和躯体移动障碍,他们可能很难实现这样的愿望。虚拟旅游,即参与者通过VR应用和可穿戴VR设备进入可自主导航、具有交互性的虚拟旅游环境,定制自己的旅游计划,如虚拟博物馆、云旅游、虚拟景区等。Moscato等[15]通过可提供虚拟海景、公园、瀑布等自然风光的VR一体机和名为“Yuma的世界”的互动游戏,对晚期癌症患者进行为期4d的居家安宁疗护干预,参与者佩戴智能手环以测量与疼痛、焦虑和抑郁相关的生理参数(皮肤电活动、心率、皮温),以评估对其焦虑、抑郁和疼痛的影响。Niki等[16]通过VR软件(GoogleEarth)和HTCVive头戴式VR一体机对晚期癌症患者进行了约30min的虚拟旅行,结果显示,去以前旅游过地方的参与者比去以前没旅游过地方的参与者焦虑、抑郁情绪改善更加明显。Kabir等[17]通过“LIFEView”旅游视频软件将回忆疗法与虚拟旅游相结合对癌症终末期患者进行心理干预,通过选择的旅游视频沉浸在熟悉的虚拟环境中,激发回忆以改善负性情绪。

3.2基于VR技术的康复训练

癌症患者的康复是一个漫长、艰苦和乏味的过程。因此,采取措施提高癌症患者的康复训练积极性,对提高他们的生活质量和自我效能感十分必要。VR作为一项新兴技术,VR康复训练丰富了以往常规训练内容。House[18]等通过BrightArmDuo康复系统来探讨其对改善患有抑郁症的乳腺癌患者术后疼痛和躯体功能方面的可行性,以模拟角色、卡片匹配或颜色匹配等三维定制综合康复游戏对乳腺癌术后患者进行为期8周的认知和患肢康复训练。Feyzioglu等[19]基于Xbox360kinect康复系统以由易到难的VR游戏的转变(前3周选用飞镖、保龄球、拳击,后3周采用沙滩排球、乒乓球和水果忍者)对乳腺癌术后患者进行康复训练,用虚拟人反映患者在游戏中的姿势和运动变化,并通过安装在其身上的麦克风和传感器将追踪信息反馈到系统中以进行肩、肘部位的调整,改善患者的运动恐惧。金艾香等[20]基于VR技术并依据乳腺癌患者术后不同时期的肌力特点设计了VR康复训练系统,患者穿戴VR设备以游戏参与的形式进行肢体功能训练,系统通过VR设备接收信息,调整阻力参数,以达到康复治疗的可持续性。

3.3基于VR技术的健康教育

癌症患者往往很难在传统的健康教育中充分理解自己的病情、症状和治疗方案。化疗和放疗作为癌症治疗的基本手段之一,治疗前的健康教育可以为癌症患者提供更多的信息、解决疑问并为治疗做好准备,对癌症患者减轻紧张情绪、提高治疗依从性十分必要。Jimenez等[11]构建虚拟环境放疗训练(virtualenvironmentforradiotherapytraining,VERT)使乳腺癌患者在常规教育的基础上增加1h的VERT课程,通过虚拟环境呈现放疗部位解剖结构、放疗剂量、放疗过程等信息,给予患者更形象的视觉辅助。这与Mar-quess等[21]的研究设计一致,但他们的研究中没有将VR技术作为癌症患者化疗前减少患者负性情绪的健康教育工具,且相关VR技术对化疗患者的干预研究中,通常作为转移注意力的工具来改善焦虑等症状[22],很少有列为症状预处理的教育工具来使用。Birkhoff等[12]使用定制的化疗前VR教育视频对首次接受化疗的癌症患者进行干预,教育视频由五个章节构成,包括生命体征的测量、化疗药物的准备、药物输注的安全检查、化疗药品的废物处理、健康指育等内容,详细描述了患者首次接受化疗的全过程。王宁等[23]通过将肺腺癌患者化疗期间的健康教育以VR视频的形式向患者及家属展示化疗期间的护理要点以及讲解叩背排痰、雾化吸入等重要性,提高患者的治疗依从性。

3.4基于VR技术的生命回顾

生命回顾是在生命的最后阶段,回顾、评价和整合人生经历以促进自我完整的过程[24],具有结构性和目标导向性,如尊严疗法、叙事疗法等回顾生活的干预手段对晚期癌症患者的负性情绪和生活质量的改善有积极作用[25-26]。传统模式的生命回顾依靠访谈和录音作为治疗过程的主要手段,VR生命回顾并不遵循规范的路径或事件进行口述过往经历,而是将3D虚拟化身与虚拟生活环境相结合,通过具体化的情境演示,提供实时动画,自我引导参与到自己的生活故事中。Ryu等[27]通过让患者佩戴相应的动作追踪设备和耳机记录躯体动作和现场谈话并与3D虚拟化身实时同步。通过软件VoicingHan提供角色扮演平台,包括5个场景(海滩、山、城市、客厅等)和64个定制的角色选项,让患者在代表人生的四个阶段(儿童、青少年、青年和老年人)的场景中回顾人生,每个患者都会录制一份VR生命回顾的视频,供他们查看、分享和保存。患者在回顾选择的生活事件时,会自发地沉浸在过往的生活事件中并表现出对躯体限制的适应和克服,通过VR生命回顾重建生活故事,创造生命意义,提升幸福感。

