劉佳榮+胡琴+陳志航+胡澤銘+鄧宇飛+蔡佳濤+蔡勇

摘 要：目的：探究把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR）應(yīng)用于恐高癥測(cè)評(píng)的可行性。方法：通過(guò)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)治療恐高癥的案例以及VR技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合了虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法的基本概念，利用穿戴式VR設(shè)備以及智能手環(huán)對(duì)人在虛擬場(chǎng)景中的心率變化進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集，同時(shí)對(duì)運(yùn)用VR技術(shù)測(cè)評(píng)恐高癥進(jìn)行了優(yōu)劣分析。結(jié)果：高于75%的體驗(yàn)者認(rèn)可虛擬場(chǎng)景帶來(lái)的真實(shí)度并且在場(chǎng)景中有比正常狀態(tài)下高的心率變化。結(jié)論：把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用在測(cè)評(píng)恐高癥上是科學(xué)可行的。

關(guān)鍵詞：恐高癥； 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法；穿戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：R749.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）03-0026-03

Abstract： Objective： to explore the feasibility of virtual reality （VR） in the assessment of acrophobia. Methods： the basic concept of virtual reality exposure therapy was analyzed by analyzing the current domestic cases of treating acrophobia and the development of VR technology， using wearable VR device and intelligent bracelet to collect the data of human heart rate change in the virtual scene. At the same time， the advantages and disadvantages of using VR technology to measure acrophobia are analyzed. Results： more than 75% of the experience participants recognized the reality of the virtual scene and had a higher heart rate change in the scene than in the normal state. Conclusion： it is scientific and feasible to use virtual reality technology in assessing acrophobia.

Keywords： acrophobia； virtual reality technology； virtual reality exposure therapy； wearable virtual reality devices

引言

恐高癥是以對(duì)一定程度以上的高度產(chǎn)生過(guò)度驚恐情緒為主要特征的心理障礙?？指甙Y患者無(wú)法面對(duì)高處，甚至無(wú)法坐飛機(jī)或者登山，恐高癥已經(jīng)為人們的生活帶來(lái)了很多困擾。

恐高癥的傳統(tǒng)療法主要有認(rèn)知行為療法，催眠療法，藥物治療。然而，認(rèn)知行為療法需要來(lái)訪(fǎng)者有足夠的想象力，來(lái)逐步想象令自己產(chǎn)生恐懼情感的場(chǎng)景，這給治療過(guò)程帶來(lái)了很大程度的局限性。藥物治療與催眠療法直接作用于來(lái)訪(fǎng)者的身體與大腦，長(zhǎng)時(shí)間的藥物治療對(duì)于來(lái)訪(fǎng)者的生理與心理健康都會(huì)帶來(lái)潛在的安全隱患。

目前，國(guó)內(nèi)測(cè)評(píng)恐高癥的方式還是以長(zhǎng)期的人工咨詢(xún)?yōu)橹?。例如，在寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院的醫(yī)務(wù)室對(duì)大學(xué)生恐高癥心理咨詢(xún)的個(gè)案報(bào)告中提到，雖然進(jìn)行的系統(tǒng)脫敏對(duì)恐高癥的治療取得了理想的效果，但進(jìn)行的12次咨詢(xún)有很長(zhǎng)的時(shí)間跨度[1]。

在國(guó)外有過(guò)應(yīng)用VR技術(shù)對(duì)恐高癥進(jìn)行治療的個(gè)案研究，最早的治療恐高癥的研究是在1993年底進(jìn)行的（Rothbaum， Hodges， Kooper， Opdyke， Williford & North， 1995）[2]，在該試驗(yàn)中研究對(duì)象是一名19歲的大學(xué)生，在多次使用引發(fā)該大學(xué)生恐高癥的電梯場(chǎng)景進(jìn)行分級(jí)治療后，該大學(xué)生處于電梯內(nèi)的焦慮情緒有了明顯降低。也有一部分研究者采用隨機(jī)、控制組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究[3]。臨床實(shí)踐表明，心理治療中運(yùn)用VR技術(shù)不僅可以顯著地改善治療條件和保證患者的安全，并有助于嚴(yán)格地保護(hù)患者的隱私權(quán)，從而能得到患者更好的配合，幫助他們盡可能在比較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常生活[4-5]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：

VR技術(shù)是一種集合了光學(xué)原理，3D視覺(jué)傳感技術(shù)，多媒體人機(jī)交互技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)原理的高新技術(shù)。國(guó)內(nèi)的VR技術(shù)一直受到政府有關(guān)部門(mén)和科學(xué)家們的高度重視，在航天、人臉圖像合成、硬件設(shè)備的研究上有了重大的進(jìn)展。[6-7]VR技術(shù)的深度互動(dòng)，增強(qiáng)想象力，深度沉浸式體驗(yàn)特性改變了傳統(tǒng)的窗口式人機(jī)交互方式，把使用者“帶進(jìn)”了計(jì)算機(jī)內(nèi)的虛擬世界。[8-9]使用者可以借助穿戴式VR設(shè)備和手持式傳感器在虛擬世界中獲得與真實(shí)世界相同的體驗(yàn)，同時(shí)也可以與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互。

虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔：

VR頭盔是可以隨身攜帶的穿戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備。頭盔顯示器利用光線(xiàn)折射原理實(shí)現(xiàn)全像視覺(jué)，將個(gè)體與真實(shí)世界完全隔離開(kāi)來(lái)，計(jì)算機(jī)生成的圖象傳至頭盔的內(nèi)屏幕，體驗(yàn)者左右眼看到的圖象由于一定的視差而產(chǎn)生空間深度感，附在頭盔上的感應(yīng)器和追蹤設(shè)備將個(gè)體頭部的運(yùn)動(dòng)信號(hào)發(fā)送到電腦以便產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)相匹配的圖象[10]。自帶的入耳式耳機(jī)帶來(lái)封閉式聽(tīng)覺(jué)環(huán)境，排除外界干擾。部分虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔會(huì)集成一些外部傳感器實(shí)現(xiàn)使用者與系統(tǒng)間的交互功能，例如手柄，機(jī)器手套等。[11-12]

虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法：

虛擬顯示暴露療法（Virtual Reality Exposure Therapy，簡(jiǎn)稱(chēng)VRET）是結(jié)合了VR技術(shù)的新式心理療法。其方法通過(guò)VR技術(shù)創(chuàng)造足以誘發(fā)出心理障礙患者焦慮情緒的虛擬場(chǎng)景，讓患者在場(chǎng)景中堅(jiān)持到焦慮情緒緩和，使之逐漸適應(yīng)場(chǎng)景并最終克服心理障礙。VRET結(jié)合了傳統(tǒng)實(shí)景暴露療法以及想象暴露療法的優(yōu)點(diǎn)，給予了患者相應(yīng)的情景重現(xiàn)以及引發(fā)思考的媒介。VRET可以控制在一間辦公室大小的房間中進(jìn)行，患者的安全以及隱私權(quán)得到保障。治療師可以控制療程的進(jìn)行，隨時(shí)切換場(chǎng)景來(lái)觀察患者在虛擬場(chǎng)景中的經(jīng)歷以及其在現(xiàn)實(shí)中的生理反應(yīng)。因此，VRET對(duì)于恐高癥的治療來(lái)說(shuō)是一種更高效的療法。endprint

1 測(cè)試方法

測(cè)試中體驗(yàn)者的活動(dòng)范圍為4.5m2的空間，體驗(yàn)者佩戴好虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔和監(jiān)控心率的手環(huán)設(shè)備后，由過(guò)程控制者啟動(dòng)程序。監(jiān)控心率手環(huán)設(shè)備通過(guò)內(nèi)置感應(yīng)板感應(yīng)體驗(yàn)者手腕的脈搏變化，實(shí)時(shí)顯示體驗(yàn)者的心率指數(shù)。體驗(yàn)者在視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)充分沉浸在虛擬場(chǎng)景的情況下，進(jìn)入一種類(lèi)似“靈魂出竅”的狀態(tài)，如圖1。

2 內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.1 流程設(shè)計(jì)

在體驗(yàn)者進(jìn)入虛擬場(chǎng)景后，為了避免現(xiàn)實(shí)與虛擬場(chǎng)景切換給體驗(yàn)者帶來(lái)的心理影響，體驗(yàn)者會(huì)有一段較短的時(shí)間內(nèi)在虛擬場(chǎng)景中四處走動(dòng)，適應(yīng)虛擬場(chǎng)景。待體驗(yàn)者的心率指數(shù)進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)后，測(cè)試開(kāi)始。體驗(yàn)者會(huì)按序進(jìn)入建筑內(nèi)從1層上升到26層的電梯，26層室外的高空吊橋以及鋼絲，從26層上升到40層的電梯，40層無(wú)護(hù)欄的樓頂天臺(tái)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)流程如圖2。

2.2 場(chǎng)景設(shè)計(jì)

虛擬場(chǎng)景為設(shè)計(jì)好的一個(gè)城市模型，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)模型比例以及樣式設(shè)計(jì)，營(yíng)造出真實(shí)的城市氛圍。城市中心的高樓為體驗(yàn)者在虛擬場(chǎng)景內(nèi)主要的活動(dòng)范圍，建筑內(nèi)有觸發(fā)式動(dòng)作，如門(mén)的自動(dòng)感應(yīng)，建筑內(nèi)物體的碰撞檢測(cè)等。觸發(fā)式動(dòng)作可以增強(qiáng)體驗(yàn)者在場(chǎng)景中感受到的真實(shí)感以及交互性，帶來(lái)更好的測(cè)試體驗(yàn)。

3 結(jié)果

測(cè)試征集了20位體驗(yàn)者進(jìn)行虛擬場(chǎng)景的體驗(yàn)，進(jìn)行測(cè)試前先對(duì)體驗(yàn)者進(jìn)行過(guò)一次有關(guān)其恐高情況的問(wèn)卷調(diào)查，獲取其心理“耐高性”，結(jié)果見(jiàn)表1。

