沉浸式虚拟现实（IVR）对呼吸用力的影响：一项针对健康成年人的初步研究
2026年3月23日 更新者：Pontificia Universidad Catolica de Chile
沉浸式虚拟现实（IVR）对呼吸努力的影响：一项针对健康成人的试点研究
这项试点随机交叉研究将评估沉浸式虚拟现实（IVR）对健康成年人次最大运动期间呼吸努力的急性影响。呼吸困难感与呼吸努力增加不仅受机械和代谢因素影响，还受情绪及中枢神经输入的调控。IVR已显示出缓解焦虑、促进放松和调节生理反应的潜力，但其对呼吸努力的直接影响尚未得到充分研究。
健康成年人将完成两次实验性运动训练：一次使用IVR，一次不使用IVR，采用随机顺序进行。在两种条件下，参与者均将基于前期递增运动测试个体化设定的次最大负荷，完成6分钟恒定负荷自行车测试。呼吸努力将通过食管压力监测进行持续评估。其他测量指标包括通气变量、感知呼吸困难感、急性状态焦虑、心率、血氧饱和度和心率变异性。
本研究的主要目的是确定与对照条件相比，IVR是否能降低呼吸努力。这项试点研究旨在为IVR作为调节呼吸努力和呼吸困难感的非药物策略的潜在作用提供生理学证据，并为未来在临床人群中的研究提供参考。
研究概览
详细说明
呼吸困难是一种复杂且多维度的症状，被定义为一种由生理、心理和环境因素相互作用引起的主观性呼吸不适体验。 该症状极为普遍，大约影响10%的普通成年人群，以及高达一半的住院患者。 当中枢呼吸驱动与有效通气反应之间出现不匹配时，即出现所谓的神经机械分离，呼吸困难的感受便可能产生。 在此背景下，传至呼吸肌的传出运动信号伴随着传至感觉皮层区域的传入信号（伴随放电），这些共同促成了对呼吸努力和呼吸不适的有意识感知。
呼吸努力不仅受机械和代谢因素影响，也受情绪和认知过程的影响。 越来越多的证据表明，涉及情绪、注意力和焦虑的皮层及边缘网络可能调节对呼吸努力的感知。 因此，能够改变情绪或认知状态的干预措施可能影响呼吸感知以及对运动的生理反应。
沉浸式虚拟现实（IVR）是一种新兴技术，能够通过视觉和听觉沉浸感，在模拟环境中引发强烈的临场感。 IVR已在多种临床情境中显示出有益效果，包括减轻焦虑、调节压力和控制疼痛。 通过改变感觉输入和注意力焦点，IVR还可能影响由中枢神经机制介导的生理反应。 然而，IVR对运动期间呼吸努力和通气控制的潜在影响尚未得到充分阐明。
本研究旨在探讨沉浸式虚拟现实对健康成年人次最大强度运动中呼吸努力的急性生理影响。 这项初步研究采用随机交叉设计，参与者需完成两种实验条件：使用沉浸式虚拟现实进行运动和不使用虚拟现实进行运动（对照条件）。 每位参与者均作为自身的对照。
参与者将首先完成一次递增式心肺运动测试，以确定个体运动能力并识别呼吸代偿点。 基于这些结果，将制定一个恒定负荷的骑行方案，其强度对应于该阈值的固定比例，属于次最大强度。 在实验阶段，参与者将在每种条件下进行一次六分钟的恒定负荷骑行测试，两次测试间隔至少一周。
呼吸努力将通过食管压力监测进行持续评估，从而计算吸气努力和压力-时间乘积等指标。 还将收集其他生理和感知变量，包括通气参数、潮气量、呼吸频率、吸气时间、心率、血氧饱和度、心率变异性、使用博格量表评估的感知呼吸困难，以及通过已验证问卷测量的急性状态焦虑。
本初步研究的主要目的是评估，与对照条件相比，沉浸式虚拟现实是否能在次最大强度运动中降低呼吸努力。 次要目标包括探讨IVR对通气反应、感知呼吸困难和焦虑的影响。 研究结果旨在提供初步的生理学证据，说明沉浸式虚拟现实作为调节呼吸感知和呼吸努力的非药物策略的潜在作用，并为未来针对经历呼吸困难症状的临床人群的研究设计提供参考。
研究类型
介入性
注册 (估计的)
10
阶段
- 不适用
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。
学习联系方式
- 姓名：Gonzalo A Valdivia Lobos, Physiotherapy
- 电话号码：+56971367803
- 邮箱：gavaldivia@uc.cl
研究联系人备份
- 姓名：Felipe Damiani R., PhD
- 电话号码：+56966698823
- 邮箱：lfdamiani@uc.cl
学习地点
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Santiago Metropolitan
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Santiago、Santiago Metropolitan、智利、6904411
- 招聘中
- Escuela de Ciencias de la Salud UC. Departamento de Kinesiología.
