虛擬現實技術在燒傷兒童疼痛管理中的研究進展

王瓊芳，徐 燕，陸瑋新

上海杉達學院，上海201209

據報道，全球每年有26.5萬人死于燒傷[1]，其中兒童燒傷占30%～50%，5歲以下兒童發生率最高[2]。對于燒傷兒童來說，不僅遭受軀體上的痛苦，也承受心理上的痛苦，這種痛苦成為他們日常生活中的背景痛[3]。除了背景痛，在傷口護理過程中所經歷的疼痛被稱為操作性疼痛，這種與燒傷換藥相關的操作性疼痛被認為是最嚴重的，對燒傷團隊來說仍是一個嚴峻而持續的挑戰。由于疼痛不僅是一種感官體驗，而且是一種情感認知體驗，單靠藥物治療可能不足以緩解所有不適[4]。不良的疼痛管理可能會為病人帶來長期持續的后果，如疼痛、抑郁、創傷后應激障礙、睡眠障礙等不良的生理和心理后遺癥[5]，在極端情況下，可引發神經源性休克，甚至產生自殺意念[6]。疼痛的經歷會導致患兒對醫療程序的回避行為和對治療的抗拒行為[7]，阻礙患兒創面的愈合，也會影響燒傷兒童當前和長期的生活質量及其幸福感[8]。因此，加強燒傷患兒的疼痛管理是燒傷團隊面臨的一個亟待解決的重要問題。雖然阿片類藥物為燒傷疼痛管理奠定了基礎，能夠很好地控制病人在休息時的背景痛，然而不足以控制病人更換敷料、處理傷口等帶來的操作性疼痛[9-10]，并且有一定的副作用，如惡心、便秘、鎮靜、瘙癢、尿潴留、認知障礙、呼吸抑制等[11]，研究一種非藥物治療方法干預燒傷疼痛是非常必要的[4]。研究表明，虛擬現實（VR）技術可以作為一種強大的非藥物鎮痛措施減輕嚴重燒傷病人的疼痛[9]?，F將國內外虛擬現實技術在燒傷兒童疼痛管理中的應用進行綜述，旨在為制定適合我國燒傷兒童疼痛管理方案提供參考。

1 燒傷兒童疼痛管理現狀

目前，臨床減輕燒傷疼痛的方法有藥物治療和非藥物治療[12]。藥物治療主要包括抗炎止痛藥、鎮靜催眠藥、阿片類藥物等；非藥物性治療措施主要包括冰敷、熱敷理療、中醫針灸推拿、按摩撫觸、經皮神經電刺激療法（TENS）、自我訓練、行為認知療法、音樂療法、情境游戲、虛擬現實技術、心理護理等疼痛控制手段。國內燒傷兒童的疼痛管理尚處于初始階段，關于兒童疼痛評估的報道居多，但干預性研究較少，也并未在臨床得到廣泛運用和開展。我國大部分燒傷中心的醫生對以嗎啡為代表的阿片類止痛藥物的使用信心不足[13]，非藥物鎮痛觀念淡薄[14]。國際麻醉藥品管理局以嗎啡的消耗量作為一個國家疼痛控制水平的標志，據報道，2006年，中國嗎啡消耗量為人均0.41 mg，在154個國家中排名第88位[5]。表明中國醫生對嗎啡的使用相對比較保守。病人家屬相關知識缺乏，不愿接受高效止痛藥物[13]。有研究顯示，燒傷科醫護人員存在鎮痛理念和知識欠缺、行為不夠積極主動等問題[15]。

2 虛擬現實技術的定義及在醫學領域的起源和發展

虛擬現實技術主要是根據一些技術手段定義的，包括能夠生成三維實時動畫的計算機系統以及配備動作跟蹤器和數據處理器的頭戴顯示器[16]。目前，虛擬現實技術主要用于一些精神疾病的干預、外科手術的遠程直播、燒傷病人的清創及康復治療、器官移植疼痛、癌癥患兒的注射治療、牙科疼痛干預等情景[4,17-18]。近年來，虛擬現實技術在疾病控制和治療中應用廣泛，也取得了一定的成果，如虛擬現實暴露療法已被證明在治療恐高癥、蜘蛛恐懼癥、飛行恐懼癥、幽閉恐怖癥、進食障礙和創傷后應激障礙方面是有效的。據文獻記載，虛擬現實技術最早應用在燒傷領域的研究和治療是在2000年，華盛頓大學燒傷中心的Hoffman等[19]首次使用虛擬現實分心法對燒傷兒童的換藥疼痛進行干預，隨后澳大利亞、荷蘭、巴西、南非、中國等國家將此技術引入燒傷領域。虛擬現實技術在發達國家的應用越來越多，但在發展中國家關于燒傷兒童的應用研究較少[20]。