問(wèn)卷中聲明假設(shè)每層樓高度為3m

測(cè)試中體驗(yàn)者進(jìn)行虛擬場(chǎng)景的體驗(yàn)，體驗(yàn)者進(jìn)入的虛擬場(chǎng)景相同，測(cè)試進(jìn)行的地點(diǎn)環(huán)境相同。工作人員實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體驗(yàn)者的心率變化，并計(jì)算其心率峰值，作為體驗(yàn)效果的評(píng)判指標(biāo)，把測(cè)試結(jié)果分為A組，B組和C組，結(jié)果詳見(jiàn)表2。

測(cè)試結(jié)束后研究者邀請(qǐng)了體驗(yàn)者進(jìn)行關(guān)于本次體驗(yàn)的問(wèn)卷調(diào)查，內(nèi)容為虛擬場(chǎng)景系統(tǒng)帶給體驗(yàn)者的真實(shí)度，恐懼度效果，調(diào)查結(jié)果見(jiàn)圖7和圖8。

4 討論

根據(jù)體驗(yàn)者的反饋，他們?cè)趫?chǎng)景的確能感受到建筑帶給他們的高度感。對(duì)于自認(rèn)為是輕微恐高的體驗(yàn)者，其在虛擬場(chǎng)景中表現(xiàn)得比其他正常組的體驗(yàn)者更專(zhuān)注，在高空中進(jìn)行的頻繁活動(dòng)甚至能引起他們的焦慮情緒。同時(shí)初次進(jìn)入虛擬場(chǎng)景的體驗(yàn)者并沒(méi)有表現(xiàn)出排斥等不適癥狀，保證了此次測(cè)試的穩(wěn)定性。

在室內(nèi)進(jìn)行的虛擬場(chǎng)景體驗(yàn)加強(qiáng)了治療過(guò)程的可控性，當(dāng)體驗(yàn)者出現(xiàn)過(guò)于激烈的恐高癥狀時(shí)可以隨時(shí)退出體驗(yàn)環(huán)境，同時(shí)也保障了其人身安全。同時(shí)，VR技術(shù)也能應(yīng)對(duì)體驗(yàn)者的回避行為，讓體驗(yàn)者在面臨令自己恐懼的場(chǎng)景時(shí)不需要克服自己的回避情緒，繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試。

穿戴式VR設(shè)備與外部生理?xiàng)l件監(jiān)測(cè)設(shè)備的組合構(gòu)成了一個(gè)易觀察，可循環(huán)的測(cè)試系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)使得測(cè)試恐高癥的方法變得更簡(jiǎn)易化，數(shù)據(jù)的反映更加直觀。咨詢(xún)師不需要具備太高的硬件操作能力，便可使用這套系統(tǒng)。這對(duì)于未來(lái)系統(tǒng)整體的投入使用，操作培訓(xùn)帶來(lái)了很大的便利。

在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中，雖然對(duì)恐高癥的測(cè)評(píng)可以用機(jī)器自動(dòng)化進(jìn)行，但還是需要研究人員中有資深的心理治療師，治療師必須通過(guò)觀察來(lái)訪(fǎng)者在虛擬場(chǎng)景中的表現(xiàn)評(píng)定其焦慮情緒的級(jí)別，并在測(cè)試后完成對(duì)來(lái)訪(fǎng)者恐高情況進(jìn)行的評(píng)估，才能在后續(xù)對(duì)來(lái)訪(fǎng)者進(jìn)行分級(jí)的系統(tǒng)脫敏。

本次研究使用的穿戴式VR設(shè)備以及心率監(jiān)測(cè)設(shè)備并非專(zhuān)門(mén)制作的配套設(shè)備。兩種設(shè)備獨(dú)立工作無(wú)法建立連接，這給心率信息的獲取帶來(lái)了不便。在實(shí)際的醫(yī)療使用中應(yīng)有配套的生理?xiàng)l件監(jiān)測(cè)設(shè)備全面地反映使用者的生理數(shù)據(jù)，并且相應(yīng)的生理數(shù)據(jù)可以顯示在虛擬場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)獲取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的同步。

5 結(jié)束語(yǔ)

虛擬場(chǎng)景的確能通過(guò)視覺(jué)體驗(yàn)影響到人的心理與生理，帶給使用者足夠的真實(shí)感。這也驗(yàn)證了在恐高癥等心理障礙的治療上，利用VR技術(shù)設(shè)計(jì)以及制作療程是科學(xué)可行的。穿戴式VR設(shè)備的高度技術(shù)集成與易攜帶性為心理障礙治療的“虛擬化”提供了很大的應(yīng)用前景。隨著硬件技術(shù)上的改進(jìn)，各種穿戴式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備也往著“低成本，高質(zhì)量”的方向發(fā)展，使用VR技術(shù)進(jìn)行心理治療的成本會(huì)有所下降。這種低風(fēng)險(xiǎn)，易控制的治療方式會(huì)隨著科技的發(fā)展得到更多的普及，這會(huì)是眾多恐高癥患者的福音。

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