摘 "要 "恐高癥作為影響人們?nèi)粘Ｉ畹目謶职Y之一，對體驗者的生活質(zhì)量造成一定損害。目前，已有的行為療法包括系統(tǒng)脫敏療法、暴露療法、運動療法。對虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于恐高心理治療的可行性進行分析，以原創(chuàng)設(shè)計的“No Fear”恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)為例進行應(yīng)用效果分析，實證研究得出，虛擬現(xiàn)實暴露療法在緩解恐高癥狀方面有積極的作用和深刻的教育教學(xué)意義。此外，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在恐高癥治療及教育教學(xué)等領(lǐng)域進行展望。

關(guān)鍵詞 "虛擬現(xiàn)實；恐高癥；心理治療；虛擬現(xiàn)實暴露療法；恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號：R496 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）02-0087-05

0 "引言

每個人身上都存在因恐高而產(chǎn)生的不同程度的心理或生理反應(yīng)，較為嚴重的體驗者會對高空環(huán)境產(chǎn)生極為恐懼的心理障礙，即恐高癥，表現(xiàn)為眩暈、惡心、食欲缺乏等癥狀。他們懼怕坐飛機，不敢去陽臺或乘坐透明電梯，當(dāng)處在高處的環(huán)境中，會產(chǎn)生將要掉下去的心理暗示，出現(xiàn)恐懼、焦慮和呼吸急促的癥狀。現(xiàn)如今治療恐高癥的方法主要有系統(tǒng)脫敏療法、暴露療法和藥物治療法。其中暴露療法是較為快速的行為療法，它鼓勵體驗者主動直面可能導(dǎo)致其產(chǎn)生恐懼和焦慮的場景或事物，一直持續(xù)到緊張感消失。

傳統(tǒng)的暴露療法包括現(xiàn)實暴露療法和想象暴露療法，雖然具有一定的療效，但是現(xiàn)實暴露療法具有一定程度的危險性和限制性，想象暴露療法對體驗者想象能力的要求較高[1]。教師在教學(xué)過程中對于系統(tǒng)脫敏療法、暴露療法和藥物治療法等療法的介紹較為乏味。隨著虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，

簡稱VR）技術(shù)的飛速發(fā)展，具有安全性、沉浸性的虛擬現(xiàn)實暴露療法在恐高癥治療中的應(yīng)用越來越廣泛，有助于學(xué)生有關(guān)恐高癥相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率。

1 "VRET恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)的可行性

分析

近年來，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，虛擬現(xiàn)實暴露療法（Virtual Reality Exposure Therapy，簡稱VRET）將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和暴露療法相結(jié)合的心理治療方式應(yīng)運而生，即首先使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)生能夠讓體驗者感到恐懼的刺激條件，然后根據(jù)暴露療法的治療原理進行治療。VRET利用虛擬現(xiàn)實的真實性和沉浸性[2]讓體驗者安全地暴露在某些特定的虛擬現(xiàn)實高空環(huán)境中，通過治療師手動控制特定數(shù)值、數(shù)據(jù)或切換場景，依次進行暴露治療，在對體驗者進行反復(fù)暴露治療后，達到減緩恐高癥狀的作用。

1.1 "常見暴露療法的對比分析

暴露療法一般采用想象或者模擬的方法讓病人直接進入讓其感覺害怕、緊張的現(xiàn)實場景，當(dāng)體驗者想退出時，盡量讓其堅持下去，隨著在那個場景暴露時間的延長，緊張情緒慢慢消失。這種治療方法用時短，解決問題比較干脆。目前常用的暴露療法主要為現(xiàn)實暴露療法、想象暴露療法和VRET[3]。

現(xiàn)實暴露療法雖然治療效果不會在近期消失，但是對于場地和其他條件都有限制，時間長、治療成本高，如果站在高樓樓頂或山頂有極大的危險，實施起來難度較大，最重要的是對體驗者刺激的分級不夠平均。想象暴露療法是由治療師引導(dǎo)體驗者想象自己處在高空情境中，經(jīng)過治療消除對于高空的恐懼心理。雖然想象暴露療法的治療簡單方便、容易實施、沒有危險性，但由于治療師無法控制體驗者想象的情境，部分體驗者因恐懼產(chǎn)生抵觸心理而抗拒繼續(xù)想象高空場景，因此無法達到治療效果。三種暴露療法對比分析如表1所示。

