在接受选择性手术的成年人中使用虚拟现实技术治疗围手术期焦虑的有效性:一项随机对照试验方案

背景

在澳大利亚，每年有超过250万人接受手术，其中40%到80%的人会经历中度到高度的术前焦虑。术前焦虑水平升高会增加术后并发症的风险，如疼痛、伤口愈合延迟、感染、恢复时间延长和住院时间延长。之前关于虚拟现实(VR)的有限研究表明，虚拟现实对手术相关焦虑有积极影响，并表明干预可能会减少术后并发症。

客观的

评价虚拟现实技术治疗成人择期手术围手术期焦虑的效果。

方法

将进行一项两组并行随机对照试验(RCT)，包括150名接受择期手术并需要在大城市医院过夜的成年患者(18岁及以上)。符合条件的参与者将通过阿姆斯特丹术前焦虑和信息评分(APAIS)进行焦虑筛查。中度至重度焦虑的患者将被随机分配到术前等待区接受VR治疗或常规护理。干预参与者将使用头戴式VR设备观看和收听10分钟的自然场景。

研究结果

主要终点为围手术期焦虑，采用视觉焦虑模拟量表(VAS-A)进行测量。次要结局包括应激水平(通过唾液皮质醇水平和心率测量)、术后疼痛、患者对围手术期护理的满意度、住院时间和vr相关不良事件。

结论

这项研究将有助于评估一个简短的术前VR会话是否可以减少成人择期手术患者的围手术期焦虑。

试验注册

澳大利亚和新西兰临床试验注册中心(ANZCTR) ACTRN12620001350910。

注:本协议中花括号内的数字为SPIRIT检查项编号。项目的顺序已被修改，以对相似的项目进行分组(请参阅http://www.equator-network.org/reporting-guidelines/spirit-2013-statement-defining-standard-protocol-items-for-clinical-trials/)．

无论手术类型如何，在被安排手术的患者中，焦虑率往往会增加。术前焦虑的患病率已由世界范围内的多项研究估计[1，2，3.］．在奥地利、加拿大和斯里兰卡进行的一项前瞻性研究显示，分别有45.3%、89%和76.7%的手术患者经历了明显的术前焦虑[1，2，3.］．

大约40%至80%的成年外科患者报告说，他们经历过由不同原因引发的焦虑[4，5，6］．这些因素包括对疼痛的预期、丧失独立性、与家人分离、害怕麻醉、害怕不利的诊断、外貌变化或死亡的可能性[7，8］．大多数患者在术前阶段会感到焦虑，这通常被认为是正常的患者反应。每个患者表现出焦虑的程度取决于许多变量，如年龄、性别、以前的手术经验、教育状况、手术类型、目前的健康状况和社会经济状况[9］．一些患者，如女性或年轻患者，术前焦虑水平较高[9，10］．

术前高度或长时间的焦虑会导致许多负面后果[7］．术后最常见的抱怨是术后疼痛[11，12］．因此，对术后止痛药的需求增加，这影响了术后恢复[11，12］．Kavakci等人的研究[11]调查了成年患者术前焦虑水平与术后疼痛水平、镇痛需求和住院时间之间的关系(n= 103)，接受耳鼻喉(ENT)手术。基于医院焦虑和抑郁量表的患者焦虑水平与基于疼痛视觉模拟量表(VAS-P)评分的患者术后疼痛之间存在中度正相关(r= 0.30,p< 0.002) [11］．在最近的一项研究中，对接受腹腔镜子宫切除术的中国患者的术前焦虑和术后疼痛进行了检查。结果显示，术前焦虑程度越高的患者术后疼痛感越强[13］．

由于焦虑会提高皮质醇水平，术前焦虑也被证明会延迟伤口愈合，导致液体和电解质水平失衡，并增加感染风险[14，15］．在一项实验研究中，24名接受4毫米穿刺活检的健康年轻男性接受了21天的超声生物显微镜监测，以评估伤口愈合情况[16］．使用感知压力量表(PSS)自我报告问卷评估自我报告的压力水平。结果显示，伤口愈合速度与感知应激量表(PSS)得分(r=−.59;p< .01)，表明较慢的伤口愈合与活检当天较高的感知压力相关。两组的皮质醇水平均显著升高(F= 14, 71，p< 0.01)，但“缓慢愈合”组的总皮质醇水平显著高于“快速愈合”组(显著组效应:F= 5.60,p< 0.05) [16］．

