虛擬現實技術在精神疾病診斷及治療中的應用

虛擬現實(Virtual Reality，VR)整合了即時計算機圖形學、身體感覺傳感、視覺成像技術，給人們提供近似真實的、可以沉浸和交互作用的三維虛擬環境。虛擬現實心理治療(Virtual Reality Psychotherapy)[1]是患者融入此環境中，進行適當的、反復的交互反應，獲得和真實世界一樣的感知覺體驗及情緒反應等，治療師結合不同的心理治療技術，促使其思維及行為發生改變，從而達到評估及治療目的。

本文以各精神心理疾病特征與VR技術結合為側重點，由淺入深地展開。文中疾病名稱參照美國精神障礙診斷與統計手冊第5版(DSM-5)。

1 焦慮障礙

暴露療法是治療此類疾病的重要方法，虛擬現實暴露療法(VR Exposure Therapy，VRET)可作為現實暴露的替代治療。

1.1 特定恐怖癥

1.1.1 蜘蛛恐怖癥 Peperkorn HM等[2]在VR條件下，對觸發蜘蛛恐懼進行研究，一是感知覺條件下，二是在概念信息條件下，結果恐怖癥患者的虛擬手摸到虛擬蜘蛛恐懼增加明顯。

1.1.2 幽閉恐懼癥 Shiban Y等[3]采用VRET研究幽閉環境恐懼，得出與Peperkorn HM等[2]類似結論：恐懼相關的感知覺要比恐懼相關的概念更能引起恐懼。

在感知覺信息激發的恐懼反應中，視覺路徑是個重要部分，VR技術可以使得恐懼視覺信息便捷、安全的獲得，患者反復暴露后產生了恐懼習慣化的結果，危險或傷害預期改變，達到治療的目的。

1.2 社交焦慮障礙 Wiederhold BK等[5]報道公眾演講恐懼者在VR里面和現實情況下面對觀眾，會出現同樣的反應：口干、心率加快、手汗等。

Anderson PL等[6]對VRET和現實暴露治療社交焦慮障礙的效果進行了一項隨機對照研究。96名社交焦慮障礙者，均以公眾演講為主要恐懼，被隨機分為三組：VRET組、現實暴露組和對照組，結果顯示：VRET明顯有效，并且和現實暴露效果相同。VRET治療結束后進行演講時，焦慮感減少，演講時間延長。1年后的隨訪仍然有效。

VR暴露認知療法對于焦慮障礙的效果肯定。VR的優勢在于他們意識到場景是電子模擬的，但是他們的想法及行為會感覺這是真實的，因此他們較之現實環境更容易面對這些恐懼場景。VR的優勢還在于治療師可以在辦公室里方便、安全的治療；可以控制暴露內容和間隔時間來調節暴露強度；可以按照需要重復；對于特殊患者可以定制虛擬場景，例如對于恐飛癥，虛擬飛行的暴露無疑比之現實暴露便宜。

2 創傷及應激相關障礙(PTSD)

Rothbaum BO等[7]虛擬伊拉克、阿富汗戰爭治療場景，戰爭后PTSD患者在場景中可以感受到槍聲、爆炸聲、叛亂者攻擊之類，握槍的觸覺和環境嗅覺，這些是治療師根據患者發生創傷時的場景實時控制和調節的，和患者體驗的描述情況匹配。總體的治療進展，治療師會根據患者以前的體驗，進行量體裁衣，讓患者知道對焦慮的調節控制，對于過去創傷體驗獲得“習慣化”，以及對創傷體驗的情緒處理是必須的。對于非戰爭相關的PTSD也是有效果的[8]。

對于PTSD治療，傳統的延遲暴露療法是讓患者分級別地進行想象性的重溫和敘述創傷性事件。事實上，對創傷的回避是PTSD的主要癥狀之一。許多患者不愿意或者不能有效地回憶可視化創傷事件，這種恐懼記憶結構不能被激活，新的正確的記憶和情緒無法進行重構，結果導致治療失敗。VR情景可以有效地繞過PTSD的主動回避，幫助患者面對及處理這種體驗。VR作為暴露治療的工具，治療者可以準確地控制現場情感強度，決定暴露的程度及速度等情況，可以記錄客觀的暴露刺激物以及患者反應結果等。傳統的想象暴露治療是無法做到這些的。同時，VR暴露治療的易復制、易獲得性也是顯而易見的。世貿大廈已經消失，重返伊拉克戰場也是不安全的。VR就可以彌補這些現實暴露的不足。

