虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景展望

鄭朱婷，袁長(zhǎng)蓉，吳傅蕾，王婧婷

(1.海軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 學(xué)員六大隊(duì)18隊(duì)，上海 200433;2.復(fù)旦大學(xué) 護(hù)理學(xué)院，上海200032；3.海軍軍醫(yī)大學(xué) 護(hù)理系，上海200433)

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality，VR)是基于多元信息融合的新型人機(jī)交互狀態(tài)，利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，可調(diào)動(dòng)用戶各種感知通道，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等一般感覺，平衡感、超失重感、加速度感等物理反應(yīng)，來感知計(jì)算機(jī)模擬的虛擬世界，使用戶可以即時(shí)、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物，產(chǎn)生身臨其境的感覺[1-2]。VR技術(shù)是20世紀(jì)發(fā)展起來的一項(xiàng)全新的實(shí)用技術(shù)，與臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)合日益拓展，在醫(yī)學(xué)教育[3]、臨床康復(fù)[4]、鎮(zhèn)痛[5]中的應(yīng)用不斷增多。在提倡自然分娩、降低剖宮產(chǎn)率、提升產(chǎn)婦全產(chǎn)程體驗(yàn)的背景下，孕產(chǎn)婦健康管理過程中面臨諸多挑戰(zhàn)，VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的研究和應(yīng)用值得關(guān)注。因此，本文綜述了VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的應(yīng)用，并對(duì)其未來發(fā)展方向進(jìn)行展望，以期提高醫(yī)護(hù)人員對(duì)基于VR的健康研究認(rèn)知，為VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的研究與應(yīng)用提供參考，推動(dòng)VR在孕產(chǎn)婦健康管理領(lǐng)域更為深入的探索。

1 VR技術(shù)的分類及簡(jiǎn)介

1.1 桌面式VR 桌面式VR要求用戶使用手控輸入設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)屏幕觀察虛擬世界，其優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)最為簡(jiǎn)單，投入成本不高，對(duì)硬件的要求低，在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛，但缺陷在于缺少完全沉浸感，用戶仍會(huì)受到周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾[6]。

1.2 沉浸式VR 沉浸式VR借助頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，把視覺、聽覺和其他感覺封閉起來，可為用戶提供更高層次的沉浸式體驗(yàn)，使用戶有一種身臨其境、全身心沉浸于虛擬世界的感覺[7]。沉浸式VR的優(yōu)勢(shì)在于其高度沉浸感和實(shí)時(shí)性，主要產(chǎn)品形態(tài)為連接電腦主機(jī)的PC-VR和自帶運(yùn)算單元的移動(dòng)VR頭盔顯示器。

1.3 增強(qiáng)式VR 增強(qiáng)式VR也稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality，AR)，AR將真實(shí)世界和虛擬世界在三維空間中整合起來，用戶使用AR既可看到真實(shí)世界，也可看到疊加在真實(shí)世界上的虛擬對(duì)象。AR優(yōu)勢(shì)在于減少了開發(fā)復(fù)雜真實(shí)場(chǎng)景的費(fèi)用，還可以對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行操作，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)人機(jī)交互功能[6-7]。

1.4 分布式VR 分布式VR可以讓多個(gè)用戶通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，并同時(shí)參加一個(gè)虛擬世界，共同體驗(yàn)虛擬世界經(jīng)歷，使用戶的感受達(dá)到更高的境界[6-7]。分布式VR的特點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的實(shí)時(shí)互動(dòng)，更具交互性和互動(dòng)性。

