Некоторые медицинские процедуры чрезвычайно болезненны и требуют применения обезболивающих препаратов, поэтому врачи пытаются найти нелекарственные средства облегчения боли. Новым этапом в обезболивании может стать методика виртуальной реальности (МВР). Показано, что использование этого нового нефармакологического метода для психологического отвлечения пациента от боли при проведении медицинских процедур приводит к значительному снижению субъективных болевых ощущений. Действие виртуальной реальности было изучено при разнообразных клинических ситуациях: смене повязок у пациентов с сильными ожогами кожных покровов, проведении послеоперационной физиотерапии, у урологических пациентов (трансуретральная радиочастотная термодеструкция простаты), стоматологических манипуляциях. Как показали исследования [27, 28, 30, 36, 57, 61], применение МВР снижает болевые ощущения пациента на 30-50%, что сопоставимо с действием высокоэффективных обезболивающих препаратов, при этом не вызывая побочных эффектов. Еще одной областью применения МВР может стать психиатрия: было проведено несколько исследований, в которых подтвердилась ее эффективность в лечении некоторых фобий [7, 8, 11, 22, 48, 50-56] и посттравматических стрессовых расстройств [16].

Известно, что психологический фактор оказывает выраженное влияние на интерпретацию болевых ощущений. Один и тот же входящий болевой сигнал может быть воспринят как более или менее болезненный в зависимости от отношения к нему пациента. Психологический фактор может оказывать влияние на количество болевых сигналов, достигающих коры мозга (теория «воротного контроля» боли R. Melzack [42]). Так как количество информационных стимулов, которые мы можем обрабатывать одновременно, ограниченно, именно внимание позволяет нам выбирать только необходимую в данный момент информацию для обработки мозгом. В то время как пациент «занят» виртуальной реальностью, его внимание не фокусируется ни на ране, ни на болевых ощущениях. Поскольку меньше внимания уделяется обработке поступающих болевых сигналов, снижаются и субъективные болевые ощущения, а также уменьшается количество мыслей о боли во время перевязок [32]. Таким образом, анальгетический эффект МВР можно объяснить тем, что при выполнении физических манипуляций внимание пациентов полностью переключается с болевых ощущений в реальном мире на события в виртуальном. Находясь в виртуальной реальности, пациенты отмечают снижение болевых ощущений с небольшими побочными эффектами или даже без них [32, 34, 35, 37]. В большинстве случаев вероятность возникновения «болезни движения» при использовании виртуальной реальности минимальна (исключение составляют пациенты с выраженной степенью «болезни движения» в анамнезе - примерно 5% в популяции), так как в данной технологии применяется высококачественное оборудование. Таким образом, в отличие от опиоидных анальгетиков, побочные эффекты которых (сонливость, потеря аппетита, вялость и апатия) могут сохраняться в течение длительного времени, использование МВР практически не сопровождается какими-либо побочными эффектами [34].

Первый программный продукт виртуальной реальности с эффектом погружения (иммерсионная МВР-система) позволяет погружаться в виртуальную реальность с 3D-звуковыми и другими спецэффектами, а также изолироваться от внешнего мира и проводимой болезненной медицинской процедуры, помогая пациентам легче переносить боль [32].

Для идентификации анатомических зон головного мозга, активирующихся при возникновении болевых ощущений, используются функциональные методы нейровизуализации (позитронно-эмиссионная томография - ПЭТ, функциональная магнитно-резонансная томография - фМРТ) [2-4, 34, 38, 46]. Принято выделять пять таких ключевых зон мозга: передние отделы поясной коры (ППК), островок, таламус, первичная и вторичная соматосенсорная кора [10]. Эти зоны часто объединяют в так называемую «болевую матрицу». Недавно были проведены нейровизуализационные исследования по изучению ответа мозга на применение фармакологических [14, 15] и нефармакологических [49, 60] методов обезболивания. В испытании с участием добровольцев, подвергавшихся в эксперименте воздействию болевых стимулов и использовавших фармакологические препараты для обезболивания, были обнаружены изменения активности нейронов в специфических областях болевой матрицы. Так, обезболивание с помощью кетамина вызывало уменьшение активности нейронов островка и таламуса [49]. Похожие изменения можно наблюдать и при использовании опиоидных анальгетиков: ремифентанил обусловливал уменьшение активности нейронов островка и ППК [60]. Параллельные исследования демонстрируют, что нефармакологическое, когнитивное влияние на болевые ощущения посредством отвлечения внимания также ассоциируется с уменьшением активности нейронов в специфических областях мозга, как было показано С. Porro [45]. В качестве подтверждающего примера можно также рассмотреть Stroop-тест со счетом [3], в котором пациент должен был с максимально возможной для него скоростью назвать количество слов (от 1 до 4), которые отображались в столбиках на экране (каждый столбик в течение 1 с). Слова представляют собой названия цифр (один, два, три, четыре), и участники должны назвать только количество представленных на экране слов, не обращая внимания на их значение. Прием отвлечения внимания с помощью счета в этом тесте уменьшал интенсивность субъективных болевых ощущений, что соответствовало изменениям на фМРТ: наблюдалось снижение активности нейронов таламуса, островка и ППК. Было показано, что моторная активность также ассоциируется с изменением субъективных болевых ощущений и соответствующей активацией специфических зон головного мозга, в особенности первичной и вторичной соматосенсорной коры [15, 43]. Эти результаты указывают, что воздействие на поведенческий компонент, включающее в себя выполнение двигательной задачи и отвлечение внимания, например с помощью МВР, обеспечивает мощный обезболивающий эффект.