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接触：
- Gonzalo A Valdivia, Physiotherapy
- 电话号码：+56971367803
- 邮箱：gavaldivia@uc.cl
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接触：
- Felipe Damiani, PhD
- 电话号码：+56966698823
- 邮箱：lfdamiani@uc.cl
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副研究员：
- Benjamin Carrillo, Physiotherapy
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参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
接受健康志愿者
是的
描述
纳入标准：
- 18-40岁的健康成年人
- 能够进行自行车测功计运动测试
- 无已知心血管、肺部、神经系统或代谢性疾病史
排除标准：
- 当前存在呼吸道症状或急性疾病
- 已知患有心血管、肺部、神经系统或代谢性疾病
- 使用可能影响运动时呼吸或心血管反应的药物
- 根据标准临床指南存在运动测试禁忌症
- 妊娠期
- 无法耐受食管球囊导管放置
- 对沉浸式虚拟现实设备易产生晕动症或不适感
学习计划
本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：其他
- 分配：随机化
- 介入模型：交叉作业
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：沉浸式虚拟现实锻炼
参与者在佩戴头戴式显示器暴露于沉浸式虚拟现实（IVR）的条件下，进行恒定负荷的亚极限骑行运动测试。
运动强度基于先前进行的递增心肺运动测试进行个体化设定。
在运动方案执行期间，持续测量呼吸努力和通气变量。
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参与者在恒定负荷次最大强度骑行运动测试期间，通过头戴式显示器接触沉浸式虚拟现实。
虚拟环境提供视觉和听觉沉浸，旨在诱发临场感和放松感。
运动强度根据先前的递增式心肺运动测试进行个性化设置。
该干预旨在评估沉浸式虚拟现实对运动期间呼吸努力、通气反应和感知呼吸困难感的急性影响。
其他名称：
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无干预：非虚拟现实运动（对照组）
参与者在无沉浸式虚拟现实暴露的情况下，执行相同的恒定负荷次最大强度自行车运动方案。
运动强度基于先前进行的递增心肺运动测试进行个性化设定。
在运动方案执行期间，持续测量呼吸努力和通气变量。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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食管压力摆动（ΔPes）
大体时间：在基线时（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试的最后2分钟内（对照组和IVR组），以及运动后2分钟的恢复期内。
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食管压力波动（ΔPes），定义为使用食管球囊导管测量的呼气末与吸气末食管压力之间的绝对差值。
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在基线时（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试的最后2分钟内（对照组和IVR组），以及运动后2分钟的恢复期内。
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每分钟压力时间乘积（PTPmin）
大体时间：在基线时（运动前2分钟），以及在整个6分钟恒定负荷亚极限运动测试的最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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每分钟压力时间乘积（PTPmin），以 cmH₂O·s/min 表示，使用食管球囊导管测量，作为整体吸气努力的指标。
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在基线时（运动前2分钟），以及在整个6分钟恒定负荷亚极限运动测试的最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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改良Borg呼吸困难评分（0-10分）
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试最后2分钟期间的两个组（对照组和IVR组）中，以及运动后2分钟恢复期间。
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呼吸困难强度将采用改良Borg量表进行评估，这是一种自我报告的数字评分量表，范围从0到10，其中0表示无呼吸不适，10表示最大程度的呼吸不适
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试最后2分钟期间的两个组（对照组和IVR组）中，以及运动后2分钟恢复期间。
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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早期吸气食管压（100毫秒时的Pes）
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷亚极量运动测试的最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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在吸气努力开始后100毫秒，使用食管球囊导管获得的食管压力信号测量早期吸气食管压力。
该参数用作中枢呼吸驱动的指标。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷亚极量运动测试的最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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峰值吸气流速 (PIF)
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次极量运动测试最后2分钟期间的两个组（对照组和IVR组）以及运动后2分钟恢复期间。
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运动期间将使用连接至肺活量计的流量传感器和咬嘴，逐次呼吸测量吸气峰值流量。
将记录并分析每个呼吸周期中产生的最高吸气流量。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次极量运动测试最后2分钟期间的两个组（对照组和IVR组）以及运动后2分钟恢复期间。
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峰值呼气流速 (PEF)
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒负荷亚极量运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组双臂），以及运动后2分钟恢复期间。
