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Intervention Review

Virtual reality for stroke rehabilitation

  1. Kate E Laver1,*,
  2. Stacey George1,2,
  3. Susie Thomas1,
  4. Judith E Deutsch3,
  5. Maria Crotty1,2

Editorial Group: Cochrane Stroke Group

Published Online: 7 SEP 2011

Assessed as up-to-date: 19 MAY 2011

DOI: 10.1002/14651858.CD008349.pub2


How to Cite

Laver KE, George S, Thomas S, Deutsch JE, Crotty M. Virtual reality for stroke rehabilitation. Cochrane Database of Systematic Reviews 2011, Issue 9. Art. No.: CD008349. DOI: 10.1002/14651858.CD008349.pub2.

Author Information

  1. 1

    Flinders University, Department of Rehabilitation and Aged Care, Adelaide, Australia

  2. 2

    Repatriation General Hospital, Department of Rehabilitation and Aged Care, Daw Park, South Australia, Australia

  3. 3

    University of Medicine and Dentistry of New Jersey, Department of Rehabilitation and Movement Science, Newark, New Jersey, USA

*Kate E Laver, Department of Rehabilitation and Aged Care, Flinders University, Repatriation General Hospitals, Daws Road, Daw Park, Adelaide, 5041, Australia. kate.laver@health.sa.gov.au.

Publication History

  1. Publication Status: New
  2. Published Online: 7 SEP 2011

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Abstract

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  8. 摘要
  9. 概要

Background

Virtual reality and interactive video gaming have emerged as new treatment approaches in stroke rehabilitation. In particular, commercial gaming consoles are being rapidly adopted in clinical settings; however, there is currently little information about their effectiveness.

Objectives

To evaluate the effects of virtual reality and interactive video gaming on upper limb, lower limb and global motor function after stroke.

Search methods

We searched the Cochrane Stroke Group Trials Register (March 2010), the Cochrane Central Register of Controlled Trials (The Cochrane Library 2010, Issue 1), MEDLINE (1950 to March 2010), EMBASE (1980 to March 2010) and seven additional databases. We also searched trials registries, conference proceedings, reference lists and contacted key researchers in the area and virtual reality equipment manufacturers.

Selection criteria

Randomised and quasi-randomised trials of virtual reality ('an advanced form of human-computer interface that allows the user to 'interact' with and become 'immersed' in a computer-generated environment in a naturalistic fashion') in adults after stroke. The primary outcomes of interest were: upper limb function and activity, gait and balance function and activity and global motor function.

Data collection and analysis

Two review authors independently selected trials based on pre-defined inclusion criteria, extracted data and assessed risk of bias. A third review author moderated disagreements when required. The authors contacted all investigators to obtain missing information.

Main results

We included 19 trials which involved 565 participants. Study sample sizes were generally small and interventions and outcome measures varied, limiting the ability to which studies could be compared. Intervention approaches in the included studies were predominantly designed to improve motor function rather than cognitive function or activity performance. The majority of participants were relatively young and more than one year post stroke. Primary outcomes: results were statistically significant for arm function (standardised mean difference (SMD) 0.53, 95% confidence intervals (CI) 0.25 to 0.81 based on seven studies with 205 participants). There were no statistically significant effects for grip strength or gait speed. We were unable to determine the effect on global motor function due to insufficient numbers of comparable studies. Secondary outcomes: results were statistically significant for activities of daily living (ADL) outcome (SMD 0.81, 95% CI 0.39 to 1.22 based on three studies with 101 participants); however, we were unable to pool results for cognitive function, participation restriction and quality of life or imaging studies. There were few adverse events reported across studies and those reported were relatively mild. Studies that reported on eligibility rates showed that only 34% (standard deviation (SD) 26, range 17 to 80) of participants screened were recruited.

Authors' conclusions

We found limited evidence that the use of virtual reality and interactive video gaming may be beneficial in improving arm function and ADL function when compared with the same dose of conventional therapy. There was insufficient evidence to reach conclusions about the effect of virtual reality and interactive video gaming on grip strength or gait speed. It is unclear at present which characteristics of virtual reality are most important and it is unknown whether effects are sustained in the longer term. Furthermore, there are currently very few studies evaluating the use of commercial gaming consoles (such as the Nintendo Wii).