Выживший после ожогов пациент вынужден проходить длительный период реабилитации, включающий перевязки и очистку ран. Эти процедуры проводятся ежедневно для предотвращения распространения инфекции и появления рубцов. Кожу с ожогами необходимо постоянно растягивать, чтобы минимизировать атрофию мышц, сокращая тем самым потребность в пересадке кожи. Для обезболивания этих процедур обычно применяют опиоидные анальгетики, однако большинство пациентов с тяжелыми ожогами жалуются на мучительные боли [12]. Побочные эффекты опиоидов (угнетение дыхания, тошнота и запоры) не позволяют использовать их в более высоких дозах [13, 42].

МВР с эффектом погружения (иммерсионная МВР-система) эффективна в управлении острой болью [32, 33]. Так, результаты сравнительного исследования [27] показали, что МВР более эффективно снижает интенсивность боли, чем используемые для этих же целей двухмерные видеоигры. При применении МВР с эффектом погружения у пациентов с ожогами, которым проводили обработку ран и физиопроцедуры, отмечается стойкое, клинически значимое (>30%) уменьшение болевых ощущений [27, 28, 30].

В контролируемом исследовании 12 пациентов от 19 до 47 лет (средняя площадь обожженной поверхности тела 21%) подвергались физиопроцедурам без и с применением МВР для отвлечения от боли. Результаты показали, что участники, использовавшие МВР, отмечали значимое уменьшение болевых ощущений, кроме того, время, в течение которого пациенты думали о боли в процессе процедуры, снизилось с 60 до 14 мм на 100-миллиметровой шкале [28].

Цель исследования с участием 7 пациентов с ожогами в возрасте от 9 до 32 лет (средняя площадь обожженной поверхности тела 23,7%, от 3 до 60%) состояла в том, чтобы определить, снижается ли анальгетический эффект МВР при повторном применении для обезболивания физиопроцедур. Участникам было проведено три сеанса МВР по 3,5, 4,9 и 6,4 мин. Предварительные результаты показали, что анальгетический эффект виртуальной реальности не снижается при повторном применении [30].

Исследование 11 пациентов с ожогами в возрасте от 9 до 40 лет оценивало эффективность МВР с использованием влагоустойчивого шлема с дисплеем из фиброоптического волокна, который позволяет применить его при обработке и очистке послеожоговых ран в специальных стерильных ваннах [36]. При проведении медицинской процедуры, помимо стандартной обезболивающей терапии, пациентам либо назначалась виртуальная реальность для дополнительного обезболивания, либо нет. Результаты исследования показали, что у использующих МВР пациентов интенсивность боли по 10-балльной шкале снизилась со «значительной» (7,6 балла) до «умеренной» (5,1).

А 6 пациентов, испытавших наиболее сильное ощущение «погружения» в виртуальную реальность, показали и самое большое снижение субъективных болевых ощущений (с 7,2 балла - «значительная боль» до 3,7 - «слабая боль»).

Послеоперационная боль в педиатрической практике является сложной проблемой: на сегодняшний день не существует идеальных болеутоляющих средств, так как многие дети с трудом переносят стандартную терапию. МВР может стать перспективным нефармакологическим методом дополнительного обезболивания. Для подтверждения этой гипотезы было проведено исследование [57] с участием 16-летнего подростка, страдающего церебральным параличом и проходящего курс послеоперационной физиотерапии. Пациенту была назначена стандартная терапия для купирования боли, к которой дополнительное обезболивание с использованием МВР в рандомизированном порядке либо присоединялось, либо нет. Оценка болевых ощущений проводилась субъективным методом (по пяти выражениям лица, характеризующим уровень боли). Результаты исследования обнаружили, что уровень боли при применении МВР был на 41,2% ниже, чем без него.

