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基于手机的头戴式沉浸体验提高腰麻下膝关节镜手术患者满意度的研究

2021-12-15 11:44   古麻今醉

在腰麻下膝关节镜手术的过程中,通过基于手机的头戴式显示器进行沉浸式体验是一种有效且可接受的药物镇静替代方案,与咪达唑仑相比,患者满意度更高,而在术前到术后的抗焦虑效果方面没有差异。

编译: 黄兴帅、普隽; 点评:袁红斌
海军军医大学附属长征医院   

虚拟现实是利用计算机创建身临其境的虚拟世界并允许用户进行实时交互的科学技术,已经成功应用于多种领域的镇静、镇痛及缓解焦虑,有研究通过功能磁共振成像证实了其止痛作用,近期亦有报道虚拟现实科技在区域麻醉过程中辅助镇静的应用前景,本期带来《Anesthesia & Analgesia》的一篇研究,探讨腰麻下行膝关节镜手术患者应用沉浸式体验替代咪达唑仑镇静能否获得更高的患者满意度。

背景与方法

纳入90例拟在腰麻下行膝关节镜手术的患者,年龄18-65岁,ASA I-II级,随机分为沉浸式体验组或咪达唑仑组,每组各45例,其中两例患者在随机分配后由于一些原因退出了咪达唑仑组。排除标准:阻塞性睡眠呼吸暂停综合症、晕动症、青光眼、精神疾病、神经疾病、酒精和滥用药物,以及定期服用苯二氮类药物或对其成分过敏者。两组通过计算机随机排序,并将排列序号及编组装入不透明且密封的信封(见图1)。沉浸式体验组采用三星Galaxy S8+智能手机,运用KM Player VR播放器,将手机放置于PROCUS公司生产的PRO-1型显示器中,配备两个40 mm光学镜头,并使用Bose降噪耳机(型号700);展示的视频为 “沿着斯诺克米地区中叉小道的4K虚拟森林漫步”,时长为3.13h,音乐为“世界上最放松的钢琴专辑-永远”。

图1. 试验流程图 

术前准备:所有受试者术前晚给予阿普唑仑0.25mg。采用6项状态-特质焦虑量表评估患者的焦虑状态,根据麻醉医生打开的信封,将患者随机分为沉浸式体验组或咪达唑仑组,对沉浸式体验组患者展示如何使用该设备。

麻醉方案:腰麻:0.5%布比卡因2.2±0.2ml和芬太尼10ug,手术体位仰卧位,在确认阻滞平面后,开始进行干预,腰麻无效则改为全麻。沉浸式体验组患者运行设置好的头戴式显示器,同时配备降噪耳机,让他们在舒缓的音乐中,通过高清视频体验放松且带有舒缓音乐的自然散步,在整个过程中根据患者的舒适度调整镜头焦距和音频音量。研究人员随时进行故障排除,患者可以随时要求静脉注射咪达唑仑镇静,以及决定是否继续使用耳机。咪达唑仑组静脉注射0.02mg/kg咪达唑仑,在出现任何焦虑、不适时,进行滴定给药以达到最佳效果。两组患者都辅以文丘里面罩吸氧,定期记录心率、血压、呼吸频率和氧饱和度以及任何副作用或不良事件,术毕摘下设备。进入PACU30min后,以视觉模拟量表评估患者满意度,6项状态-特质焦虑量表(STAI)评估术后焦虑状态,使用问卷收集患者对沉浸式体验的反馈信息,Aldrete评分超过9分,患者允许离开PACU送回病房。

结果计量:通过视觉模拟量表评定患者术中体验的满意度,满分100分。使用6项状态-特质焦虑量表评估术前和术后焦虑评分,记录术中的心肺参数,以及不良事件的发生情况:如恶心、呕吐、头痛、低氧饱和度(下降5%或以上)、呼吸暂停(呼吸停止超过10秒)、低血压(收缩压<90mmHg)、心动过缓(心率<50bpm),或需要额外的镇静剂等。

统计分析:直方图和Kolmogorov-Smirnov检验描述数据的正态性,连续变量以均数±标准差或四分位数范围(IQR)中位数表示, P<0.05有统计学意义,绝对标准差比较患者的特征,差异<0.414为可接受。主要结果为患者满意度评分,采用Mann-Whitney U检验,焦虑分数的变化(术前-术后焦虑)作为主要指标比较两种干预措施对焦虑的影响,采用Hodges-Lehman中位数差异或95%置信区间评估干预措施对患者满意度的影响和治疗焦虑的效果。

研究结果

患者特征:对沉浸式体验组45例患者和咪达唑仑组43例患者进行人口统计学数据和术中特征分析(见表1)。参与者大多为年轻、身材中等男性;大部分患者腰麻阻滞平面为T8水平,手术时间约1h;各组之间在年龄、麻醉方式和心肺参数方面无明显差异,性别、BMI、手术时间和平均动脉压存在标准化差异,但无临床意义。 

