虛擬現實與系統脫敏療法結合的可行性研究

李佳皓 樸美花 路越 宋大雷 張婧琦 宋秀

摘? 要：隨著技術進步，虛擬現實技術與系統脫敏療法的結合應用，在心理治療的臨床應用上已經起到了試驗性的成果。文章對不同志愿者在虛擬現實場景中的心率變化及調查問卷結果進行了收集分析，總結了志愿者接受試驗后的心理反應，并結合心理學的相關理論，認為虛擬現實技術與系統脫敏療法的結合是符合科學性的可行方案。

關鍵詞：系統脫敏療法;虛擬現實技術;跨學科;幽閉恐懼癥;心理治療

中圖分類號：R749.7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）33-0063-04

Abstract： With the advancement of technology， the combination of virtual reality technology and system desensitization therapy has achieved experimental results in the clinical application of psychotherapy. This paper collects and analyses the heart rate changes and questionnaire results of different volunteers in the virtual reality scene， summarizes the psychological reaction of volunteers after the experiment， and concludes that the combination of virtual reality technology and systematic desensitization therapy is a feasible and scientific scheme.

Keywords： systematic desensitization therapy; virtual reality technology; interdisciplinary; claustrophobia; psychotherapy

虛擬現實技術（Virtual Reality）是一種新興的現代科學技術，是一種可以通過虛擬仿真系統在計算機中創建虛擬世界，并借助人機交互設備體驗虛擬世界的技術。隨著設備的發展、軟件的完善，VR技術在與系統脫敏療法的結合應用中取得了一定的成果。虛擬現實技術與心理學療法的結合也日漸受到更多的學者關注，虛擬現實技術特有的一些長處，使其具有更好的與系統脫敏療法結合的效果。系統脫敏療法（systematic desensitization）由美國學者沃爾帕提出，是一種誘導患者逐步暴露在恐懼情境下，進而通過心理的放松起到治療心理障礙的療法。但系統脫敏療法所需要的實際情境構建成本較高，刺激等級分布不能做到均勻，且難以保證患者的安全性和隱私性，故傳統的治療方案日益不能滿足現代人的需要，系統脫敏療法與虛擬現實技術的結合應用解決了安全性和隱私性的問題，是一種實施系統脫敏療法的思路。目前，虛擬現實技術與系統脫敏療法結合治療恐高癥在國外已經取得了實際的成果[1]。國內也有對虛擬現實技術治療恐高癥的研究成果[2-3]。為進一步探究系統脫敏療法與虛擬現實技術的結合應用的可行性，選擇可以運用系統脫敏療法進行治療的幽閉恐懼癥為試驗內容，在虛擬現實的體驗基礎上，進行虛擬現實場景中的心率收集與問卷分析，從而觀察受試者的心理反應，通過心理響應進而研究虛擬現實技術與系統脫敏療法結合應用到臨床的可行性。

本試驗所測試的幽閉恐懼癥（claustrophobia）是一種自主神經障礙。面對幽閉環境，患者常出現壓抑、胸悶等臨床癥狀，重者表現為心悸、氣短、呼吸困難等[4]。系統脫敏療法是治療幽閉恐懼癥的一種有效療法?，F階段的虛擬現實技術應用到心理治療中起到了不錯的實際效果，使患者在隱私權得到保護的情況下盡快更好地配合，從而起到了縮短治療時間、提高治療效果的作用[5]。故本試驗選用虛擬現實技術搭建幽閉場景，從大學生中隨機選取樣本20個，進行幽閉場景的體驗和系統脫敏療法的幽閉恐懼緩解試驗，進一步探索VR技術應用到系統脫敏療法中的可行性。

1 試驗方法

試驗在中國海洋大學i+ocean創新教育實踐中心進行，試驗場地為5m2（500cm×500cm）的活動空間。依據VR暴露療法（VR exposure therapy）的相關理論[6]，受試者佩戴心率監測設備，由試驗設計人員控制程序運行，并由心理咨詢師確保過程安全合理。受試者佩戴好VR設備，進行充分的設備適應后，開始幽閉恐懼環境的體驗試驗，及時記錄心率數據，并在試驗開始前、結束后發放調查問卷，然后收集數據、問卷進行結論的分析，并依據心理響應判斷相關可行性，如圖1。