3 虛擬現實技術在燒傷疼痛管理中的應用

虛擬現實技術可作為一種強大的非藥物鎮痛措施減輕嚴重燒傷病人的疼痛[9]，在小兒疼痛管理中發揮著重要作用,與藥物療法相比具有低風險、簡單易行、無痛苦、無不良反應等優點,可以有效降低患兒的客觀疼痛評分。

3.1 虛擬現實技術在燒傷疼痛管理中的鎮痛原理

虛擬現實技術的有效性主要基于疼痛的閘門控制理論[21]，這種理論表明高級思維過程可以改變個體對疼痛信號的理解，甚至可以改變進入大腦的疼痛信號的數量。一些心理學技術如催眠、心理意象、腦力勞動、讓病人參與對話、聽音樂或看視頻等，都可以通過這種機制幫助病人減輕疼痛[9]。虛擬現實技術鎮痛的基本原理主要通過視覺和聽覺，甚至力量、觸覺、嗅覺等多方面的刺激，呈現出引人入勝的動態內容，將人的注意力從痛苦的刺激中轉移出來[6]，從而減少神經中樞對疼痛信號的處理[9]，減少思考疼痛的時間。因此，虛擬現實技術可以減輕由情緒和感覺帶來的疼痛感[22]。

3.2 虛擬現實技術在燒傷疼痛管理中的可行性

Hoffman[23]研究表明，使用虛擬現實技術使成年燒傷病人的疼痛評分降低了40%～50%，并且虛擬現實技術比電腦游戲等低沉浸感的模式對燒傷病人的鎮痛效果更具優勢[19]。一項Meta分析結果表明，虛擬現實技術、催眠、放松和分散注意力相結合等方式，可以有效減輕燒傷病人在換藥期間的焦慮和疼痛[24]。另外一項系統綜述也表明，虛擬現實可以作為一種補充性的藥物治療策略，在燒傷病人的治療中是有效的，無論是換藥還是物理康復治療，均可以顯著減輕疼痛、焦慮，另外虛擬現實的使用還可以增加樂趣，縮短疼痛時間以及住院時間，促進傷口的上皮化過程[1]。研究表明，與普通電子游戲相比，三維技術的使用增加了沉浸感，并在減輕疼痛方面取得了更好的效果[19]。近年來，虛擬現實技術的鎮痛效果不僅在臨床研究中得到證實，同時也在醫學影像學的相關研究中得到進一步證實。一項關于功能核磁共振成像的研究表明，病人的主觀疼痛報告結果和客觀的大腦活動有一定的相關性，在疼痛刺激過程中大腦有5個主要區域（腦島、丘腦、前扣帶回皮層、初級和次級軀體感覺皮層）會產生疼痛，而在使用虛擬現實技術期間5個中樞神經區域的活動會顯著減少[25]。這種大腦活動的減少可能與這種沉浸式技術促進分心的效果有關，分散注意力改變了病人對疼痛的感知，減少了對藥物的需求[1]。綜上所述，虛擬現實技術對燒傷病人來說是一項可行的、有效的、可接受的且具有臨床價值和意義的非藥物鎮痛措施。

4 虛擬現實技術在燒傷兒童疼痛管理方面的研究現狀

國外關于虛擬現實技術在燒傷兒童管理方面相對比較成熟，文獻主要集中于美國及澳大利亞，雖然疼痛管理效果已被相關研究證實，但就單個研究及研究的總體數量來看，還是存在樣本量小、虛擬現實設備及技術的標準不統一、測量指標不統一、未形成科學而詳細的診療規范以及符合行業標準、各國國情的使用指南等不足。相對來講，亞洲此方面的報道較少[26]。