2 VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的研究現(xiàn)狀

VR在孕產(chǎn)婦健康管理領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷拓展，Sevenri[8]等人率先在2005年探索了基于VR的3D胎兒照片與虛擬觸覺交互對(duì)孕婦產(chǎn)前焦慮和唾液皮質(zhì)醇濃度的影響，但研究的樣本只有12名孕婦，且僅進(jìn)行了前后對(duì)照實(shí)驗(yàn)。2015和2016年，愛爾蘭Shourab研究團(tuán)隊(duì)先后發(fā)表了VR在初產(chǎn)婦外陰切開術(shù)修復(fù)期鎮(zhèn)痛及緩解焦慮的研究，證實(shí)了VR場(chǎng)景視頻在降低產(chǎn)婦外陰切開術(shù)康復(fù)期疼痛和焦慮中的有效性[9-10]。VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的應(yīng)用主要集中在2019年之后，目前，VR在孕產(chǎn)婦健康管理中的應(yīng)用主要集中在促進(jìn)孕產(chǎn)婦產(chǎn)前鍛煉、緩解產(chǎn)前焦慮、鎮(zhèn)痛和產(chǎn)后康復(fù)上，多為單次的短時(shí)干預(yù)，在有效性評(píng)價(jià)上多采用RCT設(shè)計(jì)，研究對(duì)象樣本量在集中在100例以下?？梢姡壳癡R技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的研究還處在起步階段，有待研究者進(jìn)行深入的研究和更廣泛的拓展。

3 VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中應(yīng)用效果

3.1 妊娠期的應(yīng)用

3.1.1 產(chǎn)前鍛煉促進(jìn) 孕期運(yùn)動(dòng)鍛煉能夠有效防治妊娠合并癥、改善妊娠期孕婦的負(fù)性情緒、降低剖宮產(chǎn)率及器械助產(chǎn)率、促進(jìn)產(chǎn)后快速恢復(fù)[11-12]。然而，很多孕婦在妊娠期并未對(duì)運(yùn)動(dòng)鍛煉有足夠的重視，需要醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行相關(guān)指導(dǎo)。Setiawan等人[13]通過沉浸式鍛煉教學(xué)模擬器有效促進(jìn)了孕婦進(jìn)行產(chǎn)前鍛煉，但該研究樣本量?jī)H為6名孕婦，有必要進(jìn)一步擴(kuò)大研究樣本量對(duì)VR促進(jìn)孕婦產(chǎn)前鍛煉的效果進(jìn)行研究。

3.1.2 產(chǎn)前負(fù)性情緒緩解 孕婦在孕期容易出現(xiàn)焦慮、憂郁等負(fù)性情緒，這些負(fù)性情緒可能引發(fā)胎兒窘迫、早產(chǎn)、低出生體重、胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩等不良結(jié)局，因此有必要關(guān)注孕婦的負(fù)性情緒并給予有效干預(yù)[14]。Noben等人[15]的研究顯示通過VR模擬剖宮產(chǎn)手術(shù)過程無法有效緩解孕婦產(chǎn)前焦慮，但Sevenri等人[8]基于VR的虛擬觸摸胎兒觸覺體驗(yàn)可有效減少孕婦唾液皮質(zhì)醇的分泌，緩解產(chǎn)前焦慮。因此，有必要探索更為高效且有效的孕婦產(chǎn)前負(fù)性情緒VR干預(yù)方案。

3.1.3 體外胎兒倒轉(zhuǎn)術(shù)鎮(zhèn)痛 孕婦外倒轉(zhuǎn)術(shù)成功率對(duì)降低剖宮產(chǎn)率及其并發(fā)癥非常重要，外倒轉(zhuǎn)時(shí)引起的疼痛是影響倒轉(zhuǎn)術(shù)成功的因素之一[16]。Smith等人[17]應(yīng)用新加坡ALO VR設(shè)計(jì)的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境“天窗”，讓孕婦感覺置身于一片安靜的田野，幾盞點(diǎn)亮的紅燈籠緩緩飄上布滿星星的夜空，伴有輕柔的背景音樂，且隨著參與度的不斷增加，點(diǎn)亮的燈籠可以引發(fā)一場(chǎng)煙火或形成元宵節(jié)花燈以示獎(jiǎng)勵(lì)，雖然該研究證明VR無法有效緩解體外胎兒倒轉(zhuǎn)術(shù)中的疼痛，但孕婦對(duì)此項(xiàng)技術(shù)有較好的依從性和接受性，為VR虛擬場(chǎng)景在妊娠期的應(yīng)用拓展了思路。