 

Plain language summary

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Virtual reality for stroke rehabilitation

Many people after having a stroke have difficulty moving, thinking and sensing. This often results in problems with everyday activities such as writing, walking and driving. Virtual reality and interactive video gaming are new types of therapy being provided to people after having a stroke. The therapy involves using computer-based programs that are designed to simulate real life objects and events. Virtual reality and interactive video gaming may have some advantages over traditional therapy approaches as they may give people an opportunity to practise everyday activities that are not or cannot be practised within the hospital environment. Furthermore, there are several features of virtual reality that might mean that patients spend more time in therapy: for example, the activity might be more motivating.

This review aimed to determine the evidence for effectiveness of virtual reality and interactive video gaming as a therapy approach. We identified 19 studies involving 565 people after stroke. A wide range of virtual reality programs were used and most of the programs required the person using the program to be relatively active (rather than smaller movements such as moving a joystick). Seven trials tested whether the use of virtual reality compared with conventional therapy resulted in improved ability to use one's arm and found that the use of virtual reality resulted in better arm function. Three trials tested whether the use of virtual reality compared with conventional therapy resulted in improved walking speed. However, there was no evidence that virtual reality was more effective in this case. Three trials found that there was some evidence that virtual reality resulted in a slightly better ability to manage everyday activities such as showering and dressing. However, these positive effects were found soon after the end of the treatment and it is not clear whether the effects are long lasting. Results should be interpreted with caution as the studies involved small numbers of participants. Very few people using virtual reality reported pain, headaches or dizziness and no serious adverse events were reported. Further trials involving larger numbers of participants and longer-term follow-up are required.

 

Résumé scientifique

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Réalité virtuelle pour la rééducation de l'accident vasculaire cérébral (AVC)

Contexte

La réalité virtuelle et les jeux vidéo interactifs ont fait leur apparition en tant que nouvelles approches de traitement pour la rééducation post-AVC. Les consoles de jeux de salon, en particulier, ont été rapidement adoptées dans les environnements cliniques bien que peu d'informations soient actuellement disponibles concernant leur efficacité.

Objectifs

Évaluer les effets de la réalité virtuelle et des jeux vidéo interactifs sur la fonction du membre supérieur, du membre inférieur et la fonction motrice globale après un AVC.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons consulté le registre des essais du groupe Cochrane sur les accidents vasculaires cérébraux (mars 2010), le registre Cochrane central des essais contrôlés (Bibliothèque Cochrane 2010, Numéro 1), MEDLINE (1950 à mars 2010), EMBASE (1980 à mars 2010) ainsi que sept bases de données supplémentaires. Nous avons également consulté les registres d'essais cliniques, les actes de conférence et les références bibliographiques, et contacté des chercheurs spécialisés dans ce domaine ainsi que des fabricants d'équipements de réalité virtuelle.

Critères de sélection

Les essais randomisés et quasi-randomisés portant sur la réalité virtuelle (« une forme avancée d'interface homme-machine permettant une « interaction » et une « immersion » de l'utilisateur dans un environnement généré par un ordinateur de manière réaliste ») chez l'adulte après un AVC. Les critères de jugement principaux d'intérêt étaient : la fonction et l'activité du membre supérieur, la fonction et l'activité en termes de marche et d'équilibre et la fonction motrice globale.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de revue ont sélectionné les essais sur la base des critères d'inclusion prédéfinis, extrait les données et évalué le risque de biais de manière indépendante. Les divergences ont été résolues par un troisième auteur de revue lorsque cela s'avérait nécessaire. Les auteurs ont contacté tous les investigateurs pour obtenir les informations manquantes.

