薛濤 周福 任詩婷 鄧業(yè)鵬

本文簡要介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療中的應(yīng)用，從可行性驗證、心理疾病治療實(shí)踐、知覺-運(yùn)動領(lǐng)域方面的拓展三方面介紹了國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，討論了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療中應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了總結(jié)與展望。

一、研究背景

心理疾病是由于內(nèi)、外致病因素作用于人而造成腦功能障礙，從而破壞了人腦功能的完整性和個體與外部環(huán)境的統(tǒng)一性所致。數(shù)據(jù)顯示，近年來，我國以抑郁障礙為主的心境障礙和焦慮障礙患病率呈上升趨勢，心理疾病已經(jīng)成為我國國民最常見的一類疾病。

目前主流的治療心理疾病的方法都是在現(xiàn)實(shí)中通過引導(dǎo)患者回憶、想象等達(dá)到治療的目的。其中暴露療法是通過讓患者長時間暴露于導(dǎo)致其癥狀出現(xiàn)的刺激中，使得患者產(chǎn)生適應(yīng)過程而消除癥狀，并改變對刺激的感知和認(rèn)識，建立新的行為模式的一種治療方式。

而隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）得到愈加廣泛的運(yùn)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計算機(jī)硬件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)、AI及行為心理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域飛速發(fā)展的結(jié)晶。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用主要依賴于三維實(shí)時圖形顯示、三維定位跟蹤、觸覺及嗅覺傳感技術(shù)、AI技術(shù)、快速計算與并行計算技術(shù)以及人的行為學(xué)研究等多項關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法（virtual reality exposure therapy， VRET）是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與暴露療法的結(jié)合起來。相對于傳統(tǒng)的行為療法是一種新的轉(zhuǎn)換形式，也是經(jīng)典的現(xiàn)實(shí)情境暴露療法的替代性治療形式。

本文旨在探究國外近20年VR技術(shù)在心理疾病臨床治療以及研究領(lǐng)域的一些發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀，并且提出一些對未來發(fā)展的展望。為以后國內(nèi)對VR技術(shù)的研究以及VR在心理治療領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、研究現(xiàn)狀

本團(tuán)隊使用文獻(xiàn)檢索法，梳理了近二十年來學(xué)界對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療領(lǐng)域方面的研究與應(yīng)用，從可行性驗證、應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的心理疾病臨床治療效果以及現(xiàn)實(shí)應(yīng)用三方面介紹了用于心理疾病治療的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。

（一）可行性驗證方面

對于運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)治療心理疾病的可行性，已有研究通過比較虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)治療手段的治療效果來探尋將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于心理疾病治療的可行性。

ChengYufang教授團(tuán)隊證實(shí)了合作性虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境可修復(fù)潛在的心理損害， 能有效應(yīng)用于自閉癥輔助治療。實(shí)驗中34名患有自閉癥的參與者與一個專門設(shè)計的軟件程序互動來評估他們識別和推斷面部特征的能力，采用了單尾顯著性檢驗等實(shí)驗方法對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)超過90%的參與者能夠準(zhǔn)確識別虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)的情感。這些研究結(jié)果支持虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以有效地幫助解決潛在心理障礙方法。

P.M.G Emmelkamp團(tuán)隊評估了低成本的虛擬現(xiàn)實(shí)暴露與體內(nèi)暴露在組間設(shè)計的33名患有恐高癥患者的有效性。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)VR暴露與體內(nèi)暴露對焦慮和回避的影響相同。結(jié)果維持了長達(dá)6個月的隨訪。研究結(jié)果表明虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法與想象暴露療法在減少焦慮和回避行為方面具有同樣的效果。

Stéphane Bouchard團(tuán)隊通過三臂隨機(jī)對照試驗來證明認(rèn)知行為療法中進(jìn)行VR暴露治療社交焦慮障礙（SAD）是有效的。在實(shí)驗中，參與者每周接受14次認(rèn)知行為療法（CBT），并通過問卷調(diào)查和行為回避測試對參與者進(jìn)行評估。結(jié)果證明在認(rèn)知行為療法（CBT）中進(jìn)行VR暴露治療SAD是有效的，而且對治療師來說比在體內(nèi)進(jìn)行VR暴露更實(shí)用。

明尼蘇達(dá)雙城大學(xué)運(yùn)動機(jī)能學(xué)學(xué)院研究通過VR訓(xùn)練來緩解焦慮和抑郁癥狀，研究結(jié)果表明VR鍛煉對有這兩種精神疾病的人的心理健康有所改善。然而，由于樣本量小且缺乏高質(zhì)量的研究，現(xiàn)有的證據(jù)不足以支持虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動作為一種獨(dú)立的治療方法的優(yōu)勢，未來的研究可能會建立在這些限制上，以找出最佳的方式在臨床環(huán)境中進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練。

Anderson教授團(tuán)隊研究了虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法對社交焦慮障礙有效性。采用了對照實(shí)驗的方法：參與者被隨分配并完成了8個療程的手動虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法，暴露小組療法，或等待名單。最后評估參與者的診斷狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法是治療社會恐懼的有效方法，并且治療效果可持續(xù)1年。

以上研究通過對照試驗，證實(shí)了虛擬現(xiàn)實(shí)暴漏療法治療心理疾病的有效性，并通過將虛擬現(xiàn)實(shí)暴露與傳統(tǒng)暴漏對照，證實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)暴漏效果不遜于傳統(tǒng)暴露效果，故虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療方面具有可行性。