3.2 產(chǎn)程中的應(yīng)用

3.2.1 分娩鎮(zhèn)痛 產(chǎn)婦的有效鎮(zhèn)痛對(duì)減少分娩疼痛、提高自然分娩率、改善分娩結(jié)局有重要意義[18-19]。目前VR用于分娩鎮(zhèn)痛的研究數(shù)量較多，多篇文獻(xiàn)通過隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)證明了VR在分娩鎮(zhèn)痛上的有效性[20-22]。Wong[20]等人構(gòu)建了3D虛擬場(chǎng)景(如森林、海浪、篝火)，在產(chǎn)婦每5 min有一次宮縮且疼痛評(píng)分達(dá)到4～7分后給予干預(yù)30 min，同時(shí)給予冥想聽覺引導(dǎo)，顯著降低了產(chǎn)婦分娩時(shí)的疼痛。劉李潔等人[23]的研究表明，拉瑪澤呼吸減痛法聯(lián)合VR技術(shù)同樣能夠有效鎮(zhèn)痛。Gür[24]等人通過比較伴有古典音樂的新生兒照片視頻放映、僅有新生兒照片視頻放映、土耳其電影介紹放映、僅有古典音樂播放和無干預(yù)對(duì)照組，證實(shí)了聯(lián)合認(rèn)知行為療法對(duì)產(chǎn)婦鎮(zhèn)痛的有效性。

3.2.2 產(chǎn)程負(fù)性情緒緩解 對(duì)分娩認(rèn)知不足會(huì)使產(chǎn)婦對(duì)分娩疼痛產(chǎn)生緊張、恐懼的心理[25]。VR技術(shù)通過視覺、聽覺為產(chǎn)婦虛擬一個(gè)舒適、放松的自然環(huán)境，使產(chǎn)婦有身臨其境之感，可有效轉(zhuǎn)移產(chǎn)婦的注意力，緩解了產(chǎn)婦的焦慮、抑郁等負(fù)性情緒，從而一定程度上緩解了產(chǎn)婦分娩時(shí)的疼痛，縮短了產(chǎn)程，提高了自然分娩率[26-29]。黎志容[26]等人通過VR眼鏡在第一產(chǎn)程向產(chǎn)婦播放公園、海底等場(chǎng)景，同時(shí)配合語(yǔ)言提醒，引導(dǎo)產(chǎn)婦充分放松，有效地緩解了產(chǎn)婦緊張、焦慮的情緒。

3.3 產(chǎn)后康復(fù)中的應(yīng)用

3.3.1 盆底肌功能鍛煉 產(chǎn)后盆底肌功能鍛煉能夠加強(qiáng)產(chǎn)婦盆底肌肉的收縮力量，提高控尿能力，降低產(chǎn)婦盆腔器官脫垂、壓力性尿失禁、尿頻、尿急、腰骶酸痛、陰道松弛和干澀的發(fā)生率，提高產(chǎn)婦的工作和生活質(zhì)量；相反，若處置不當(dāng)，隨著年齡的增加，產(chǎn)婦的盆底功能障礙會(huì)越發(fā)嚴(yán)重[30]。史永梅等[31]的研究結(jié)果顯示，基于VR的盆底肌功能鍛煉可顯著增強(qiáng)肌肉的收縮程度，降低壓力性尿失禁、尿頻、尿急等并發(fā)癥的發(fā)生率，促進(jìn)盆底肌肉功能恢復(fù)。

3.3.2 外陰切開術(shù)鎮(zhèn)痛 會(huì)陰側(cè)切切口疼痛對(duì)產(chǎn)婦產(chǎn)后大小便、下床活動(dòng)等日常生活造成不良影響，合理的鎮(zhèn)痛可以促進(jìn)產(chǎn)婦術(shù)后康復(fù)，早期下床活動(dòng)，預(yù)防產(chǎn)褥感染等并發(fā)癥[32]。Shourab研究團(tuán)隊(duì)于2015年和2016年分別通過VR場(chǎng)景視頻對(duì)外陰切開術(shù)修復(fù)期的產(chǎn)婦進(jìn)行干預(yù)，證實(shí)了VR技術(shù)可有效減少外陰切開術(shù)康復(fù)過程中產(chǎn)婦的疼痛，并緩解產(chǎn)婦焦慮，促進(jìn)產(chǎn)婦康復(fù)，對(duì)于提高產(chǎn)后生活質(zhì)量有重要意義[9-10]。