3 強迫及相關障礙(OCD)

Kim K等[9]報道在VR刺激物暴露環境下，強迫癥患者較之對照組明顯引起焦慮不安，VR可用于篩測和確定強迫的類型[10]。

4.2 固定資產管理 固定資產管理是整個系統的核心部分，在該部分可以看到每臺設備的詳細狀況，包括固定資產卡片、安裝培訓、驗收、合同、招標、購置申請等整個生命周期的信息，具體運行效果見圖5。

Laforest M等[11]報道了VR治療污染強迫：用VRET結合認知行為療法(CBT)，為期12周，主要觀察強迫觀念和強迫行為的表現，以及治療前后強迫觀念和強迫行為強度的變化。4、8個月后進行兩次隨訪，評估效果的保持情況。結果顯示，VR用于OCD治療是有效果的，沒有不良反應的報告。

對于OCD患者實施暴露及反應阻斷治療技術，VR刺激場景直接面對患者，繞開大腦想象，并且可以靈活設置刺激物等級，重復進行，直至本級脫敏，比較安全，患者也樂于接受。

4 物質相關及成癮障礙

研究表明[12]，對成癮者使用致成癮物例如大麻、酒精、香煙等，進行反復線索暴露，可以作為治療輔助手段，減少心癮及生理反應，也可以用于防止復發。

Saladin ME等[13]對11名海洛因依賴者進行VR線索暴露，設計了7個和海洛因相關的場景，例如觀看虛擬販賣毒品過程，置身虛擬“嗨”的吸毒場景，與虛擬毒販交易的場景以及被警察闖入的場景。結果顯示：和基線時對比，海洛因相關的場景明顯引起患者的“心癮”，海洛因的吸食場景引起心癮程度最強，心癮和海洛因暴露的強度一致；在海洛因使用相關的場景，心率明顯增快；愉快相關的正性情緒與基線相比低下。并且患者對VR技術有較高的吸引力和較好的耐受性。

物質濫用者復吸是個重要問題，其中環境因素比如精神壓力、酒吧以及同伴的誘惑是主要原因之一。心癮的吸引強度遠超現實中其認知行為訓練形成的對依賴物質的抑制程度，VR技術針對這類尋藥行為和同伴壓力等社會交往場景進行暴露治療，有助于阻止復發[14]。

VR環境或者依賴物質的暴露可以誘發心癮及軀體生理反應，因此反復暴露治療可能是防止復發的一個手段，也可以作為戒毒治療是否鞏固可以出院的評估檢查手段。

5 精神分裂癥譜系及其他精神病性障礙

Freeman D等[15]用VR技術模擬現實治療被害妄想癥狀，并取得了顯著的療效，研究包括了精神分裂癥、分裂情感、妄想障礙及其他精神病性障礙的患者。試驗設置了兩種場景：地鐵車廂和電梯，每種又分為幾個強度等級。治療組(虛擬現實認知療法)在虛擬現實中接受指令降低尋求安全行為，對照組(現實暴露治療)維持不變。評估手段包括陽性和陰性綜合征量表(PANSS)的陽性癥狀量表、精神癥狀評定量表的妄想部分、安全行為調查問卷的被害信念部分、Beck焦慮、抑郁自評量表等。測試結束后，妄想水平治療組從79.8%降至46.5%；對照組從78.5%降至67.6%。接受訓練后，治療組患者在進入現實世界情境時(比如去超市購物)，比對照組的痛苦水平降低19.6%。

讓患者直接和虛擬場景中的人物眼神接觸，讓其發現自己害怕的情景其實非常安全，什么不好也沒有發生，從而讓自己受到威脅的想法消失，可以幫助其建立自信，鼓勵患者社會接觸。VRET對于妄想的認知行為治療具有重要意義，對于妄想的發生維持機制有了新的研究視角，比如推理偏倚、消極的自我信念、過度的擔憂恐懼等。