Résultats principaux

19 essais portant sur 565 participants ont été inclus. La taille des échantillons était généralement réduite et la variabilité des interventions et des mesures de résultats limitaient les possibilités de comparer les études. Les interventions mises en œuvre dans les études incluses étaient principalement conçues pour améliorer la fonction motrice plutôt que la fonction cognitive ou les performances en termes d'activités. La plupart des participants étaient relativement jeunes et à plus d'une année post-AVC. Critères de jugement principaux : les résultats étaient statistiquement significatifs pour la fonction du bras (différence moyenne standardisée (DMS) de 0,53, intervalles de confiance (IC) à 95 %, entre 0,25 et 0,81, sur la base de sept études portant sur 205 participants). Aucun effet statistiquement significatif n'était rapporté pour la force de préhension ou la vitesse de marche. L'effet sur la fonction motrice globale n'a pas pu être déterminé en raison du nombre insuffisant d'études comparables. Critères de jugement secondaires : les résultats étaient statistiquement significatifs pour les activités de la vie quotidienne (ADLVQ) (DMS de 0,81, IC à 95 %, entre 0,39 et 1,22, sur la base de trois études portant sur 101 participants) ; cependant, les résultats pour la fonction cognitive, la restriction de la participation, la qualité de vie ou les études en imagerie n'ont pas pu être combinés. Peu d'événements indésirables étaient rapportés dans ces études et ceux observés étaient relativement légers. Les études qui rapportaient le taux d'éligibilité montraient que 34 % (écart type (SD) de 26, plage de 17 à 80) seulement des participants examinés étaient recrutés.

Conclusions des auteurs

Nous avons identifié des preuves limitées de l'efficacité de la réalité virtuelle et des jeux vidéo interactifs pour améliorer la fonction du bras et la fonction ADLVQ par rapport à un traitement conventionnel de même intensité. Les preuves étaient insuffisantes pour tirer des conclusions concernant l'effet de la réalité virtuelle et des jeux vidéo interactifs sur la force de préhension et la vitesse de marche. À l'heure actuelle, les caractéristiques les plus importantes de la réalité virtuelle et son efficacité à plus long terme ne sont pas établies. En outre, il existe actuellement très peu d'études évaluant l'utilisation de consoles de jeux de salon (telles que la Wii de Nintendo).

 

Résumé simplifié

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Réalité virtuelle pour la rééducation de l'accident vasculaire cérébral (AVC)

Après un AVC, de nombreuses personnes présentent des problèmes moteurs, cognitifs et sensoriels. Cela a souvent un impact sur des activités quotidiennes telles qu'écrire, marcher et conduire. La réalité virtuelle et les jeux vidéo interactifs sont de nouvelles approches thérapeutiques pour les patients victimes d'un AVC. Ce traitement consiste à utiliser des programmes informatiques conçus pour simuler des objets et situations de la vie réelle. La réalité virtuelle et les jeux vidéo interactifs pourraient présenter certains avantages par rapport aux approches thérapeutiques traditionnelles car ils pourraient permettre aux patients de pratiquer des activités quotidiennes qui ne sont ou ne peuvent pas être réalisées en environnement hospitalier. En outre, la réalité virtuelle présente plusieurs caractéristiques qui pourraient permettre aux patients de suivre le traitement pendant plus longtemps, par exemple le fait que l'activité soit plus motivante.

L'objectif de cette revue était d'identifier les preuves de l'efficacité de la réalité virtuelle et des jeux vidéo interactifs en tant qu'approche thérapeutique. 19 études portant sur 565 patients victimes d'un AVC ont été identifiées. Un large éventail de programmes de réalité virtuelle était utilisé. Dans la plupart des cas, les utilisateurs devaient faire preuve d'un certain niveau d'activité (plutôt que de se limiter à effectuer de petits mouvements tels que la manipulation d'un joystick). Sept essais ont étudié le recours à la réalité virtuelle par rapport à la thérapie conventionnelle pour améliorer la capacité des patients à utiliser leur bras et ont rapporté une amélioration de la fonction du bras avec cette approche thérapeutique. Trois essais étudiaient le recours à la réalité virtuelle par rapport à la thérapie conventionnelle pour améliorer la vitesse de marche. Aucune preuve de la supériorité de la réalité virtuelle n'était cependant rapportée pour cette mesure de résultat. Trois essais rapportaient certaines preuves indiquant que la réalité virtuelle entraînait une légère amélioration des activités quotidiennes telles que se doucher et s'habiller. Ces effets positifs étaient cependant observés peu de temps après la fin du traitement et l'on ignore s'ils sont durables à plus long terme. Les résultats devraient être interprétés avec prudence car ces études portaient sur un petit nombre de participants. Très peu de patients utilisant la réalité virtuelle rapportaient des douleurs, des céphalées ou des étourdissements et aucun événement indésirable grave n'était rapporté. D'autres essais portant sur un plus grand nombre de participants et présentant un suivi à plus long terme sont nécessaires.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st September, 2012
Traduction financée par: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français