Chan等[4]是亞洲第一個將虛擬現實技術應用于燒傷兒童疼痛管理中的研究團隊，其研究經歷了兩個階段，第一階段是虛擬現實設備模型的開發；第二階段是在燒傷患兒中進行干預以了解其可用性及有效性，該研究先后對8例兒童進行自身前后對照實驗，采用量性研究和質性研究相結合的方法，結果表明無論是否進行虛擬現實技術干預，換藥前、換藥中、換藥后燒傷患兒疼痛評分比較差異均有統計學意義，然而換藥中和換藥后干預組疼痛評分低于對照組。然而這項研究也存在一定的缺陷，如樣本量較小，并且干預不是在第1次換藥時進行，患兒容易形成條件反射性焦慮和預期疼痛，說明選擇使用虛擬現實設備的時機是非常重要的。Hua等[20]研究表明，在兒科病房中使用虛擬現實技術可以作為一種分散注意力的工具，比標準的分散注意力方式更能減輕兒童的疼痛，可以縮短換藥時間，提高臨床效率。

美國關于虛擬現實技術在燒傷鎮痛方面的研究較多，華盛頓大學的Hoffman等[27]團隊從2000年開始開展多項相關研究，主要探討了虛擬現實技術在燒傷換藥、水療以及康復等方面對燒傷成人和兒童的鎮痛作用，研究設計多采用組內交叉設計，對受試者自身前后進行對照。其中一項研究是將虛擬現實技術應用于重癥監護室燒傷患兒，結果證明虛擬現實技術可以減輕大面積嚴重燒傷患兒在清創期間遭受的疼痛。

澳大利亞自2005年開始出現虛擬現實技術在燒傷鎮痛方面的研究，做出主要貢獻的是澳大利亞布里斯班的皇家兒童醫院燒傷中心，與昆士蘭大學附屬高科技公司共同合作開發了一種易用的多感官型手握交互式分心裝置，簡稱多感官型分心裝置(MMD)。Mott等[10]對42例3～14歲的燒傷兒童進行了一項隨機對照試驗，對照組采用基本的多維感知技術（如分散注意力、正向強化、放松、觀看適合年齡的視頻節目），干預組采用MMD，結果表明MMD可以降低燒傷兒童換藥時的疼痛評分[10]。

Khadra等[2]對15例燒傷兒童進行干預，除了接受標準的藥物治療外，還接受基于投影儀的虛擬現實干預，利用虛擬現實技術和投影技術在水療池上方形成一個三維的穹頂，患兒不需要戴頭盔或三維眼鏡，在患兒開始治療時通過游戲使患兒獲得一定的沉浸感，從而有效分散注意力。在巴西，虛擬現實的應用仍處于起始階段，Scapin等[28]對虛擬現實技術在燒傷患兒換藥疼痛管理中的應用情況進行了個案報道。Faber等[29]通過使用虛擬現實設備對荷蘭某燒傷中心的36例8～57歲燒傷病人進行換藥過程中的疼痛管理，每例病人均接受1次無虛擬現實的創面清創治療，作為基線數據，隨后使用虛擬現實設備進行1次或多次（最多7次）的后續創面護理，每次創面護理后,采用可視模擬溫度計（VAT）測量最嚴重的疼痛程度，結果證明在嚴重燒傷創面的清創過程中使用虛擬現實技術對于減輕病人疼痛是有效的。

5 小結

燒傷對于任何一個國家來說都是一個非常重要的公共衛生問題，兒童是燒傷的高危人群[1]。雖然虛擬現實技術在燒傷領域已取得了良好的效果，但未來仍需要大量的研究進一步探討其臨床應用價值。應進一步探討虛擬現實技術減輕疼痛的作用機制，今后的研究可以將虛擬現實技術與腦電成像技術結合進一步研究虛擬現實技術緩解急性疼痛的腦神經機制。傳統的評估工具主要以量表、訪談等一些主觀評估工具為主，未來可以使用生物反饋系統、情緒識別系統等精確識別人體的生理變化以及情緒變化，客觀判斷實驗結果的有效性。未來可進行大樣本的隨機對照雙盲試驗，驗證虛擬現實技術在小兒燒傷疼痛管理方案中的臨床效果。由于虛擬現實設備目前仍具有一定的局限性，例如嗅覺、觸覺等高科技的融入尚有困難，受試者不能在干預過程中進行實時調節以適應不斷變化的心理需求。未來的發展應結合人工智能等技術，開發低成本、便攜式的、易操作的智能化虛擬現實設備，并驗證其可行性、可接受性和有效性。