基于虚拟现实技术的戒烟干预与效果评价的研究进展.pdf

fmx_T3RoZXJNaXJyb3Jz 106 中华现代护理杂志2024年1月6日第30卷第1期Chin J Mod Nurs，January 6，2024，Vol.30，No.1截至2019年，全球吸烟者已超过10亿人次1。尽管全球总体的吸烟流行率在过去几年中有所下降，但部分国家仍然较高。研究显示，2018年美国人群的吸烟率为13.7%，我国15岁以上人群的吸烟率为26.6%，且吸烟是全世界过早死亡和癌症发生的主要致病因素2-3。虽然大部分的吸烟者能意识到烟草带来的危害并尝试戒烟，但在试图戒烟的人群中，复吸率居高不下。数据表明，戒烟人群在第1年内复吸率为60%75%，有不到10%的人在1年后戒烟成功2，4。因此，采取合理有效的干预措施，对于帮助戒烟者降低复吸率及提高戒烟成功率具有重要意义。目前临床戒烟治疗的措施包括行为干预、戒烟门诊、药物治疗、尼古丁疫苗和虚拟现实（virtual reality，VR）技术。其中VR技术作为新兴产业，已被国外学者广泛应用于戒烟治疗，且干预形式丰富多样，较为成熟5。如根据治疗方法的不同，可将基于VR技术的应用形式分为线索暴露疗法、趋近回避疗法、禁烟宣传疗法和尼古丁替代疗法，而通过沉浸感的差异，相关应用形式也综述基于虚拟现实技术的戒烟干预与效果评价的研究进展汪小康1，2 蒋颖1，2 郭茜3 寇娇娇4 杜苗2 刘睿21上海中医药大学研究生院，上海 201203；2上海健康医学院护理与健康管理学院，上海 201318；3杭州师范大学护理学院，杭州 311121；4成都中医药大学护理学院，成都 611137通信作者：蒋颖，Email：【摘要】本文通过对虚拟现实技术的定义与现状，虚拟现实技术干预戒烟的应用条件、干预机制、效果评价指标、应用形式及效果、不足与展望等内容进行综述，以期为我国虚拟现实技术干预戒烟的临床应用及护理提供指导和依据。【关键词】综述；虚拟现实技术；戒烟；干预；效果基金项目：上海市“科技创新行动计划”科普专项项目（21DZ2304700）；上海交通大学“交大之星”计划医工交叉研究基金（YG2023ZD25）DOI：10.3760/115682-20230711-02728Research progress on smoking cessation intervention and effectiveness evaluation based on virtual realityWang Xiaokang1，2，Jiang Ying1，2，Guo Qian3，Kou Jiaojiao4，Du Miao2，Liu Rui21Graduate School，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China；2School of Nursing and Health Management，Shanghai University of Medicine&Health Sciences，Shanghai 201318，China；3School of Nursing，Hangzhou Normal University，Hangzhou 311121，China；4School of Nursing，Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu 611137，ChinaCorresponding author：Jiang Ying，Email：【Abstract】This paper reviews the definition and current situation of virtual reality，the application conditions，intervention mechanisms，effectiveness evaluation indicators，application forms and effects，shortcomings and prospects of virtual reality intervention in smoking cessation，in order to provide guidance and basis for the clinical practice and nursing of virtual reality intervention in smoking cessation in China.