虚拟现实技术在成人伤口护理疼痛控制中应用效果的meta分析

栾琳琳，张 娟，徐琳静，于乔文，丁 敏

山东第一医科大学附属省立医院1重症医学一科，2医学影像科，山东 济南 250021

伤口相关性疼痛是指与开放性伤口直接相关的有害症状或不愉快经历，对伤口愈合及患者生活质量较易产生不良影响，在去除或更换敷料、清洁伤口、清除坏死组织、日常护理、物理治疗等操作时，疼痛感觉更为明显［1］。麻醉镇痛药物是治疗疼痛的一线推荐，但其效果因人而异，且常会导致副作用如胃肠反应、呼吸抑制、身心依赖等，因此，迫切需要额外的非药物干预措施来更好地进行疼痛管理。虚拟现实（VR）可通过头戴式显示器、耳机、运动跟踪系统和与虚拟环境交互的不同设备，如鼠标、轨迹球、键盘等，使参与者沉浸于三维动态视景和实体行为交互的虚拟世界，已在急慢性疼痛管理、恐惧症和焦虑症治疗、认知和身体康复锻炼等方面得到广泛应用［2-3］。近年来，它在伤口护理非药物辅助镇痛领域也日渐受到关注，早期学者报告了其对伤口疼痛干预效果的个案研究，随着其推广性及接受度的进一步提高，研究者开始采用随机对照试验或Meta分析对VR伤口疼痛干预效果进行考察，但结论并不完全一致，且研究往往只针对一种VR技术或伤口类型［4-5］。因此，本研究旨在评价VR技术在成人伤口护理疼痛控制中的整体效果，以期为临床实践提供参考和依据。

1 资料与方法

1.1 文献纳入与排除标准

1.1.1 文献纳入标准（1）研究类型：随机对照试验或临床对照试验，无论是否采用盲法。（2）研究对象：研究对象为进行伤口护理相关操作（如换药或物理治疗）的成人患者；年龄≥18岁；具有明确的语言表达能力；自愿参加本次调查。（3）干预措施：试验组伤口护理过程中使用VR技术干预辅助镇痛，硬件设备包括建模设备（如3D扫描仪）、三维视觉显示设备源（如3D展示系统、投影系统、头戴式立体显示器等）；声音设备（如立体声或三维声音系统）及交互设备（如位置追踪仪、数据手套、三维鼠标、动作捕捉设备、眼动仪、力反馈设备等）；软件设备包括虚拟现实系统开发的图形图像三维处理软件等。对照组无VR干预，采用传统方式，如音乐、动画、DVD播放、家属陪伴、抚触、放松、健康宣教、心理护理等标准照护。（4）结局指标：①疼痛视觉模拟评分（VAS）；②疼痛数字评定量表（NRS）；③疼痛专项评分：疼痛认知（疼痛关注时间）、疼痛情感（疼痛不适）、疼痛感觉（最痛得分）；④VR趣味度；⑤伤口护理操作总时间；⑥心率；⑦血压/平均动脉压；⑧血氧饱和度；⑨伤口愈合时间；⑩伤口再上皮化时间；⑪焦虑水平；⑫专注程度或投入度；⑬舒适度；⑭换药后疼痛时间；⑮麻醉药物用量或需求量等。

1.1.2 文献排除标准 综述、个案及经验报道、单纯描述性研究、无对照的临床试验、重复发表、无有效数据或通过各种方法无法获得全文的文献；文献研究对象的年龄＜18岁、有严重精神疾病或精神疾病家族史、严重智力或认知障碍者。

1.2 文献检索策略

计算机检索PubMed、EMBASE、Cochrane Library、Web of Science、CINAHL、中国生物医学文献数据库、中国学术期刊全文数据库、万方数据知识服务平台和维普中文科技期刊数据库。检索时限均为建库至2020年5月，采用主题词与自由词结合的方式进行检索，中文检索词为“虚拟现实/虚拟仿真/虚拟”、“伤口/创面/伤口护理/换药/物理治疗”、“疼痛/疼痛管理/疼痛测量”；英文检索词为“VR/virtual reality/virtual simulation/virtual”、“wound/woundsurface/woundcare/woundnursing/dressing change/physical therapy”、“pain/pain management/pain measurement”。为避免遗漏，同时查询了纳入文献的参考文献。

1.3 文献筛选与数据提取

由2名研究员独立进行文献检索，通过阅读文献题目和摘要进行初步筛选，再通过阅读全文复选，剔除不符合纳入标准的文献。若有分歧，由第3名研究者仲裁或由研究小组商议决定是否纳入。

1.4 文献质量评价

根据Cochrane系统评价手册5.1.0评价标准［6］，2名研究员对纳入的文献进行独自质量评价。评价项目包括：随机序列的产生、分配隐藏、对实施者和参与者双盲、对结果测评者施盲、结局数据完整性、选择性报告结局和其他偏倚来源。文献质量分为A、B、C 3个等级。A级：完全满足上述标准，发生偏倚可能最小；B级：部分满足上述标准，发生偏倚可能中等；C级：完全不满足上述标准，发生偏倚可能高。对有分歧的评价结果，由第3名研究者仲裁或由研究小组商议决定。