表1. 患者特征

连续变量用中位数(第25-75百分位)或平均值±标准差表示,分类变量用频率(%)表示。绝对标准化差异是指组内平均值的绝对差异除以集合标准差。P<0.414的差异被认为是可接受的平衡。 

满意度: 沉浸式体验组患者满意度评分明显高于咪达唑仑组,沉浸式体验组IQR:93(82-98),咪达唑仑组IQR:80(73-93),P=0.004,Hodges-Lehmann中位数差异估值为7(95%置信区间,3-14)。沉浸式体验组满意度评分约75%以上高于80分,范围较咪达唑仑组窄,性别与干预措施对满意度得分无影响,P=0.149(见图2)。 


图2.沉浸式体验组和咪达唑仑组之间满意度的比较

箱线图显示中位数(横线)、第25和75百分位数(箱)和范围(线);*满意度明显较高,P=0.004(Mann-Whitney U测试)。 

焦虑评分:两组间焦虑评分的变化(术前-术后评分差)表明沉浸式体验并不比咪达唑仑更能减少焦虑的发生(见图3),Hodges-Lehmann中值差异估计为3.3(95%置信区间,0-6.7),P=0.08;性别与干预措施对焦虑变化无影响,P =0 .575(见表2)。 

表2. 两组间STAI焦虑评分的比较  
 

STAI:状态-焦虑量表。  
 

图3. 沉浸式体验组和咪达唑仑组STAI焦虑评分变化的比较  
正值表明有抗焦虑作用;箱体图显示中位数(横线)、第25和75百分位数(方框)、范围(箱体)以及包括离群值(与中位数相差1.5倍以上)在内的所有个体值(填充圆圈);沉浸式体验并没有比咪达唑仑减少焦虑,P=0.08(独立t检验)。   

心肺参数和术中事件:两组间在心率、呼吸频率和血氧饱和度的绝对值和百分比变化方面无明显差异。在开始干预时,平均动脉压比较有统计学差异(沉浸式体验者为98mmHg,咪达唑仑为93 mmHg),由于这些数值均在正常范围内,因此无临床意义;与咪达唑仑组相比,沉浸式体验组平均动脉压在前20分钟下降更多,但平均值的最大差异<2%,因此无临床意义(见图4)。

图4. 比较不同时间点数据:A:心率;B:平均动脉压;C:呼吸频率;D:氧饱和度。IE:沉浸式体验;M:咪达唑仑。 

对沉浸式体验的反馈:术中无患者选择停止沉浸式体验,对沉浸式体验组患者的调查问卷显示,91%会再次选择沉浸式体验(剩余9%均为男性,年龄不等),无患者感到害怕,98%会向家人推荐,93%很高兴与周围环境隔离,47%在某些时候入睡,84%喜欢他们观看的视频,27%更喜欢其他视频,所有患者都喜欢他们听到的音乐,10%更喜欢其他音乐。

讨论与结论

这项随机对照试验表明,与咪达唑仑组相比,沉浸式体验组患者满意度较高,各组之间在术前到术后的焦虑改善方面无明显差异,两组均无明显不良反应。咪达唑仑的药效学是众所周知的,而虚拟现实和沉浸式体验是依赖于以想象力为中心的心理干预治疗。人类的想象力与心理和生理效应之间的关系已经得到了充分的证明,通过积极的想象,虚拟现实和沉浸式体验会唤起放松、幸福的感觉和积极的情绪变化。一项对19名接受区域麻醉的患者进行的研究发现,当虚拟现实技术被用作丙泊酚输注的辅助手段时,有节约镇静药物的效果,通过改良的“恢复质量-40”量表测量的患者满意度无明显差别。一项针对37名腰麻患者的研究发现患者和麻醉主治医师对虚拟现实的术后满意度都明显增高,然而,他们使用的是自我设计的Likert-type量表来评估满意度,而本研究作者使用视觉模拟量表提供的报告可能更可靠更客观。作者把围术期的焦虑作为次要结果分析,从术前到术后的焦虑评分变化来看,沉浸式体验并没有比咪达唑仑更能减少焦虑的发生。对于沉浸式体验内容,作者选择的是悠闲的、不重复的自然之旅,配有令人平静且温和的音乐以超越语言的障碍,高分辨率的分屏视频内容以双眼单镜格式展示,通过头戴式显示器进行视觉隔离,并通过降噪耳机进行听觉隔离。虽然没有互动成分,但对于正在手术的情况下,没有头部追踪、加速器或计算机生成的互动视觉的平静观看将是理想的状态。作者对沉浸式体验组的调查显示了良好的可接受性(91%会再次选择)和镇静效果(47%报告入睡)。大多数受试者喜欢视频内容(84%),并且都喜欢音频,其中有患者反馈建议播放动物纪录片、宗教内容、电影和电视节目,这表明了他们对沉浸式体验的参与度较高,整个实验中无患者选择中止沉浸式体验。因此,作者推断,这些患者已经充分地从手术中转移注意力。此外两组心肺参数无临床差异,无明显的不良事件发生,以及都未要求或需要额外的镇静剂,这都表明两种干预措施的可接受性相当。

