本文内容如下e-collection /主题问题:

健康和医学的严肃游戏(462) 数字健康评论(689) JMIR主题:COVID-19特刊(1898年) 爆发和大流行病的准备和管理(1347年) 主题:新型冠状病毒(COVID-19)疫情快速报告(1268年) 虚拟现实和虚拟世界(334) 电子学习和医学教育(433) 传染病(非性传播疾病/性传播疾病)(1167) 严肃教育游戏(103) 医学教育和培训游戏(64) JMH主题:COVID-19与心理健康:影响和干预(321) 评论(18)
本文的预印本(早期版本)可在https://preprints.www.mybigtv.com/preprint/35000，首次出版．
COVID-19大流行期间虚拟现实在医学中的应用:系统综述

COVID-19大流行期间虚拟现实在医学中的应用:系统综述

COVID-19大流行期间虚拟现实在医学中的应用:系统综述

本文作者:

Federica Pallavicini1、2 作者Orcid图片； 亚历桑德罗·佩佩1、2 作者Orcid图片； 马西莫Clerici3. 作者Orcid图片； Fabrizia多亏尤文和1、2 作者Orcid图片
文章 作者 引用的 Tweetations (18) 指标

    审查

    1人文科学系，Università degli Studi di Milano- bicocca，米兰，意大利

    2Gamers VR Lab, Università degli Studi di Milano- bicocca，米兰，意大利

    3.医学和外科，Università degli Studi di米兰-比可卡，蒙扎，意大利

    通讯作者:

    Federica Pallavicini博士

    人文科学系教育“，

    Università degli Studi di米兰比可卡

    新雅典广场

    米兰,20126

    意大利

    电话:39 0264484931

    电子邮件:federica.pallavicini@unimib.it


    背景:在COVID-19大流行期间，虚拟现实可以在医疗保健部门发挥重要作用。这项技术有可能补充传统的住院医疗培训和治疗，并可能增加在各种卫生保健环境中获得培训和治疗的机会。

    摘要目的:本系统综述旨在描述COVID-19危机期间针对医疗保健的虚拟现实应用的文献。

    方法:根据系统评价首选报告项和meta分析指南，我们对PsycINFO、Web of Science和MEDLINE数据库的文献进行了系统检索。搜索字符串如下:[(虚拟现实)]和[(COVID-19)或(冠状病毒)或(SARS-CoV-2)或(医疗保健)]。选择2019年12月以后在同行评审期刊上发表的英文论文，并遵循纳入和排除标准。我们使用混合方法评估工具来评估研究质量和偏倚风险。

    结果:39项研究符合纳入标准。17项研究表明，在COVID-19危机期间，虚拟现实在减轻压力、焦虑、抑郁和疼痛以及促进身体活动方面很有用。22项研究表明，在COVID-19危机期间，虚拟现实在急诊医学、护理和儿科等多个领域是一种有用的学习和培训工具。这项技术还被用作教育工具，以增进公众对COVID-19大流行的了解。不同层次的沉浸感(即沉浸式虚拟现实和桌面虚拟现实)、不同类型的头戴式显示器(即基于pc的、移动的和独立的)和内容(即360°视频和照片、虚拟环境、虚拟现实视频游戏和具身虚拟代理)已被成功使用。虚拟现实在面对面和远程试验中都很有帮助。

    结论:在COVID-19大流行期间，虚拟现实在医学领域得到了频繁应用，对治疗多种健康状况以及医学教育和培训产生了积极影响。要在医疗保健领域更广泛地采用虚拟现实技术，还需要克服一些障碍。

    试验注册:国际注册系统评价和元分析协议平台(INPLASY202190108);https://inplasy.com/inplasy-2021-9-0108/

    JMIR严肃游戏2022;10(4):e35000

    doi: 10.2196/35000

    关键字

    虚拟现实； 医学； 心理健康； 身体健康； 教育； 培训； 新型冠状病毒肺炎


    背景

    2020年3月11日，世界卫生组织宣布新型冠状病毒(COVID-19)的传播为全球大流行[1］．作为控制病毒传播的主要措施，世界各国政府都建议人们呆在家里，保持社交距离，这极大地影响了人们的日常生活[2-4］．卫生保健是受COVID-19大流行不利影响影响最大的部门之一[5］．长时间的保持社交距离规则和居家指示对开展几项住院临床活动造成了相关困难[6，7]，以及医学教育和培训项目的突然中断[8-10］．

    在这种由于COVID-19危机而导致隔离和资源有限的时期，信息和通信技术(ict)使医疗机构能够通过可扩展的解决方案满足心理健康和学习需求[11，12］．虚拟现实(VR)代表了ICT的发展，有可能彻底改变临床支持和教育[13-17］．

    根据定义，VR是一套技术，包括头戴式显示器(HMDs)、计算机和移动设备，可以让用户在不同程度上沉浸在3D环境中[18-21]，从简单的2D显示屏幕系统(即桌面VR)到使用hmd的高度沉浸式系统(即沉浸式VR)。