相較于現(xiàn)實暴露療法，使用VRET進行恐高心理治療的優(yōu)點在于安全性高且不受場地限制，治療師可根據(jù)體驗者的行為反應(yīng)及時調(diào)整暴露等級和難度。體驗者戴上虛擬現(xiàn)實頭盔后，人處在很安全的真實環(huán)境中，看到的卻是虛擬的高空環(huán)境，給他們提供安全保障。體驗者平時因恐高癥不敢乘坐透明電梯或者登上房屋樓頂，不敢站在高處向外眺望或在天臺移動，但是在虛擬現(xiàn)實場景中可以隨意移動，安全性得到保障，便敢于去挑戰(zhàn)高空，在虛擬仿真環(huán)境中多次嘗試，逐漸減輕對高空的恐懼。

相較于想象暴露療法，引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的VRET

對體驗者的想象能力并無過高要求，當(dāng)體驗者感知到虛擬世界的刺激時，包括觸覺、味覺、嗅覺、運動感知等，便會產(chǎn)生思維共鳴，造成心理沉浸，感覺如同進入真實世界。VRET可以根據(jù)體驗者的需求設(shè)計對應(yīng)的場景，無須體驗者自行想象，直接使他們沉浸于虛擬的高空環(huán)境中進行刺激治療，達到理想效果[4]。

1.2 "VRET恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)“No Fear”的優(yōu)點

“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)基于現(xiàn)實場景建模，旨在減緩恐高癥體驗者在高空環(huán)境中的焦慮和恐懼心理，對測試人員是否患有恐高癥具有檢測作用，引導(dǎo)恐高癥體驗者與普通大眾更好地享受美好生活。此系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，讓學(xué)生深入體驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)恐高癥的環(huán)境，提高教師的教學(xué)效率，使知識不再枯燥且難以理解。

1.2.1 "具有仿真性 "本應(yīng)用的創(chuàng)新點在于通過對江西科技師范大學(xué)紅角洲校區(qū)教工宿舍的現(xiàn)實場景進行仿真建模，讓體驗者佩戴虛擬現(xiàn)實設(shè)備能感受逼真的虛擬仿真高空場景畫面和風(fēng)聲，從而在內(nèi)心相信自己所處的是真實的教工宿舍高空環(huán)境。仿真環(huán)境可以讓逼真的現(xiàn)實場景快速引導(dǎo)體驗者進入恐懼或焦慮的心理狀態(tài)，針對體驗者對不同高度的恐懼程度進行調(diào)整。

1.2.2 "具有可控性 "體驗者可通過自身承受高度的能力在“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)中個性化地選擇電梯的不同層數(shù)，感受不同高度帶來的焦慮和恐懼。設(shè)計者對體驗者進行反復(fù)刺激，監(jiān)測體驗者的生理指標和行為表現(xiàn)是否正常，若體驗者生理指標超出正常范圍、行為表現(xiàn)失控等，設(shè)計者可以立即中斷，避免對體驗者造成進一步的傷害。因此，此應(yīng)用的靈活性佳、治療性高、可控性強。

1.2.3 "具有可測性 "體驗者佩戴心率監(jiān)測儀進入“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計者實時監(jiān)控并記錄體驗者在不同高度時心率的數(shù)值。經(jīng)反復(fù)治療后，將前后測量的心率數(shù)據(jù)進行對比分析，得出結(jié)論。通過前后數(shù)據(jù)分析和治療過程中對體驗者行為表現(xiàn)的觀察，更好地證實“No Fear”

虛擬現(xiàn)實心理治療系統(tǒng)在恐高治療中的有效性。

2 "VRET恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

2.1 "VRET恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)仿真場景開發(fā)

本應(yīng)用場景以江西科技師范大學(xué)紅角洲校區(qū)教工宿舍為設(shè)計藍本，由無人機拍攝建模，導(dǎo)入Unity

3D中進行交互制作。仿真的場景建模，讓體驗者一進入便會聯(lián)想起現(xiàn)實場景，深深地沉浸在虛擬的仿真場景中，尤其是曾在這里生活過的人。場景的合理設(shè)計和電梯的仿真建模都會增強真實感。體驗者可以在應(yīng)用內(nèi)的整個場景中四處走動，在電梯里可以進行5樓、10樓、18樓不同高度的選擇。場景中的手柄射線交互方式可以讓體驗者更加方便快速地移動和挑戰(zhàn)，賦予建筑物模型碰撞體屬性，讓場景交互更加合理真實，使體驗者的沉浸感更佳。“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的虛擬仿真場景如圖1所示。

