基于VRET的恐高心理治療應(yīng)用效果分析及教育探索

摘 "要 "恐高癥作為影響人們?nèi)粘Ｉ畹目謶职Y之一，對(duì)體驗(yàn)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(yùn)動(dòng)療法。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于恐高心理治療的可行性進(jìn)行分析，以原創(chuàng)設(shè)計(jì)的“No Fear”恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)為例進(jìn)行應(yīng)用效果分析，實(shí)證研究得出，虛擬現(xiàn)實(shí)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(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在恐高癥治療及教育教學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行展望。

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

中圖分類號(hào)：R496 " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）02-0087-05

0 "引言

每個(gè)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(yán)重的體驗(yàn)者會(huì)對(duì)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(jī)，不敢去陽臺(tái)或乘坐透明電梯，當(dāng)處在高處的環(huán)境中，會(huì)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(lì)體驗(yàn)者主動(dòng)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(shí)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(shí)暴露療法具有一定程度的危險(xiǎn)性和限制性，想象暴露療法對(duì)體驗(yàn)者想象能力的要求較高[1]。教師在教學(xué)過程中對(duì)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(shí)（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(shí)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(shí)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(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法（Virtual Reality Exposure Therapy，簡稱VRET）將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和暴露療法相結(jié)合的心理治療方式應(yīng)運(yùn)而生，即首先使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生能夠讓體驗(yàn)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(jìn)行治療。VRET利用虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)性和沉浸性[2]讓體驗(yàn)者安全地暴露在某些特定的虛擬現(xiàn)實(shí)高空環(huán)境中，通過治療師手動(dòng)控制特定數(shù)值、數(shù)據(jù)或切換場景，依次進(jìn)行暴露治療，在對(duì)體驗(yàn)者進(jìn)行反復(fù)暴露治療后，達(dá)到減緩恐高癥狀的作用。

1.1 "常見暴露療法的對(duì)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(jìn)入讓其感覺害怕、緊張的現(xiàn)實(shí)場景，當(dāng)體驗(yàn)者想退出時(shí)，盡量讓其堅(jiān)持下去，隨著在那個(gè)場景暴露時(shí)間的延長，緊張情緒慢慢消失。這種治療方法用時(shí)短，解決問題比較干脆。目前常用的暴露療法主要為現(xiàn)實(shí)暴露療法、想象暴露療法和VRET[3]。

現(xiàn)實(shí)暴露療法雖然治療效果不會(huì)在近期消失，但是對(duì)于場地和其他條件都有限制，時(shí)間長、治療成本高，如果站在高樓樓頂或山頂有極大的危險(xiǎn)，實(shí)施起來難度較大，最重要的是對(duì)體驗(yàn)者刺激的分級(jí)不夠平均。想象暴露療法是由治療師引導(dǎo)體驗(yàn)者想象自己處在高空情境中，經(jīng)過治療消除對(duì)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(shí)施、沒有危險(xiǎn)性，但由于治療師無法控制體驗(yàn)者想象的情境，部分體驗(yàn)者因恐懼產(chǎn)生抵觸心理而抗拒繼續(xù)想象高空?qǐng)鼍埃虼藷o法達(dá)到治療效果。三種暴露療法對(duì)比分析如表1所示。

相較于現(xiàn)實(shí)暴露療法，使用VRET進(jìn)行恐高心理治療的優(yōu)點(diǎn)在于安全性高且不受場地限制，治療師可根據(jù)體驗(yàn)者的行為反應(yīng)及時(shí)調(diào)整暴露等級(jí)和難度。體驗(yàn)者戴上虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔后，人處在很安全的真實(shí)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(yàn)者平時(shí)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(tái)移動(dòng)，但是在虛擬現(xiàn)實(shí)場景中可以隨意移動(dòng)，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(duì)高空的恐懼。