【Key words】Review；Virtual reality；Smoking cessation；Intervention；EffectFund program：Science and Technology Innovation Action Plan Science Popularization Special Project of Shanghai City（21DZ2304700）；Star of Shanghai Jiao Tong University Plan Medical and Industrial Cross Research Fund of Shanghai Jiao Tong University（YG2023ZD25）DOI：10.3760/115682-20230711-02728 收稿日期 2023-07-11 本文编辑 陈巍引用本文：汪小康，蒋颖，郭茜，等.基于虚拟现实技术的戒烟干预与效果评价的研究进展 J.中华现代护理杂志，2024，30（1）：106-111.DOI：10.3760/115682-20230711-02728.fmx_T3RoZXJNaXJyb3Jz 107 中华现代护理杂志2024年1月6日第30卷第1期Chin J Mod Nurs，January 6，2024，Vol.30，No.1可分为完全沉浸式和非完全沉浸式VR系统。同时，国外研究表明基于VR技术的辅助治疗能够有效减少复吸率、增加治疗依从性6-7，具有一定的应用潜力。但国内由于条件和技术的限制，VR应用于戒烟的相关研究仍处于起步阶段，仅发现Guo等6将其用于预防学生吸食香烟，亟待国内其他学者对研究进行填补和完善。鉴于此，本文对基于VR技术干预戒烟的文献进行综述，以期为国内临床戒烟的干预和护理提供指导依据。一、VR技术干预戒烟的相关概述1.VR技术的定义与干预戒烟的应用现状：VR技术是指用户使用特殊的电子设备观看计算机生成的图像，使其沉浸在替代现实生活的虚拟体验中，并与图形化身进行虚拟交互的一种技术8。该技术起源于20世纪60年代，后经技术更迭，逐渐由模糊的概念术语发展到日渐成熟的产业化商品9。与此同时，VR技术被应用于缓解焦虑10、临床教学11、安宁疗护12、体重管理13、清醒手术护理14和物质依赖治疗15 等医学领域，并取得了良好的效果。在物质依赖治疗方面，VR技术也被应用于酒精、烟草、阿片类和甲基苯丙胺等成瘾物质，并发挥了重要作用15。对于戒烟领域，VR技术可在治疗过程中增强受试者的戒烟意志和情境真实性，从而影响干预效果，值得进一步探讨和研究。2.VR技术干预戒烟的应用条件：VR技术干预戒烟适用于多种人群，且结局指标各不相同。中国将VR教育游戏应用于未满18周岁的高中生，旨在预防校园内学生吸烟6，其他国家应用名为“Invite Only VR”的视频游戏来预防高中生吸电子烟7。西班牙招募每天至少吸食10支香烟的大学生作为研究对象，该项研究的主要目标是在7个虚拟环境中，寻找与吸烟相关的线索，并探讨该线索对参与者产生吸烟诉求的能力16。2021年，美国在口腔诊所筛选年满18周岁，且终身吸烟100支的口腔疾病患者，研究旨在通过VR技术整合口腔诊所环境，以探究新型治疗模式对戒烟动机的感知和影响17。美国的另一项研究通过多种渠道招募尼古丁成瘾患者，此项干预是基于VR开展的尼古丁成瘾应对训练，以期降低参与者的吸烟率18。阿根廷的一项研究表明，基于智能手机的VR戒烟干预也适用于不擅长使用信息技术的人群19。因此，VR技术在干预戒烟的应用中，不受年龄、地点、吸烟类型和人群类别的限制，对比传统戒烟治疗更具便捷性，具有巨大的应用前景。