2.2 "VRET恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.2.1 "實驗方案設(shè)計 "多模態(tài)交互方式為虛擬現(xiàn)實相關(guān)硬件、軟件、應(yīng)用的研發(fā)奠定基礎(chǔ)，“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)基于多模態(tài)交互模式，將視、聽、觸等多種感官融合，旨在讓體驗者沉浸在虛擬的高空環(huán)境，安全高效地治療恐高癥。在治療系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，體驗者身處6 m2的房間內(nèi)，頭部佩戴HTC Vive Cosmos VR頭盔，手部佩戴心率監(jiān)測儀。準備就緒后，由設(shè)計者啟動“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)。體驗者手部佩戴的心率監(jiān)測儀通過內(nèi)置的感應(yīng)板，實時感應(yīng)體驗者手腕處脈搏的變化，在手環(huán)上顯示出心率指數(shù)，由設(shè)計者收集數(shù)據(jù)，后期進行分析[5]。硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。頭部的虛擬現(xiàn)實頭盔可以讓體驗者的視、聽沉浸在仿真的虛擬場景中。高度的仿真性、沉浸性和交互性能讓體驗者全身心沉浸在虛擬的高空環(huán)境中，自然而然地產(chǎn)生焦慮感和緊張感，如圖3所示。

2.2.2 "實驗對象選取 "實驗隨機選取60名具有不同程度恐高癥的學(xué)生作為實驗對象[6]，其中男生25名，女生35名。體驗者均精神狀態(tài)良好，視、聽覺正常。每個學(xué)生都會進入“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)場景[7]。正式進行實驗前，對所有人的恐高心理承受程度，按照體驗者在多少層樓會出現(xiàn)恐高癥狀進行問卷調(diào)查（假設(shè)每層樓3米），并分為三組，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

問卷結(jié)果顯示，從5層開始會有相應(yīng)恐高癥狀產(chǎn)生的人數(shù)為24人，將其分為A組；從10層開始會有相應(yīng)恐高癥狀產(chǎn)生的人數(shù)為20人，將其分為B組；從15層開始會有相應(yīng)恐高癥狀產(chǎn)生的人數(shù)為16人，將其分為C組。此分組旨在為后期收集并分析心率數(shù)值作出合理的對比研究。

2.2.3 "應(yīng)用流程設(shè)計 "體驗者初次進入“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)場景中，心率難免會產(chǎn)生浮動。體驗者可以通過手柄移動和身體移動的方式，自行游覽仿真場景，在較短的時間內(nèi)適應(yīng)虛擬現(xiàn)實頭盔內(nèi)所呈現(xiàn)的虛擬場景。待體驗者心率指數(shù)平穩(wěn)時，方可正式對其進行測試和治療。體驗者移動至電梯旁，打開電梯門并進入其中，依次按5樓、10樓、18樓三個按鈕遞增高度進行體驗。當(dāng)電梯到達5樓時，體驗者打開電梯門，面前木板的盡頭有一個收集品，需要體驗者移動步伐而不是依靠手柄移動取得物品，設(shè)計者對體驗者的行為表現(xiàn)、心率指數(shù)進行實時記錄。若體驗者的行為表現(xiàn)不正常、心率指數(shù)不穩(wěn)定，可以由設(shè)計者中斷測試過程，體驗者也可自行重復(fù)挑戰(zhàn)此等級。

5樓的等級多次挑戰(zhàn)完成后，若體驗者一切反應(yīng)正常，可依次挑戰(zhàn)10樓和18樓。待一切挑戰(zhàn)完成后，體驗者可以自行退出系統(tǒng)，或由設(shè)計者幫助退出，結(jié)束“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高心理治療與教學(xué)，應(yīng)用流程如圖4所示。

3 "“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)

