美国卫生及公众服务部[ 1， 2]、香港医学研究所[ 3.，美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)呼吁将循证行为医学策略整合到急性和慢性疼痛的治疗中。这些统一的建议反映了一种共识，即疼痛是一种生物心理社会体验，需要综合治疗方法，使个人具备积极自我管理疼痛和症状的技能[ 4］．

循证行为疼痛治疗包括针对慢性疼痛的认知行为疗法[ 5- 7]、接受及承诺疗法[ 8]，以及正念减压法[ 5， 6］．治疗通常包括教学内容，目标设定，和经验的技能练习在会话和会话之间的技能练习。有效的慢性疼痛管理技术包括生物反馈和放松训练，后者是每种有效的慢性疼痛行为治疗的支柱[ 9］．循证行为医学治疗通常单独或以小组形式进行，治疗课程或疗程为1至2小时，疗程为8-11周[ 7］．慢性疼痛的行为治疗已被证明能有效减少疼痛带来的困扰[ 5， 6]、抑郁症状[ 7， 8]，以及特定疼痛的认知和情绪困扰(例如，疼痛灾难化)[ 5- 7]，尽管这些治疗方法并不能有效地减轻疼痛强度。行为治疗也被证明对提高与疼痛相关的自我效能感或对自我管理疼痛和参与有意义活动的能力的信心是有效的。 5， 6］．

尽管行为治疗的疗效数据可用，但多种障碍可能会阻止患者广泛使用低风险、综合的非药物性疼痛自我管理工具，以解决慢性疼痛的心理社会方面[ 10］．这些障碍可能包括缺乏熟练的当地治疗师，保险覆盖面低，与诊所就诊相关的共同支付，旅行费用和治疗时间[ 10］．即使是免费提供给参与者，亲自的行为医学治疗也可能导致患者参与度很低。 11]，从而表明需要新的治疗方法来满足广泛的患者需求。因此，研究已经证明了一种针对慢性疼痛的超简短、单次会议、基于技能的行为治疗课程的初步疗效[ 12]以及移动健康电话会议提供的多期行为疼痛治疗[ 13］．尽管这两种选择都提供了新的便利，并可能扩大了获得护理的途径，特别是对于行动不便的患者，但患者仍然依赖治疗师进行治疗。

数字疗法为急性和慢性疼痛提供独立的、基于家庭的、按需的行为治疗。例如，一个简短的、基于网络的、90分钟的、基于技巧的疼痛治疗被证明可以减少接受乳腺癌手术的女性术后阿片类药物的使用[ 14］．对于慢性疼痛，数字多时段干预已被证明是有效的[ 15- 17］．尽管取得了这些成功，但任何一种模式都不能满足所有人的需求;事实上，即使是基于网络的免费疼痛治疗，其参与率也低于60%。 14]，从而强调了为慢性疼痛提供多种可获得的治疗方案的必要性，特别是确定可能产生更好结果的治疗方法。

虚拟现实(VR)已经成为治疗急性疼痛的有效数字疗法。使用虚拟现实技术，用户戴上一种耳机，将视野完全限制在耳机屏幕内显示的内容上，听觉感知被定向到通过设备传递的音频(尽管没有完全限制; 图1)．VR提供了一种多感官的3D沉浸式环境，刺激视觉、听觉和本体感觉，从而产生一种身体处于其中的感知体验，并与他们正在观看的虚拟环境互动。 18， 19]，例如与海豚一起游泳( 图2)．虚拟现实已被用于许多临床环境和健康状况，以治疗焦虑和精神障碍[ 20.- 22]、爱滋病康复[ 23， 24]，并支持术后恢复。有证据表明，虚拟现实可以有效地治疗急性疼痛，包括在医疗过程中引起的疼痛[ 25- 29]，以及烧伤护理[ 30.， 31]和住院病人[ 32， 33］．