3.VR技术干预戒烟的机制：VR技术主要通过实时互动和沉浸式的感官体验来帮助参与者戒烟。在VR环境中让吸烟者了解戒烟的相关信息，并提供相应的戒烟技能指导和行为反馈，使得戒烟的个体能够产生更加强烈的视觉体验和戒烟意志7，20，以促使吸烟人员在现实生活中培养新的行为习惯，达到戒烟的目的。4.VR技术干预戒烟的效果评价指标：（1）吸烟数据指标。基于文献检索，目前相关研究的吸烟数据指标主要包括：最近1周每天吸烟的数量；干预24 h后的戒烟率；7 d戒烟成功率；连续戒烟1、3、6和12个月的人数占比；检测仪器测量干预前后的一氧化碳（carbon monoxide，CO）呼出量21。（2）戒烟评价量表。在评价干预戒烟效果的量表中，研究者大多采用特异性强的评估工具，如采用尼古丁依赖评估量表19，22-23评价干预前后尼古丁依赖的变化；采用吸烟态度量表和吸烟渴望量表4，24评价参与者对吸烟的想法及认识。除此之外，其他应用较多的评价量表还有吸烟自我效能问卷、戒烟思考量表和VR疾病问卷等17，24-25。虽然国内外评估戒烟的量表众多，但尚缺乏专门针对VR应用的评价工具，之后的研究可在此基础上推进完善。二、干预戒烟的VR技术的分类及应用形式1.根据结合疗法的类型分类应用：（1）基于VR的线索暴露疗法（cue exposure therapy in virtual reality，VR-CET）。VR-CET是指在VR环境中使用经典的条件反射方法来减弱对刺激反应的一种干预措施26。具体操作是让参与者在干预前接受以成瘾为中心的心理教育，包括控制吸烟诉求、开展积极的自我倾诉和培养戒烟的自信心等，之后参与者需使用带有头部跟踪器的VR眼镜，通过VR系统呈现出近端、远端和复杂线索。近端线索包括香烟、烟灰缸及香烟自动售货机等不同的吸烟用具，远端线索包含酒吧、咖啡馆及餐厅等各异的吸烟场景。复杂线索是在上述情况的基础上涉及社交互动，包括在吸烟时谈话、跳舞等。最后医护人员会鼓励参与者积极与虚拟环境中的线索进行互动，同时根据参与者的吸烟动作和吸烟诉求进行评级26-27。与传统线索暴露疗法高度依赖场景变换相比，VR-CET可通过虚拟环境完成动态交互过程，呈现效果更加逼真。邓娜28探讨了VR-CET干预酒精成瘾的效果，并提出该技术可作为降低饮酒诉求的治疗工具。未来，国内研究人员可进一步丰富VR-CET在干预戒烟的应用形式，选择纳入不同的线索场景，如禁烟标志等，并评估VR-CET对其戒烟的效果。（2）基于VR的趋近回避疗法（approach avoidance task in virtual reality，VR-AAT）。VR-AAT 是指在VR环境中进行操作性条件反射的方法24。通过VR技术随机呈现出积极、中性和消极3种吸烟线索，中性线索以横向图片呈现，积极、消极线索以纵向图片呈现，参与者对横、纵2种图片分别进行“推”和“拉”的操作，直至图片消失29。在此期间，当吸烟者看到积极线索时，会比不吸烟者做出更快的反应，而VR-AAT正是通过指导吸烟者接纳中性或消极吸烟线索，同时回避积极线索，后重复此过程直到二者关系消失为止30。在VR-AAT的基础上，还衍生出VR技术的游戏化干预。该方法通过参与者在游戏化的VR场景中，做出拍打或踢开与香烟有关的消极线索31，或粉碎虚拟香烟22以达到戒烟的作用。相较于VR-CET较复杂的场景呈现，VR-AAT则通过简洁的图片进行干预，降低了吸烟者参与临床试验的门槛。研究表明，VR-AAT可作为影响参与者戒烟潜意识的干预工具30，具有较好的临床应用价值，但相关机制仍有待探索，今后，临床医护人员可致力于深入探究VR-AAT影响吸烟人员潜意识的原理，推动其在临床的应用。（3）基于VR的禁烟宣传疗法。是指将参与者置于虚拟场景中，通过VR技术直观地呈现吸烟的危害过程。该项疗fmx_T3RoZXJNaXJyb3Jz 108 中华现代护理杂志2024年1月6日第30卷第1期Chin J Mod Nurs，January 6，2024，Vol.30，No.1法首先是用VR技术呈现一个健康的肺部，同时渲染出舒适的吸烟环境，如酒店场景，其中包括温和的灯光、宽松的大床以及惬意的电视画面。