根据国际疼痛研究协会的说法，“疼痛始终是一种个人体验，在不同程度上受到生物、心理和社会因素的影响”[ 1］．研究估计，多达一半患有急性或慢性疾病的儿童经历了与手术相关的疼痛和痛苦[ 2］．在短期内，痛苦可以表现为退缩、粘人、喜怒无常或愤怒。然而，有大量证据表明，在整个生命过程中，儿童时期的疼痛处理不当与神经和行为结果有关，包括疼痛敏感性的增加[ 3.］．例如，患有镰状细胞病的儿童在静脉穿刺时更有可能报告疼痛反应增强[ 4］．

患有癌症、镰状细胞病和其他血液疾病的儿童需要经过数月或数年的常规检查。不出所料，在接受癌症治疗的儿童中，诊断过程和治疗引起的疼痛是最常被提及的身体问题之一[ 5］．在过去的40年里，有一种趋势是通过使用镇静和镇痛来加强疼痛控制;然而，镇静的风险，包括缺氧，超过了反复和常规手术的好处。识别和使用非药物干预措施来管理疼痛，可以在没有镇静风险的情况下，减轻因疼痛管理不善而导致的神经和行为变化的风险。

分散注意力是一种有效且容易获得的疼痛管理非药物工具[ 6， 7］．它通过有意识地将注意力转移到更愉快的活动或想法上，来抑制疼痛和焦虑的高度突出的感觉。引导意象(GI)是一种强大的非沉浸式分心，包括详细描述与疼痛体验不相容的情况，旨在唤起平静的感觉。GI脚本通常以简短的放松练习开始，例如横膈膜呼吸，然后是对放松活动的生动描述，例如沿着海滩散步，在云层中飞行，或参加篝火。它被广泛认为在不需要药物干预的手术过程中有助于减轻疼痛和焦虑[ 8- 11］．

虚拟现实(VR)是一种身临其境的3D交互式技术，它吸引了多种感官，并创造了一个用户可以居住的人工环境。在过去的20年里，虚拟现实技术已被用于在多种情况下协助小儿程序性痛苦，如烧伤护理[ 12， 13]、牙科手术[ 14- 16]、静脉针管[ 17- 25]，以及端口访问[ 26- 28］．对VR应用的评价一直是积极的，大多数人认为VR是一种可行且有效的分散注意力的方法，可以减少患者报告的疼痛和悲伤[ 29］．

虽然有许多研究将虚拟现实与无干预进行了比较[ 20.， 28]和虚拟现实技术到护理标准(主要是电视或平板电脑的接入[ 17， 21， 22])，目前还没有研究直接比较被广泛接受的GI的非沉浸式分心和有前景的VR的沉浸式分心。由于手术相关的疼痛是不可避免的，因此调查哪种干预措施能最大程度地缓解疼痛，以及是否有儿童子类对某种干预措施的反应比另一种干预措施更好是很重要的。例如，研究表明，那些对疼痛有心理准备并对疼痛抱有灾难性信念的人，在痛苦的经历中更难分散注意力。 30.- 32］．同样，状态焦虑是描述一个人当前焦虑水平的流动变量，可以预测疼痛耐受性和与疼痛相关的焦虑[ 33］．在他们使用有害电刺激的实验中，Tang和Gibson [ 34研究发现，即使状态焦虑较低，高特质焦虑的个体(即，一个表明更容易经历焦虑的稳定变量)仍然比低特质焦虑的个体报告更高的主观疼痛强度评分。约翰逊( 35他认为，刺激越分散注意力，一个人处理疼痛和感到痛苦的能力下降得越厉害。也有证据表明，主动分散注意力技术比被动方法更有利于疼痛管理[ 36］．

在这项研究中，我们直接比较了在非镇静过程中VR和GI对疼痛和焦虑的主观和客观测量的影响。我们假设，与非沉浸式GI干预相比，VR干预将与减少程序性疼痛和痛苦的体验相关。我们进一步假设，VR在减少程序性疼痛和焦虑方面的影响将在具有更高水平的疼痛灾难化和更大的状态和特质焦虑的儿科患者中更大。

