近年来，越来越多研究开始验证：给坐在牙科治疗椅上的孩子戴上头显、展示画面中的另一个世界，是否真的能减轻焦虑和疼痛。综合多国随机对照试验的最新荟萃分析显示，结果因年龄而异。虚拟现实（VR）明显降低了儿童的焦虑和疼痛，但在成人身上只有疼痛有所减轻，焦虑缓解效果并未得到统计学确认。研究还发现，完全遮蔽视野的沉浸式头显方式比只显示画面的方式更能降低心率。
戴上头显，就进入另一个世界
虚拟现实设备大致分为两类：一类是戴在头上、用画面完全遮蔽视野的沉浸式头显；另一类是只显示平板或智能手机屏幕的非沉浸式方式。在2026年一项儿童牙科临床试验中，研究人员把智能手机装进Jio Dive头显中使用。研究者认为，这种方式能减轻焦虑和疼痛的原理是"有限的注意力资源"。人一次能处理的感觉信息是有限的，如果用画面中的其他场景填满视觉和听觉，用于感受针头或器械触碰的注意力自然就会减少。
下图是说明工作原理的概念图，环形图中的比例并非实际测量值。
如果说通过控制麻醉注射本身的压力来减轻疼痛的数字无痛麻醉，是减少药物注入瞬间刺激的方法，那么虚拟现实的不同之处在于，它是将孩子的注意力从这种感觉上转移开的方法。
孩子的焦虑和疼痛都减轻了
一项综合了12项随机对照试验、共818名儿童的荟萃分析显示，使用虚拟现实的儿童焦虑评分明显低于对照组，疼痛评分和心率也随之下降。另一项荟萃分析同样发现，虚拟现实组儿童的焦虑和疼痛均得到显著改善。不过，各研究之间的结果差异较大，且已发表的研究大多倾向于报告有效的结果，因此实际效果可能比这更小。
成人焦虑缓解效果仍不确定
在同时纳入儿童和成人数据的荟萃分析中，成人的结果与儿童不同。成人的疼痛也有所减轻，但焦虑评分改善幅度的置信区间包含0，未达到统计学显著差异。这些研究本身并不能解释为何会出现这种差异，研究团队认为原因可能在于各研究使用的内容各不相同，且以成人为对象的研究数量本身较少，并表示还需要进一步研究。
沉浸式与非沉浸式：心率下降幅度不同
研究团队检视了以2,505名儿童为对象的37项研究，并对其中13项研究、共819名儿童的数据做了荟萃分析。在多项比较中，将沉浸式与非沉浸式方式相比较时，沉浸式一方的心率平均每分钟低8.12次（95%置信区间：降低1.56~14.69次）。并非全部819名儿童都被纳入这两种方式的直接比较。
即使与牙医事先展示器械并加以说明的传统行为管理技巧（Tell-Show-Do）相比，沉浸式方式的心率也呈现出更低的趋势，但这一差异未达到统计学显著水平。将图像叠加在真实背景上的增强现实（AR）相关研究目前还不多，尚不足以得出明确结论。
在自闭症谱系儿童身上也有效果
一项针对19名需要接受非侵入性牙科治疗、8~15岁自闭症谱系障碍儿童完成的交叉对照试验发现，在使用虚拟现实的治疗中，唾液中皮质醇（压力荷尔蒙）水平有所下降，孩子们自我报告的疼痛和焦虑评分也随之改善。这是样本量不大、治疗范围有限的初步研究，其结果不能直接推及所有自闭症谱系儿童或侵入性治疗。迄今为止积累的研究表明，虚拟现实正在成为儿童牙科诊疗中同时缓解焦虑和疼痛的工具，但成人的焦虑缓解效果仍需更多研究，且要根据头显方式和测量指标的不同分别看待结果。