相較于想象暴露療法，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的VRET

對(duì)體驗(yàn)者的想象能力并無過高要求，當(dāng)體驗(yàn)者感知到虛擬世界的刺激時(shí)，包括觸覺、味覺、嗅覺、運(yùn)動(dòng)感知等，便會(huì)產(chǎn)生思維共鳴，造成心理沉浸，感覺如同進(jìn)入真實(shí)世界。VRET可以根據(jù)體驗(yàn)者的需求設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的場景，無須體驗(yàn)者自行想象，直接使他們沉浸于虛擬的高空環(huán)境中進(jìn)行刺激治療，達(dá)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(diǎn)

“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)基于現(xiàn)實(shí)場景建模，旨在減緩恐高癥體驗(yàn)者在高空環(huán)境中的焦慮和恐懼心理，對(duì)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(yàn)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(yàn)?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(shí)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(diǎn)在于通過對(duì)江西科技師范大學(xué)紅角洲校區(qū)教工宿舍的現(xiàn)實(shí)場景進(jìn)行仿真建模，讓體驗(yàn)者佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備能感受逼真的虛擬仿真高空?qǐng)鼍爱嬅婧惋L(fēng)聲，從而在內(nèi)心相信自己所處的是真實(shí)的教工宿舍高空環(huán)境。仿真環(huán)境可以讓逼真的現(xiàn)實(shí)場景快速引導(dǎo)體驗(yàn)者進(jìn)入恐懼或焦慮的心理狀態(tài)，針對(duì)體驗(yàn)者對(duì)不同高度的恐懼程度進(jìn)行調(diào)整。

1.2.2 "具有可控性 "體驗(yàn)者可通過自身承受高度的能力在“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)中個(gè)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(jì)者對(duì)體驗(yàn)者進(jìn)行反復(fù)刺激，監(jiān)測體驗(yàn)者的生理指標(biāo)和行為表現(xiàn)是否正常，若體驗(yàn)者生理指標(biāo)超出正常范圍、行為表現(xiàn)失控等，設(shè)計(jì)者可以立即中斷，避免對(duì)體驗(yàn)者造成進(jìn)一步的傷害。因此，此應(yīng)用的靈活性佳、治療性高、可控性強(qiáng)。

1.2.3 "具有可測性 "體驗(yàn)者佩戴心率監(jiān)測儀進(jìn)入“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)者實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄體驗(yàn)者在不同高度時(shí)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(jìn)行對(duì)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(duì)體驗(yàn)者行為表現(xiàn)的觀察，更好地證實(shí)“No Fear”

虛擬現(xiàn)實(shí)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(jì)藍(lán)本，由無人機(jī)拍攝建模，導(dǎo)入U(xiǎn)nity

3D中進(jìn)行交互制作。仿真的場景建模，讓體驗(yàn)者一進(jìn)入便會(huì)聯(lián)想起現(xiàn)實(shí)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(jì)和電梯的仿真建模都會(huì)增強(qiáng)真實(shí)感。體驗(yàn)者可以在應(yīng)用內(nèi)的整個(gè)場景中四處走動(dòng)，在電梯里可以進(jìn)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(yàn)者更加方便快速地移動(dòng)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(shí)，使體驗(yàn)者的沉浸感更佳。“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì) "多模態(tài)交互方式為虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)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(yàn)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(yàn)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(zhǔn)備就緒后，由設(shè)計(jì)者啟動(dòng)“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)。體驗(yàn)者手部佩戴的心率監(jiān)測儀通過內(nèi)置的感應(yīng)板，實(shí)時(shí)感應(yīng)體驗(yàn)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(jì)者收集數(shù)據(jù)，后期進(jìn)行分析[5]。硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。頭部的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔可以讓體驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)對(duì)象選取 "實(shí)驗(yàn)隨機(jī)選取60名具有不同程度恐高癥的學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象[6]，其中男生25名，女生35名。體驗(yàn)者均精神狀態(tài)良好，視、聽覺正常。每個(gè)學(xué)生都會(huì)進(jìn)入“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)場景[7]。正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，對(duì)所有人的恐高心理承受程度，按照體驗(yàn)者在多少層樓會(huì)出現(xiàn)恐高癥狀進(jìn)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(huì)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(huì)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(huì)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(duì)比研究。