这是一项单点、交叉、随机对照试验(RCT)，用于评估GI与VR在接受非镇静手术的儿童和年轻人的程序性疼痛和痛苦方面的有效性。从威斯康星州一家大型三级儿童医院的血液学、肿瘤学、血液和骨髓移植服务中招募了一个方便的参与者样本。数据是在2018年2月至2019年4月期间收集的，当时已达到入选患者的阈值。干预措施包括(1)通过15分钟的引导图像脚本音频记录进行非沉浸式分散注意力;(2)使用KindVR Aqua (KindVR LLC)进行沉浸式分散注意力，KindVR Aqua是一款运行超过15分钟的虚拟现实游戏。条件被平衡，因此有2个可能的条件顺序(VR/GI和GI/VR)。

血液学、肿瘤学或血液和骨髓移植服务部门所见的8至25岁的儿童和年轻人，如果他们在诊断后至少1个月，并经历了以下非镇静剂手术之一:静脉穿刺、端口进入或周围插入中心静脉导管或中心静脉换药，则符合条件。如果患者不能熟练地阅读或说英语，已经确定的身体损伤(如失明、皮肤活动性感染、癫痫病史)会阻止他们使用VR设备，或者有严重的发育迟缓，会阻止他们完成所需的研究问卷，则将被排除在外。共有102名儿童和年轻人接受了资格筛选。其中，34.3%(35/102)因CONSORT(试验报告综合标准)流程图( 图1)．在剩下的67名参与者中，37名随机分配到VR/GI组，30名随机分配到GI/VR组。共有52名参与者完成了两项干预，其中2人因数据缺失而被排除在最终分析之外，最终样本为50名参与者。

研究人员通过临床时间表和住院患者普查确定符合条件的患者。入组后，研究参与者使用在线随机数生成器随机分配到2个可能的条件顺序之一[ 37］．所有的努力都是为了确保研究条件(VR, GI)在连续2个手术过程中发生，不包括计划外或紧急手术。条件间隔最少5天，最多40天，以最大限度地减少治疗伪影和外来事件的威胁。最短时间限制确保患者不会在同一日历周内参与两种情况，而最长时间限制允许大约每月接受治疗的患者参与。单个参与者的两个时间点涉及相同的手术类型(即静脉穿刺、端口进入或换药)。参与者完成术前问卷调查，在护士进入手术室进行手术前3 - 5分钟开始干预。每次干预持续约15分钟。在实验结束时，参与者完成了实验后的问卷调查。研究人员留在房间里提供技术援助，并完成对痛苦的观察性测量(即儿童情绪表现量表[CEMS])。

在第一次手术之前，使用儿童(8-16岁的参与者)或成人(17岁及以上的参与者)版本的疼痛灾难量表(PCS)评估患者对疼痛的感知[ 38］．PCS是一项由13个问题组成的调查，评估与疼痛有关的想法和感受，特别是对疼痛的灾难性想法，在5分制范围内，从1(完全没有)到5(非常)。该测量方法包括总分和沉思、放大和无助量表。得分范围从0到52，>到30被认为是灾难性思维水平的提升。

视觉模拟量表(VAS)用于评估每次手术后的疼痛和痛苦。这项测试询问了疼痛的4个方面，包括最严重的疼痛，平均疼痛量，对疼痛的紧张程度，以及花在思考疼痛上的时间[ 39］．分数从0到100，分数越高，症状越严重。

CEMS [ 40]由研究人员在每次研究访问期间完成。这种观察性措施提供了一种客观的方法来衡量在困难的医疗经历中的痛苦。它包括以下领域:焦虑得分、面部表情、发声、活动、互动和合作水平。每个领域都使用5分制进行评分。总分从1到25分不等，分数越高表示越痛苦。

在第一次手术之前，使用状态-特质焦虑量表(STAI)的儿童(8-16岁的参与者)或成人(17岁及以上的参与者)版本的特质部分评估特质(潜在或基线)焦虑，而在每次手术之前和之后，使用STAI的状态部分评估状态(当下)焦虑[ 41］．STAI包括2个分量表(状态焦虑和特质焦虑)中的40个条目。儿童的分量表得分在20到60分之间，成人的分量表得分在20到80分之间。分数越高表明焦虑程度越高。为了便于比较，将分数转换为z分数。