Для изучения эффективности виртуальной реальности при зубной боли было проведено исследование с участием 2 пациентов, 51 года и 56 лет, с периодонтитом [29]. Во время проведения стоматологического лечения для обезболивания им были рандомизированно назначены либо видеофильм, либо МВР, либо отсутствовали какие-либо способы отвлечения внимания. Интенсивность боли оценивалась по 10-балльной шкале. При отвлечении внимания с помощью видеофильма, а также без отвлечения внимания уровень боли у пациента 1 был 7,2 балла (выраженное болевое ощущение), а при применении иммерсионной МВР-системы - 1,2 балла (незначительное). У пациента 2 эти показатели составили 4,4 балла (умеренные болевые ощущения) при отсутствии отвлечения внимания, 3,3 балла (незначительные) при отвлечении с помощью видеофильма и 0,6 балла (практически отсутствие боли) при применении виртуальной реальности.

Трансуретральная радиочастотная термодеструкция - эффективный малоинвазивный метод, который используется для лечения начальных стадий гипертрофии простаты и может проводиться в амбулаторных условиях [37]. Контроль болевых ощущений у пациента при проведении трансуретральной радиочастотной термодеструкции простаты сопряжен с некоторыми трудностями. Во-первых, интенсивная боль, возникающая при проведении этой процедуры, ведет к увеличению кровотока в сосудах таза, что вызывает рассеивание энергии и ограничивает количество тепла, достигающего простаты за единицу времени, что приводит к увеличению продолжительности процедуры. Во-вторых, избыточная анестезия или сильная седация также не показаны из-за высокого риска осложнений, особенно у пожилых пациентов [1]. Для решения этой проблемы требуются альтернативные методы контролирования боли, позволяющие легче переносить процедуру, не жертвуя при этом эффективностью и безопасностью. Для определения эффективности МВР в качестве дополнительного обезболивающего метода при трансуретральной радиочастотной термодеструкции обследовали 67-летнего пациента с начальной стадией гипертрофии простаты [61]. Обезболивание во время процедуры (общее время 37,5 мин), проводилось по стандартной схеме. Болевые ощущения и уровень тревожности оценивались по стандартным опросникам. Пациент отвечал на вопросы 2 раза до использования дополнительной аналгезии с помощью виртуальной реальности и 2 раза в процессе использования (через 3 и 10 мин после начала терапии соответственно). Результаты исследования показали, что МВР помогла снизить как болевые ощущения, так и чувство тревожности. Болевые ощущения уменьшились с «выраженных» до «незначительных», а общая тревожность - с «незначительной» до «отсутствия».

Областью применения МВР является также лечение фобий. Как и остальные виды экспозиционной терапии, лечение с помощью виртуальной реальности включает в себя постепенное погружение в обстановку, вызывающую страх. Постепенно страх ослабевает, и пациенту становится комфортнее в данной обстановке. Этот прием используется для лечения людей с боязнью высоты, воздушных полетов и публичных выступлений, с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР).

Показано, что применение экспозиционной терапии с МВР весьма эффективно для лечения арахнофобии. Например, 37-летняя пациентка страдала этой фобией около 20 лет, а также имела ряд сопутствующих обсессивно-компульсивных расстройств [11]. Со временем ее состояние ухудшалось. В процессе первого сеанса МВР пациентка наблюдала виртуального тарантула на виртуальной кухне и могла приблизиться к нему настолько близко, насколько это было возможно. На этом этапе целью являлось подойти к виртуальному пауку на расстояние вытянутой руки. В процессе следующих сеансов участница надевала перчатку, позволяющую создать с помощью программного обеспечения изображение виртуальной руки (кибер-рука), которая могла двигаться в виртуальной кухне. Пациентка могла маневрировать рукой, чтобы дотронуться до виртуального паука, который был разработан так, что издавал короткий писк и отбегал на несколько дюймов, когда до него дотрагивались. Участница повторяла каждое задание до тех пор, пока уровень тревожности не снижался до минимального. На финальном этапе терапии пациентка могла испытывать тактильные ощущения от прикосновения к пауку: игрушечный паук с электронным сенсором находился перед пациенткой и позволял участнице ощутить пушистый предмет, в то время как она прикасалась рукой к виртуальному пауку. После 10 одночасовых сеансов страх пациентки уменьшился, значительно редуцировались ее навязчивые мысли и действия. По окончании лечения она, испытывая лишь небольшое беспокойство, могла подержать живого тарантула, который ползал по ее руке несколько минут.

