研究报告：虚拟现实头戴设备在上肢手术中的抗焦虑效果——一项前瞻性随机试验
一、研究基本信息
本研究由Muhammed Köse、Burak Nalbant和Fatma Kavak Akelma共同完成。第一作者Muhammed Köse来自安卡拉比尔肯特城市医院（Ankara Bilkent City Hospital）麻醉与复苏科（Department of Anesthesiology and Reanimation），通讯作者Burak Nalbant同时隶属于该医院及安卡拉耶尔德勒姆贝亚泽特大学（Ankara Yıldırım Beyazıt University）医学院麻醉与复苏科。该研究成果发表于期刊《BMC Surgery》，并于2026年在线发表，文章DOI为10.1186/s12893-025-03448-w。
二、研究背景与目的
本研究属于麻醉学与围手术期医学领域，聚焦于非药物干预手段在区域麻醉（regional anesthesia）手术中的应用。术前焦虑（preoperative anxiety）影响着60%至80%的手术患者，这种焦虑状态已被证实与术后疼痛加剧、镇痛药物需求增加以及更高的发病率和死亡率相关。传统上，苯二氮䓬类（benzodiazepines）、丙泊酚（propofol）或阿片类药物（opioids）等药物手段是区域麻醉中镇静和抗焦虑的首选，但这些药物可能带来过度镇静、低血压、气道阻塞和呼吸暂停等风险。因此，芳香疗法、呼吸练习、冥想以及虚拟现实（virtual reality, VR）等非药物干预手段日益受到关注。
VR作为一种先进的人机交互界面，能让使用者沉浸在模拟真实环境中，并调节包括前扣带皮层（anterior cingulate cortex）、脑岛（insula）和杏仁核（amygdala）在内的大脑区域的活动，这些区域对于注意力和疼痛的情感处理至关重要。尽管已有研究表明VR在儿科操作、烧伤康复和产科干预中能有效减轻疼痛和焦虑，但在上肢骨科手术的周围神经阻滞（peripheral nerve block）情境下，VR对焦虑和恢复质量（quality of recovery）的影响尚不明确。
本研究旨在探讨VR头戴设备能否减轻在区域麻醉下接受上肢骨科手术患者的焦虑。研究设定了主要结局指标（primary outcome）为术后状态-特质焦虑量表（State-Trait Anxiety Inventory, STAI）-1评分。次要结局指标（secondary outcomes）包括STAI-1评分的前后变化、恢复质量-15（Quality of Recovery-15, QoR-15）评分、术中血流动力学（hemodynamics）、镇静需求、术后疼痛强度、镇痛药用量以及患者与外科医生的满意度。
三、研究流程与方法
本研究为一项于单一中心开展的前瞻性、随机、对照、单盲（assessor-blinded）试验。研究通过了安卡拉城市医院临床研究伦理委员会的审批（批准号E2-23-4787），并在ClinicalTrials.gov上完成前瞻性注册（试验注册号NCT06244654）。
1. 研究对象与随机分组 研究招募了年龄≥18岁、ASA（美国麻醉医师协会，American Society of Anesthesiologists）分级为I至III级、具备土耳其语读写能力、并计划在单纯周围神经阻滞下接受择期上肢手术的患者。排除标准包括：面部或眼部有活动性感染或开放性伤口、有癫痫病史、植入心脏起搏器或其他医疗设备、偏头痛、患有飞沫或空气传播疾病、有精神病或幽闭恐惧症史、视觉或听觉障碍，以及不愿参与或佩戴VR眼镜者。
最终有86名患者被纳入并按照1:1的比例随机分配至VR干预组或标准护理对照组。随机化采用计算机生成的随机序列，分配方案通过顺序编号、不透明、密封的信封进行隐藏。
2. 干预与操作流程 整个研究流程可分为术前、术中和术后三个阶段。
在术前阶段（preoperative period），研究人员收集患者的人口学数据，并通过STAI量表和QoR-15问卷进行基线评估。值得注意的是，两组患者在术前均接受了标准化的低剂量咪达唑仑（midazolam，0.02 mg/kg静脉注射）以保障基本舒适度。随后，由同一位麻醉医生在超声引导下为患者实施臂丛神经阻滞（brachial plexus block），并使用针刺测试和改良Bromage量表评估阻滞效果。
VR组的患者在神经阻滞前即佩戴Oculus Quest 2 VR头戴设备和索尼MDRZX110APB有线耳机，以增强听觉沉浸感并减少手术室噪音。VR环境为自然主题视频，包括森林漫步、雪景、热带海滩等，总时长1小时46分51秒，并配有自然音效。患者在整个手术期间持续佩戴该设备，对于手术时长超出视频总时长的情况，视频会被重复播放。对照组则不接受VR干预，仅接受标准护理。
在术中阶段（intraoperative period），两组均按ASA标准进行常规监测，每5分钟记录心率、无创血压和外周血氧饱和度（SpO₂）。若患者在术中出现不适、焦虑或不自主运动，麻醉医生可酌情静脉推注10-20 mg丙泊酚作为补救性镇静（rescue sedation），并记录使用情况。一名研究人员在场为患者提供支持，患者可随时报告不适或要求终止VR。