    在过去的十年里，虚拟现实技术已经在多个方面改变了医疗保健领域的游戏规则。22-25]，是治疗多种健康状况和进行医学教育和培训的有用工具[22，25-28］．这项技术已成功应用于广泛的精神障碍[29，30.]，包括焦虑[31-33]和抑郁[34］．此外，虚拟现实技术正被应用于身体康复，以改善运动功能、健康、运动质量和行动能力[35，36]，它也被采纳为一种愉快的治疗疼痛的方法[37-40］．在教育和培训方面，虚拟现实深受医护学生的欢迎[41-43]，并被证明在提高医学知识方面起着至关重要的作用[44-46]以及培养手术技能[44，46，47］．

    因此，在COVID-19危机期间，虚拟现实有可能补充传统的住院医疗培训和治疗[48]，并可能增加在各种卫生保健环境中获得培训和治疗的机会[49，50］．

    研究问题

    据我们所知，由于此前没有研究研究COVID-19危机期间虚拟现实在医疗保健方面的应用，因此本系统综述旨在描述有关这一主题的文献。


    数据库搜索

    2位作者(FP和AP)于2022年3月3日按照系统评价和元分析(PRISMA)指南的首选报告项目对文献进行了系统检索[51］．该综述于2021年9月29日在国际注册系统评价和荟萃分析方案平台(INPLASY;INPLASY202190108)。搜索数据库为PsycINFO、Web of Science和MEDLINE。

    入选标准

    两位作者(FP和AP)建立了明确的纳入标准来确定论文是否有资格纳入综述。只有符合以下标准的研究才被认为有资格纳入:(1)参与者类型:所有人类参与者(临床和非临床人群);(2)干预:VR;(3)比较组:常规干预组、非vr组、无对照组;(4)成果:重点研究新冠肺炎疫情期间虚拟现实技术在医疗保健领域的应用;(5)研究设计:随机对照试验(RCT)、定量非随机研究(如非随机对照试验和病例对照研究)、定量描述性研究(如调查、病例系列和病例报告)或混合方法研究。

    我们选取了2019年12月至2022年3月期间在同行评审期刊上发表的英文论文，并符合上述纳入标准。

    排除标准

    研究被排除的条件是:(1)没有使用VR;(2)在新冠肺炎大流行期间，没有关注虚拟现实在健康状况治疗或医学教育和培训中的应用;(3)没有描述COVID-19危机爆发后进行的研究;(4)没有指明进行研究的期间;(5)不包括结果测量或不包括完整的结果;(6)仅使用定性数据;和(7)是写给编辑的文章，评论，或评论。

    检索词和论文收录选择

    搜索字符串如下:[(虚拟现实)]和[(COVID-19)或(冠状病毒)或(SARS-CoV-2)或(医疗保健)]。

    最初，2位作者(FP和AP)检查被识别文章的标题和摘要，以确定他们的资格。随后，他们独立审查了可能符合条件的论文全文。作者之间的共识(FP和AP)解决了分歧。当论文提供的数据不足以纳入分析时，联系相应的作者提供额外的数据。通过手工搜索和查阅相关论文的参考文献列表，又出现了五篇文章。

    研究质量与偏倚评估风险

    我们使用混合方法评估工具[52]以评估纳入研究的方法学质量和偏倚风险。研究可以被授予0分、25分、50分、75分或100分(100分为最高质量)。MMAT作为一种质量评估方案具有较高的可靠性和效率，并可同时评估各种实证研究的方法学质量[53］．两位作者(FP和AP)独立评估了这些研究的质量。评分者间信度采用Cohen kappa计算[54]，使用软件包SPSS (IBM Corp)。

    数据提取

    两位作者(FP和AP)独立提取了以下数据。

    研究特点

    研究特点包括(1)研究结果(治疗、教育和培训);(2)研究设计采用(随机对照试验、定量非随机研究、定量描述性研究或混合方法研究);(3)人口纳入研究(样本量、职业或健康状况、性别、平均年龄或年龄范围和国籍);和(4)用于评估结果的措施(如自述问卷、半结构化访谈、用户会话数据等)。平均年龄或年龄范围的指示确定了对儿童(即12岁以下)、青少年(12-18岁)、青年人(18-35岁)、中年人(36-55岁)和老年人(55岁以上)进行的研究。这些年龄范围的划分遵循了以前的研究[55-57］．关于研究结果，我们将所选论文分为与VR在医疗保健中的应用相关的2个主要领域特定类别:(1)治疗，(2)教育和培训。

    虚拟现实的特点

    虚拟现实的特点包括:(1)沉浸度(高、中、低);(2)在沉浸式VR的情况下，具体HMD类型(即基于pc、基于主机、移动或独立系统);(3)内容(虚拟环境、360°照片和视频、具身虚拟代理、VR视频游戏、社交VR平台或混合);(4)使用地点(面对面或远程)，该用户模式(单用户或多用户);和(5)使用时间(总会话量和VR使用时长)。沉浸程度，定义为一项技术的可量化特征，包括通过界面沉浸在虚拟世界的可能性程度[58]，因为基于它，可以将VR区分为不同的类别[18-21］ (表1)．其次，在使用HMD的研究案例中，模型被指定为基于其实现的技术来描述其特定类型(表1)．第三，由于VR中有不同类型的体验，所以包含了内容的信息(表1)．第四，考虑使用地点，因为它代表了关于如何提供VR的关键信息。第五，包含了用户模式的信息，因为VR内容可以是单用户(即单个用户可以使用)，也可以是多用户(即2个或2个以上用户可以共享相同的VR体验并与之进行交流或交互)。最后，在表明虚拟现实使用时间的研究中，这些信息也被包括在内，为如何以及多长时间使用这种技术来治疗心理和身体健康状况以及医学教育和培训提供了有价值的见解。