1.5 统计学方法

采用RevMan5.3统计软件对纳入研究的数据进行Meta分析。计量资料采用均数差（MD）及95%CI表示，计数资料采用相对危险度及95%CI表示。通过卡方检验和I2指数判断各研究间是否存在异质性，若P＞0.1，I2＜50%表明研究间无异质性，选择固定效应模型进行分析；若P≤0.1，I2≥50%表明研究间存在异质性，选择随机效应模型进行分析。同时，对检验结果进行敏感性分析，评价Meta分析结果的稳定性和可靠性。

2 结果

2.1 文献检索结果

通过数据库初检共获得文献642篇，其中英文文献375篇，中文文献267篇。采用NoteExpress剔除重复文献后剩余308篇。经阅读文题和摘要，排除不符合纳入标准的文献267篇，剩余41篇。查找全文后通篇阅读，进一步排除了30篇文献。最终纳入11篇文献（英文6篇，中文5篇）。共1160例患者，其中试验组522例，对照组638例。

2.2 纳入文献的基本特征

最终纳入的11篇文献为2007～2019年刊出（表1）。

2.3 纳入文献的方法学质量评价

11篇文献中，1篇文献质量为A级，10篇文献质量为B级。大多数研究未使用分配隐藏且在盲法上存在不足，可能与虚拟现实干预技术盲法难以实施有关。纳入研究的试验组及对照组在性别、年龄、手术类型、伤口大小及程度、疼痛评分等方面差异无统计学意义，基线资料具有可比性（表2）。

2.4 Meta分析结果

2.4.1 对疼痛评分影响

表2 纳入研究的方法学质量评价Tab.2 Methodological quality evaluation of included studies

2.4.1.1 VAS评分 4篇文献报告了运用虚拟现实技术对视觉模拟疼痛评分情况的影响，各研究间存在异质性（P＜0.001，I2=98.1%）采用随机效应模型进行分析，结果显示，采用虚拟现实技术干预后，试验组的VAS评分低于对照组，差异有统计学意义（MD=-0.37，95%CI：-0.53～-0.22，P＜0.001，图1）。

2.4.1.2 NRS评分 2篇文献报告了运用虚拟现实技术对数字疼痛评分情况的影响，各研究间无异质性（P=0.16，I2=45%），采用固定效应模型进行分析。结果显示，采用虚拟现实技术干预后，试验组的NRS评分低于对照组，差异有统计学意义（MD=-1.57，95%CI：-1.87～-1.28，P＜0.001，图2）。

2.4.2 对疼痛认知、情感、感觉影响 4篇文献报告了运用虚拟现实技术对疼痛认知、情感、感觉的影响，除Sharar等人研究使用0～100分评分法外，其余3篇文献均使用0～10分评分法。

2.4.2.1 疼痛认知（思考疼痛花费时间）各研究间存在异质性（P＜0.001，I2=100%），采用随机效应模型进行分析，结果显示，采用虚拟现实技术对患者的疼痛认知无明显影响（MD=-7.91,95%CI：-16.75～0.92，P=0.08，图3）。考虑异质性较高因素，进一步进行敏感性分析，剔除Sharar等研究，结果显示，I2降至26%（MD=-3.94，95%CI：-4.58～-3.31，P＜0.001，图4），虚拟现实技术可降低患者伤口护理时的思考疼痛花费时间。

2.4.2.2 疼痛情感 各研究间存在异质性（P＜0.001，I2=99%），采用随机效应模型进行分析，得出结论，采用虚拟现实技术对患者的疼痛认知无明显影响（MD=-5.21，95%CI：-10.46～0.04，P=0.05，图5）。考虑异质性较高因素，进一步进行敏感性分析，剔除Sharar等研究，结果显示，I2降至53%（MD=-2.47，95%CI：-3.06～-1.88，P＜0.001，图6），虚拟现实技术可降低患者伤口护理时的不愉快和不适感。

2.4.2.3 疼痛感觉（最痛得分） 4篇文献报告了运用虚拟现实技术对疼痛感觉的影响，各研究间存在异质性（P＜0.001，I2=99%）。采用随机效应模型进行分析，结果显示，实验组疼痛感觉得分与对照组差异无统计学意义（MD=-4.68，95%CI：-9.69～0.34，P=0.07，图7）。考虑异质性较高因素，进一步进行敏感性分析，剔除Sharar等研究，结果显示，I2降至0%，MD=-2.68，95%CI（-3.27，-2.09），P＜0.001（图8），虚拟现实技术可降低患者伤口护理时的最痛得分。

2.4.3 对生命体征影响 3篇文献报告了运用虚拟现实技术对患者心率的影响情况，各研究间存在异质性（P=0.64，I2=0%），采用固定效应模型进行分析。虚拟现实技术对患者心率无明显影响（MD=-0.03，95%CI：-1.50～1.44，P=0.97，图9）。