当画面进行到一定时限时，代表参与者的虚拟人物开始咳嗽，肺部出现坏疽，酒店场景切换到昏暗的病房，吊灯及大床变成输液架和病床，电视画面由惬意转为阴沉。最后，床边出现哭泣的家属画面，随即敲响死亡钟声32。也有其他学者基于VR环境播放禁烟动画，以探究VR技术与负面吸烟情绪的关系33，从而达到震慑患者吸烟的目的。Lee等34认为与静态戒烟图片相比，三维虚拟环境放大了禁烟宣传的效果，能让参与者产生更深刻的印象。可见，相比传统的视频教育，基于VR的禁烟宣传疗法拥有更加震撼的效果，但仍有几点值得注意：多位学者对治疗的时间没有统一标准；在使用VR设备时，常导致参与者眼部干涩。因此，后续护理人员可在干预时长、频率和时机方面进一步探讨，同时做好参与者的眼部护理。（4）基于VR的尼古丁替代疗法（nicotine replacement therapy in virtual reality，VR-NRT）。是指通过VR技术模拟尼古丁的替代来源，以减少参与者对吸烟的诉求18，30。美国学者通过营造VR场景会议，让治疗师教授参与者戒烟应对技巧。具体操作包括治疗师通过让吸烟者参加虚拟品烟交流会以刺激其强烈的吸烟欲望，在寻找到具体的吸烟触发因素后，治疗师会采用相应的替代物品，以减少患者的吸烟诉求18。VR-NRT的应用形式较为特殊，国内外基于VR-NRT干预吸烟的文献较少，今后可完善相关研究。2.根据呈现模式的沉浸感分类应用：（1）完全沉浸式VR技术系统。包括VR耳机和VR眼镜，该部分设备能够使参与者体验到更强的“临场感”。Goldenhersch等19在参与者的智能手机上安装相应的APP，并嵌入VR耳机，同时引入基于VR技术的正念疗法课程，该课程是认知行为疗法的一部分，需通过心理学家和正念治疗师主持进行，研究发现VR耳机可以有效地将参与者置于多种吸烟提示的虚拟环境中，同时丰富了正念疗法的应用形式。Pericot-Valverde等35通过让参与者带上VR眼镜，以使其暴露在复杂吸烟线索的虚拟环境中，增加了治疗环境的情境真实性。上述研究表明，完全沉浸式VR在环境渲染上有较好的效果，但存在应用设备单一的问题。在今后的研究中，可进一步丰富VR干预戒烟的搭配形式，如将VR耳机、眼镜及头部显示器等设备有机结合使用，探究综合干预的效果。（2）非完全沉浸式VR技术系统。包括计算机屏幕、3D投影等常用电子设备。Karekla等23让参与者与计算机屏幕上的虚拟角色进行交流，同时提供多个选项路径，每个路径都有预先录制的答案。系统会根据用户选择的相关问题，让虚拟角色朝着不同的结局发展。而另一项研究则是基于互联网开发的虚拟世界，参与者可以通过计算机登录到虚拟的“空中商城”中，亲身体验虚拟角色，实现了与不同吸烟环境、在线咨询师进行实时互动的目的36。前2项研究均通过计算机构建的非完全沉浸式VR进行干预，相应的操作流程简便、应用形式多样。还有文献报道，研究人员使用3D投影设施将肺部吸烟的动态变化投影至每个参与者的胸部，之后调整投影的大小直至与胸部契合，该方法能让参与者感受到吸烟对机体的影响变化33。在目前的研究中，与完全沉浸式VR相比，非完全沉浸式VR的成本和实际体验感虽不及前者，但也能提供较好的情景模拟。这也提示，今后护理人员在将VR技术应用于戒烟的临床研究中，应根据试验的实际情况和条件，选择切实可行的干预设备及方案。三、VR技术干预戒烟的应用效果在应用效果方面，相关VR技术的研究多集中在戒烟、空间临场感、生理状态和心理状态，医护及研究人员主要以各种结合疗法的形式将VR技术应用于戒烟干预。1.对戒烟的效果：多项研究证实，VR技术干预戒烟的效果显著，且可行性较高21。Choi等37在通过VR-CET干预戒烟时发现，参与者每天呼出的CO量由12.5 ppm减为 2.5 ppm，而Pericot-Valverde等26在使用相同方法后表明，参与者的CO呼出量从13.2 ppm减少到5.0 ppm，表明使用VR技术作为辅助疗法可有效控制吸烟人员的CO呼出量。除VR-CET 外，其他结合疗法也发挥着重要作用。