 

Resumo

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Realidade virtual para reabilitação após Acidente Vascular Cerebral

Introdução

Realidade virtual e jogos de vídeo interativo têm surgido como nova ferramenta de tratamento na reabilitação de pacientes com Acidente Vascular Cerebral (AVC). Em particular, jogos comerciais estão sendo rapidamente adotados na prática clínica; no entanto, não há atualmente informações sobre a sua efetividade.

Objetivos

Avaliar os efeitos da realidade virtual e jogos de vídeo interativo no membro superior, membro inferior e função motora global após AVC.

Métodos de busca

Foi realizada uma busca na the Cochrane Stroke Group Trials Register (Março 2010), the Cochrane Central Register of Controlled Trials(The Cochrane Library 2010, fascículo 1), MEDLINE (1950 à Março de 2010), EMBASE (1980 à Março de 2010) e sete bases de dados adicionais. Foi procurado também em registros de ensaios clínicos, anais de congressos, listas de referências, contato com pesquisadores na área e fabricantes de equipamentos de realidade virtual.

Critério de seleção

Ensaios clínicos randomizados e quasi-randomizados de realidade virtual ('forma avançada de interface homem-computador que permite ao usuário 'interagir' com e tornar-se "imerso" em um ambiente gerado por computador de maneira real’) em adultos após AVC. O desfecho primário de interesse foi atividade e função motora do membro superior, função de marcha, equilíbrio e atividade e função motora global.

Coleta dos dados e análises

Dois revisores de maneira independente selecionaram os ensaios clínicos baseado em critérios de inclusão pré-definidos, extraíram os dados e avaliaram o risco de viés. Um terceiro autor revisou quando houvesse discordância moderada. Os autores contataram todos os investigadores dos ensaios clínicos para obter mais informações.

Principais resultados

Foram incluídos 19 ensaios clínicos envolvendo 565 participantes. O tamanho amostral dos estudos foi geralmente pequeno e, as intervenções e desfechos foram variados, limitando a capacidade de comparação entre os estudos. Estratégias de intervenção dos estudos incluídos foram predominantemente desenhadas para melhorar a função motora, ao invés da função cognitiva e do desempenho nas atividades. A maioria dos participantes foram relativamente jovens apresentando mais de um ano de AVC. Desfecho primário: os resultados foram estatisticamente significantes para a função do membro superior (diferença de média padronizada (DMP) 0,53, 95% de intervalo de confiança (IC) 0,25 a 0,81 baseado em sete estudos com 205 participantes). Não houve diferença estatisticamente significante na força de preensão palmar ou velocidade da marcha. Não foi possível determinar o efeito na função motora global devido ao número insuficiente para comparação entre os estudos. Desfechos secundários: resultados foram estatisticamente significantes para as atividades de vida diária (AVD) (DMP 0,81, IC 95% 0,39 a 1.22 baseado em três estudos com 101 participantes); No entanto, não foi possível estabelecer resultados para a função cognitiva, restrição de participação e qualidade de vida ou estudos de imagem. Houve poucos efeitos adversos reportados pelos estudos e quando reportados foram relativamente leves. Os estudos que reportaram a taxa de elegibilidade mostraram que apenas 34% (desvio padrão (DP) 26, média de 17 a 80) dos participantes selecionados foram recrutados.