6 抑郁障礙

Falconer CJ等[16]通過VR技術讓抑郁癥患者對自己表達同情和安慰，進行“同情聚焦療法”。15例重型抑郁治療達到穩定的患者，進到場景的第一個階段，患者按照提供的指導語傳遞給一個小女孩同情表達。在第二階段，患者化身為虛擬小女孩的身體，患者再以小女孩的新視角重新體驗他們先前的同情表達。這種虛擬現實重復2次，間隔大約1周。試驗結果表明：患者明顯減少了自我責罪感，同時增加了自我同情感，抑郁的嚴重程度明顯減輕。

同情聚焦療法的效果雖然已經得到充分證明，但是大量與自我批評和自我同情有關的心理治療都需要借助豐富的想象力，對于很多人而言，它們實際操作起來相當困難。因為人們往往很難控制自己的想象力，難以進入假想情景之中，或者長時間維持想象。而沉浸式VR技術正好可以幫助人們解決這個困難。

7 進食障礙

體像障礙是神經性貪食和神經性厭食的精神病理學原因，異常的飲食行為是要改變他們不認可、不接受自我的形體。不同研究都指出身體形象不滿意是一種認知偏差，但是臨床上要解釋說明這個認知偏差是件非常困難的事，因為患者認為這個偏差的認知對于他是真實的。Perpina C等[17]利用VR技術對體像障礙進行了評估和治療。有6個場景，其中一個場景，包括兩面鏡子，患者必須操控一個3D人物，增加或者縮小不同的身體部位，直到和患者自認一樣的體像。在另外的鏡子里，患者的真實體像以半透明的二維圖像形式呈現，目的是為和3D形象重疊。如果患者認為兩個一樣的體形重疊后不吻合，患者必須修正這個3D形象，以達到兩者吻合；其中另外一個場景，在6面鏡子區域，患者操控不同的體形部位，但是這一次，患者被要求去塑造她主觀期望的自己的身體體態，她可以獲得她眼里最渴望得到的部位形態，然后這些形象和自己真實體像進行對照。在患者與計算機交互中，她對她曲解(扭曲的感知)的反應進行記錄，作為一次一次訓練的比較。試驗結果顯示：聯合了VR治療組效果好于常規標準體像治療組。12個月的隨訪研究，治療后的療效不僅得到維持，而且還有進一步改善。

未來發展，VR的主要功用是實時改變患者對體像的感知體驗，以及線索暴露減少對食物欲求[18]，可能獲得堪比傳統的CBT的效果。

8 神經發育障礙

傳統的神經心理學測試主要是通過紙筆及行為觀察獲得，VR技術提供可測試的虛擬環境以補充現有手段。通過虛擬環境進行心理測量信度、效度評估，可以較好用于中樞神經系統類疾病或障礙的檢測和診斷。同時，測試結果可以指導進行有針對性的康復訓練，虛擬環境就可以作為有效的輔助治療手段。

8.2 孤獨癥(自閉癥)譜系障礙 自閉癥者眼神不能正常接觸，對眼睛的監控可能是一種有價值的干預策略。Lahiri U等[21]開發基于VR的動態眼睛跟蹤系統，在虛擬社交情景下，根據患者的眼動情況，和虛擬場景的人物可以進行反饋交互。場景中虛擬人物(患兒的同學)講述自己的旅行經驗或者食物等情況。當患兒與虛擬人物交互時，虛擬人物的表情、興趣可以對患兒眼球跟蹤情況進行反饋，以保持與患兒的對視。場景中還虛擬了幾種情況，例如在虛擬教室里，同學講述個人故事，開始表現的是中性表情，以后同學根據故事內容表現得高興或者憤怒。講完后讓患兒選答講的故事內容以及什么表情等，旨在幫助自閉癥兒童注意面部表情的含義等信息。