4VR技术在癌症患者负性情绪中应用的效果

应用VR技术进行干预的主要目的是改善癌症患者的负性情绪,优化疾病应对方式,提高自我效能感和改善生活质量。研究[15-17]结果显示,基于VR技术的虚拟旅游,通过分散注意力的方式,可有效减轻患者的焦虑抑郁情绪。VR康复训练以画面更为形象,沉浸感、交互性更强等特点吸引患者的注意力,降低癌症患者对康复训练的恐惧,提高患者的依从性和康复训练效果[18-20]。此外,House等[18]的研究发现VR康复训练对癌症患者抑郁情绪的改善有一定的持续效果。基于VR技术的真实、可视化的健康教育过程,更直观形象地将宣教内容呈现在患者面前,使患者易于接受并加深印象,有效提高了患者的治疗依从性和自我效能感。知识的提高可以给患者一种赋权感,有助于减少与治疗相关的焦虑、疑惑和恐惧[11-12,21,23];同时,VR生命回顾在减少沟通障碍、提高患者参与度方面有较强的优势,可为癌症患者在心理、精神上提供支持,缓解心理痛苦,提高生活质量[27]。

5应用VR技术存在的问题及对策

5.1可能引起不良反应

视觉诱导晕动症(visuallyinducedmotionsickness,VIMS)是VR技术最常见的不良反应之一,症状主要表现为脸色苍白、冷汗、眩晕、方向障碍等[28]。虽然长时间暴露于VR场景是发生晕动症的危险因素,Saredakis等[29]的系统评价显示暴露时间小于10min的晕动症症状低于大于10min者,而当暴露时间大于20min时,晕动症症状停止或减少,未来研究有必要探索合适的干预持续时间来预防VIMS的发生。沉浸感越高,晕动症的发生率就越低。增强VR场景的真实度,减少虚拟动画和移动虚拟场景可有效减轻晕动症的症状[30]。除此之外,可应用晕动症敏感性问卷(motionsicknesssusceptibilityquestionnaire,MSSQ)[31]等方式对癌症患者进行VR干预前评估,以及时发现VIMS患者,避免给患者造成不适症状。对于干预过程中眩晕严重的患者应立即摘掉VR设备,嘱其卧床,低流量吸氧,同时可取内关、风池、百会、太阳穴给予穴位按摩缓解眩晕症状。

5.2研究设计缺乏规范指导

目前国内VR技术在癌症患者负性情绪管理中相关报道较少,主要集中于癌症患者的康复训练中。国外研究[8]证明VR在癌症患者负性情绪管理上的有效性,但内容形式单一,缺乏有力的理论框架的指导,且多数为小样本、类实验性研究,干预设计上仍未有明确的证据指出VR干预的最佳持续时间范围、频率和强度,且干预效果的持久性仍难以确定。未来研究设计可借鉴Birckhead等[32]以美国食品和药物管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)I-III期药物治疗模式为指导制定的关于VR临床研究设计的三阶段框架:第一阶段侧重于以患者为中心的内容设计;第二阶段通过预试验来验证VR技术的可行性、可接受性、耐受性和初步疗效;第三阶段通过高质量的随机对照试验来验证VR技术的临床效果和安全性并探索其作用机制,为后期在临床上的推广提供科学依据。同时,应加强随机化、设立对照组、扩大受试人群,以癌症患者为中心,通过访谈等途径倾听患者对VR技术的态度和需求。基于VR技术和心理学相关理论,加强多学科团队合作,设计出体现个性化和人文关怀的VR干预方案。

5.3医疗护理成本增加

VR干预疗法虽在以往的医疗护理模式上得到了创新,但在硬件设备、系统开发成本和后期维护、更新以及管理上都需要持续的资金投入,要使VR技术在医疗护理领域充分发挥“沉浸性”、“交互性”、“想象性”特点,仅靠医院的资金投入远远不足。在内容设计上,要兼顾患者体验与临床效果,要求护理人员与心理学专家、VR系统开发者合作,增加了人力成本,且在临床实践中暂未设置收费项目,推广受限。政府机构应出台相应的扶持政策,如设立“VR医疗护理服务构建专项资金”,通过减免税收或关联VR医疗护理服务平台来吸纳相关企业资金的加盟,引导产业投资方向VR医疗护理服务倾斜,为构建VR医疗护理服务提供资金保障。

作者:吴媛 张慧超 王楠楠 张玉玺 单位:南京中医药大学 护理学院 南京医科大学第一附属医院 江苏省人民医院