2 試驗內容

2.1 試驗場景設計

試驗環境為足夠的虛擬現實空曠活動空間，試驗過程如圖2所示。幽閉恐懼癥場景設置為用Unity3D軟件搭建的幽閉場景，如圖3所示。通過接近現實的物理參數及場景建模，搭建適合心理測試的幽閉場景。試驗中進行不同的場景切換。試驗場景按照“逐步縮減、層層深入”的系統脫敏療法設計，從寬闊到狹窄設置五個層層遞進的不同幽閉場景，使受試者逐步進行幽閉恐懼試驗。場景中運用box collider、rigidbody等組件參數的設置，使場景具有和現實世界相同的碰撞、重力場、光線映射等屬性，制作出符合現實場景的虛擬現實場景，更加強受試者的體驗感，營造更加類似現實的虛擬現實的幽閉場景。

場景等級的劃分有助于受試者按照系統脫敏療法的基本原理，不斷適應暴露下的恐懼環境，并能夠實時觀察動態，及時停止試驗，以免發生危險。其中，每個場景均設置安全性保護功能，即在患者出現嚴重反應時，通過切換程序中的場景，及時轉移到光線充足的環境中，并播放舒緩的音效，使其得到充分的舒緩，以免發生意外。場景所用貼圖均采用較接近實際情況的紋理，場景模型選擇模擬實際場景的巖石、墻壁等，以更加貼近真實的情況，起到使受試者身臨其境的良好效果。從而得出更準確的脫敏療法對受試者心理的作用效果。

2.2 試驗過程

試驗時，由心理咨詢師引導受試者先進行調查問卷的填寫，以了解受試者對幽閉環境的承受心理預期，并依據問卷結果由專業的心理咨詢師設計進行不同的試驗進展速度。受試者佩戴好VR設備后，由專業的VR開發人員開始運行試驗軟件，通過Unity3D中的場景構建，進行虛擬現實的試驗。

受試者佩戴好VR設備后，先進行一段適應過程，此階段能夠使受試者盡快適應VR設備，以構建較好的沉浸感與真實感。適應結束后，檢測到受試者心率較平穩，通過語言溝通判斷受試者的沉浸感與真實感，開始分等級的幽閉環境體驗試驗。試驗進行中，心理咨詢師時刻通過與受試者溝通，獲取心理狀態。同時，記錄受試者的心率變化。

體驗結束后，再次發放調查問卷收集受試者的體驗信息。

3 試驗結果分析

針對20名志愿者進行幽閉恐懼癥場景的體驗分析。要進行體驗前后心理恐懼感的對比，首先需要了解志愿者的心理承受預期，對體驗者發放試驗前調查問卷，前期調查問卷結果如圖4所示。

針對不同的受試者確定不同的心理適應時間?？謶殖潭壬畹倪m應時間較恐懼程度低的長，通過溝通和受試者心率的響應確定適應結束的時間。適應過程結束后，各志愿者在相同的環境中進行幽閉體驗。確保除虛擬幽閉環境的適應程度之外其它條件如室內環境等盡可能相同。監測其實時心率，結果表明虛擬現實技術實現的幽閉場景可以為受試者的心理造成明顯的影響。從level1-level5幽閉的程度逐漸加深，除未有反應的幽閉承受能力較強者之外，其它受試者都有不同程度的反應。當環境到level5時，部分受試者心跳甚至超過90次/min。反饋如表1所示。

為更好地了解受試者的心理感受，更好地分析受試者在虛擬現實環境中的真實體驗，進行實驗后再次發放調查問卷，受試者對幽閉恐懼的承受程度發生變化。表明虛擬現實技術起到了很好的幽閉模擬效果，無論受試者的心率反應如何，虛擬現實搭建的幽閉恐懼癥受試者的體驗環境均對受試者的心理起到了一定的作用，并產生了一定的現實中的恐懼效果。結果如圖5所示。

