《Scientific Reports》：VR-guided deep breathing during needle procedures in children
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儿童在进行静脉穿刺等有创操作时常承受巨大压力与恐惧。本研究探讨了虚拟现实（VR）引导的深呼吸训练作为一种非药物干预，在管理儿童针头操作应激与恐惧方面的效果。研究人员将45名儿童分为干预组与对照组，干预组在VR自然环境中进行6分钟深呼吸训练。通过心率变异性（HRV）等指标评估发现，干预组呼吸频率显著降低，高频归一化功率（HFnu）显著升高，表明其副交感神经系统激活程度更高。研究表明，VR引导的深呼吸是缓解儿童针头操作相关应激与恐惧的可行方案。
对于大多数孩子来说，打针抽血是就医过程中最令人恐惧的经历之一。冰冷的针头、穿刺的疼痛，以及面对未知医疗操作的紧张，常常让孩子哭闹、挣扎，这不仅增加了医护人员的操作难度，也给儿童和家长留下了不愉快的心理阴影。如何有效缓解儿童在接受有创操作（如静脉穿刺）时的应激反应和恐惧情绪，一直是儿科护理和儿童心理学关注的重要课题。传统的安抚方法可能效果有限，而镇静药物的使用又存在一定风险和限制。近年来，虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术因其强大的沉浸感和注意力分散能力，在医疗领域，特别是疼痛管理和焦虑缓解方面，展现出巨大潜力。然而，尽管已有研究表明VR能减少儿童在针头操作中的主观恐惧和压力感，但其对生理层面，尤其是自主神经系统（Autonomic Nervous System, ANS）的直接影响，例如通过心率变异性（Heart Rate Variability, HRV）反映的神经调节机制，仍不明确。为了填补这一知识空白，探究一种更深入、基于生理证据的干预效果，研究人员开展了一项探索性研究，旨在评估虚拟现实引导的深呼吸练习在儿童静脉穿刺过程中，对于管理应激和恐惧的可行性及生理效应。这项研究成果已发表在《Scientific Reports》期刊上。
为了开展这项研究，研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：首先，研究设计为一项可行性研究，设置了平行对照。研究共纳入了45名因常规治疗需要接受静脉穿刺的儿童作为参与者。关键的技术核心是虚拟现实干预方案，干预组儿童在穿刺操作期间，佩戴VR头显，在一个虚拟的自然环境中进行为期6分钟的引导性深度呼吸练习。研究的主要评估手段是基于生理信号的客观测量，即持续监测并分析参与者操作期间的心率变异性（HRV）。HRV分析是评估自主神经系统平衡的核心技术，通过计算特定频段（如高频段，HF，0.15-0.4 Hz）的功率，特别是归一化单位（normalized unit, nu）下的高频功率（HFnu），可以量化副交感神经系统的活动水平。同时，也记录了呼吸频率作为深呼吸依从性的客观指标。数据分析采用统计方法比较干预组与常规处理对照组在上述指标上的差异。
研究结果
呼吸频率与干预依从性
研究首先比较了两组儿童在操作期间的呼吸频率。结果显示，在干预期间，进行深呼吸训练的儿童组其中位呼吸频率（中位数 14 次/分钟 [Q1: 12, Q3: 16.5]）显著低于对照组（中位数 20 次/分钟 [18, 20.88]），统计差异极显著（p< 0.001）。这一数据客观地证实了干预组儿童良好地遵从了深呼吸练习的引导，实现了呼吸的减慢和深化，这是干预起效的重要行为基础。
心率变异性与自主神经反应
研究通过6分钟的心率变异性测量，深入分析了干预对自主神经系统的影响。关键指标高频归一化单位（HFnu）的结果表明，在进行虚拟现实深呼吸练习期间，儿童的平均HFnu值（61.57 [标准差SD: 16.29]）显著高于接受常规处理的对照组（40.46 [16.10]），统计差异极显著（p< 0.001）。HFnu值升高是副交感神经系统（Parasympathetic Nervous System, PNS）激活增强的典型标志，副交感神经活动通常与身体的“休息-消化”反应、放松和压力缓解相关。这一结果从生理学角度证实，VR引导的深呼吸不仅能改变外在行为（呼吸频率），更能直接调节内在的自主神经平衡，显著增强放松相关的神经活动。
研究结论与意义
本研究得出结论，在儿童进行静脉穿刺过程中，采用虚拟现实（VR）技术介导的引导性深度呼吸练习，是一种可行的、非药物的应激与恐惧管理方案。该干预措施不仅通过显著降低呼吸频率证明了其良好的患者依从性与可操作性，更重要的是，通过心率变异性（HRV）分析，提供了客观的生理学证据，表明该干预能显著提高副交感神经系统（以HFnu为指标）的激活水平。这从机制上解释了VR深呼吸可能带来镇静和减压效果的原因——它主动地将身体的自主神经状态向放松、恢复的方向调节，而非仅仅是被动地分散注意力。
这项研究的意义在于多个层面。在临床实践上，它为医护人员提供了一种新颖、有效且无创的工具，可用于缓解儿童在常见有创操作中的身心痛苦，有望改善患儿就医体验，提升治疗配合度。在研究方法学上，研究超越了依赖主观报告（如疼痛或恐惧评分）的传统模式，引入了心率变异性这一客观、定量的生理指标，为评估行为干预的生理效应提供了更坚实的科学依据。在理论上，它深化了我们对VR干预机制的理解，表明其作用可能不仅在于“注意力分散”，还在于通过引导特定的生理行为（如深呼吸）来主动“调控”自主神经功能。尽管这是一项可行性研究，样本量有限，但其结果为未来开展更大规模的随机对照试验奠定了坚实的基础，并提示VR引导的深呼吸作为一种低成本的数字疗法，在儿科、牙科乃至成人医疗的焦虑管理领域具有广阔的应用前景。