在研究结束前，由患者或患者的护理人员完成人口统计调查。从患者病历中收集相关治疗史。这些信息包括出生日期、诊断日期、手术日期、治疗类型和复发状态。一旦进行计算，所有日期都被删除(例如，两次就诊之间的时间，诊断时的年龄)。

威斯康星州儿童医院的机构审查委员会审查并批准了所有研究文件和方案(1110230-13)，该研究已在ClinicalTrials.gov上注册[NCT04892160]。在完成任何研究测量之前，临床研究协调员会亲自通知所有研究参与者及其护理人员有关研究的情况。护理人员签署了儿童参与同意书，而所有7岁及以上的患者都签署了同意书。研究招募由临床研究协调员和首席研究员(JAH)进行。随机化和评估进行，干预保真度评估由临床研究协调员。

在设计研究时，我们进行了功率分析。为了简单起见，我们使用了双面配对 tBonferroni校正=.025。对于50个参与者，我们至少有80%的能力检测出0.45个标准差的差异。分类数据总结为频率和百分比，连续数据总结为中位数和IQR。研究组(青年人vs儿童、不同干预顺序组和诊断组)对分类变量采用卡方或Fisher精确检验，对连续变量采用Mann-Whitney或Kruskal-Wallis检验进行比较。采用Wilcoxon符号秩检验对干预前与干预后以及GI与VR的配对数据进行分析。皮尔逊相关性评估了疼痛和焦虑等连续变量之间的关系。使用的统计软件包括SAS(版本9.4,SAS Institute Inc)， SPSS(版本26,IBM Corp)和R(版本3.6.0,R Foundation for Statistical Computing)。未经调整的 P<。05was considered statistically significant.

参与者的人口统计数据显示在 表1．共有50名参与者完成了两项干预，并被纳入分析。从诊断到参与研究的中位时间为2.1年(IQR为0.2-8.1年)。随机分组按参与者年龄、性别、种族、手术类型或家庭收入分组无差异。在3个诊断组(即癌症、镰状细胞病、其他)中，参与者的年龄和性别没有差异。比赛( P<.001)和程序类型( P<.001)有显著差异，在癌症患者中白人个体和端口进入程序的比例较大，而在镰状细胞病患者中非洲裔美国人和静脉穿刺程序的比例较大。这些结果是意料之中的，反映了疾病风险的种族差异和标准治疗的差异。几乎所有参与者(47/ 50,94%)在VR干预期间都参与了主动游戏。

在各种干预措施中，VAS自我报告的疼痛评分从0到100不等。最严重疼痛、平均疼痛、对疼痛的紧张程度以及思考疼痛的时间在GI和VR之间没有差异。同样，干预组间CEMS评分无显著差异。在两种干预中，儿童和年轻人的疼痛评分没有差异。

术前状态焦虑评分在GI和VR之间没有差异(中位数z评分分别为-0.38 vs -0.34， P= 0.24)，术后状态焦虑评分(中位数z评分分别为-0.53 vs -0.69， P=无误)。在比较手术前后的变化时，VR干预报告的状态焦虑显著下降(中位数z得分- 0.34 vs - 0.69， P<.001)，胃肠道干预无显著变化( P= . 07)。在GI或VR干预中，儿童和年轻人的状态焦虑得分没有差异。

在胃肠道干预中，术前对疼痛的状态焦虑和紧张与思考疼痛的时间之间存在显著关系，但不包括最严重疼痛或平均疼痛( 表2)．胃肠道干预后的术后状态焦虑与自我报告的所有疼痛区域显著相关，包括最严重的疼痛、平均疼痛、对疼痛的紧张和花在思考疼痛上的时间。在VR干预中，术前状态焦虑评分与最严重疼痛、平均疼痛、对疼痛的紧张感和思考疼痛的时间显著相关( 表2)．同样，在VR干预中，术后状态焦虑的评分与最严重的疼痛、对疼痛的紧张和花在思考疼痛上的时间显著相关。在VR干预后，状态焦虑不再与平均疼痛评级相关。