虽然有几项研究调查了VR治疗慢性疼痛，但迄今为止的文献有限。有前景的研究使用VR来减轻疼痛并改善复杂区域疼痛综合征的结果[ 34]、慢性头痛/偏偏头痛[ 35]、纤维肌痛[ 36， 37]，以及慢性肌肉骨骼疼痛[ 38， 39］．最近的两篇综述和荟萃分析报告了VR对疼痛脊柱疾病的物理康复的疗效[ 24]以及在减少疼痛和残疾方面的矫形康复[ 40］．在这样的研究中，用户可以单独使用交互式VR，也可以在运动训练的背景下使用。迄今为止的文献受限于在实验或临床环境下进行的研究，没有与非vr组进行比较，或包含非常小的样本。最重要的是，迄今为止的VR研究主要集中在分散注意力或身体康复，不包括疼痛管理教育或行为疼痛自我管理技能的培养(如横膈膜呼吸或认知和情绪调节)。至关重要的是，如果发现虚拟现实可以有效地提供这些内容，这些内容可以作为面对面行为医学诊所访问的替代品或治疗扩展。需要研究来确定基于行为疼痛管理技能的VR是否有效，并通过掌握技能和提高疼痛自我管理的自我效能来促进持续的疼痛缓解。VR平台可以超越目前护理的许多障碍，并有可能提供一种可扩展的方式，为慢性疼痛提供按需家庭行为治疗。

在关于VR治疗慢性疼痛的新兴文献的基础上，我们的目标是评估一个基于技能的行为医学VR项目，用于慢性腰痛和纤维肌痛，以提供关于其作为社区中人们的独立家庭治疗的实用性和有效性的初步数据。为了实现这一目标，我们进行了一项探索性随机对照试验(RCT)，主要目的有三个:(1)确定对慢性疼痛进行自我管理，在家，基于技能的21天VR干预(疼痛护理VR)的可行性和满意度;(2)评估VR干预对降低平均疼痛强度和疼痛相关结果的初步疗效;(3)通过与仅使用音频的治疗组进行比较，分离出VR的沉浸式效果。我们假设VR有良好的可行性和满意度，以及在疼痛指标变量的前后改善方面VR优于音频治疗。

这是一项平行组随机对照临床试验，涉及2项基于家庭的行为干预措施，应用于2019年3月至5月期间进行的以社区为基础的基于网络的慢性疼痛患者便利样本。

参与者是通过Facebook和数字健康社区The Mighty上的网络广告远程招募的。互联网和计算机知识实际上是隐含的资格标准。资格筛选包括对纳入和排除标准部分中概述的入学标准进行简短的电话评估。

遵循电子知情同意(见 多媒体附件1(参阅研究同意书)，研究参与者使用研究电子数据捕获云随机数生成器进行一对一随机分配，并分配到治疗组。所有的研究程序都是远程完成的，不需要亲自访问。研究参与者对治疗组的分配并不是盲目的，因为他们所分配的治疗的交付模式的明显性质。被分配到虚拟现实组的参与者被研究人员召集，以确保收到邮寄的虚拟现实工具包，并对材料进行简要介绍。在两组研究参与者的要求下，研究人员通过电话联系到他们。参与者的报酬根据完成的调查数量按比例分配;他们在完成最后的研究调查后，以亚马逊电子礼品卡的形式收到了高达30美元的礼品卡。这项研究得到了西方机构审查委员会(Puyallup, WA)的批准。

两个治疗组都接受了不同格式的相同教学内容(VR vs音频;看到 多媒体附件2对于程序内容)。治疗包括各种疗程，以支持参与者学习基于循证CBT原则的自我管理技能，以及疼痛管理中使用的生物反馈和正念策略。该项目旨在提高对压力和疼痛的认知、情绪和生理反应的自我调节，包括3个主要内容类别:

21天的计划包括每个内容类别的4-8个治疗疗程，疗程长度从1到15分钟不等。如果参与者开始体验，每个治疗疗程都被索引为完整。参与者可以重放已完成的课程。

数据收集包括电子收集的患者报告测量数据和从VR设备和音频访问日志收集的客观使用数据。

根据临床试验方法、测量和疼痛评估倡议(impact)的建议，我们纳入了多种方法来评估4个推荐领域的结果测量变化的重要性:疼痛强度、由身体功能定义的与健康相关的生活质量、情绪功能和总体改善评分[ 41， 42］．

数据在研究的4个阶段收集:筛查、预处理基线、治疗和治疗后(第22天)。预处理基线评估周期包括3个调查时间点:−9、−6和−3(平均为单个预处理基线值)。在积极治疗期间(第1、3、6、9、12、15和18天)和治疗后第21和22天进行了7次调查。