    表1。虚拟现实系统的沉浸程度分类[18-21]，头戴式显示器的类型，以及VR内容。
    变量 定义 硬件/例子
    浸


    		高(沉浸式VR一个） 用户沉浸在3D内容中。 hmdb

    		中(半沉浸式VR) 计算机生成的环境被投射到墙上的房间。 c -自动虚拟环境(CAVE)

    		低(桌面VR) 计算机生成的3D环境，但在2D显示器上显示。 电脑、电视、手机或平板电脑屏幕
    HMDs类型


    		基于pc的 需要HMD和具有高级计算和图形功能的计算机之间的连接。 Oculus Rift S和HTC Vive

    		控制台的 需要HMD和特定游戏机之间的连接。 PlayStation虚拟现实

    		移动 由于特定的hmd，涉及移动设备上的VR系统集成。 三星Gear VR和与手机兼容的低成本hmd，如谷歌Cardboard

    		独立(一体化) 他们不需要其他技术来工作。 Meta Quest II, HTC Vive Focus和Pico Interactive Neo
    内容


    		虚拟环境 在计算机上模拟3D环境，可以实时探索，用户可以与其中包含的物体交互[59］．它们是通过Unreal或Unity等特定软件创造出来的。 N/Ac

    		360°视频和照片 以球形形式呈现真实或数字环境的图像或视频。它们提供了一个具有多个视角和透视图的球形视图。内容是全方位的，既可以由计算机生成，也可以从现实世界中获取[60］． YouTube VR和谷歌地球VR

    		嵌入的虚拟代理 由计算机本身使用人工智能程序控制的个人图形表示[61］． N/A

    		VR视频游戏 通过hmd玩的电子游戏，玩家不仅可以通过手柄或键盘与虚拟内容互动，还可以通过头部旋转、眼球运动或特殊设计的控制器来响应玩家在特定空间中的位置和动作[62］．其中包括:
    -商业现货电子游戏，即“人们可以在商业街购买的游戏”[63)，或者在网上或实体店都可以买到
    -定制游戏，通常在文献中被定义为“严肃游戏”[64，即研究人员为教育、训练或改变行为而专门创建的游戏    		 《Beat Saber》，《半条命:Alyx》，《Superhot VR》和《水果忍者》VR

    		社交VR平台 在3D虚拟空间中，多个地理位置偏远的用户可以通过VR hmd相互交互[65，66］．目前，有几个带有社交元素的在线VR应用。 AltspaceVR，地平线世界，VRChat和VRzone

    一个VR:虚拟现实。

    bHMD:头戴式显示器。

    cN/A:不适用。

    概述

    该搜索策略检索了2019年12月之后发布的2503份记录。在重复数据删除和语言检查后，总共保留了1687篇研究，在第一次筛选、标题和摘要分析后，905篇记录被排除。获得了782份剩余研究的全文副本，并进行了进一步评估。在阅读全文副本后，根据我们的排除标准，743项研究被排除，导致39项研究被纳入我们的系统评价(图1)．

    ‎
    图1。系统评价和元分析(PRISMA)流程图的首选报告项目。VR:虚拟现实。
    查看此图

    品质评估结果

    评分者之间的信度为0.827，代表基本一致[67］．在本系统综述中，MMAT分数的分布随研究设计有显著差异(表2)．19项研究(49%)达到了MMAT质量评估评分75%或以上，这意味着该领域的大部分研究具有高质量(多媒体附件1)．尽管如此，质量分数根据研究设计有很大差异。

    表2。研究设计与混合方法评价工具评分分布。
    MMAT一个分数分布 参考文献 值，n (%)
    定量随机对照试验(N=4)


    		0 N/Ab 0 (0)

    		25 N/A 0 (0)

    		50 ［68，69］ 2 (50)

    		75 N/A 0 (0)

    		One hundred. ［70，71］ 2 (50)
    定量非随机研究(N=10)


    		0 N/A 0 (0)

    		25 ［72］ 1 (10)

    		50 ［73-77］ 5 (50)

    		75 ［78-81］ 4 (40)

    		One hundred. N/A 0 (0)
    定量描述性研究(N=19)


    		0 N/A 0 (0)

    		25 ［48，82-84］ 4 (21)

    		50 ［49，85-89］ 6 (32)

    		75 ［90-94］ 5 (26)

    		One hundred. ［95-98］ 4 (21)
    混合方法研究(N=6)


    		0 ［99］ 1 (17)

    		25 N/A 0 (0)

    		50 ［One hundred.］ 1 (17)