在参与者中，14%(7/50)的总疼痛灾难化评分(> - 30)升高。更大程度的疼痛灾难化与两种干预过程中所经历的最严重疼痛相关( 表3)．在胃肠道干预中，无助感的增加与最严重的疼痛有关，而在VR干预中则没有。沉思和放大与最严重的疼痛无关。

更大程度的疼痛灾难化与两种干预过程中经历的更高的平均疼痛相关( 表3)．在两种干预中，放大程度和无助感的增加与参与者较高的平均疼痛有关，而沉思与两种干预中的平均疼痛无关。

更大程度的疼痛灾难化与更多的GI疼痛体验紧张相关，但与VR干预无关( 表3)．反刍和无助感的增加与GI参与者的紧张有关，而VR干预则没有。在两种干预中，放大与疼痛紧张无关。

在任何干预中，疼痛灾难化与花费在思考疼痛上的时间之间都没有关系( 表3)．在两种干预中，疼痛灾难化与CEMS疼痛评级之间没有关系( 表3)．疼痛灾难化与术前或术后状态焦虑之间没有关系( 表4)．疼痛灾难化与特质焦虑之间存在显著关系( r= 0.44, P= .002)。

在VR干预中，特质焦虑与自我报告的程序性疼痛的所有领域之间存在显著关系( 表5)．在胃肠道干预中，特质焦虑与最严重的疼痛和疼痛紧张显著相关，但与平均疼痛或花在思考疼痛上的时间无关( 表5)．在GI干预期间，特质焦虑和CEMS评分之间存在显著的关系，但VR干预中没有( 表5)．

在这两种干预中，较高水平的特质焦虑与较高的术前和术后状态焦虑测量显著相关(GI术前: r= 0.58, P<措施;胃肠道postprocedure: r= 0.43, P= .002;VR preprocedure: r= 0.42, P= .003;VR postprocedure: r= 0.37, P= . 01)。

当参与GI时，在VAS上的手术疼痛评分在诊断组之间没有差异。当参与VR时，最严重疼痛的诊断组之间没有差异( P=.61)，平均疼痛( P=.57)，思考疼痛的时间( P=.27)，或CEMS分数( P= 2)。然而，在VR干预期间报告的紧张程度在诊断组之间存在显著差异( P= .04点)。两两比较显示癌症和其他诊断之间存在显著差异(中位数评分12比0， P=.01)，癌症患者更紧张。癌症和镰状细胞之间没有差异( P=.43)或镰状细胞病及其他( P= 13)。在PCS总分或PCS分量表上，诊断组间无显著差异。

在各种干预措施中，任何疾病组的患者术前或术后焦虑评分均无差异。镰状细胞病组焦虑前后得分的变化有显著差异，与GI相比，VR期间焦虑的下降幅度更大(z得分的中位数变化为- 0.14 vs 0.07， P= 03)。特质焦虑在不同诊断之间具有可比性( P= 53)。

处理不当的手术相关疼痛会使人极度痛苦，并可能导致整个生命周期对疼痛的敏感性增加，降低成年后寻求医疗护理的可能性[ 3.］．本随机对照试验旨在确定低风险、非药物选择，以管理在无必要镇静的复发性手术中所经历的疼痛和痛苦。具体来说，我们比较了一种高效的分散注意力策略GI和一种不太为人所知但更具沉浸感的策略VR。总的来说，我们发现干预措施在处理程序性疼痛方面表现相似。在各种干预措施中，大多数参与者认为手术造成的疼痛程度较低;然而，有一部分参与者自我报告了高水平的疼痛，这表明有必要识别出疼痛和痛苦风险较高的患者。

与以往文献相似[ 30.- 32，我们发现，在两种干预措施中，对疼痛持有无益信念的亚组(即那些疼痛灾难化得分高的人)报告的最严重疼痛和平均疼痛水平更高。证实了我们的假设，那些高度疼痛灾难化的人报告说，在使用VR的手术中，他们对疼痛的紧张程度要低于使用GI的手术。我们的研究结果表明，VR减轻疼痛灾难化对疼痛体验的影响的机制有两方面——通过作用于无助感和对疼痛的沉思。我们将这些发现归因于VR更具沉浸感的本质，这增加了对疼痛的认知分散[ 35］．