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

5樓的等級(jí)多次挑戰(zhàn)完成后，若體驗(yàn)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(yàn)者可以自行退出系統(tǒng)，或由設(shè)計(jì)者幫助退出，結(jié)束“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)恐高治療與教學(xué)

系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

3.1 "實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)正式開始前，先收集每位體驗(yàn)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(yàn)者進(jìn)入“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)中，進(jìn)行體驗(yàn)者第一次身處5樓、10樓、18樓時(shí)心率數(shù)值的收集，分別取A組、B組、C組的平均值。之后對(duì)每一位體驗(yàn)者進(jìn)行多次虛擬現(xiàn)實(shí)暴露治療，再對(duì)所有體驗(yàn)者在5樓、10樓、18樓的心率數(shù)值進(jìn)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(shí)驗(yàn)的有效性，將體驗(yàn)者在“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)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(jìn)行對(duì)比，如表3所示。

3.2 "實(shí)驗(yàn)效果分析

以正常人的心率60～100次/分鐘（bpm）作為參考標(biāo)準(zhǔn)，將本次實(shí)驗(yàn)獲取的心率數(shù)值進(jìn)行進(jìn)一步分析。三組體驗(yàn)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(duì)圖中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，A組、B組與C組體驗(yàn)者的心率數(shù)值均在5層、10層、18層呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，說明隨著樓層的增高，恐高癥體驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采取中，在任何樓層高度狀態(tài)下，A組體驗(yàn)者心率數(shù)值均高于B組，B組高于C組。A組與B組體驗(yàn)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(yàn)者在第18層樓第一次測試時(shí)心率值超過一般正常心率范圍，此數(shù)據(jù)符合實(shí)驗(yàn)假設(shè)，表明此實(shí)驗(yàn)具有科學(xué)性。

收集體驗(yàn)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(jìn)行對(duì)比，由此得出三組體驗(yàn)者在第一次測試時(shí)心率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于他們正常狀態(tài)下的心率。在對(duì)體驗(yàn)者進(jìn)行多次VRET治療后，最后一次對(duì)體驗(yàn)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(shì)，由此說明，將虛擬現(xiàn)實(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(yàn)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(shí)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(yàn)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(duì)“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分組實(shí)驗(yàn)分析得出以下結(jié)論。

在對(duì)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(shí)暴露療法、想象暴露療法進(jìn)行對(duì)比，得出VRET用于恐高治療能在保證體驗(yàn)者人身安全的前提下，讓體驗(yàn)者和學(xué)生無須自行想象即可沉浸在虛擬高空?qǐng)鼍啊?/p>

基于多模態(tài)交互方式開發(fā)的“No Fear”虛擬現(xiàn)實(shí)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(diǎn)，治療過程中體驗(yàn)者佩戴的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備和心率監(jiān)測儀，讓整個(gè)測試和教學(xué)過程更安全，實(shí)時(shí)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(shí)的心率均值，而且各組體驗(yàn)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(shí)恐高治療與教學(xué)系統(tǒng)對(duì)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(shí)頭盔的笨重感和眩暈感使實(shí)驗(yàn)對(duì)象的心率受到一定程度的影響；個(gè)別實(shí)驗(yàn)對(duì)象心理狀態(tài)起伏不定對(duì)實(shí)驗(yàn)有影

響；應(yīng)用的場景仍需細(xì)節(jié)的優(yōu)化；交互的真實(shí)感還待進(jìn)一步研究；實(shí)際治療時(shí)，需配備專業(yè)的心理治療師對(duì)體驗(yàn)者的行為表現(xiàn)和心率變化進(jìn)行評(píng)估；等等。

目前，各種虛擬現(xiàn)實(shí)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(shí)技術(shù)進(jìn)行心理治療的成本將會(huì)越來越低，將會(huì)有更多的恐高癥體驗(yàn)者受益于這種低風(fēng)險(xiǎn)、易控制的VRET治療方式[9]。

而傳統(tǒng)的教育方式也將會(huì)得到進(jìn)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(jìn)教育發(fā)展。

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