    		75 ［101，102］ 2 (33)

    		One hundred. ［103，104］ 2 (33)

    一个混合方法评估工具。

    bN/A:不适用。

    研究特点

    研究结果

    17项研究关注了VR在COVID-19大流行期间治疗不同健康状况的应用，22项研究调查了VR在医学教育和培训中的应用(多媒体附件2)．

    治疗

    有十项研究表明，在COVID-19大流行期间，虚拟现实在减轻压力、焦虑和抑郁方面是有用的，而且还有一些发现。首先，在COVID-19封锁期间，通过低成本的hmd，自我管理的基于家庭vr的干预有助于降低健康个体的抑郁水平、压力水平、总体痛苦和感知压力，直到2周的随访[74］．其次，显示平静自然场景的沉浸式VR体验(即VRelax和宁静的电影-VR模拟)有助于减少COVID-19重症监护病房(ICU)医护人员的感知压力[80，81］．第三，使用沉浸式VR对自然环境的引导冥想和探索对在COVID-19 ICU康复的患者非常满意，在应对隔离和孤独方面有明显的好处[49］．重症监护室职员认为虚拟现实在后勤及操作上是可行的[49］．第四，在COVID-19大流行的头几个月里，使用沉浸式VR对轻度认知障碍患者进行远程回忆训练，减轻了状态焦虑，没有严重的副作用(即恶心、头晕和头痛)[91］．第五，沉浸式VR暴露疗法显示与COVID-19相关的场景，可以有效减轻主要抱怨害怕COVID-19的患者的焦虑症状[85]，以及降低因COVID-19而在ICU治疗的患者的创伤后应激障碍(PTSD)、焦虑和抑郁水平[96］．患者认为在ICU使用VR是可行的，并提高了患者对ICU护理后的满意度和评分[71］．第六，沉浸式VR显示360°YouTube视频，减轻了患有轻度抑郁症的成年人的抑郁症状[95］．第七，360°虚拟旅游体验降低了健康年轻人的感知压力[92］．

    在COVID-19大流行期间，VR还被用作疼痛管理的分散注意力的工具。一项自我管理的每日在家沉浸式vr计划(即EaseVRx)有助于减轻患有慢性腰痛的年轻人的疼痛强度和对活动、压力、情绪和睡眠的干扰[70］．

    四项研究报告了VR在COVID-19危机期间促进身体活动的功效。首先，一款专门开发并在家中使用的桌面VR视频游戏改善了脑瘫患者的运动表现和身体活动强度[79］．其次，商业现成的VR视频游戏(即“Box VR”和“NVIDIA VR Fun House”)促进了4名老年人的体育锻炼，而没有不良影响[90］．参与者报告说，使用这类游戏是“积极和放松的，并激励你锻炼”[90］．第三，在新冠疫情封锁期间，虚拟现实娱乐使用显著增加，用户对虚拟现实活动对身心健康的影响表达了压倒性的积极看法。VR用户自我报告的身体活动强度要比掌机用户强烈得多[86］．第四，VR健身影响了个人的身心健康，在提高整体生活质量方面发挥了实质性作用，并对用户的行为和态度产生了积极影响[94］．

    两项研究提供了早期迹象，表明讲西班牙语(即西班牙和拉丁美洲)的治疗师已经开始使用VR来帮助他们的患者在COVID-19的社会隔离期间[97，98]，而20%的治疗师表示曾使用虚拟现实技术进行远程心理支持[98］．

    教育及培训

    六项研究表明，在COVID-19大流行期间，虚拟现实在几个领域是一种有用的学习和培训工具。首先，在COVID-19危机期间，在桌面显示器上观看360°视频有效地教授了急救医学[102］．其次，在一线卫生工作者的样本中，沉浸式VR在获得技能、学习速度和信息保留率方面显示出相对更好的结果[One hundred.］．第三，儿科住院医师体验了基于桌面vr的培训计划，就诊所设置而言，该培训计划是身临其境、可行和现实的，并作为练习和学习新技能的安全空间[101］．第四，在医学院学生的初步临床评估和诊断活动方面，基于虚拟现实的毕业前医学培训被认为是现实的[48]，即使有不可忽略的比例的学生在在线访问VR平台时遇到了困难[48］．第五，据报道，沉浸式社交VR平台易于使用，有帮助，并且比远程多学科心脏团队会议的远程和视频会议更好[82］．第六，放射科住院医师申请人对非沉浸式社交VR平台持积极态度[83］．

    在COVID-19大流行期间，有六项研究成功地将VR应用于各种医学主题的教学，并有一些发现。首先，沉浸式虚拟现实技术对于教授大脑和脊髓神经解剖学以及进行神经康复练习很有用[93］．二是成功将桌面vr培训应用于护理内容教学[72，75，78]和泌尿学[84］．第三，沉浸式VR体验有助于模拟儿科ICU临床场景，一些具体的批评是，在模拟的某些机械方面，现实主义有限[99］．

