遲嘉婧，高 曉，于萬慧，劉佳欣，湯俊杰，張歆睿，楊麗娟

睡眠障礙是指夜間睡眠在數(shù)量和質(zhì)量方面的感知或?qū)嶋H變化，以及隨之帶來的白天疲乏無力及精力不足等癥狀[1]。重癥監(jiān)護室(ICU)環(huán)境特殊，病人病情相對危重復(fù)雜，因受光線、噪聲、護理操作等不良因素的刺激，ICU病人入睡困難、睡眠碎片化、睡眠效率低下等問題日益突出。研究表明有28%～61%的ICU病人存在睡眠障礙[2]，不僅會影響病人本身疾病的康復(fù)及痊愈，而且容易誘發(fā)譫妄、神經(jīng)認(rèn)知障礙等并發(fā)癥[3]。因此，開拓一種對病人更為有利的治療手段成為目前臨床迫切需要解決的問題。虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)技術(shù)是一種在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下由計算機產(chǎn)生特定的畫面及聲音,使病人沉浸于虛擬的環(huán)境中并且可以與其進行互動的新興技術(shù)[4]。近些年，該技術(shù)用于ICU睡眠障礙病人的治療成為越來越多國外學(xué)者研究的熱點問題，開始在國外ICU病房投入使用[5-6]，其打破傳統(tǒng)療法的束縛，展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢和較好的發(fā)展前景[7]。據(jù)此，本文主要對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在ICU睡眠障礙病人中應(yīng)用和效果以及存在的問題進行綜述，根據(jù)現(xiàn)存的問題提出相應(yīng)的對策及展望，以期為我國ICU睡眠障礙病人的臨床護理提供依據(jù)。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)以計算機為依托，將圖形學(xué)、傳感器、人工智能技術(shù)及人機接口技術(shù)相融合，使體驗者處于設(shè)定的環(huán)境中，并可與虛擬的世界進行交互，真實體驗視覺、聽覺、觸覺等多種感受[8]，創(chuàng)造一種適宜睡眠的安靜環(huán)境，可改善病人睡眠質(zhì)量。目前該技術(shù)最常見的分類方法是根據(jù)沉浸程度不同分為沉浸式、桌面式、增強式和分布式4類系統(tǒng)[9]，針對ICU病人主要考慮沉浸式系統(tǒng)，其包括VR頭戴式系統(tǒng)和VR康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)[10]。另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸感、交互性及構(gòu)想性3個特征[11]，沉浸感是指體驗者完全沉浸于特定的虛擬環(huán)境中，可以真切地感受其看到的畫面、聽到的聲音、聞到的氣味等，仿佛置身其中，這也是VR技術(shù)最核心的特征；交互性在人機和諧方面是非常關(guān)鍵的，表現(xiàn)為體驗者可以通過一系列操作與虛擬環(huán)境中的物體進行互動，在自身發(fā)出動作的同時可以得到虛擬環(huán)境的回應(yīng)；構(gòu)想性是指體驗者在使用的過程中會加深對已認(rèn)知事物的感性及理性認(rèn)識，使其展開新的想象，激發(fā)體驗者創(chuàng)造性思維。目前，隨著計算機和人工智能等技術(shù)的迅速發(fā)展，VR技術(shù)已拓展到生活的各個領(lǐng)域，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的延伸已體現(xiàn)在康復(fù)治療[12]、教學(xué)實踐[13]、解決認(rèn)知障礙[14]等方面。對于ICU病人睡眠障礙問題，VR技術(shù)可通過三維仿真技術(shù)，營造出一個具有舒緩音樂、柔和畫面的虛擬環(huán)境，使病人可忽略外界環(huán)境的干擾。有研究發(fā)現(xiàn)，為病人提供具有催眠作用的聲音，如安靜的音樂可以降低心率和呼吸頻率，從而有助于改善睡眠，與以往傳統(tǒng)方法相比，具有顯著優(yōu)勢[15]。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在ICU睡眠障礙病人中的應(yīng)用

2.1 適用對象及時間 虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要適用于呼吸[16]、循環(huán)[17]等內(nèi)科急危重癥以及心臟手術(shù)[18]、惡性腫瘤[19]等外科重大手術(shù)術(shù)后清醒的、生命體征平穩(wěn)的成年ICU病人；對于存在頭面部及顱腦損傷的病人，鎮(zhèn)靜程度評估表(Richmond Agitation Sedation Scale,RASS)評分<-1分，存在視聽障礙以及出現(xiàn)譫妄、躁動等認(rèn)知精神障礙無法配合VR設(shè)備正常使用的病人應(yīng)排除在外[19]。自ICU病人第一次出現(xiàn)睡眠障礙后即可開始應(yīng)用，以盡早緩解病人不適癥狀。