许多策略已被用于管理住院和门诊患者的高水平术前焦虑。最常用的药物包括咪达唑仑、芬太尼、吗啡和氯胺酮等抗焦虑药物[17］．药物治疗可导致不良反应，如呼吸困难、嗜睡、干扰麻醉药物和延长恢复期[18］．因此，音乐、教育视频、心理咨询和社会支持等非药物干预越来越普遍。7，9，19，20.，21］．

近年来，人们对通过虚拟现实(VR)技术来减轻术前焦虑越来越感兴趣。虚拟现实被定义为“一种计算机生成的显示器，它允许或迫使用户(或用户)有一种置身于另一个环境中的感觉，而不是他们实际所处的环境，并与该环境进行互动”[22］．有人提出，这种沉浸式技术可以作为一种分散注意力的工具，使患者的注意力从他们对即将到来的手术的担忧中转移开[23，24，25，26］．先前的研究测量了使用VR治疗儿童围手术期焦虑的有效性。以前的四项研究都集中在VR减少成人手术患者的围手术期焦虑[23，24，25，26］．

这些研究表明，与对照组相比，VR显著降低了焦虑，同时提高了患者的满意度和自我报告的手术准备。VR组与对照组之间的住院时间和疼痛程度没有明显变化[23，24，25，26］．这些研究的一个局限性是纳入了所有手术患者，无论他们术前焦虑水平如何。这些研究的其他局限性包括未能报告不良VR症状，如恶心、呕吐、头痛或不适。此外，没有一项随机对照试验使用压力水平的生物标志物作为客观测量工具[23，24，25，26］．

本研究旨在评估在经历中度焦虑的择期手术成人中使用VR技术治疗围手术期焦虑的有效性。评估的次要结果包括疼痛、压力、患者对围手术期护理的满意度、住院时间和vr相关的不良反应。

研究设计与设置{8}{9}

一项分配比例为1:1的两组平行单中心优势随机对照试验(RCT)将按照CONSORT指南进行和报告[27］．共150名接受择期手术的患者将被随机分为对照组(标准术前护理)或干预组(标准术前护理加VR干预)。干预将通过配备智能手机的Oculus Quest 2虚拟现实耳机™进行。1)．之所以选择这款设备，是因为它是Oculus公司最先进的商用一体化VR设备，配备了高度沉浸式耳机、两个控制器和集成耳机。这项研究将在澳大利亚一家大城市医院的外科进行。

学习目标{7}

本研究的目的是评估在接受择期手术的成年人中使用VR技术治疗围手术期焦虑的有效性。

假设{6 b}

与标准护理相比，在术前期进行VR干预将显著降低成人择期手术患者围手术期焦虑，在100分视觉模拟焦虑量表(VAS-A)上降低20分。

招聘bbb {26a}

主要研究者将咨询医院的入院团队，以审查手术清单并确定潜在的参与者。潜在参与者将通过医院确认短信被要求参与研究，并提供他们手术的详细信息。他们将通过短信中的链接获得参与者信息声明和同意书。如果有兴趣参与研究的潜在参与者将被要求在手术前一天返回他们签署的同意书。

纳入和排除标准{10}

如果患者年龄在18岁以上，计划进行选择性手术，能听懂英语，并能遵循指导，他们就有资格被纳入。如果患者被安排日间手术，有癫痫发作或晕动病史，有视力障碍，或无法完成自我报告问卷，则将被排除在外。

筛选

符合上述纳入标准的患者将使用经过验证的工具——阿姆斯特丹术前焦虑与信息评分(APAIS)筛查其焦虑水平[28，29手术当天在术前等候区。术前中度至高度焦虑患者——术前焦虑评分≥11 [30.-将被纳入研究，并随机分配到干预组或对照组。

APAIS是由Nelly Moerman开发的一种快速和临床实用的评估工具，之前已与其他量表进行了验证，用于评估患者的术前焦虑，对临床显著焦虑具有良好的敏感性和强的特异性[28，29］．它总共由六个问题组成。每个问题都按照李克特量表的5分制进行评分，从“完全没有”到“非常”。问题1、2、4、5的总分显示焦虑水平，而问题3、6的总分显示每个人所需的信息水平。焦虑量表得分为11分或以上(4分至20分)的患者出现焦虑，需要进一步干预[28，29，31］．在信息需求量表上，得分为2-4分的患者被归类为对信息需求极少或没有需求，得分为5-7分的患者被归类为对信息需求一般，得分为8-10分的患者被归类为对信息需求较高[28，31］．