В контролируемом исследовании с участием 23 пациентов с арахнофобией 83% отметили значительное снижение страха перед пауками после использования экспозиционной терапии с МВР [22]. Многочисленные исследования подтвердили, что экспозиционная терапия с применением МВР является эффективным методом лечения тревожно-фобических расстройств. Эффективность метода была продемонстрирована для лечения страха высоты [17, 50-53], страха перед полетами [52, 55, 56], клаустрофобий [7, 8], арахнофобий [11, 22].

Похожие программы могут быть применены и в лечении более серьезных психологических проблем, например ПТСР. Экспозиционная терапия была разработана как метод, помогающий пациентам снизить эмоциональные реакции, связанные с воспоминаниями о психотравмирующем событии [32]: психотерапевт постепенно подвергает пациента различным стимулам, которые вызывали эти эмоции, а также учит его справляться с неадекватными реакциями. Эффективность данного метода была продемонстрирована при различных психологических травмах, в том числе у женщин - жертв сексуального насилия [18, 19, 47], жертв автомобильных катастроф [5, 6, 24, 25], ветеранов войны во Вьетнаме [9, 14, 21, 40, 44] и при смешанных травмах [58].

Несмотря на подтвержденную эффективность, экспозиционная терапия представляет сложную проблему для некоторых пациентов. В соответствии со стандартными протоколами экспозиционная терапия при ПТСР подразумевает, что пациенты должны рассказывать терапевту о своей травме в настоящем времени снова и снова, хотя известно, что люди, страдающие этим расстройством, склонны избегать всякого напоминания о произошедшем [41]. Исследователи предположили что именно низкая степень эмоциональной вовлеченности служит предиктором неудовлетворительных исходов лечения ПТСР [20, 23, 39].

Технологии МВР позволяют пациентам легче погрузиться в мир эмоций. Погружение в мир виртуальной реальности происходит за счет не только воображения пациента, но и воздействия дополнительных визуальных, слуховых и даже тактильных стимулов, генерируемых компьютером [26, 31, 54, 59]. Для пациентов, которые неохотно погружаются вновь в неприятные для них воспоминания, виртуальная реальность обеспечивает специальное сенсорное управление, которое облегчает этот процесс [48]. Мир виртуальной реальности лишен рисков, которые возникают при возвращении к психотравмирующим воспоминаниям в реальном мире, поэтому пациенты предпочитают МВР другим видам экспозиционной терапии [46, 47, 50].

Эффективность МВР в комплексе со стандартной экспозиционной терапией для лечения хронического ПТСР была продемострирована у ветеранов войны во Вьетнаме [53], а также пострадавших в результате террористической атаки 11 сентября 2001 г. в Нью-Йорке [16]. Почти все участники, кроме 1 пациента, прошедшие полный курс терапии с помощью МВР, отметили значимое улучшение состояния.

Одно из перспективных направлений применения виртуальной реальности в медицине - лечение пациентов с хронической болью. Если не говорить об онкологических больных, то в большинстве случаев хронической боли врачам не удается найти адекватных физиологических причин страдания, и единственным объяснением сохранения боли может служить лишь «неправильный стереотип», закрепившийся в памяти человека. Это означает, что пациент «фиксируется» на своей боли и уже не верит, что от нее каким-то образом можно избавиться, т.е. запускается «порочный круг». МВР позволяет показать пациенту, что он может сам справиться с болью (хотя бы на некоторое время) без применения лекарственных средств, помогая пациенту осуществить «когнитивный сдвиг», изменить свои представления о боли и вновь обрести надежду на полноценную жизнь.

Таким образом, МВР эффективна в лечении болевых синдромов, в частности для облегчения болевых ощущений при диагностических и терапевтических процедурах. Технологии виртуальной реальности также показали свою эффективность в психиатрии (при тревожно-фобических расстройствах, ПТСР) и перспективность при лечении хронических болей. МВР является новым высокотехнологичным подходом в медицине, механизмы действия которого до конца не объяснены. Дальнейшие исследования МВР должны способствовать раскрытию потенциала этого метода.