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运动期间将使用带鼻夹的咬口和连接至肺量计的流量传感器，逐次呼吸测量峰值呼气流量。
每个呼吸周期中产生的最高呼气流量将被记录并分析。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒负荷亚极量运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组双臂），以及运动后2分钟恢复期间。
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吸气时间（Ti）
大体时间：基线时（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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吸气时间将通过使用带鼻夹的口嘴和连接至肺活量计的流量传感器获取的气流信号进行逐次呼吸测量。
吸气时间定义为每个呼吸周期中从吸气气流开始到吸气结束的持续时间。
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基线时（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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吸气占空比 (Ti/Ttot)
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷亚极量运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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吸气占空比将根据使用带鼻夹的口含器和连接到呼吸速度描记器的流量传感器获得的气流信号逐次呼吸进行计算。Ti/Ttot 表示吸气时间 (Ti) 与总呼吸周期时间 (Ttot) 之间的比率，提供了呼吸周期中用于吸气的部分指标。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷亚极量运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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呼吸频率（RR）
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试的最后2分钟内（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期内。
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呼吸频率将通过使用带有鼻夹的口件和连接至呼吸流速计的流量传感器获得的气流信号进行逐次呼吸测量。
呼吸频率将根据气流信号得出的每分钟呼吸周期数进行计算。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试的最后2分钟内（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期内。
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呼气时间（Te）
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试的最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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呼气时间将通过使用口鼻夹和连接至呼吸流速计的流量传感器获得的气流信号进行逐次呼吸测量。
呼气时间定义为每个呼吸周期中从呼气气流开始到呼气结束的持续时间。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试的最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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外周血氧饱和度 (SpO₂)
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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运动期间将通过脉搏血氧仪连续监测外周血氧饱和度。
该设备将在整个运动方案中提供无创的动脉血氧饱和度监测。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次最大运动测试最后2分钟期间（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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心率 (HR)
大体时间：在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次极量运动测试最后2分钟期间的两个组别（对照组和IVR组）中，以及运动后2分钟恢复期间。
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运动期间将使用胸带心率监测器连续测量心率。
该设备记录通过胸部检测到的心电信号得出的逐次心跳心率。
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在基线（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷次极量运动测试最后2分钟期间的两个组别（对照组和IVR组）中，以及运动后2分钟恢复期间。
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心率变异性（RMSSD）
大体时间：在基线时（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷亚极量运动测试的最后2分钟内（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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心率变异性将使用相邻R-R间期连续差值的均方根（RMSSD）进行评估。
R-R间期将通过记录逐次心跳间隔的胸带式心率监测器获取。
RMSSD将作为心率副交感神经调节的指标进行计算。
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在基线时（运动前2分钟）、6分钟恒定负荷亚极量运动测试的最后2分钟内（对照组和IVR组），以及运动后2分钟恢复期间。
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
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研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2025年10月1日
初级完成 (估计的)
2026年3月20日
研究完成 (估计的)
2026年12月15日
研究注册日期
首次提交
2026年3月12日
首先提交符合 QC 标准的
2026年3月23日
首次发布 (实际的)
2026年3月27日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2026年3月27日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2026年3月23日
最后验证
2026年3月1日
更多信息
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