    六项研究评估了这项技术，以向医生和护士教授与COVID-19相关的技能，并将其作为提高公众对COVID-19危机了解的教育工具，并有几项发现。首先，沉浸式VR模拟(即COVID-19 VR反击)在培训医学生COVID-19相关技能方面至少与传统学习方法一样有效[68］．第二，2个沉浸式VR体验，其中一个涉及穿戴和脱下个人防护装备[73]和另一项涉及COVID-19呼吸道传染病患者的管理[77]，为在COVID-19大流行的第一年培训护士提供了一种有效和安全的替代方案。第三，尝试使用桌面显示器对2名患者(即COVID-19和手术创伤)进行虚拟模拟，帮助护理学生弥补教学过程中的差距[104］．第四，使用hmd的VR干预有效地提高了未接种疫苗的年轻成年人的COVID-19疫苗接种意愿[69］．第五，虚拟现实技术利用桌面显示器和hmd提供了有效的COVID-19大流行基础知识教育工具，增加了公众对危机传播的认识[76］．

    四项研究调查了COVID-19大流行期间VR在医学中的采用率和认知。首先，儿科卫生保健提供者报告说，在COVID-19大流行的头几个月里，经常修改现有的模拟程序，包括虚拟现实培训[88］．其次，医学生大多认为虚拟现实和在线教学弥补了面对面医学教育的中断，并报告称这些技术是物理学习的最佳替代品[89］．第三，在医学院学生和讲师的样本中，虚拟现实在未来教学中的潜力被评为较低，可能是由于缺乏实践经验[87］．第四，在COVID-19大流行的第一年，高保真沉浸式VR和特定专业的资源被大量用于医学教育和培训[103］．

    研究设计

    考虑到研究的整体性，19项研究(即12项调查和7项病例报告研究)采用定量描述性设计。10项研究采用定量非随机设计，6项采用混合方法设计，4项采用随机对照试验设计(表2)．

    人口

    参加者人数由1 [95，96]至4300 [94］．研究样本的特征描述在表3．

    表3。研究的特点。
    特征 参考文献 值(N=39)， N (%)
    研究结果


    		治疗 ［49，70，71，74，79-81，85，86，90-92，94-98］ 17 (44)

    		教育及培训 ［48，68，69，72，73，75-78，82-84，87-89，93，99-104］ 22 (56)
    样本


    		学生



    		医学专业的学生 ［48，68，83，84，87，89，101，102］ 8 (21)


    		护理学生 ［72，77，78，104］ 4 (10)

    		卫生专业人员



    		医生 ［82，88，93，99，103］ 5 (13)


    		护士 ［73，75］ 2 (5)


    		COVID-19一线工作者 ［80，81，One hundred.］ 3 (8)


    		心理健康专家 ［97，98］ 2 (5)

    		患者健康状况



    		重症监护室康复一个由于COVID-19 ［49，71，96］ 3 (8)


    		抑郁症 ［95］ 1 (2)


    		慢性背痛 ［70］ 1 (2)


    		脑瘫 ［79］ 1 (2)


    		轻度认知障碍 ［91］ 1 (2)


    		对COVID-19恐惧的主要抱怨 ［85］ 1 (2)

    		一般人群



    		健康的人 ［69，74，76，86，90，92，94］ 7 (18)
    年龄范围


    		12岁以下 N/Ab 0 (0)

    		12-18岁 ［79］ 1 (2)

    		18-35岁 ［68，69，72，74，75，78，80，86，87，89，92，94，101，104］ 14 (36)

    		36-55岁 ［70，81，85，95，97，98］ 6 (15)

    		55岁以上 ［71，90，91，96］ 4 (10)

    		未指明的 ［48，49，73，76，77，82-84，88，93，99，One hundred.，102，103］ 14 (36)
    性别


    		男女皆有 ［68-72，74，75，77-82，85，86，89，91，92，94，97，98，101，102，104，105］ 24 (62)

    		男性只 ［90，95，96］ 3 (8)

    		女性只有 N/A 0 (0)

    		未指明的 ［48，49，73，76，83，84，87，88，93，99，One hundred.，103］ 12 (31)
    国籍


    		欧洲 ［48，68，69，71，74，81，82，84，86，87，89，90，96-98，102-104］ 18 (46)

    		北美 ［49，70，72，73，80，83，95，99，101］ 9 (23)

    		南美 ［79］ 1 (2)

    		亚洲 ［75-78，85，91，92，94］ 8 (20)

    		非洲 ［93，One hundred.］ 2 (5)

    		大洋洲 N/A 0 (0)

    		各种各样的 ［88］ 1 (2)
    结果测量


    		自我报告的问卷 所有 39 (100)

    		性能任务 ［68，78，79］ 3 (8)

    		半结构式访谈 ［95，101，104］ 3 (8)

    		用户会话数据 ［95，104］ 2 (5)

    		焦点小组 ［104］ 1 (2)

    		知识的任务 ［72，73，75-77，One hundred.］ 6 (15)

    		生理数据 ［73］ 1 (2)

    一个ICU:重症监护室。

    bN/A:不适用。
    结果测量

    所有的研究都使用了自我报告的问卷。23项研究仅采用了这种类型的测量，而16项研究还使用了其他工具，包括表现任务、半结构化访谈、知识任务、用户会话数据、焦点小组和生理数据(见表3详情)。