2.2 應(yīng)用方法 應(yīng)用前由醫(yī)護人員向病人本人或家屬詳細(xì)介紹VR設(shè)備的使用方法、作用及可能出現(xiàn)的問題，簽署知情同意書，并提前檢查VR設(shè)備的性能及完整性，確保治療順利進行；應(yīng)用過程中由醫(yī)護人員和專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)病人的病情設(shè)置具體的模式，并為病人佩戴 VR 頭盔顯示屏，播放輕而柔和的音樂，助眠的話語，呈現(xiàn)令人放松的戶外場景，如海浪沙灘、山谷森林、花園草坪等，病人也可根據(jù)自己的喜好進行選定，全程伴隨輕柔溫和的聲音為引導(dǎo)[20]，給予病人多種感官體驗，在此期間病人可進行實時反饋，實現(xiàn)與虛擬環(huán)境的交互，幫助病人提高睡眠質(zhì)量，更快地進入睡眠。病人入睡后30 min可由護理人員幫忙取下并詳細(xì)記錄保存各種數(shù)據(jù)信息；使用完成后護理人員應(yīng)及時了解病人的使用感受并進行記錄反饋[19]。

2.3 應(yīng)用系統(tǒng)

2.3.1 基于頭戴式系統(tǒng) 目前常見的頭戴式系統(tǒng)有HTC Vive、三星Gear VR系統(tǒng)等，其主要組成部分包括頭戴式顯示器、中心處理器及交互設(shè)備[19]。該系統(tǒng)利用VR頭戴式顯示器傳輸虛擬的畫面及設(shè)定的聲音，可突破二維的矩形邊框，實現(xiàn)3D立體環(huán)繞及頭部跟蹤，使病人真實感受沙灘、平原等自然景觀，聆聽舒緩的音樂、輕柔的話語，將病人完全封閉在一個虛擬的環(huán)境中，享受視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗，并可通過三維鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套等實現(xiàn)交互，具有高度沉浸性、極強的交互性和參與感，病人不會受到外界光線、噪聲的干擾，完全沉浸在特定的環(huán)境中，可以更好地進入睡眠，緩解病人的焦慮心情及不適癥狀。頭戴式系統(tǒng)按照VR硬件形態(tài)可分外接式頭顯設(shè)備、移動端頭顯設(shè)備、一體機頭顯設(shè)備3種[21]。外接式頭顯設(shè)備又稱PC端頭顯設(shè)備，以計算機為依托，病人可通過獨立顯示屏獲取畫面，而缺點是費用過高；移動端頭顯設(shè)備是將手機放置于頭戴式設(shè)備中作為顯示屏，可隨時調(diào)節(jié)觀看位置，靈活方便且價格相對低廉，目前臨床應(yīng)用較為廣泛；一體機頭顯設(shè)備具有獨立的處理器及輸入和輸出裝備，具有高度的沉浸感，完全不受空間及外部條件的約束，是最高級的一種類型，但由于該類型研發(fā)成本相對過高，目前暫未投入臨床使用。

2.3.2 基于睡眠輔助系統(tǒng) 睡眠輔助系統(tǒng)是由Huang等學(xué)者提出的一種新型沉浸式VR系統(tǒng)，該系統(tǒng)在原有頭戴式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行升級，結(jié)合單通道腦電圖(EEG)睡眠階段分類算法，由睡眠盒(計算終端)、輕型虛擬現(xiàn)實眼鏡(HMD)、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器和基于機器學(xué)習(xí)技術(shù)的分類算法組成，整合了VR和多媒體技術(shù)，可有效改善睡眠[15]。新型的輕量級神經(jīng)反饋虛擬現(xiàn)實頭盔，成功克服可穿戴問題，帶有電極貼片的特定電路用于捕獲EEG信號，然后通過睡眠盒將數(shù)據(jù)實時傳輸至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)云，后臺可在線計算包括睡眠階段預(yù)測在內(nèi)的所有與睡眠相關(guān)的參數(shù)。該研究表明，90名參與者被邀請在3個不同的系統(tǒng)上測試3D VR、2D視頻和音樂，結(jié)果顯示，該技術(shù)的效果優(yōu)于現(xiàn)有方法，未來可更好地幫助ICU病人提高睡眠質(zhì)量[15]。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)對ICU睡眠障礙病人的應(yīng)用效果