随机化和分配隐藏{16a} {16b}{16c}

参与者将使用由独立统计学家创建的计算机生成的随机数序列，通过以1:1的比例(对照组:干预)进行分组随机分配，随机分配到干预组或对照组。此外，随机分组将按手术类型进行分层(即耳鼻喉科手术、普外科、神经外科、颌面外科、泌尿外科、血管外科、骨科和其他手术)。通过在线平台的电子分配(REDCap™随机化模块)将被用于向研究人员隐瞒治疗分配，直到他们被认为符合条件并经过筛选。

致盲b {17}

参与结果数据收集的研究助理将对分组分配不知情，进行数据分析的统计学家也将不知情。临床医生(护士、医生和其他卫生保健提供者)不会被告知谁参与了这项研究，也不会被告知他们的分组分配;但是，我们承认不可能阻止参与者与他们分享这些信息。

干预和控制{11a)

对照组仅接受标准术前护理，干预组接受标准术前护理加VR。标准的术前护理将包括准备术前手术部位、术前洗澡、术前脱毛、穿手术服、摘掉所有珠宝、正确的患者身份手镯、完成患者术前检查清单和健康记录。

目前标准的术前护理不包括常规焦虑筛查和非药物和药物干预。

试验场地的等候区有超过17把椅子，患者可以在那里等待被呼叫。在那个区域，有电视和杂志可按要求提供。

虚拟现实干预{11a}

参与者将被要求佩戴VR头盔10分钟，这是文献中建议的VR的最佳时间框架，没有不良副作用[32，33］．参与者将坐在术前等待区，沉浸在VR中。之所以选择术前等待区进行干预，是因为有证据表明，成年外科患者的术前焦虑水平在术前等待区达到峰值[34］．VR将使用9个自然场景，结合自然的声音和音乐来放松，供参与者选择:蓝色的月亮，红色的稀树草原，蓝色的海洋，绿色的草地，黑色的开始，白色的冬天，蓝色的深处，红色的秋天和橙色的日落(图2)。2)．在使用VR设备之前，参与者的面部和前额将使用亲肤抗菌清洁湿巾进行清洁。一次性卫生罩将用于保护VR设备。研究人员将提供干预，并在整个疗程中监测参与者的不良副作用，如头痛、恶心、呕吐、出汗、疲劳、嗜睡、定向障碍和冷漠[33］．

停止个体试验的标准{11b}

研究人员将持续监测参与者的副作用。如果出现副作用，VR将立即停止，并咨询治疗团队。此外，使用调查评估焦虑可能会加剧参与者的焦虑水平。如果是这种情况，将指示参与者停止调查，研究人员或医疗团队将提供适当的支持。

提高干预依从性的策略{11c}

本研究包括研究过程中的一次性干预，是一项语用研究。研究人员将提供干预，研究助理将收集数据。研究人员将每天检查REDCap™平台中的数据。此外，所有研究人员通过定期会议(每周)分享信息，并在出现问题时讨论研究和适当的管理。

试验期间允许或禁止的伴随护理和干预

试验期间不禁止任何护理或干预。但我们预计一些参与者可能会定期服用抗焦虑/抗抑郁药物。如果是这种情况，研究助理将记录手术前服用的药物的名称和剂量。

结果{12}

主要的结果

围手术期焦虑将由研究助理在三个时间点进行评估:进入术前区(T1)时，手术前(T2)，到达麻醉后护理单元(T3)后1小时。参与者将被要求使用焦虑视觉模拟量表(VAS-A)来评估他们的焦虑水平。VAS-A是有效、可靠的，经常用于评估手术人群围手术期焦虑水平[35］．VAS-A由一条100毫米的水平线组成，代表连续体两端的两个极端行为(即“一点也不焦虑”= 0，而“极度焦虑”= 100)。VAS-A得分在25分或25分以上反映了严重的焦虑程度。35］．

二次结果

评估的次要结果包括:

1. 1.