    虚拟现实的特点

    在纳入的39项研究中，31项测试了特定VR系统的功效(表4)，而8项调查了不同样本(如心理健康专业人士和医生)中虚拟现实的普遍使用情况(多媒体) [86-89，94，97，98，103］．

    表4。虚拟现实的特点。
    特征 参考文献 值(N=31)， N (%)
    浸


    		高 ［49，68-71，73，77，80-82，84，85，90，91，93，95，96，99，One hundred.］ 19 (61)

    		媒介 N/A一个 0 (0)

    		低 ［48，75，78，79，83，92，101，102，104］ 9 (29)

    		无论是高还是低 ［72，74，76］ 3 (10)
    HMD类型b


    		基于pc的 ［68，70，73，76，82，85，90，93］ 8 (36)

    		控制台的



    		移动 ［72，74，84］ 3 (14)


    		独立的 ［49，69，71，77，80，81，91，95，99］ 9 (41)

    		未指明的 ［96，One hundred.］ 2 (9)
    内容


    		虚拟环境 ［68，69，73，75-77，82，83］ 8 (26)

    		360°视频或照片 ［71，72，74，80，81，84，91，92，95，96，102］ 11 (35)

    		嵌入的虚拟代理 ［48，78，99，101，104］ 5 (16)

    		虚拟现实c视频游戏 ［79，90］ 2 (6)

    		混合动力 ［49，70，93，One hundred.］ 4 (13)

    		未指明的 ［85］ 1 (3)
    用户模式


    		单用户 ［48，49，68-81，84，85，90-93，95，96，99-102，104］ 29日(93)

    		多用户 ［82，83］ 2 (7)
    使用地点


    		面对面的 ［49，68，70，71，73，76-78，80-82，84，85，90，92，93，96，99，One hundred.］ 19 (61)

    		远程 ［48，69，74，79，83，91，95，101，102，104］ 10 (32)

    		这两个 ［72］ 1 (3)

    		未指明的 ［75］ 1 (3)
    使用时间(合计)


    		< 10分钟 ［80，81，91-93，99］ 6 (19)

    		11-60分钟 ［71，73，76-79，90，95，101］ 9 (29)

    		61 - 180分钟 ［72，74，83，One hundred.］ 4 (13)

    		> 180分钟 ［48，70］ 2 (6)

    		未指明的 ［49，68，69，75，82，84，85，96，102，104］ 10 (32)

    一个N/A:不适用。

    bHMD:头戴式显示器。

    cVR:虚拟现实。
    沉浸度

    19项研究使用了具有高沉浸感的VR系统(即沉浸式VR)，而9项研究测试了具有低沉浸感的系统(即桌面VR)。三项研究采用了沉浸式和桌面VR系统[72，74，76］．没有研究使用半沉浸式VR系统(表4)．

    HMDs类型

    在使用HMD的22项研究中，独立系统最受欢迎，有9项研究使用了它们。8项研究采用了基于pc的VR系统，3项研究采用了移动VR系统[72，74，84]， 2项研究没有明确HMD的模型[96，One hundred.］ (表4)．

    内容

    采用最多的VR内容是360°视频或照片，在11项研究中使用。8项研究采用虚拟环境，2项研究采用VR视频游戏[79，90]， 5项研究使用具身制剂[48，78，99，101，104]， 4项研究使用了混合内容(即360°视频或照片与虚拟环境或VR视频游戏的混合)[49，70，93，One hundred.]，而有一项研究并没有指明其内容[85］ (表4)．

    用户模式

    虚拟内容在29项研究中为单用户类型，在2项研究中为多用户类型[82，83］ (表4)．

    使用地点

    19项研究通过面对面实验使用VR, 10项远程使用VR, 1项同时使用面对面和远程[72］．最后，有一项研究没有指定使用地点[75］ (表4)．

    使用时间

    在21项报告使用VR的会话次数的研究中，会话次数的平均值为4.1，范围从1(例如，[91，92，99])至56期[70］．在不同的研究中，使用VR的分钟数各不相同，大约为5分钟(例如，[79，99])至最多4小时[48，70］．十项研究没有指明使用VR的确切时间(表4)．


    主要研究结果

    本系统综述对COVID-19大流行期间VR在医学中的应用进行了研究，重点是使用VR治疗健康状况以及在医学教育和培训中的应用。应用纳入标准后，共纳入39篇论文并进行分析。

    从这一系统综述中，VR被发现在COVID-19大流行期间有助于减轻压力(例如，[75，80，96])、焦虑[91]，抑郁[95]和痛苦[70]，以及促进身体活动[79，90］．这项技术已成功地应用于健康人群(例如，[74，86，92，94]);COVID-19 ICU医护人员[80，81];患有各种疾病，包括轻微认知障碍的病人[91]、轻度抑郁障碍[95]及脑瘫[79];对COVID-19恐惧的主要抱怨[85];以及因COVID-19而在ICU接受治疗的个人[49，71，96］．