Conclusão dos autores

Foram encontradas evidências limitadas sobre o uso da realidade virtual e jogos de vídeo interativo como benefício para melhorar a função do membro superior e AVD quando comparado com a mesma dose de terapia convencional. Há evidências insuficientes para tirarmos conclusões sobre o efeito da realidade virtual e jogos de vídeo interativo na força de preensão palmar e velocidade de marcha. É incerta a presença de quais características da realidade virtual foram mais importantes e é desconhecido se seus efeitos são sustentados em longo prazo. Portanto, há poucos estudos avaliando o uso de jogos comerciais (como Nintendo Wii).

 

Resumo para leigos

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  9. 概要

Realidade virtual para reabilitação após Acidente Vascular Cerebral

Diversas pessoas após ter um AVC apresentam dificuldade em se movimentar, pensar e sentir. Isto frequentemente resulta em problemas com atividades diárias como escrever, andar e dirigir. A realidade virtual e jogos de vídeo interativo são novos tipos de terapia sendo fornecida para pessoas após AVC. A terapia envolve o uso de programas baseados em computador e são simuladas para desenhar objetivos e eventos da vida real. A realidade virtual e jogos de vídeo interativo podem ter algumas vantagens sobre abordagens terapêuticas tradicionais, pois podem dar às pessoas a oportunidade de praticar as atividades diárias que não são ou não podem ser praticadas dentro do ambiente hospitalar. Além disso, há vários recursos de realidade virtual que faz com que os pacientes passem mais tempo na terapia: por exemplo, a atividade pode ser mais motivadora.

Esta revisão teve como objetivo determinar as evidências para a efetividade da realidade virtual e jogos de vídeo interativo como uma abordagem terapêutica. Foram identificados 19 estudos envolvendo 565 pessoas após AVC. Uma grande variedade de programas de realidade virtual foram utilizados e a maioria dos programas requeria que a pessoa utilizasse o programa para ser relativamente ativa (ao vez de poucos movimentos tais como mover um controle). Sete ensaios clínicos testaram se o uso de realidade virtual em comparação com a terapia convencional resultou na melhora da capacidade de usar o membro superior, e foi encontrado que o uso de realidade virtual resultou em uma melhor função do membro superior. Três ensaios clínicos testaram se o uso de realidade virtual em comparação com a terapia convencional resultou na melhora da velocidade de marcha. No entanto, não há evidências que a realidade virtual é mais efetiva neste caso. Três ensaios clínicos mostraram alguma evidência de que a realidade virtual resultou em uma capacidade ligeiramente melhor para gerenciar as atividades diárias, como tomar banho e se vestir. No entanto, estes efeitos positivos foram encontrados logo após o fim do tratamento e não é claro se os efeitos são de longa duração. Os resultados devem ser interpretados com cautela, pois os estudos envolveram um número pequeno de participantes. Poucas pessoas que utilizaram a realidade virtual relataram dor, dores de cabeça ou vertigens e nenhum evento adverso sério foi relatado. Futuros ensaios clínicos envolvendo maior número de participantes e seguimentos em longo prazo são necessários.

Notas de tradução

Traduzido por: Gustavo José Luvizutto, Unidade de Medicina Baseada em Evidências da Unesp, Brasil Contato: portuguese.ebm.unit@gmail.com

 

摘要

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虛擬實境在中風復健之運用

研究背景

虛擬實境及互動視訊遊戲已成為中風復健中一種新的治療方式,尤其是商業遊戲機很快被臨床單位所採用。然而,目前仍對相關的效益所知有限。

研究目的

本回顧旨在評估虛擬實境以及互動視訊遊戲對於中風後上肢、下肢及整體性運動功能的影響。

检索策略

我們搜尋考科藍中風群組試驗登記資料庫(2010年3月)、考拜藍對照試驗資料庫(考科藍圖書館2010第1期)、MEDLINE(1950年至2010年3月)、EMBASE(1980年至2010年3月),以及其他7個資料庫。另外,也搜尋試驗登記、會議紀錄、參考文獻列表,同時也聯絡這個領域的重要研究者及虛擬實境的製造廠商。