3篇文献报告了运用虚拟现实技术对患者血压/平均动脉压的影响情况，各研究间存在异质性（P＜0.001，I2=96%），采用随机效应模型进行分析。虚拟现实技术对患者血压/平均动脉压无明显影响（MD=-2.63，95%CI：-6.03～0.76，P=0.13，图10）。

2.4.4 对专注程度及虚拟现实趣味性影响

2.4.4.1 专注程度 3篇文献报道了虚拟现实技术对患者专注程度的影响，各研究间无异质性（P=0.52，I2=0.0%），采用固定效应模型进行分析。结果显示，采用虚拟现实技术后，实验组患者专注程度高于对照组患者，差异有统计学意义（MD=2.93，95%CI：2.29～3.58，P＜0.001，图11）。

2.4.4.2 虚拟现实趣味性 3篇文献报道了虚拟现实技术对患者专注程度的影响，各研究间存在异质性（P＜0.001，I2=100%），采用随机效应模型进行分析。结果显示，试验组趣味性体验和对照组比较，差异无统计学意义（MD=28.96，95%CI：-22.10～80.02，P=0.27，图12）。

3 讨论

Meta分析结果显示，作为一种非药物辅助镇痛干预措施，虚拟现实技术可减轻患者伤口护理时疼痛程度，减少不适症状。当患者沉浸在VR设备中时，患者无法直视自己的伤口，在视觉和声学上与医疗环境隔离，从而从认知上逃离“痛苦的现实世界”。另外，虚拟现实技术可帮助患者将注意力集中在愉快或有趣的刺激上，减少负面情绪，如压力和焦虑等，正向诱导情绪，起到镇痛效果［18］。亦有研究发现，虚拟现实技术改变了患者传入疼痛信号的方式，从而减少了与疼痛相关的脑活动量［19］；使用虚拟现实技术后，患者主观疼痛评分显著降低，神经客观测量显示，在前扣带回皮质、岛叶、丘脑、初级和次级体感皮层5个大脑区域中，与疼痛相关的大脑活跃性在虚拟现实干预后降低了50%或者更多［20］。但虚拟现实较难做到盲法干预，纳入文献除却McSherry等［16］的研究外，均未提及是否及如何采用盲法。因此，仍需要进一步的、高质量的研究来验证研究结果，并将成本效益及人员配置问题纳入考虑之中。

本研究初始结果显示，在疼痛的所有组成部分中，虚拟现实技术对患者的疼痛认知、情感和感觉均无明显影响，这可能是因为纳入文献异质性较高，相较于其他文献的0～10分评分法，Sharar等［17］评估疼痛认知、情感和感觉采用的是0～100分评分，进一步进行敏感性分析，剔除此篇文献后得出结果，虚拟现实技术对患者伤口护理时的疼痛认知、情感和感觉均有影响，可减少患者思考疼痛的时间、伤口护理时的不适感及最痛得分。一项针对烧伤患者伤口护理的研究报告显示，使用虚拟现实技术干预后，患者疼痛强度降低（7/10降至2/10)，疼痛不愉快降低（6/10降至3/10）［21］。亦有研究指出，与非交互式VR组相比，交互式VR组的参与者疼痛不愉快可以减少75%，最严重疼痛降低了74%，思考疼痛的时间减少了32%，VR系统的交互性和客观沉浸性越强，这种反应更明显［22］。

Meta分析结果显示，虚拟现实可提升患者伤口护理时的专注程度，使用VR干预时，不同感官可同时参与，特殊的视听装备满足了患者的视觉要求，丰富了患者的想象力，同时采用虚拟声音输出，模仿真实环境听觉方式，使患者注意力完全集中，并在VR中诱导一种存在感，从而有效提升专注程度，转移疼痛感受。而注意力资源在沉浸式和交互式VR中的参与又可以进一步调节患者专注程度，使患者感受不到换药疼痛，从而达到更强的疼痛控制效果［18-19］。但是，关于虚拟现实减轻疼痛反应的潜在机制尚未完全达成共识，且VR干预中使用的硬件和软件的精确性质各不相同，研究人群也存在异质性，虚拟现实作用短暂可逆，能否在临床背景下产生持续影响等问题，均值得进一步研究［5］。

VR技术已越来越多地被用于疼痛管理、康复、认知评估和临床教育中，具有最大的临床相关性和稳健的生态有效性。它提供了一种新的治疗疼痛的方案，不仅可以增强传统镇痛水平，还可以提升患者专注程度，缩短患者思考疼痛时间，降低不愉悦感及最痛得分。但在这次审查中，较少存在大型、随机、双盲的研究，设计缺陷可能会限制结论强度，且VR技术对设备先进程度及员工配置、时间要求均较高，开展仍有困难，因此，实施VR技术需综合考虑资源可及性、医疗负担、设备维护、人员培训和经济利益之间的平衡，并应继续聚焦于更长干预时间、更大样本量、更严谨设计的实证研究，以确定VR技术是否可以成为患者伤口护理中非药物辅助疼痛的有效干预方法，并与MRI影像学等技术联合研究，探讨多模态方法调节患者伤口护理时的疼痛和其相关过程的具体机制。