国防和退伍军人疼痛评定量表[ 43]用于测量平均疼痛强度，DVPRS干扰量表用于测量过去24小时内疼痛对活动、睡眠、情绪和压力的干扰[ 44］．

97名符合所有研究标准的参与者被随机纳入，并分配到VR或音频治疗组(VR=47，音频=50)。在97名参与者中，88名(VR=42，音频=46)提供了5项疼痛指标的预处理基线值，并进入了研究的干预阶段。在88名参与者中，74名(VR=35，音频=39)在21天的治疗阶段至少完成了一项调查。分析样本包括74名参与者，他们在干预阶段完成了基线测量和至少一次调查。

VR治疗的可行性通过参与者体验的3个方面进行索引:参与、满意度和不良反应恶心/不适。在粘性方面，个人层面的会话数据只存在于VR群体;因此，我们提供了VR和音频组发起的会话总数的描述性统计。治疗后满意度的组间差异(第22天)采用a t测试。对于恶心和不适，我们提供了没有任何恶心/不适的参与者比例。

关于VR治疗在5个疼痛相关指标(平均疼痛强度和疼痛对活动、情绪、睡眠和压力的干扰)上的疗效的次要结果，我们指定了一个具有测量时间的重复测量模型(从今往后) 时间)作为唯一的预测因素。感兴趣的效果是5个疼痛指标从基线到治疗结束是否有显著改善，通过主要效果的时间显著性进行评估。为了测试VR相对于音频治疗的沉浸式效果，我们在一个线性混合模型框架中分析了5个疼痛指标中的每一个，其中治疗(VR与音频)被指定为参与者之间的因素，时间被指定为参与者内部的因素，参与者特定的截距和时间被指定为随机效应。感兴趣的影响是，随着时间的推移，VR组和音频组疼痛指标的改善是否不同，这是通过group×time交互的显著性来评估的。治疗后效果大小(基线至第21天治疗结束)由治疗组使用Cohen调整计算 d适合重复测量设计[ 49］．

四项PCS量表和两项PSEQ量表在混合建模框架中进行分析，除了只有2个时间点(基线第0天和第22天)。我们旨在测试3个问题:(1)疼痛灾难化是否随着时间的推移而减少，疼痛自我效能是否随着时间的推移而增加，两者都通过时间主效应的显著性进行评估;(2) VR组与音频组是否有差异效应，通过组主效应评估;(3)与音频相比，随着时间的推移，VR的沉浸式方面是否产生了不同的影响，通过time×group互动进行评估。

通过对治疗组(VR/音频)在人口统计学(年龄、性别、种族、家庭收入、家中子女数量≥17、就业状况和关系状况)、快感缺乏、抑郁、疼痛强度基线水平和疼痛对睡眠、活动、压力和情绪的相关干扰进行单因素相关性检验，评估组等值性。

VR组和音频组在基线人口统计学、快感缺乏和抑郁变量方面没有发现显著差异( 表1)．治疗组自发病以来的疼痛持续时间有所不同，VR组的疼痛持续时间更长，如下所示。疼痛持续时间为1年至<5年的VR组占40%(14/35)，音频组占21%(8/39)，而疼痛持续时间<1年的VR组占3%(1/35)，音频组占21% (8/39)( P =03)。

此外，平均疼痛强度和疼痛对活动、情绪、睡眠和压力的干扰的基线值在研究组之间是相等的 P值> 29; 多媒体)．

本研究旨在提供可行性指标(以参与者参与度、满意度和不良反应为指标)，用于家庭自我管理的3周VR慢性疼痛治疗计划。在下一节中，我们报告了这3个可行性指标的结果。

在21天治疗期间和治疗后立即进行的8项治疗调查的完成情况无组间差异(VR=5.5，音频=5.6; P =.89)。

对于VR组，我们发现使用重复测量模型对5个疼痛指标中的每一个都有显著影响，其中时间是唯一的预测因素 P<措施)。为了简洁明了，我们在文本中只包括基线和21天的平均值，但在图中提供了所有时间点的平均值。从基线到第21天的平均减轻情况如下:疼痛强度降低了30%(平均从4.6降低到3.2;科恩 d效应量为0.71)，疼痛相关活动干扰减少了37%(平均从4.9减少到3.1;科恩 d效应量为0.83)，与疼痛相关的情绪干扰减少了50.0%(平均从5.4减少到2.7;科恩 d效应量为0.94)，与疼痛相关的睡眠干扰减少了40.4%(平均从5.2减少到3.1;科恩 d效应大小为0.87)，疼痛相关的应力干扰减少了49.1%(平均从5.3减少到2.7;科恩 d效应量为0.89)。上述所有效应量均达到或超过>30%的临床重要改变阈值，疼痛相关情绪干扰的改善达到>50%的实质性临床重要阈值[ 48， 51］．