4 VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的發(fā)展方向

4.1 VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的應(yīng)用場(chǎng)景有待積極拓展 基于VR技術(shù)的孕產(chǎn)婦健康管理現(xiàn)有研究數(shù)量較少，現(xiàn)有研究集中在孕產(chǎn)婦產(chǎn)前鍛煉促進(jìn)、緩解負(fù)性情緒、鎮(zhèn)痛和產(chǎn)后康復(fù)上。目前我國(guó)學(xué)者開展的研究中，多關(guān)注孕產(chǎn)婦生產(chǎn)過程中的鎮(zhèn)痛和負(fù)性情緒改善[23,26-29]，以及孕產(chǎn)婦產(chǎn)后盆底肌功能鍛煉[31]。因此，有必要參考VR在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例，并結(jié)合孕產(chǎn)婦的實(shí)際需求，進(jìn)一步拓展VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦妊娠及分娩整個(gè)過程中的應(yīng)用場(chǎng)景，可能的拓展的場(chǎng)景包括：(1)孕婦妊娠各階段的健康宣教中，基于VR的宣教可以讓孕婦更直觀地了解妊娠和分娩過程，為孕婦提供更充分的信息支持；(2)基于VR的孕產(chǎn)婦配偶的健康宣教、模擬妊娠和生產(chǎn)體驗(yàn)，可以讓新手爸爸們更體會(huì)妻子懷孕和生產(chǎn)的不易，更主動(dòng)地為孕產(chǎn)婦提供更多生活上的照顧以及心理和情感支持，從而有助于緩解孕產(chǎn)婦的負(fù)性情緒；(3)基于VR的康復(fù)指導(dǎo)可以直觀且生動(dòng)地指導(dǎo)孕產(chǎn)婦進(jìn)行產(chǎn)前鍛煉和產(chǎn)后康復(fù)鍛煉，讓孕產(chǎn)婦不受時(shí)間和空間限制，隨時(shí)隨地了解產(chǎn)前鍛煉和產(chǎn)后康復(fù)方案，提高康復(fù)動(dòng)作和康復(fù)過程的可視化程度，在增加康復(fù)鍛煉趣味性的同時(shí)，也可促進(jìn)孕產(chǎn)婦切實(shí)按要求完成康復(fù)鍛煉，提升其參與度和依從性。孕產(chǎn)婦妊娠到分娩過程中還存在諸多需求，有待被進(jìn)一步挖掘，并結(jié)合VR技術(shù)對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行積極擴(kuò)展和深入研究。

4.2 VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的成本效益評(píng)價(jià)有待開展 現(xiàn)有研究證實(shí)了基于VR技術(shù)的孕產(chǎn)婦健康管理切實(shí)有效，但VR相關(guān)場(chǎng)景的開發(fā)成本較高，有待對(duì)成本效益進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)評(píng)價(jià)。目前VR在孕產(chǎn)婦健康管理中的研究多未開展VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中應(yīng)用的成本效益評(píng)價(jià)，但有研究[22]結(jié)果顯示，嚼口香糖與VR技術(shù)在提升孕婦分娩滿意度上的效果無明顯差異，是否有必要使用VR進(jìn)行鎮(zhèn)痛有待進(jìn)一步考量。因此，需要進(jìn)一步評(píng)估基于VR的孕產(chǎn)婦健康管理成本效益，如在產(chǎn)婦鎮(zhèn)痛方面，進(jìn)行其他低成本非藥物鎮(zhèn)痛方法與VR鎮(zhèn)痛在可用性、有效性和成本效益上的比較研究，以期為孕產(chǎn)婦提供更為便捷、可及、高性價(jià)比的鎮(zhèn)痛方法。