本研究的优势,包括通过手机产生身临其境的体验,从而提高整体适应性,并使用标准高分辨率视频的实时软件转换,使患者可以选择他们喜欢的任何视频,高质量的降噪耳机有助于干预的沉浸性。作者使用了比以往研究更大的样本量,满意度通常被认为是健康状况的一个独立组成部分,在这种情况下可能是最相关的主要测量结果,而视觉模拟量表是更合适、准确和可靠的估计工具。

研究的局限性:首先,这是一个单中心试验,所选择的人群倾向于年轻、活跃、以男性为主的手术人群,这可能会影响研究结果,老年患者可能由于视力和听力受损,以及对新技术有戒心,文化差异等均可能影响结果;第二,这项研究的对象是接受膝关节镜手术的患者,手术时长约1h,但对于长时间手术、不太舒适的手术姿势,心理因素增加(如剖腹产)等,都可能影响试验结果;即狭隘的手术类型、持续时间和患者群体,而这些结果可能无法复制,也不容易转化到其他手术人群,因此不能在所有外科手术中推广。第三,由于视觉上明显的干预措施,所以无法实施盲法,然而,满意度和焦虑感都是患者评价的结果,这可能会减少偏差;第四,干预措施均是在实施腰麻给药后开始,这可能导致较低的满意度得分;第五,作者没有调查受试者之前对沉浸式体验或虚拟现实的熟悉程度,新奇的因素可能会带来偏差;最后,所有患者都接受了相同的沉浸式体验,以达到统一,如果允许患者自由选择他们的体验,可能会带来更高的满意度。

因此,在腰麻下膝关节镜手术的过程中,通过基于手机的头戴式显示器进行沉浸式体验是一种有效且可接受的药物镇静替代方案,与咪达唑仑相比,患者满意度更高,而在术前到术后的抗焦虑效果方面没有差异。

骨麻征途的点评

伴随着科技的不断进步,虚拟现实技术(VR)已不仅仅局限于游戏及娱乐,而逐步涉及医疗领域。2019年欧洲麻醉学协会(ESA)年会上,科学家们介绍了一项新的研究成果:通过沉浸式虚拟现实技术可以提高患者在局麻过程中对疼痛的耐受,并有效减少至少 50% 的静脉药物注射。美国 Starlight Children’s Foundation 基金会 合作项目中 ,将 Mirage™ Solo VR一体机 ,应用于危 重症儿童患者 ,以减轻 在治疗过程中 因 轻 到 中度疼痛引发的焦虑情绪 , 由于 沉浸式虚拟现实技术能够有效 分散 儿童 注意力 ,提供愉悦的情绪 ,一些 原本需要全麻的患者 可以在清醒状态下接受治疗, 有效 缩短患 者 的恢复时间,减少对药物的需求, 减少疼痛与恐惧对儿童心理的影响 。 同时伦敦帝国理工学院Sam Hughes博士发表在Pain Reports的研究表明:VR除了分散注意力的作用以外,让患者沉浸在 VR 中可能降低其对疼痛刺激的敏感度,并降低持续疼痛的强度。而该篇研究亦表明 通过基于手机的头戴式显示器进行沉浸式体验是一种有效 的 药物镇静替代方案,与咪达唑仑相比, 患者 满意度更高,而在抗焦虑效果方面 两者间无明显差异。因此,虚拟现实技术对于减轻患者疼痛及缓解焦虑方面可能具有积极的影响。
  然而需要注意的是,虚拟现实技术亦存在一些局限性:如容易出现眩晕感,是否会增加术后恶习呕吐的发生;VR沉浸体验时是否会增加患者体动,而影响手术操作;对于长时间手术及俯卧位患者是否能够顺利实施;对于高龄患者,因 视力和听力受损,文化差异 等均可能 影 响沉浸式虚拟现实的体验,而这些因素是否会对手术效果和患者各项生命体征带来不良影响,还未可知。因此沉浸式虚拟现实技术在麻醉领域的应用或许还面临着较大的创新与挑战。
编译:黄兴帅、普隽
点评:袁红斌
(本栏目由仙琚制药公益支持,仅供医学专业人士参考)  
原文链接:  Tharion JG, Kale S. Patient Satisfaction Through an Immersive Experience Using a Mobile Phone-Based Head-Mounted Display During Arthroscopic Knee Surgery Under Spinal Anesthesia: A Randomized Clinical Trial. Anesth Analg. 2021 Oct 1;133(4):940-948. doi: 10.1213/ANE.0000000000005666. PMID: 34283040.

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