Machulska等4和Girard等22在分别干预7、24周后表明，进行VR-AAT治疗的参与者吸烟量、吸烟诉求降低（P0.01），且大部分已完成戒烟。Lee等33基于VR设备向参与者播放禁烟宣传动画，证实了运用VR技术能够引发参与者吸烟负性情绪，并增强其戒烟意志。可见，VR技术有望成为一种可靠的心理护理措施，用于调节吸烟人员在干预过程中的负性情绪，且 王淑金等38认为，VR技术作为心理干预手段可为临床工作的护理人员减轻负担。Bordnick等18对VR-NRT与单独尼古丁替代疗法（nicotine replacement therapy，NRT）干预戒烟的方式进行比较，发现VR-NRT组的吸烟人数在干预后的第1、2、6个月时低于单独NRT组（P均0.05）。而在基于VR技术的正念暴露疗法上，Goldenhersch等19研究表明，VR试验组在干预后当天有23%的参与者完成戒烟，并在干预后的第90 d随访中有33%的参与者持续戒烟，这比采用在线戒烟手册的对照组有更为可观的效果。Guo等6开发了基于VR技术的教育类游戏，成功地普及了戒烟的相关知识，并在预防青少年吸烟上有一定作用。上述研究发现，基于VR技术的各个结合疗法在干预戒烟方面效果较好，但目前的应用形式多集中于VR-CET和VR-AAT，未来可进一步探究其他结合疗法的形式和效果。此外，部分研究缺乏对远期疗效的评价，将来可完善相关追踪报道。2.对空间临场感的效果：空间临场感是指主体即使身处某个地方或环境中，也能对其他特定地方或环境产生主观体验39。Lee等33研究表明，相较于2D平板屏幕，3D投影设施在呈现吸烟对参与者身体的动态影响下，有更加强烈的空间临场感。为了让戒烟治疗更加接近真实环境，Machulska等4 量化了空间临场感。该研究小组比较了2D与3D吸烟图像，发现二者的情境真实偏差较大，前者平均偏差比后者高出了26.43个单位。Vinci等40使用VR分支中的增强现实（augmented reality，AR）来提高空间临场感，结果显示AR的吸烟图像比普通图像更容易激发吸烟冲动。也有学者指出，fmx_T3RoZXJNaXJyb3Jz 109 中华现代护理杂志2024年1月6日第30卷第1期Chin J Mod Nurs，January 6，2024，Vol.30，No.1高水平的空间临场感能使患者坚持治疗并降低退出率24。因此，如果能够准确地运用VR技术呈现空间临场感，那么吸烟者对戒烟情境做出的反应将会更加有效，后续的研究也可在此基础上探索其他的加强方式。3.对生理状态的效果：生理状态包括心率、温度、皮肤电阻等。Garca-Rodrguez等16研究证实，VR技术会对生理状态产生不同的影响：（1）心率。相比于不吸烟组，VR技术在干预吸烟组时，心率下降幅度更大，且在咖啡馆喝咖啡、在家吃早餐、在家吃午餐、在街上等待和在晚上看电视5种不同虚拟环境中，心率下降情况存在差异。（2）温度。暴露于 VR环境中，不吸烟组和吸烟组的体温都有所增加，但吸烟组的增加幅度更大。其中在咖啡馆喝咖啡和在家吃午餐两种虚拟环境的温度增加幅度存在差异。（3）皮肤电阻。不吸烟组和吸烟组的皮肤电阻在通过VR技术干预时都有增加的趋势，但二者的变化无差异。可见，在应用VR技术管理戒烟时，监测不同虚拟环境下的生理状态能够帮助研究人员更有针对性地制定干预方案。4.对心理状态的效果：心理状态包括自我效能感、满意度和注意力等。文献报道，使用吸烟信心问卷（Smoking Confidence Questionnaire，SCQ）可评估VR技术对自我效能感的影响效果，同时发现与常规NRT相比，VR-NRT在治疗后及随访1、2、3和6个月时的SCQ得分更高（P均0.05）18。在满意度的测评方面，Borrelli等17在洗牙期间使用VR耳机实施戒烟诱导，减少了洗牙中的不适，并提供了多种形式的戒烟选择，有效提高了参与者的满意度，这与Yang等41研究结果一致。Guo等6在探究感知说服力对戒烟意愿的影响时发现，注意力在其中起着关键作用，期间通过VR技术播放特定的戒烟教学视频，可有效提高学生的注意力，这对预防学生吸烟有重要的指导意义。