以下五幅图( 图4- 8)比较了5种疼痛指标随时间的组效应。对于所有数据，都显示了VR组和音频组参与者的疼痛相关变量随时间的变化趋势。x轴上的值是研究的天数，其中 0表示治疗开始前- 9、- 6和- 3天3次暴露前测量的平均值计算出的基线。

我们对基于网络的非恶性慢性腰痛和/或纤维肌痛的社区参与者进行了一项无盲随机对照研究，将家庭自我管理的VR治疗与仅音频治疗组进行了比较(音频内容与VR相同，但对三分之一的模块进行了轻微修改)。这项研究的主要目标是评估一个自我管理的基于家庭的慢性疼痛VR程序的可行性，该程序包括基于技能的内容，由基于证据的慢性疼痛CBT提供信息。第二个目标是将虚拟现实治疗与纯音频治疗进行随机对照试验。我们的目的是确定在21天的治疗计划中，VR在降低平均疼痛强度和疼痛对活动、情绪、睡眠和压力的干扰方面的初步疗效。我们的第三个目标是通过比较治疗组之间的效果来分离基于技能的VR项目的沉浸式效果。

VR表现出良好的可行性，表现为出色的参与者参与度(在21天的治疗计划中平均完成了34次治疗)，对治疗的满意度较高(84%)，对晕动病和恶心的报告相对较低(n=6/ 25,24%的VR参与者完成了第22天的调查)。在这6名参与者中，5名报告了最低水平的症状频率( 有时)．我们发现，这种症状水平并不影响VR治疗的参与程度，这是由与VR组其余参与者相比启动的会话数量编制的。有恶心和晕车症状的人 经常显示VR的使用明显减少(11次，而轻度恶心和VR组的其余部分为34次)。

就初步疗效而言，在21天的治疗计划中，VR显示了平均疼痛强度和疼痛相关的活动、情绪、睡眠和压力干扰的显著降低。治疗效果大小表明，基于家庭的独立、数字化、基于技能的治疗方案可能会对患者报告的疼痛和疼痛相关的临床有意义的变化产生影响。这里报道的治疗效果的持久性仍然是未来研究的主题。

虽然关于虚拟现实技术在急性疼痛管理方面的应用已有大量研究[ 26， 28， 30.， 52- 54]及身体康复[ 24， 40]，使用虚拟现实作为平台，为慢性疼痛提供行为医学仍然是新颖的，研究不足。VR治疗急性疼痛的研究是以分散注意力是VR镇痛的主要机制为前提的[ 33， 55］．因此，注意力分散对疼痛的影响通常是在短时间内通过与药物试验相一致的研究设计来测量的。VR治疗慢性疼痛的研究需要一种不同的方法来与持续疼痛管理的目标保持一致。虽然用于身体康复的虚拟现实技术显示出持续的效果，但内容通常仅限于康复运动、锻炼和运动训练[ 24， 40]而且缺乏循证行为医学治疗所包含的教学方法和技能培训[ 7］．

与单纯分散注意力不同，行为健康疗法很少产生立竿见影的效果。相反，技能的获得和掌握需要时间，部分原因是内容的多次交付，并在数周内生效，因为内容的交付更加全面，患者在会议期间和会议之间练习技能，这与患者的参与度相关[ 56］．我们之前的工作表明，对慢性疼痛进行超短暂的基于技能的干预在2周内证明了疼痛相关症状的临床有意义的改善，在4周时证明了更大的改善[ 12］．这里提出的结果与本文献和我们的基本理解相吻合，即随着参与者在积极治疗期间接受越来越多的知识和技能练习，教学和基于技能的行为医学治疗结果如何随着时间的推移而累积[ 6， 56， 57］．在这项研究中，第15天疼痛结果出现了更明显的改善，这支持了一种假设，即沉浸式行为医学VR的教学和基于技能的元素正如预期那样运行，尽管还需要进一步的研究。