    几十年来，虚拟现实技术已经成功应用于减轻压力、焦虑、抑郁和疼痛[38，40，106-110］．此外，这项技术，尤其是沉浸式电子游戏[111，112]，刺激身体活动[108]，对身心健康有长远的积极影响[113，114］．正如本文所述，过去的新情况是，虚拟现实不再只用于专家办公室或医院，而且还可以远程使用。由于高度易用性和有限的成本，目前的独立和低成本移动VR系统的发布，使这项技术在日常家庭使用中变得可行[115］．本综述的研究表明，在COVID-19大流行期间，VR已开始被用于远程心理支持的主流临床实践[97，98］．这一事实似乎是相关的，因为VR家庭培训代表了新的有前途的远程支持干预措施[98，116，117］．

    从这篇评论来看，不仅是专门开发的VR环境，而且商业内容(例如，从Steam平台下载的VR视频游戏，以及YouTube上的360°视频和照片)都有助于减轻压力[92]，焦虑[91]和抑郁[95]，以及促进身体活动[90］．这些发现似乎很有趣，因为使用商业现成的VR视频游戏和体验来促进心理健康和身体活动可能有几个优势，包括低成本和现成的格式，先进的图像质量，以及覆盖全球数百万人的可能性[107，118］．

    这项系统综述的第二个主要结果是，在COVID-19大流行期间，虚拟现实是几个领域的医学教育和培训的有用学习工具，包括急诊医学、护理学、儿科、放射学和心脏病学(例如，[One hundred.-102])。这项技术已成功地应用于各种主题的教学，包括神经解剖学和临床解剖学(例如，[84，93])。虚拟现实技术也被用于培训医生和护士的新冠肺炎相关技能[68，73］．这项系统综述的研究表明，在可能的情况下，在COVID-19大流行爆发后，高保真沉浸式VR被大量采用[88，103］．

    先前的几项研究证明了虚拟现实在医学生和护士培训中的有用性[43]以及教授许多医学课题和程序，如临床解剖学[41，45]及放射肿瘤学[42］．与被动的教学方法(如从教科书、幻灯片或讲座中学习)相比，这种技术被认为是一种优越的教育方式，这尤其要感谢个人在学习过程中的更大参与[119-121］．

    这篇关于治疗的综述显示，在COVID-19大流行期间，VR开始用于面对面和远程的医学教育和培训。这种访问的灵活性使这种技术能够被采用到面对面和家庭活动的医学教育课程中[122］．医学生大多认为，虚拟现实在线教学弥补了面对面医学教育的中断，并报告称这项技术是物理学习的最佳替代品[89］．

    这篇综述中出现的一些研究使用了多用户VR的内容，包括社交VR平台[82］．这种虚拟现实环境是一种新兴的多用户在线应用程序，为远程模拟和通信创造了新的机会，并促进和扩展了物理世界的现有通信渠道[123，124］．尽管到目前为止，它的探索还很有限，但在未来几年内，使用社交VR的教育将越来越重要。事实上，各大科技公司都在所谓的“元宇宙”(即一个模拟的数字环境，融合了虚拟现实和其他技术，包括增强现实和人工智能，以建立用户可以在现实世界中互动的空间)上投入巨资。125］．“大都市”可能成为未来的大学[126］．

    在这项系统回顾中，虚拟现实也是一种有效的教育工具，可以提高公众对COVID-19大流行的理解和知识[76]和COVID-19疫苗接种意向[69］．这一结果与以往文献一致[127，128]，强调虚拟现实技术有潜力成为向大众推广科学和医学知识的有用和创新工具。虚拟现实可提高大众的健康意识，并协助作出与健康有关的决策[129]，提高整体积极性和参与度，并导致更有效地传递医学知识和理解信息[130，131］．反过来，这可以改善个人的整体健康状况，降低住院率，并节省长期的医生咨询费用[129］．

    此外，这项系统综述的研究表明，无论是高沉浸式(即沉浸式VR)还是低沉浸式(即桌面VR)格式，VR在治疗健康问题以及医学教育和培训方面都是有用的。这一结果显得很重要，因为这些VR系统具有非常不同的特征和成本[132-134］．一方面，根据本综述所包括的研究(例如，[68，70])，沉浸式VR比桌面VR更有优势[62，135］．然而，桌面VR的主要优势是更容易使用和访问，成本更低。

    在COVID-19危机期间，各种类型的hmd(即基于pc的、移动的和独立的)和内容(即360°视频和照片、虚拟环境、VR游戏和虚拟代理)在医学上得到了积极的应用(例如，[48，73，101])。这强调了如今如何在不同的VR硬件和软件之间进行选择。为了选择可能最有效的方法，推理VR使用的具体目标是至关重要的。136］．例如，以放松为目的的VR为例，包含低成本的移动系统和360°视频或商业现成的VR游戏可能就足够了。当虚拟现实技术被用于为医生和护士提供“软技能”(如解决问题、沟通和人际交往技能)培训时，情况也是如此。另一方面，在使用VR进行复杂操作的情况下，应该使用基于pc的系统、触觉设备和专门创建的虚拟内容。事实上，在这种情况下，VR的图像和感官保真度至关重要。137，138］．