   压力水平将通过两种方法进行评估:

   1. 一)

      唾液皮质醇水平通过收集4-5毫升唾液在一个干净的玻璃管中测量。样本将被标记为参与者ID号，并保存在−18°C下，直到它们被转移到昆士兰科技大学唾液和液体活检转化实验室，由独立实验室使用皮质醇酶联免疫吸附测定试剂盒™进行分析。分析结果将用于测定人体唾液中皮质醇的定量。这是一项高度敏感的测试，在暴露于诱发焦虑或放松刺激后的几分钟内，结果就会发生变化。26］．样品将仅用于本研究项目的目的，并将在本项目结束时销毁。

      研究助理将在两个时间点从参与者身上收集唾液样本:进入术前区域(T1)和手术前(T2)。

   2. B)

      手动测量心率(HR) 1分钟，并计算平均HR。研究助理将记录三个时间点的HR:进入术前区时(T1)、手术前(T2)和到达麻醉后护理单元时(T3)。

2. 2.

   疼痛水平由疼痛视觉模拟量表(VAS-P)测量。研究助理将在两个时间点要求参与者在VAS-P工具上对他们的疼痛进行评分:在进入术前区(T1)和到达麻醉后护理单元(T3)的1小时。

3. 3.

   患者满意度通过莱顿围手术期患者满意度问卷(LPPSq)来衡量。该问卷是一种有效和可靠的工具，用于评估和衡量患者对围手术期护理的不同方面的满意度，共有39个问题[36］．参与者将被要求在出院前24小时完成调查问卷(T4)。

4. 4.

   住院时间(LOS)，以入院日期至出院日期计算。研究助理将在出院后从行政记录中收集这些数据。

5. 5.

   通过虚拟现实症状问卷(VRSQ)来测量虚拟现实干预在任何时间点的不良影响。该问卷是一项有效和可靠的措施，用于评估可能发生的晕动症症状，这是一种因暴露于虚拟现实而引起的晕动症[37］．研究者将要求干预组参与者在手术前立即完成问卷调查(T2)(图。3.、表1)．

其他数据

其他数据包括年龄、性别、手术类型、麻醉类型和剂量、抗焦虑药物、既往手术史和出院数据。研究人员将从参与者的健康记录中收集这些数据。

样本容量{14}

基于之前Bekelis等人的研究[24]， 150名参与者(每组75名)的样本将提供80%的能力，以检测100点VAS-A在第一类错误率为5%的两组之间的20%变化。这个计算假设辍学率为15%。

统计计划{20a}

将使用分类变量的计数和百分比以及连续变量的均值和标准差来总结组的特征。在每个随访时间点，使用线性混合效应回归模型比较各组之间的主要结局(在时间2和时间3的叠置形式的焦虑)，固定结局包括治疗时间(分类)、治疗和时间之间的相互作用、焦虑时间点(时间2或时间3)、手术类型(分层变量)和结局变量的基线值。各时间点组间VAS-A平均得分的差异将以95%置信区间和表示p值。重复测量的连续次要结果将使用相同的模型进行比较。住院时间将使用秩和检验进行比较。患者满意度将使用独立样本进行比较t-test和描述性统计数据将用于总结VRSQ。

数据缺失{20c}

缺失的数据将通过完整的案例分析进行处理。数据收集将在同一天进行，因此丢失数据应该是罕见的。

道德问题{22}

该研究，包括参与者信息和同意书，已由布里斯班皇家妇女医院人类研究伦理委员会(RBWH HREC) (HREC/2021/QRBW/74417)审查并批准。参与是自愿的，拒绝参与将不会涉及任何惩罚或损失参与者原本有权享有的利益，参与者可以在任何时候停止参与而不作评论或罚款。

虚拟现实干预可能存在风险(副作用)^(38)。虽然很少，但副作用可能包括头痛、恶心、呕吐、出汗、疲劳、嗜睡、定向障碍和冷漠[33］．出现的任何不良事件，无论是否与研究干预有关，都将首先报告给临床护士经理和研究人员，然后由他们向HREC提交事件报告。

数据的存储、访问和处理{19}{27}

唯一的项目代码将在进入项目时分配给参与者，并与参与者数据安全地分开存储。在每次数据收集过程中，研究人员将把参与者数据输入数据库。除研究人员外，任何时候都不会报告或提供可识别的研究信息。

所有电子数据将存储在有密码保护的计算机上。所有书面记录将保存在首席研究员办公室的一个上锁的柜子里。所有数据将在项目完成后保留15年，之后将从指定驱动器中销毁或擦除。只有研究人员有权访问任何可识别的数据，除非法律要求。研究人员将每周对数据进行审查，以审计试验行为。