在评估以技能为基础的治疗方案的实施方法时，该研究表明，2周后，VR组相对于音频组的大多数疼痛指标都有更好的缓解。治疗组的差异在第12天之前保持最小，VR优势从第15天开始增强，并在第18天达到顶峰。对于疼痛干扰的结果，VR组比音频组有更大的改善。例外的是疼痛灾难化和疼痛自我效能，两个治疗组都有所改善。我们没有证据表明VR的优越治疗效果是由用户参与来解释的，因为我们观察到两组的参与率相似。我们的研究设计允许我们将VR的沉浸式效果与仅通过音频格式提供的主动治疗隔离开来。总的来说，我们的研究结果表明，VR的治疗效果大小在疼痛强度和疼痛干扰变量方面具有统计学意义和临床意义，并且优于单独使用音频进行的相同治疗。沉浸式VR体验的一个关键方面涉及用户呼吸与环境之间的动态交互，其中画外音指导用户放慢呼吸以进行副交感神经反应。环境对呼吸做出反应，为用户提供视觉反馈，并可能为用户提供相对于仅音频内容的技能增强。

我们研究的优点和局限性值得仔细注意。对研究结果的解释受限于所研究的两种疼痛情况和基于网络的便利样本中固有的选择偏差。此外，分析数据集只包括那些完成至少一项研究调查的参与者;因此，需要更大规模的研究来证实这里报道的发现并确定普遍性。没有评估药物使用，可能是一个混杂变量。慢性疼痛类型和持续时间是自我报告的，没有回顾医疗记录来确认诊断。我们评估VR满意度和恶心/晕动病的能力受到35名参与者中只有25人完成治疗后第22天调查的限制。虽然只有17%的VR样本报告在任何程度上经历了晕动症，但我们不能排除早期减员的可能性可能部分归因于这些不利影响，尽管值得注意的是，我们没有发现VR组和音频组之间的不同减员率。商用VR程序通常提供退款保证试用期，允许客户在晕机的情况下退还VR设备以获得退款。虽然分配到治疗组是随机的，但两个治疗组之间自发病以来疼痛持续时间的差异可能影响了研究过程中的疼痛结果，我们注意到这种差异有利于音频组。 In addition, the analysis did not focus on the correlation between individual-level variations in the use of the intervention (VR or audio) and the pain indicators, and this remains a topic for future study.

我们的研究设计值得在研究结果的背景下考虑。音频治疗组是一个积极的比较者，三分之二的音频内容与VR组的音频完全相同，三分之一的音频内容与VR内容在主题内容、技能和体验(减去视觉和互动元素)方面非常匹配。这项研究经过严格设计，以分离VR的沉浸式效果，而不是简单地将VR与安慰剂或较弱的对照组进行比较 常规治疗．在研究两种治疗方式时，我们的结果表明，沉浸式(3D视觉元素、动态风景和360度视觉能力)和用户与环境的互动是令人愉快的，吸引人的，对那些没有经历过晕屏的人来说通常是有效的(许多商业VR公司为消费者提供试用期或退款保证)。

最后，相对于亲自行为医学访问或其他数字治疗方案，VR治疗慢性疼痛的成本效益值得研究。面对面的行为医学治疗需要多次诊所就诊、旅行费用、工作时间和其他义务，以及治疗共同支付费用，在标准的8个疗程的治疗包中，总共可能需要数百美元。未来的研究应该在疗效和成本效益方面比较基于家庭的VR和面对面的多疗程CBT治疗慢性疼痛。虽然一些2D数字治疗方案，如基于网络的疼痛CBT或自我管理项目，可能是免费的，但参与率仍然相对较低。未来的研究可能会探索参与者对虚拟现实与纯音频治疗的相对价值的感知。VR为患者和临床医生提供了一种新的基于家庭的治疗选择，这可能是一些患者的首选，也为一部分人提供了更有效的疼痛管理。更多持续时间较长的研究可能会调查此处报道的治疗效果的持久性。

这项研究是首次探索基于行为医学技能和技术的自我管理的家庭VR程序如何影响慢性疼痛的研究之一。研究结果广泛表明，VR有望成为治疗慢性疼痛的有效、独立、基于家庭的数字行为医学。还需要进行更多的研究，包括更大的样本量、不同的慢性疼痛状况、更长的研究持续时间，以最好地表征VR在慢性疼痛管理中的疗效，以及VR对其他因素(如止痛药使用和医疗保健利用)的影响。未来的研究可能会进一步阐明VR的作用机制，以及VR在扩大多模式行为医学治疗慢性疼痛方面的作用。