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用可緩解ICU睡眠障礙病人負(fù)性情緒，縮短病人入睡時間 ICU病人病情相對危重，對自身疾病的擔(dān)憂及高昂的住院費用均會給病人帶來焦慮、抑郁等負(fù)性情緒[22]。研究表明，80%的ICU意識清醒病人都會伴隨負(fù)面情緒,導(dǎo)致睡眠障礙的發(fā)生,入睡困難成為ICU病人的主要問題之一[23-24]。Jawed等[25]招募了15例ICU病人進行VR技術(shù)的體驗，向其展示放松的海灘場景，并使用評分量表對其經(jīng)歷進行評估，結(jié)果顯示71%病人的焦慮情緒在VR體驗中得到了改善。Blair等[26]對1例行體外氧合膜肺治療的ICU病人進行VR干預(yù)，結(jié)果同樣顯示病人的焦慮、抑郁等負(fù)性情緒得到了減輕。VR技術(shù)可直接或間接地通過緩解負(fù)性情緒幫助ICU病人解決入睡困難的問題，這一點在既往的研究[27]中也得到了證實，通過分散病人注意力，使其沉浸在虛擬的放松現(xiàn)實環(huán)境中，這種虛擬環(huán)境可以減緩病人的負(fù)性情緒，降低病人睡眠的心率，縮短病人入睡時間，從而在心理和生理水平上共同促進睡眠。總的來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在縮短ICU睡眠障礙病人入睡時間方面展示出了較好的成效，該技術(shù)有望成為ICU病房促進睡眠的臨床工具，旨在幫助ICU病人克服入睡困難。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用可減輕睡眠障礙病人軀體疼痛，減少睡眠中斷 引起ICU睡眠障礙病人睡眠中斷的原因不僅包括翻身、吸痰等護理操作，軀體疼痛也是導(dǎo)致病人睡眠中斷的重要因素[28-29]，并且ICU病房出現(xiàn)疼痛癥狀的病人占50%～70%[30]。有研究指出，病人疼痛癥狀的減輕，可減少85%睡眠中斷的發(fā)生，主觀睡眠質(zhì)量明顯提高[31]。有研究報道，67例心臟外科術(shù)后的ICU病人在接受專為疼痛設(shè)計的30 min VR模擬后，呼吸頻率、平均動脈壓和心率均降低，通過分析比較生命體征的變化及與調(diào)查量表的聯(lián)系，結(jié)果表明病人疼痛程度得到有效減輕[32]。另外，Hoffman等[33]在一項6～17歲嚴(yán)重?zé)齻腎CU病人的研究中，給予48例患兒新型便攜式VR設(shè)備干預(yù)，并使用圖形評級量表評估干預(yù)前后疼痛的變化，結(jié)果顯示，患兒疼痛評分顯著降低，從而有利于減少睡眠中斷的發(fā)生，縮短睡眠碎片化時間。從目前的研究來看，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠有效減少病人夜間覺醒次數(shù)及睡眠中斷的發(fā)生，可以成為解決ICU病人睡眠障礙的一種新的療法，為醫(yī)護人員提供新的治療思路。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用可延長病人深度睡眠時間，提高病人睡眠效率 減少淺睡眠、延長深度睡眠時間，提高睡眠效率對ICU病人身體機能的康復(fù)及病情的好轉(zhuǎn)具有重要意義[34]。Lee等[5]采用隨機對照試驗的方法，將48例ICU病人隨機分成試驗組和對照組各24例，試驗組病人在入院當(dāng)天的晚上，使用頭戴式虛擬現(xiàn)實顯示器進行30 min的冥想，對照組沒有進行干預(yù)，主要觀察指標(biāo)為睡眠量表和活動跟蹤器。通過一款可穿戴腕帶FitBit，整合病人的運動和心率數(shù)據(jù)來評估病人30 s的睡眠時間，可提供睡眠階段數(shù)據(jù)，包括睡眠總時間、淺睡眠、深度睡眠時間等。結(jié)果顯示，試驗組的主觀睡眠質(zhì)量明顯高于對照組，且試驗組病人清醒時間較短，深度睡眠時間較長，睡眠效率顯著高于對照組。由此可見，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以顯著增加病人深度睡眠時間、提高睡眠效率，為ICU病人病情痊愈及身體康復(fù)提供有力保障。

3.4 形成良性循環(huán)，加速病人康復(fù) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過制造沉浸式的三維體驗，使病人完全擺脫外界環(huán)境的干擾，在虛擬環(huán)境的引導(dǎo)下，安心地進入睡眠，縮短了病人的入睡時間、減少了睡眠中斷、提高了睡眠效率及睡眠質(zhì)量，有效地解決了ICU病人的睡眠障礙問題。另外，有研究表明保證ICU病人的優(yōu)質(zhì)睡眠也可以在一定程度上幫助病人緩解不良情緒、減輕身體疼痛、減少安眠及鎮(zhèn)痛藥物的使用，避免副作用的發(fā)生，有利于身體進一步恢復(fù)，而病人病情的好轉(zhuǎn)也會在一定程度上促進睡眠，從而形成良性循環(huán)，加速病人康復(fù)，縮短住院時間，提示醫(yī)護人員下一步可以考慮將VR技術(shù)作為解決ICU病人睡眠問題的臨床治療工具[6]。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在ICU睡眠障礙病人應(yīng)用中存在的問題及對策