4.3 VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的安全性和孕產(chǎn)婦對(duì)VR技術(shù)的接受度值得關(guān)注 沉浸式VR體驗(yàn)干預(yù)能讓孕產(chǎn)婦身臨其境地處于較為舒適放松的環(huán)境中，減少了孕產(chǎn)婦對(duì)有害刺激的感知，但個(gè)別孕產(chǎn)婦使用VR眼鏡或頭套時(shí)會(huì)產(chǎn)生頭暈、惡心、眼神聚焦障礙等副反應(yīng)，這可能增加孕產(chǎn)婦跌倒、墜床的風(fēng)險(xiǎn)[24]。使用沉浸式鍛煉教學(xué)模擬器可以有效促進(jìn)孕婦進(jìn)行產(chǎn)前鍛煉，但沉浸式體驗(yàn)帶來的安全問題也值得關(guān)注，需確保孕婦使用模擬器和孕婦在鍛煉中的安全性[13]。因此，孕產(chǎn)婦佩戴VR眼鏡或頭套時(shí)，醫(yī)護(hù)人員要密切觀察孕產(chǎn)婦的反應(yīng)，設(shè)定合理的單次佩戴時(shí)間，優(yōu)化VR場(chǎng)景設(shè)計(jì)與開發(fā)。另外有研究[33]結(jié)果顯示，部分使用者鑒于前期對(duì)VR相關(guān)設(shè)備的負(fù)性體驗(yàn)，不愿使用VR。故有必要考量孕產(chǎn)婦對(duì)VR技術(shù)的接受度，并為孕產(chǎn)婦提供副反應(yīng)更少、更便捷、有效的VR干預(yù)工具。

4.4 強(qiáng)化孕產(chǎn)婦健康管理VR干預(yù)中的多學(xué)科交叉與科研創(chuàng)新 本研究納入的各研究中涉及的VR干預(yù)方式多樣，包括身臨其境的場(chǎng)景視頻、聯(lián)合認(rèn)知行為療法干預(yù)、模擬分娩過程、產(chǎn)后交互式游戲等。在減緩焦慮方面，研究者將VR技術(shù)與心理干預(yù)技術(shù)相結(jié)合，虛擬孕婦與胎兒的接觸的方式，有效減緩了孕婦的產(chǎn)前焦慮[8]。然而，目前基于VR技術(shù)孕產(chǎn)婦健康管理相關(guān)研究數(shù)量較少，有必要探索VR技術(shù)與其他學(xué)科相關(guān)技術(shù)間的交叉融合，創(chuàng)新交互方式，從而構(gòu)建形式豐富的孕產(chǎn)婦VR健康管理干預(yù)方案。

4.5 孕產(chǎn)婦健康管理中應(yīng)用的VR技術(shù)有待拓展 在基于VR的孕產(chǎn)婦健康管理研究中，目前使用較多的是沉浸式VR，尚未涉及AR和分布式VR。未來可考慮開發(fā)更具真實(shí)性的AR場(chǎng)景，使孕產(chǎn)婦能夠在熟悉的居家環(huán)境下進(jìn)行AR支持下的康復(fù)鍛煉。也可考慮將分布式VR應(yīng)用于孕產(chǎn)婦康復(fù)鍛煉，如產(chǎn)后盆底肌鍛煉促進(jìn)中，設(shè)置競(jìng)爭(zhēng)及獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，使得位于不同居家環(huán)境下的多名孕產(chǎn)婦能夠通過互聯(lián)網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)康復(fù)鍛煉的互動(dòng)性，有利于孕產(chǎn)婦間互相鼓勵(lì)和提供同伴支持，從而提高孕產(chǎn)婦進(jìn)行康復(fù)鍛煉的互動(dòng)性和依從性。

5 小結(jié)

VR在孕產(chǎn)婦的產(chǎn)前、產(chǎn)程中和產(chǎn)后各階段均有所應(yīng)用，其在孕產(chǎn)婦健康管理中的可行性和有效性已經(jīng)得到初步證實(shí)。但是，目前基于VR的孕產(chǎn)婦健康管理相關(guān)研究還處在起步階段，研究數(shù)量較少，現(xiàn)有研究集中在孕產(chǎn)婦產(chǎn)前鍛煉促進(jìn)、緩解產(chǎn)前負(fù)性情緒、鎮(zhèn)痛和產(chǎn)后康復(fù)上，干預(yù)多為單次干預(yù)，納入研究對(duì)象的樣本量有限，且缺少對(duì)于干預(yù)成本效益的分析和評(píng)價(jià)。未來應(yīng)積極拓展VR技術(shù)在孕產(chǎn)婦健康管理中的應(yīng)用場(chǎng)景，在安全實(shí)施基于VR的孕產(chǎn)婦健康管理前提下，不斷進(jìn)行科研創(chuàng)新與學(xué)科交叉融合，以期為孕產(chǎn)婦提供安全、便捷、可行且有效的健康管理支持。