    在医疗保健部门使用虚拟现实的障碍

    除了提供有利于虚拟现实在医疗保健领域的有用性的数据外，这篇综述还提出了一些关于使用该技术实现这些目标的可能限制的关键思考。

    首先，一些医护人员在使用虚拟现实时遇到困难[48］．由于缺乏对这项技术的了解，许多人可能会发现使用VR具有挑战性。为了克服上述障碍，政府和其他社会机构(如医学会、医学院和住院医师培训项目)应该提供有关虚拟现实的信息(例如，通过专门为卫生保健从业者和心理健康专业人员开设的培训课程)。他们应该提供明确的指导方针，正确地在心理健康、医学教育和培训中使用这种技术[15］．

    其次，当虚拟体验的图像质量被认为太低时，用户很难理解目标场景[73，87］．为防止出现图形或技术问题(例如，故障或交互问题)[139，140]，可能会对治疗和学习结果产生不利影响[137，141]，并推荐以用户为中心的设计原则和实践[142，143］．目前，许多基于虚拟现实的治疗和医学教育和培训项目都采取了技术方法，而不是以人为本的方法，这可能导致虚拟现实在这些领域的影响有限。由于虚拟环境中用户和系统之间的紧密联系，在努力实现VR的潜力时，可能不可能将人为因素与设计问题隔离开来[144］．因此，在为医疗领域开发虚拟体验的团队中，始终包括具有人机交互专业知识的心理学家似乎至关重要。

    第三，在心理健康全景中使用这种技术的一个主要问题与成本有关。hmd的价格从300美元到1500美元不等。在临时开发VR内容的情况下，实现成本很高。克服虚拟现实经济障碍的一种方法可能是使用独立或低成本的移动系统。115，145]以及在可能的情况下，商业上可获得的内容[107，118］．另一种解决方案可能是为医院提供一定数量的虚拟现实系统，供患者和工作人员免费使用[15］．

    对未来研究的建议

    应开展更多的研究，以扩大关于家庭虚拟现实治疗、医学教育和培训的有限文献。多用户虚拟现实平台可以在教育领域进行更深入的研究，并作为未来干预治疗心理和身体健康状况的工具。应该进行更多的研究，以测试商业现货VR体验在治疗和教育环境中的有效性。高沉浸感和低沉浸感的VR系统的局限性和可能性需要进一步调查，例如，通过随机对照研究来比较其临床或学习结果的有效性。研究VR对这些结果的长期影响可能是值得的。最后，期望或需要的VR会话的数量以及使用VR的具体时间仍然存在争议。

    限制

    本文根据搜索字符串中使用的特定关键词、包含的数据库和综述的时间段，总结了COVID-19大流行期间VR在医疗保健方面的应用。因此，有些文章可能被遗漏了。第二，只收录了用英语撰写并经过同行评审的文章。因此，预印本和灰色文献被排除在外，这可能会带来一些偏见。第三，由于纳入研究的异质性，无法进行荟萃分析。第四，使用MMAT进行的质量评估表明，即使这一领域的许多研究质量很高，方法问题对许多研究来说仍然是重大问题。

    结论

    在COVID-19大流行期间，虚拟现实技术在医学领域得到了频繁应用，对治疗多种健康状况以及医学教育和培训产生了积极影响。要在医疗保健领域更广泛地采用虚拟现实技术，还需要克服一些障碍。基于这些发现，甚至可以为治疗或教育目的远程提供某些基于VR的程序，不仅是专门开发的VR环境，而且商业内容也可以在临床或教育支持中有所帮助。此外，基于vr的干预措施有可能有效地用于几种精神和身体疾病的治疗，以及沉浸式和桌面系统中的医学教育和培训。各种VR内容有助于治疗健康问题以及医学教育和培训，包括360°视频和照片、VR游戏和虚拟代理人。

    作者的贡献

    FP构思了这部作品，并撰写了手稿的初稿。所有作者都参与了稿件的修改，并阅读并批准了所提交的稿件。

    利益冲突

    没有宣布。

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    多媒体附件1

    混合方法评估工具评估。

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    研究的特点。

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    多媒体

    虚拟现实的特点。

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    ‎
    头盔显示器:头戴显示设备
    信息通信技术:信息和通信技术
    加护病房:重症监护室
    MMAT:混合方法评估工具
    个随机对照试验:随机对照试验
    虚拟现实:虚拟现实

    N Zary编辑;提交16.11.21;同行评议:P Lindner, J Vlake, T Birrenbach;对作者17.01.22的评论;收到修订本18.04.22;接受04.08.22;发表25.10.22

    版权

    ©Federica Pallavicini, Alessandro Pepe, Massimo Clerici, Fabrizia Mantovani。最初发表于JMIR Serious Games (https://games.www.mybigtv.com)， 2022年10月25日。

    这是一篇开放获取的文章，根据创作共用署名许可协议(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)发布，允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制，前提是正确引用最初发表在JMIR Serious Games上的作品。必须包括完整的书目信息，https://games.www.mybigtv.com上的原始出版物的链接，以及此版权和许可信息。
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