在术后阶段（postoperative period），患者在麻醉后监护病房（PACU）至少监测1小时。在术后第1小时，记录数值评定量表（Numeric Rating Scale, NRS）疼痛评分。当Aldrete评分达9分及以上时，患者转回病房，并给予常规镇痛方案（每8小时1克扑热息痛）。若疼痛评分为4-10分，则使用右酮洛芬（dexketoprofen）作为补救镇痛。在术后第4、12和24小时，研究者进行病房访视，评估STAI-1焦虑评分、NRS疼痛评分、患者满意度及QoR-15恢复质量问卷。所有术后评估均在患者住院24小时期间由一名不知晓分组情况的评估者完成。
3. 数据分析方法 研究使用G*Power 3.1.9.7进行样本量计算，在80%的检验效能和0.05的双侧α水平下，考虑20%的脱落率后，总样本量设为86例。数据分析采用独立样本t检验或曼-惠特尼U检验（Mann-Whitney U test）比较组间差异。在数值随时间变化的比较上，采用重复测量方差分析（repeated measures ANOVA）或弗里德曼检验（Friedman’s test）。研究还计算了最小临床重要差异（minimal clinically important difference, MCID），通过科恩d值（Cohen’s d）来评估效果量。此外，研究还进行了一项敏感性分析（sensitivity analysis），即将接受补救性术中镇静的患者排除后，重新验证VR的抗焦虑效果是否独立于镇静药物暴露。
四、主要研究结果
最终有79名患者（VR组39名，对照组40名）的数据被纳入分析。两组在年龄、性别、体重指数（BMI）、教育水平、合并症和手术时长等人口学特征上无显著差异（p > 0.05）。
1. 焦虑水平 这是本研究的主要发现。术前，两组患者的STAI-1和STAI-2评分相似，表明基线焦虑水平具有可比性。术后，VR组的STAI-1评分显著低于对照组，具体数值为23.8±3.8对比26.5±6.7（p = 0.032）。MCID分析显示，观察到的组间差异超出了预设的2.6分阈值，超出幅度达102.1%，这表明该差异不仅具有统计学意义，还可能具有临床意义。从术前到术后的焦虑评分变化（ΔSTAI-1）也显示出同样的趋势，VR组焦虑减轻程度（-6.5±6.3）显著大于对照组（-3.2±6.3，p = 0.021）。敏感性分析进一步证实，在排除了接受补救性镇静的患者后，VR组的焦虑评分下降幅度仍显著大于对照组。在VR组内部，Spearman相关分析显示，VR暴露时间与STAI-1评分的下降幅度呈弱至中度的负相关关系（ρ = -0.32, p = 0.05），提示更长时间的VR使用可能带来更显著的焦虑缓解。此外，通过0-10 NRS评估的术中焦虑水平，VR组也显著低于对照组（1.0±1.9 vs. 2.8±3.4, p = 0.018）。
2. 疼痛与镇痛 VR组和对照组在术后1、4、12、24小时的NRS疼痛评分无显著差异（p > 0.05）。尽管VR组的疼痛评分在数值上略低，但未达到统计学显著水平。在补救镇痛药的使用率方面，两组也没有显著差异（15.4% vs. 25.0%，p = 0.288）。
3. 恢复质量与满意度 术前及术后的QoR-15评分在两组间均无统计学差异（p > 0.05）。在满意度方面，无论是患者对区域麻醉的满意度、术前焦虑自评、术后24小时总体满意度，还是外科医生对手术过程中患者配合度、舒适度的评价，两组间均未观察到显著差异。
4. 血流动力学与不良事件 两组间在收缩压、舒张压和心率等血流动力学变量上，在任何时间点均未发现显著差异。VR组中有两名患者出现轻微恶心，经静脉注射昂丹司琼（ondansetron）后缓解并继续参与研究，未见其他VR相关不良反应。
五、研究结论与价值
本研究得出结论，在区域麻醉下进行的上肢骨科手术中，从术前到术毕持续使用VR视频与围手术期焦虑的减轻相关。然而，尽管VR展现了明确且具有临床意义的抗焦虑效果，这种焦虑的减轻并未转化为疼痛评分、血流动力学稳定性、恢复质量和满意度方面的显著改善。
本研究的科学价值在于，它为该特定手术情境下VR的应用提供了高质量的随机对照试验证据，并且首次评估了VR对术中及术后焦虑的MCID，为未来的研究提供了效应量参考。在应用价值层面，研究证实VR作为一种非药物抗焦虑策略是安全、可行且低成本的。考虑到药物镇静可能带来的风险，VR为希望最小化镇静剂暴露的临床场景提供了一种有吸引力的替代或辅助选择。
六、研究亮点与局限性
本研究的亮点在于其严谨的设计，包括前瞻性注册、评估者盲法和MCID的应用，这使得统计显著性和临床重要性得以被明确区分和确认。此外，研究覆盖了从术前、术中到术后24小时的完整围手术期，评估指标全面。
同时，研究也存在一些局限性。首先，所有参与者使用单一的标准化VR视频，缺乏个性化和互动性，这可能减弱了VR对满意度和恢复质量的潜在影响。其次，研究的对象为接受小型上肢手术的患者，术后恢复快，疼痛和功能受限轻，这可能导致了疼痛和恢复质量评分出现地板效应或天花板效应（ceiling effect），使得VR的附加益处难以显现。未来研究如果纳入更复杂的手术类型、采用能个性化定制的交互式VR，并延长术后干预时间，可能会更清晰地阐明VR在这些结局指标上的作用。