為使試驗結果具有區分度和科學的分析性，令受試者對恐懼程度進行打分，從分值1到分值4恐懼結果逐漸升高，結果表明幽閉環境對受試者造成了較強的現實體驗，部分受試者感受到幽閉環境產生的恐懼。分值3以上的受試者占到了百分之五十之上，如圖6所示。

按照相同的試驗過程對20個樣本進行上述體驗幽閉過程5次后，再次令受試者進行恐懼程度分值的打分，結果如圖7所示，表明恐懼程度普遍比之前要低，分值1的受試者甚至占到總數的50%，說明虛擬現實技術的場景起到了一定的緩解的作用。

4 討論

虛擬現實技術作為一種安全性高、成本低、隱私性好的心理治療實現的技術，其在心理治療領域的應用可以解決現階段傳統治療模式的不足之處。系統脫敏療法由于其實現的難度以及局限性，在現實世界中的實現具有諸多的困難，故虛擬現實技術作為一種新興的技術，可以提供一條系統脫敏療法的新思路。根據試驗中收集的體驗者反饋，在幽閉恐懼環境的體驗當中，虛擬現實技術確實起到了一定的作用，這種作用不僅體現在成功地仿真了現實幽閉場景引起受試者的心理恐慌，并在重復上述過程后受試者的心理恐懼得到了相當程度的緩解與適應。虛擬現實技術在5G時代可以進一步發展，成為高畫質、高沉浸的虛擬場景，并與可穿戴設備進行綜合的應用，起到更好的體驗效果，為心理治療提供更好的新技術手段。虛擬現實技術的發展需要與其它技術結合，才能體現其強大的虛擬現實功能。虛擬現實技術進行心理學的治療，實現低成本、高私密的心理治療，是心理治療方式的一種新的探索和思路。

虛擬現實技術（Virtual Reality）與系統脫敏療法（systematic desensitization）在本實驗中起到了緩解受試者心理恐懼的作用。通過對實驗結果的對比分析，虛擬現實應用到心理學領域是可行的。運用虛擬現實構建逼真的場景，進行心理舒緩等作用，逐步使受試者暴露在恐懼的環境中，可以運用心理學的基本原理，進行心理的疏導，同時虛擬現實可以起到很好的保護作用，并且可以實現很多現實場景不能實現的功能。作為一種新興的產業技術，我國的虛擬現實技術與心理治療的跨學科應用起步較晚，但現階段的研究資料已經表明，虛擬現實技術在心理疏導領域的應用具有較新穎的前景。通過本次實驗，進一步完善了虛擬現實應用的相關資料，為虛擬現實技術的進一步應用提供了參考。但虛擬現實技術與系統脫敏療法的具體實施步驟仍需要試驗進行進一步的研究。

參考文獻：

[1]Rothbaum，Hodges，Kooper，edc.Virtual reality graded exposure in the treatment of acrophobia：A case report[J].Behavior Therapy，1995，26（3）：547-554.

[2]肖海川，廖瑩，車敬上.VR虛擬現實技術與恐高癥治療新進展[J].電子技術與軟件工程，2019（02）：119-121.

[3]陶維東，孫弘進，陶曉麗，等.浸入式虛擬現實技術在心理學研究中的應用[J].現代生物醫學進展，2006，6（3）：58-62.

[4]鄺曉，王秀英，李智，趙建農.系統脫敏療法聯合藥物干預在磁共振幽閉恐懼癥中的應用[J].重慶醫學，2015，44（20）：2819-2821.

[5]劉佳榮，胡琴，陳志航，等.虛擬現實對測評恐高癥的可行性研究[J].科技創新與應用，2018（03）：26-28.

[6]王雪，王廣新.虛擬現實暴露療法在心理治療中的應用研究綜述[J].心理技術與應用，2014（12）：12-14.