系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

3.1 "實驗研究設(shè)計

實驗正式開始前，先收集每位體驗者正常狀態(tài)下的心率值，分別取A組、B組、C組的平均值；然后讓所有體驗者進入“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)中，進行體驗者第一次身處5樓、10樓、18樓時心率數(shù)值的收集，分別取A組、B組、C組的平均值。之后對每一位體驗者進行多次虛擬現(xiàn)實暴露治療，再對所有體驗者在5樓、10樓、18樓的心率數(shù)值進行最后一次收集，分別取A組、B組、C組的平均值。為了證明本次實驗的有效性，將體驗者在“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)中第一次和最后一次測試的心率數(shù)值進行對比，如表3所示。

3.2 "實驗效果分析

以正常人的心率60～100次/分鐘（bpm）作為參考標準，將本次實驗獲取的心率數(shù)值進行進一步分析。三組體驗者不同狀態(tài)下心率平均值變化分別如圖5、圖6、圖7所示。

對圖中數(shù)據(jù)進行分析，A組、B組與C組體驗者的心率數(shù)值均在5層、10層、18層呈現(xiàn)明顯上升趨勢，說明隨著樓層的增高，恐高癥體驗者的心率變得更快。在不同樓層狀態(tài)下最后一次測試所得數(shù)值明顯低于第一次測試所得數(shù)值。在整個實驗數(shù)據(jù)采取中，在任何樓層高度狀態(tài)下，A組體驗者心率數(shù)值均高于B組，B組高于C組。A組與B組體驗者在第10層樓第一次測試、在第18層樓第一次測試與最后一次測試的數(shù)值均超過一般正常心率范圍，C組體驗者在第18層樓第一次測試時心率值超過一般正常心率范圍，此數(shù)據(jù)符合實驗假設(shè)，表明此實驗具有科學(xué)性。

收集體驗者的心率數(shù)值，將正常狀態(tài)下的心率、第一次和最后一次測試平均心率進行對比，由此得出三組體驗者在第一次測試時心率遠遠高于他們正常狀態(tài)下的心率。在對體驗者進行多次VRET治療后，最后一次對體驗者測試的心率數(shù)值相較于第一次測試的心率數(shù)值有明顯下降的趨勢，由此說明，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用在恐高癥的治療方面有一定的輔助效果。

第一次測試的平均心率遠遠高于正常狀態(tài)下的平均心率，說明仿真的虛擬場景能引起體驗者的緊張與焦慮感。經(jīng)過多次治療，最后一次測試的心率相較于第一次數(shù)值顯著降低，證明了使用“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)輔助恐高治療的有效性；不過最后一次測試的心率與正常狀態(tài)下的心率仍有一定的距離，表明體驗者的癥狀并未完全治愈而是減緩[8]。

4 "總結(jié)與展望

通過對“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計和分組實驗分析得出以下結(jié)論。

在對VRET恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)的可行性分析中，將VRET和現(xiàn)實暴露療法、想象暴露療法進行對比，得出VRET用于恐高治療能在保證體驗者人身安全的前提下，讓體驗者和學(xué)生無須自行想象即可沉浸在虛擬高空場景。

基于多模態(tài)交互方式開發(fā)的“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)具有仿真性、可控性、可測性的特點，治療過程中體驗者佩戴的虛擬現(xiàn)實設(shè)備和心率監(jiān)測儀，讓整個測試和教學(xué)過程更安全，實時監(jiān)測，可重復(fù)使用。

A組、B組、C組最后一次測試的心率均值都低于第一次測試時的心率均值，而且各組體驗者的恐高癥狀均得到不同程度的緩解，證明“No Fear”虛擬現(xiàn)實恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)對治療恐高癥有積極作用。

本研究雖然在恐高治療上表現(xiàn)出一些成效，但仍有一定的不足，例如：佩戴虛擬現(xiàn)實頭盔的笨重感和眩暈感使實驗對象的心率受到一定程度的影響；個別實驗對象心理狀態(tài)起伏不定對實驗有影

響；應(yīng)用的場景仍需細節(jié)的優(yōu)化；交互的真實感還待進一步研究；實際治療時，需配備專業(yè)的心理治療師對體驗者的行為表現(xiàn)和心率變化進行評估；等等。

目前，各種虛擬現(xiàn)實設(shè)備朝著高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，表明未來使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行心理治療的成本將會越來越低，將會有更多的恐高癥體驗者受益于這種低風(fēng)險、易控制的VRET治療方式[9]。

而傳統(tǒng)的教育方式也將會得到進一步的改善，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、沉浸交互的仿真環(huán)境下提高學(xué)習(xí)效率，促進教育發(fā)展。

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