我们原本预计，那些焦虑程度更高(无论是状态还是特质)的人，对VR的反应会更强烈。我们没有预料到那些高度状态焦虑和特质焦虑的人对干预的反应会有差异。在VR干预过程中，状态焦虑在术前到术后均有所下降，特别是在开始时状态焦虑较高的参与者中。状态焦虑是短暂的、情境性的。好的分心物会消耗一个人的大部分认知能量，几乎没有能力处理疼痛和焦虑。 42］．因此，那些对手术过程高度焦虑的参与者对VR的沉浸性有强烈的反应是有道理的。

作为一个更全面和稳定的结构，高特质焦虑的人的反应不同。与我们的假设相反，GI破坏了特质焦虑与平均疼痛和思考疼痛的时间变量之间的关系，但VR没有。先前的研究表明，与低特质焦虑的人相比，高特质焦虑的人在面对压力时生理唤醒的增加更大，并且更准确地感知这些变化[ 43， 44］．胃肠道干预提供了两个可能更适合高特质焦虑患者的组成部分:膈呼吸的简短指导，以减少生理唤醒和观看过程的能力。这一发现表明，VR可能对那些通常适应良好，但在手术过程中存在高度痛苦的儿童更有效，而GI可能对那些预先存在或慢性焦虑的儿童更有效。

所有研究参与者，无论他们的诊断如何，在胃肠道期间都有相似的疼痛反应。然而，患有癌症的儿童和年轻人在VR干预期间比其他类别的人更紧张。这可能是疾病长度或手术类型的函数(即，端口进入vs换药)。镰状细胞病患者在使用VR时比使用GI时更能有效地缓解焦虑。虽然原因尚不清楚，但我们知道患有镰状细胞病的儿童和青少年与患有其他疾病的儿童和青少年有不同的疼痛轨迹[ 45］．从儿童时期的急性和间歇性血管闭塞性疼痛危机到青少年时期的慢性疼痛的转变是有充分文献记载的，但仍然知之甚少[ 46］．在特质焦虑或对疼痛的信念方面，诊断结果没有差异。

这项RCT交叉研究比较了现实世界儿科医疗人群在非镇静过程中使用的2种分散干预。虽然这项研究有几个优点，但必须注意局限性。首先，所选择的程序引起了低水平的疼痛和焦虑，这可能会稀释干预措施之间的差异。未来的研究包括更痛苦或可怕的手术，如腰椎穿刺或鼻胃管放置，将推进这项研究的发现。如果我们知道这项研究中的程序对大多数参与者都有很好的耐受性，我们就会筛查痛苦并排除那些不符合最低阈值的人。

这项研究的第二个局限性是缺乏对照干预。我们确定，在我们机构的手术过程中，提供支持性分散注意力是护理标准;因此，我们认为保留是不道德的。然而，有边际干扰的控制干预，如参与谈话或鼓励孩子看电视，可以被使用，并可以作为一个有用的比较，以更好地阐明更分散注意力的干预(如GI和VR)的好处。

本研究的第三个局限性是所选样本的异质性，包括不同的诊断和程序。虽然这产生了更有效的招募和在血液学、肿瘤学、血液和骨髓移植环境中看到的儿童的真实再现，但它也引入了威胁研究内部有效性的混杂变量。未来的研究应该包括一个更加同质的样本(例如，只有患有镰状细胞病的儿童，只有高度疼痛灾难化的儿童)或更多的参与者，这样亚组可以有更大的信心和更小的误差范围。

这项研究表明，在一般情况下，VR和GI在处理患有急性或慢性疾病的儿童所经历的常见手术相关的疼痛和痛苦方面发挥了同样的作用。我们发现，那些基于对疼痛的信念或因为慢性疼痛史而对疼痛有准备的孩子，对VR有更好的反应。GI对于那些患有高特质焦虑的人来说是一种更好的干预手段，当他们能够观看这个过程时，他们可能会从更强的控制感中受益。随着医疗越来越多地在个人层面上量身定制，心理健康提供者也需要更多地考虑个性化干预的力量。这些新信息促进了我们对谁可能从GI和VR中受益更多的理解。