如果参与者决定退出项目，研究人员将讨论与退出相关的任何特殊要求。

向相关方传达重大协议修订的计划{25}

当试验方案需要修改时，主要研究者将讨论、沟通并总结修改结果。修订后的议定书也将提交伦理委员会批准。

传播计划{31a}

这项研究的结果将通过在适当的期刊上发表的文章传播给有关方面。

术前焦虑是一种常见的疾病，每年约有32万澳大利亚人受到术前焦虑的负面影响[38］．不幸的是，术前焦虑经常被忽视和治疗不足。这种情况随着入院当天手术和有限的术前准备而加剧。

焦虑不应被忽视，因为它会严重影响患者的不良心理和生理影响。心理上的影响包括不安感、过度恐惧、担心、紧张、忧虑、灾难化或强迫性思维[39，40］．生理上的影响包括加快呼吸频率、心率和血压[39，40］．所有这些影响都可能导致术后并发症的风险增加，如疼痛、需要更大剂量的麻醉、伤口愈合延迟、感染、恢复时间延长、住院时间延长和患者不满意[12，41，42］．

与这些相关的术后并发症相关的费用很高[43］．然而，预防或减少焦虑有可能节省成本。非药物治疗，如虚拟现实，可以由护士管理，甚至可以由患者自行管理，为解决围手术期焦虑的负担和影响提供了一种简单而廉价的选择[17］．

目前的研究有几个强大的特点，包括根据CONSORT指南设计的随机对照试验(RCT)，该指南被认为是基于证据的研究中的“金标准”，与非临床试验设计相比，将为使用VR治疗围手术期焦虑的有效性提供强有力的证据[44］．此外，这将是成人中规模最大的研究，也是第一个在干预前使用经过验证的工具——apais——筛查参与者焦虑水平的研究。28，29］．筛查中度至重度焦虑可确保研究人群需要治疗，这将减少干预效果的稀释，从而更准确地了解其临床相关性。此外，这被认为是第一个将患者报告的焦虑与唾液皮质醇水平测量相结合的随机对照试验，作为应激反应的生物学标记。

该试验正在进行中，首批招募的参与者将于2021年11月10日参加，该试验的完成日期大约为2022年11月11日。

该研究的首席研究员将拥有唯一访问最终试验数据集的权限。研究完成后，在删除所有可识别信息后，应合理要求，研究负责人将提供数据。所有符合澳大利亚隐私法的数据请求都将被接受。

虚拟现实:

虚拟现实

配偶:

试验报告综合标准

HREC:

人类研究伦理委员会

RBWH:

皇家布里斯班妇女医院

APAIS:

阿姆斯特丹术前焦虑与信息量表

这项研究是在RBWH的围手术期服务部进行的。

澳大利亚围手术期护士学院(ACORN)为这项研究提供了资金;拨款批准日期(2021年10月7日)。发起者不参与数据的收集、分析和解释，也不参与报告的撰写和文章是否发表的决定。

作者及隶属关系

1. 沙特阿拉伯麦加乌姆库拉大学护理学院

   萨米尔Salihah阿斯利

2. 澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学卫生学院护理学院

   Salihah Asiri和Jed Duff

3. 澳大利亚围手术期护士学院，QLD，澳大利亚

   Salihah Asiri和Jed Duff

4. 澳大利亚昆士兰省赫斯顿市5层34号楼，皇家布里斯班妇女医院，临床护理中心，护理和助产研究中心

   萨米尔Salihah阿斯利

5. 澳大利亚卡拉汉纽卡斯尔大学保健、医学和福利学院护理和助产学院

   米歇尔Guilhermino

6. 约翰亨特医院-重症监护服务，纽卡斯尔，澳大利亚

   米歇尔Guilhermino

贡献

所有作者的贡献都是平等的。作者阅读并批准最终的手稿。

相应的作者

对应到萨米尔Salihah阿斯利．

伦理批准并同意参与

该方案于2020年12月在澳大利亚和新西兰临床试验注册中心(ANZCTR)注册，注册号为ACTRN12620001350910。

该研究获得了皇家布里斯班和妇女医院人类研究伦理委员会(RBWH HREC)的伦理批准(HREC/2021/QRBW/74417)。

相互竞争的利益

作者声明没有利益竞争。

出版商的注意

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