ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

VR-IC (virtual reality in intensive care) clinical trial protocol: a program for the prevention of delirium and complications of long-term ICU patients using virtual reality

Shiroky R.V., Zakaryaeva A.R., Murtazalieva D.M., Zolotov M.A., Yakovlev M.Yu., Kvitivadze N.G., Parfenov I.P., Fomin V.S.

1) Veresaev City Clinical Hospital, Moscow, Russia; 2) I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, Russia; 3) National Medical Research Center for Rehabilitation and Balneology, Moscow, Russia; 4) A.I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow, Russia
Background. Delirium is one of the factors that increases the length of stay of a patient in the intensive care unit, and the length of stay of patients on mechanical ventilation leads to an increase in the mortality of patients in the ICU. The incidence of delirium in the ICU reaches 80%. Existing pharmacological and non-pharmacological methods for preventing delirium have not shown sufficient effectiveness, and therefore the search for a method for preventing delirium remains an urgent medical problem. We propose the use of virtual reality (VR) to study the impact of immersive virtual reality on the incidence of delirium in the intensive care unit.
Objective. Evaluation of the effect of using VR on the incidence of delirium and complications of long-term ICU stay.
Methods. The protocol involves conducting a prospective randomized study in the intensive care units (ICUs) of the Veresaev City Clinical Hospital named after of the Moscow Healthcare Department. The study will involve 200 patients in ICUs. Patients will be randomized into equal groups: 100 ICU patients in the control group will receive standard therapy; in the intervention group, in addition to standard therapy, VR will be used 2 times a day. The primary endpoint will be the occurrence of delirium. In addition, patients in our study will undergo EEG monitoring.
Conclusion. VR-IC (virtual reality in intensive care) is the first Russian study of the effectiveness of VR for the prevention of delirium and complications of a long stay in the ICU. In addition, this is the first study to use EEG monitoring to evaluate associations between EEG findings and delirium.

Keywords

delirium
delirium in the ICU
intensive care
prevention of delirium
virtual reality

Введение

Развитие делирия у пациентов в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) является одной из актуальных проблем в современной медицине. Ученые давно изучают фармакологические и нефармакологические методы профилактики и лечения этого грозного состояния, однако, согласно полученным данным, у порядка 80% пациентов все равно развивается делирий. У пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких, эта цифра еще выше и достигает 85% [1–3]. В связи с этим все большее значение приобретают нефармакологические методы профилактики делирия: устранение таких факторов, как боль, шум, яркий свет, нарушения сна, восстановление осознания окружающей обстановки, обучение персонала навыкам пациентоцентричного общения. За последние десятилетия также изменились подходы к проектированию палат интенсивной терапии. Большие помещения на 20 и более коек постепенно сменились на меньшие, рабочие места врачей начали оборудовать непосредственно в залах интенсивной терапии, а также пришло понимание того, что отсутствие базового комфорта может играть серьезную роль в развитии психических нарушений у пациента [4, 5]. Таким образом нелекарственные методы показали свой потенциал в профилактике развития делирия и требуют дальнейшего изучения.

Иммерсивная виртуальная реальность показала свою эффективность в физической и психологической реабилитации пациентов после инсульта [6]. В исследовании G. Hunter, H.G. Hoffman et al. показано, что виртуальная реальность за счет игрового элемента значительно снижала проявления острого и хронического болевого синдрома у пациентов, проходивших реабилитацию кисти [7]. Эти и другие данные позволяют предположить, что регулярные сеансы виртуальной реальности, погружающие пациента в специально разработанные локации, снизят уровень тревоги, отвлекут от окружающей обстановки, повысят уровень доверия между пациентом и персоналом отделения, а встроенные в локации элементы игры помогут избегать возникновения ограничивающего фактора в виде недостатка мотивации [8, 9].

В исследовании пациенты случайным образом с применением рандомизации будут разделены на две равновеликие группы: контрольную и интервенционную. Участники контрольной группы получат базисное лечение в ОРИТ, а участникам интервенционной группы дополнительно будут проводиться процедуры VR-стимуляции. Мы предполагаем, что у участников, получавших VR-стимуляцию, частота возникновения делирия во время пребывания в ОРИТ будет ниже по сравнению с контрольной группой.

Цель исследования

Основная цель исследования – оценить влияние использования виртуальной реальности на частоту развития делирия и осложнений длительного пребывания в ОРИТ.

Вторичной целью исследования является оценка различий в результатах ЭЭГ в исследуемой группе и в группе контроля, а также между пациентами с делирием и без него.

Конечные точки исследования

В качестве первичной конечной точки будет оцениваться частота развития делирия.

Вторичные конечные точки: продолжительность пребывания в ОРИТ; оценка влияния VR на тип и продолжительность делирия; наличие различий в результатах ЭЭГ в группе, получавшей стандартное лечение и VR; наличие различий в результатах ЭЭГ между пациентами с делирием и без делирия; оценка того, снижает ли VR потребность в фармакологическом лечении делирия; оценка частоты развития когнитивных нарушений в сравниваемых группах; оценка реабилитационного потенциала к моменту перевода из ОРИТ в сравниваемые группы; оценка уровня летальности.

Дизайн исследования

Исследование является проспективным рандомизированным, оценивающим влияние VR на частоту развития делирия в ОРИТ. Пациенты, удовлетворяющие критериям включения и невключения, при помощи метода рандомизации будут разделены на две группы: группа пациентов, получающих стимуляцию с помощью шлема VR дважды в день, и группа пациентов, получающих только стандартную терапию по своему заболеванию.