标准/纳入排除标准

本回顧納入有關中風成人患者運用虛擬實境的隨機或類隨機試驗。虛擬實境為在電腦上建構一個虛擬的世界,讓使用者可以互動,如同身處在真實世界一般。研究主要結果為上肢功能與活動、關節與平衡功能與活動,以及整體性運動功能。

数据收集与分析

兩位回顧作者在研究設計所設定的選擇標準下獨立選取試驗、截取資料,並評估偏差的風險。若兩位回顧作者有不一致意見時,由第三位回顧作者仲裁。回顧作者會聯絡原始研究的研究者以取得進一步資料。

主要结果

本回顧納入19個試驗、565位受試者。一般來說,研究樣本大小大多為小樣本,介入及結果的測量的歧異,限制了研究間的可比較性。在這些納入研究的介入方案大多針對運動功能,而非認知功能或活動表現。大多數受試者相對年輕且已有一年以上的中風病史。主要結果:運用虛擬實境,手臂功能顯著較好(標準化平均差(SMD)為0.53,95%信賴區間(CI)為0.25–0.81,基於7個研究、205位受試者所推論);握力或步伐速度則沒有統計上顯著影響。因為可比較的研究不足,我們無法確認整體性運動功能的影響。次要結果:運用虛擬實境,日常生活活動(ADL)具有顯著差異(SMD為0.81,95%信賴區間(CI)為0.39–1.22,基於3個研究、101位受試者所推論),然而,我們無法匯整有關認知功能、受試者限制及生活品質等結果,或是影像研究。在研究中有些少數的不良事件,但相對輕微。根據研究所報導的合格率,篩檢後受試者只有34%被納入研究。

作者结论

我們只發現有限的實證證據,在評估虛擬實境及互動視訊遊戲,相較運用相同強度的傳統治療,可能在改善手臂功能或日常生活活動功能上有益處。在握力或步伐速度上,未有足夠證據來評估相關的影響。目前仍不清楚虛擬實境及互動視訊遊戲的哪一項特徵是最重要的,也不清楚這些影響是否能長期存在。況且,目前很少有研究是針對商業遊戲機(如Nintendo Wii)的使用進行評估。

 

概要

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  9. 概要

虛擬實境在中風復健之運用:許多人在中風之後,總是難以活動、思考以及感覺。大多造成日常生活活動的困難,如寫字、走路以及駕駛等。虛擬實境及互動視訊遊戲提供中風病人一種新型態的治療。這種治療方式涉及以電腦程式來模擬真實生活的物件與事件。相對傳統的治療方式,虛擬實境及互動視訊遊戲可能提供多項好處,像是在醫院環境中提供日常生活活動的訓練。同時,也意謂著病人有更多的治療時間:例如,這樣的活動可能更激勵病人。 本回顧旨在確認虛擬實境及互動視訊遊戲做為一種治療方案的效益。我們確認19個研究、565位中風病人。研究中有各式各樣的虛擬實境程式,而且這些程式要求使用者跟著程式進行相對活動(而不僅是移動操作桿等這樣的小活動)。有7個試驗,相較傳統療法,測試虛擬實境的使用是否能改善手臂的使用能力,研究發現使用虛擬實境的確有較好的手臂功能。有3個試驗則是測試走路速度,目前沒有證據指出虛擬實境在這個結果上是具有效益的。有3個試驗發現虛擬實境可以讓中風病人有稍佳的日常生活活動,如洗澡及穿衣。然而,這些正面影響都是在治療後立即測量所得到的結論,因此並不清楚這樣的影響能否長期地持續。因為這些研究大多為小樣本,必須小心解釋這些研究結果。使用虛擬實境的受試者,僅有少數人回報疼痛、頭痛或昏眩等情境,沒有發生嚴重的不良事件。未來應進行大樣本以及長期追蹤研究。

翻译注解