今后的临床实践中，护士可在VR技术的基础上，结合心理护理措施来改善吸烟人员的心理状态，以提升戒烟的治疗效果。四、不足与展望为了让VR技术干预戒烟的各项措施顺利应用，在开展过程中需要注意以下问题。1.完善VR技术：Brandon等42表示，目前的VR技术仅限应用于线索暴露疗法，且干预质量受到可用面积和照明等环境因素的影响。为减少其他影响因素的干扰，有学者提出通过在VR场景中模拟手臂运动和刺激反馈来替代传统的操纵杆，避免了参与者与现实环境直接接触，有效地增加了戒烟人员与虚拟环境之间的互动4。Karekla等23将游戏世界与VR技术有效融合，提高了VR技术对年轻人群的吸引力。因此，推动VR技术硬件及软件的发展，完善相关技术的种类和形式对戒烟干预有重要意义。2.优化效果评价指标：在之前的研究中，多以吸烟数量、吸烟率和自我报告等直观数据作为评价戒烟的指标，但也存在相应不足，如在使用自我报告时，参与者可能会夸大戒烟的事实。未来可根据吸烟人员戒烟的主客观情况、VR技术的应用，研发信效度及可行性高的评价量表，以便精准测量相关人群的戒烟情况。3.提供个性化的干预方案：VR技术在戒烟方面的干预方案多以研究人员的意愿进行制定，因此，Pericot-Valverde等35 针对参与者的特定要求进行了调整，如根据吸烟人员平常特定的吸烟环境和吸烟用具进行模拟，包括提供特制烟灰缸、打火机、咖啡馆、居住地等用具及场所。通过满足戒烟者的多方面需求，以激发其最高程度的吸烟诉求，并对各个程度进行分级，以期提供更加有针对性的干预措施，Machulska等4 和Garca-Rodrguez等16也采取了类似的个性化方案。未来运用VR技术干预戒烟时，可加大提供个性化干预方案的力度，具有针对性的干预方案能够让研究者和医护人员了解每位吸烟者的需求，提高戒烟成功的概率。五、小结根据VR的特性，将干预戒烟的多种形式进行分类，可帮助护士对吸烟人员的戒烟效果、空间临场感、生理状态和心理状态等情况进行有效管理，从而提高吸烟人员生活质量。未来的研究中，应进一步扩大VR技术在干预戒烟领域中的应用范围，同时，国内医护人员也可在综合考虑各种戒烟治疗护理措施的基础上联合VR技术进行干预研究。然而，VR也存在一定的不足，需注意完善VR相关技术以丰富互动形式，研发信效度高的评价量表以高效准确地评估结果，提供针对性的干预方案以使其更贴近临床实践。总之，VR技术对戒烟的影响与干预等研究仍需更多地探索和验证。利益冲突 所有作者声明无利益冲突作者贡献声明 汪小康：构思与设计、资料收集、论文撰写、文献检索；蒋颖：获取资助、论文修订；郭茜：论文撰写、文献检索、论文修订；寇娇娇：论文修订；杜苗：论文修订；刘睿：论文修订参 考 文 献 1 GBD 2019 Tobacco Collaborators.Spatial，temporal，and demographic patterns in prevalence of smoking tobacco use and attributable disease burden in 204 countries and territories，19902019：a systematic analysis from the Global Burden of Disease Study 2019J.Lancet，2021，397（10292）：2337-2360.DOI：10.1016/S0140-6736（21）01169-7.2 Creamer MR，Wang TW，Babb S，et al.Tobacco product use and cessation indicators among adults-United States，2018J.MMWR Morb Mortal Wkly Rep，2019，68（45）：1013-1019.DOI：10.15585/mmwr.mm6845a2.3 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