В реализации исследования будет использоваться мультидисциплинарный подход: в состав команды исследователей входят врачи физической реабилитационной медицины, врачи-неврологи, реаниматолог, инструкторы-методисты по лечебной физкультуре.

Критерии включения:

  • нахождение в ОРИТ;
  • возраст старше 18 лет.

Критерии невключения:

  • зрительные нарушения (диплопия, гемианопсия, тяжелая близорукость, слепота на один или оба глаза);
  • критическое снижение слуха;
  • снижение уровня сознания менее9 баллов по шкале ком Глазго;
  • сенсорная афазия;
  • активное психиатрическое заболевание на момент проведения исследования (шизофрения, галлюцинаторный синдром);
  • травмы головы.

Критерии исключения:

  • отказ пациента от исследования;
  • ухудшение состояния пациента.

План исследования. После предварительной оценки критериев включения и невключения пациенты будут разделены путем рандомизации на две группы. Пациенты обеих групп будут получать терапию в ОРИТ соответственно своему заболеванию, также нефармакологическую профилактику делирия (ранняя мобилизация, привлечение родственников, терапия боли). Пациентам исследуемой группы кроме стандартной терапии будет проводиться профилактика делирия с помощью VR. VR-стимуляция будет начинаться в первые 48 часов с момента поступления в ОРИТ. Профилактика делирия в исследуемой группе заключается в VR-стимуляции с помощью шлема виртуальной реальности со встроенными наушниками. Пациенты будут погружаться в 360-градусные графические локации (например, лес, озеро, животные) со звуком и возможностью интерактивного участия. За один сеанс виртуальной реальности будет демонстрироваться одна локация продолжительностью до 20 минут. Демонстрация будет проводиться 2 раза в день ежедневно до момента перевода пациента из ОРИТ. Всего будет создано 10 локаций в разное время суток. Утром пациенты будут погружаться в утренние локации, днем – в дневные, вечером, соответственно, в вечерние. В начале каждого сеанса VR-стимуляции пациентам будет сообщено, где они находятся, какой сегодня день и время суток. Демонстрируемая локация будет выбираться случайным образом.

В исследовании также предполагается возможность интерактивного участия пациента внутри локаций. Это встроенные в каждую локацию игры с возможностью как простейшего участия (слежение глазами), так и более сложного взаимодействия, например, требующие высококоординированного взаимодействия с окружающим миром.

ЭЭГ-мониторинг позволит выявить паттерны движений, ассоциирующихся с делирием, проводить раннее выявление и вмешательство, что в дальнейшем улучшит долгосрочные негативные исходы, связанные с делирием при оказании реанимационной помощи.

Шлем виртуальной реальности на пациентов будут надевать инструкторы – методисты лечебной физкультуры, входящие в состав исследовательской группы. ЭЭГ-мониторинг, оценку реабилитационного потенциала, когнитивных функций будет проводить МДРК (междисциплинарная реабилитационная команда) в составе врача-невролога, врача по физической и реабилитационной медицине, врача анестезиолога-реаниматолога.

Оценка безопасности. VR имеет хорошие показатели безопасности, в т.ч. в ОРИТ, и не имеет установленных неблагоприятных эффектов. Тем не менее все нежелательные явления, субъективные симптомы, непредвиденные изменения в состоянии пациентов, в данных инструментальных исследований будут отражены в результатах исследования.

Регистрируемые данные

1. Артериальное давление систолическое (мм рт.ст.);

2. Артериальное давление диастолическое (мм рт. ст.);

3. Частота сердечных сокращений (уд. в минуту);

4. Частота дыхательных движений (дыханий в минуту);

5. Насыщение крови кислородом (Сатурация, SpO2) (%);

6. Возраст (лет);

7. Пол;

8. ЭЭГ:

a. Фоновая активность головного мозга;

b. Наличие патологической активности коры головного мозга;

c. Наличие эпилептиформной активности головного мозга.

9. Частота взаимодействия с окружающей средой в шлеме виртуальной реальности;

10. Развитие делирия.

Работа с данными. На каждого пациента будет разработана индивидуальная регистрационная карта. При этом анализируемые данные фискального обследования, функционального состояния пациента, включая его гемодинамические характеристики, будут регистрироваться с помощью специально разработанного web-интерфейса до и после проведенной процедуры. В свою очередь данные из web-интерфейса могут быть выгружены в формате Excel.

В исследовании будут использоваться параметрические и непараметрические методы статистики с применением пакета прикладных программ IBM SPSS Statistics 24.

Финансирование

Финансирование исследования производится АНО «Московский центр инновационных технологий в здравоохранении» в рамках научно-практического проекта в сфере медицины: Программа профилактики делирия и осложнений длительного пребывания пациентов в ОРИТ на этапе ранней медицинской реабилитации с помощью виртуальной реальности.

Заключение

Основной целью настоящего клинического исследования является анализ влияния VR-стимуляции на частоту возникновения делирия после поступления в отделение интенсивной терапии. Вторичные цели заключаются в оценке различий в паттернах и интенсивности движений между группами вмешательства и контроля, а также между участниками с делирием и без делирия. Мы ожидаем, что эти различия будут связаны с различными типами делирия (т.е. гиперактивным, гипоактивным или смешанным). Кроме того, предполагается, что можно будет выявлять различия в паттернах движений между группами и определять паттерны, указывающие на наличие или отсутствие делирия. Вторичные задачи также включают оценку влияния VR на продолжительность делирия. В данном случае предполагается, что продолжительность делирия будет меньше у участников, получавших VR-стимуляцию, по сравнению с участниками контрольной группы.

About the Authors

Corresponding author: Roman V. Shiroky, Veresaev City Clinical Hospital, Moscow, Russia; romanshirokiy@yandex.ru

Similar Articles