Lahiri U等[22]還設計了患兒主動與虛擬同學交互的場景。自閉癥兒童對虛擬人物表情的理解，眼神的交流，虛擬情景對自閉癥的干預有著特殊的促進作用。VR不僅可以幫助自閉癥兒童進行社會交往的培養，還可以進行社會技能訓練。

Josman N等[23]利用虛擬過馬路對自閉癥孩童進行試驗，結果6人自閉癥中的5人，經過前2次訓練，能熟悉虛擬環境，并進行鍵盤操作，另外一個不能理解此功能，他可以重復操作動作，但不能實際操作。經過訓練后，6人中的3人在現實情境下提高了過馬路的技能。由于自閉癥兒童在學習新的技能后需要及時泛化，因此利用VR技術創設游戲、生活場景，將所學認知、技能進行泛化，為其真正在生活中應用技能打下良好的基礎。

自閉癥患者的核心缺陷是社會交往、情緒理解和語言/非語言交流障礙。VR技術通過計算機仿真，為智力障礙兒童營造一個類似真實卻沒有危險性的情景，讓自閉癥兒童在刻意營造的虛擬環境中體驗、學習社交及生活技能。自閉癥兒童對于VR的接受性較好，VR將會成為自閉癥譜系兒童新的干預與康復手段。

9 神經認知障礙

Manera V等[24]根據經典的視覺刪除任務，設計訓練注意的選擇和注意保持，并且在虛擬場景下和傳統的紙筆條件下的效果進行了對比。結果顯示參與者對VR訓練感到滿意和有興趣，較低的不適、焦慮和疲乏感。相比于紙筆操作，他們更喜歡選擇VR。更重要的，淡漠型參與者較之非淡漠型更喜歡VR。其意義在于VR可以較好保證長期規律性訓練，而長期重復鍛煉是獲得效果的必要條件。

VR不僅可以作為認知功能的康復和訓練，還可以作為認知功能的篩選和評估。Zygouris S等[25]使用虛擬超市比較輕度認知功能障礙(MCI)者和健康老年者的不同表現，探討了這些表現和MCI神經心理測量的相關性以及用于診斷的價值。

10 性功能失調(非器質性性功能障礙)

VR治療性功能障礙效果是被PET證實[26]。Optale G等[27]使用精神動力學治療與VR沉浸技術結合，治療男性勃起障礙取得較好療效。共25周12 次治療，每次1 h。主要對患者男性身份的個體發育相關(事情)進行自由聯想，形成對性身份的確認達到治療目標。其中VR有如下場景：在虛擬環境里，四種不同的可延伸的道路通過一個森林，背景音樂帶領患者回到他們開始對異性感興趣的童年、青春期和青少年時代。患者沿路走動，不同的情境下都呈現有阻礙，患者都要越過、克服得以繼續前行。其中有與患者男性認同(或者發育)相關的幾秒鐘非情色電影片段，患者對此反應而完成沉浸過程。治療師和患者共同克服患者在VR交互時遇到的困難。在VR環境中，患者避免了認知阻抗，直接激活了潛意識，導致他性功能障礙的阻跘因此被移除。當患者意識到他的性功能障礙的原因(或過程)可以被修正或者重塑，就會達到治愈的目標。如果按照傳統心理治療，患者進入這樣的治療氛圍需要花費很長時間。

11 前景及展望

VR有可能改變目前對精神心理疾病的評估、診斷和治療的方式，成為精神心理科的核心手段之一。研究者需要把各種心理治療技術與VR技術結合，例如精神分析、認知治療、人本主義等等與VR沉浸及交互技術相結合，編程專家創造出更多的VR場景，供臨床醫生及治療師使用，繼而患者可以在真實世界里獲益。

目前，由于我國訓練有素的精神心理醫生的短缺，許多療效確定的治療技術尚不能普及，VR治療就可以彌補這一缺陷，使更多的患者受益。同時，VR治療對于有些疾病是可以代替治療師的，有些明顯可以減少治療師的時間，對于我國精神衛生現狀具有現實意義。

隨著計算機技術的飛速發展，VR技術將會廣泛應用于精神心理領域，極大地提高精神心理疾病的評估、診斷及治療水平。