4.1 可能存在不良反應(yīng) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠給病人帶來逼真的虛擬體驗，但由于虛擬動畫和移動虛擬場景的變換，頭痛、眩暈、方向障礙等不良反應(yīng)也可能隨之而來，稱為視覺誘導(dǎo)暈動癥(visually induced motion sickness,VIMS)，也是VR技術(shù)目前最常見的不良反應(yīng)之一[35-36]。因此，在使用VR設(shè)備前建議醫(yī)護人員可通過視覺暈動敏感性問卷(Motion Sickness Susceptibility Questionnaire,MSSQ)[37]等對ICU病人進行評估，以減少不良反應(yīng)的發(fā)生；在使用過程中時刻關(guān)注病人的舒適度，提前做好應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)任何不適應(yīng)及時中止干預(yù)，以防加重病人病情或出現(xiàn)新的問題。另外，使用時由于眼睛距離屏幕非常近，可能會使部分病人產(chǎn)生近視、眼部的不適及疲勞感[38]，但目前VR頭戴式系統(tǒng)尚未出現(xiàn)非眼鏡設(shè)備可以替代，未來仍需要進行進一步的突破。

4.2 缺乏統(tǒng)一的實施規(guī)范及評價標(biāo)準(zhǔn) 目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)針對ICU不同病情睡眠障礙病人的干預(yù)時長和干預(yù)方案的選擇主要取決于病人的個人主觀體驗，尚缺乏統(tǒng)一的規(guī)范及實施標(biāo)準(zhǔn)[39]。另外，對于病人使用后效果的長期隨訪研究仍存在空白，無法形成統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)。未來有必要探索適用于ICU不同病情的睡眠障礙病人干預(yù)時長及干預(yù)方案的高質(zhì)量研究，并進行追蹤隨訪，以形成規(guī)范的實施和效果評價體系。

4.3 研發(fā)技術(shù)尚不成熟 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在ICU病人中的投入與應(yīng)用處于初級階段，對病人睡眠的干預(yù)主要針對清醒病人，而對無意識及深度昏迷病人的改善作用有待進一步探究。此外，目前VR技術(shù)的研發(fā)水平還有很大的提升空間，存在計算機占地面積大、系統(tǒng)操作復(fù)雜等問題[11]，ICU病人由于受疾病的限制，操作系統(tǒng)過于復(fù)雜，實施存在一定的困難，并且可能會加重護理人員的工作負(fù)擔(dān)。這提示虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研發(fā)可考慮多學(xué)科協(xié)作，充分考慮醫(yī)護人員等各方建議，對現(xiàn)存的虛擬現(xiàn)實頭戴式系統(tǒng)進行升級，為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在ICU睡眠障礙病人中的應(yīng)用提供進一步的支持。

4.4 成本相對過高 虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于設(shè)備先進，為能夠給病人帶來更加真實的體驗，開發(fā)和使用維護成本相對過高，尤其對于ICU病人來說，在本身疾病費用的基礎(chǔ)上，更加加重了家庭的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。因此，這項技術(shù)的進一步推廣與發(fā)展需要得到政府及社會的大力支持，政府可設(shè)立相應(yīng)的專項基金，扶持VR技術(shù)在臨床的投入，并可考慮將虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用納入醫(yī)保范圍。另外，研發(fā)部門也可通過降低生產(chǎn)成本減少病人費用的支出，減輕病人家庭壓力。

5 展望

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是幫助ICU病人解決睡眠障礙問題的新型技術(shù)，在原有干預(yù)的基礎(chǔ)上對治療ICU病人睡眠障礙方面有了新的突破，主要在入睡時間、睡眠中斷、深度睡眠時長、睡眠效率等方面上顯示出了積極作用，但仍有研究表明沒有證據(jù)支持VR技術(shù)對睡眠問題具有顯著影響，因此，該技術(shù)的拓展與應(yīng)用仍需進行進一步探究[40]。另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在國內(nèi)ICU病人中的應(yīng)用雖處于初始階段，但其對ICU睡眠障礙病人的治療效果已顯示出巨大潛力，未來需開展大樣本、多中心的研究試驗進行驗證，并且進一步注重其耐受性和普適性的發(fā)展，以期為我國ICU睡眠障礙病人的臨床治療提供更多的參考依據(jù)。