（二）心理疾病治療應(yīng)用效果方面

在心理疾病治療實(shí)踐方面，研究團(tuán)隊針對自閉癥、焦慮癥、抑郁癥、PTSD、恐高癥等常見的心理疾病，通過對照臨床試驗，探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療中的效果。

MerelKrijn教授團(tuán)隊對25名患有恐高癥的患者進(jìn)行治療，并在治療中對洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與頭盔式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的浸潤效果進(jìn)行了比較。研究結(jié)果顯示，兩種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的虛擬情境均給參與者帶來了較好的沉浸效果，二者的浸潤效果并沒有影響到最后的治療結(jié)果。

XueniPan教授團(tuán)隊使用虛擬現(xiàn)實(shí)模擬社交場景，探索社交焦慮患者在虛擬現(xiàn)實(shí)社交場景中情感壓力值的變化，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)跟蹤記錄情感變化并輔助治療。研究發(fā)現(xiàn)更自信的參與者沒有明顯的變化，但焦慮組的社交焦慮癥狀顯著緩解。

Sabia A教授團(tuán)隊探索了虛擬現(xiàn)實(shí)是否可能采用不同的形式來模擬現(xiàn)實(shí)生活中的活動并支持治療。實(shí)驗中研究了虛擬現(xiàn)實(shí)對依從性、認(rèn)知功能、社交技能和干預(yù)的可接受性，但未形成關(guān)于精神狀態(tài)，洞察力，行為，生活質(zhì)量，成本，服務(wù)利用或不利影響的數(shù)據(jù)報告。沒有明顯的高質(zhì)量證據(jù)支持在嚴(yán)重精神疾病患者中使用虛擬現(xiàn)實(shí)來實(shí)現(xiàn)治療依從性。

Falconer教授團(tuán)隊研究了是否可以利用身臨其境的虛擬現(xiàn)實(shí)中的虛擬身體進(jìn)行自我識別的效果來增加抑郁癥患者的自我同情心。實(shí)驗根據(jù)DSM-IV的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臨床訪談，研究發(fā)現(xiàn)參與者在干預(yù)后抑郁程度減輕，自我批評和自憐程度有著較為明顯的提升，并且患者表示他們會強(qiáng)烈推薦這項研究給其他人。

Tara教授團(tuán)隊采用了低成本（硬紙板）虛擬現(xiàn)實(shí)護(hù)目鏡的完全自我引導(dǎo)的虛擬現(xiàn)實(shí)認(rèn)知行為療法對193名有恐高癥癥狀的參與者進(jìn)行了治療研究。研究發(fā)現(xiàn)認(rèn)知行為療法結(jié)合普通的虛擬現(xiàn)實(shí)護(hù)目鏡可以大大減少恐高癥癥狀。這項研究是證明虛擬現(xiàn)實(shí)恐高癥治療可以在家里進(jìn)行，而不需要治療師的干預(yù)。

紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的專家團(tuán)隊與創(chuàng)新技術(shù)公司Third Eye NeuroTech共同開發(fā)的Blue Room使團(tuán)隊能夠創(chuàng)建個性化的360度環(huán)境。找了32名8-14歲的自閉癥兒童，其中一半在The Blue Room接受治療，另一半做對照組，6個月后接受延遲治療。研究表明，浸入式虛擬現(xiàn)實(shí)療法在治療孤獨(dú)癥、兒童恐懼癥中方面顯示出持久的效果。

（三）心理疾病治療實(shí)際應(yīng)用方面

有不少研究學(xué)者在實(shí)際應(yīng)用方面也做出了一定的研究，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬被測試者的知覺、運(yùn)動等，為感官障礙治療、空間認(rèn)知訓(xùn)練等提供了新的思路。

韓國Chung-Ang University Hospital精神科研究團(tuán)隊讓12名酒精依賴者接受了10次虛擬現(xiàn)實(shí)療法治療。在虛擬現(xiàn)實(shí)療法前后對酒精依賴者進(jìn)行評估。最終研究表明可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)療法幫助酒精依賴者減輕嗜酒癥狀。

Reger教授團(tuán)隊研究了虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法對軍事心理健康診所現(xiàn)役士兵的有效性。相對于PTSD核對表（軍事版本）的治療前自我報告癥狀，患者報告治療后明顯減輕。這項研究有效支持了現(xiàn)役士兵進(jìn)行暴露療法的有效性，并將先前對虛擬現(xiàn)實(shí)暴露療法的研究擴(kuò)展到現(xiàn)役士兵。

Morag教授團(tuán)隊開發(fā)了一種干預(yù)方法，將認(rèn)知行為療法（CBT）與沉浸式虛擬現(xiàn)暴露相結(jié)合，以減少焦慮。在對自閉癥譜系的年輕人進(jìn)行了成功的干預(yù)試驗之后，報告了一項使用相同干預(yù)措施對自閉癥成年人進(jìn)行的初步研究。這種新的干預(yù)方法有可能幫助成年自閉癥患者在緊張的情況下控制他們的焦慮，從而提高他們的生活質(zhì)量。

ZengNan教授團(tuán)隊研究了虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動自行車游戲?qū)Υ髮W(xué)生生理、心理的影響。值得注意的是，與基于虛擬現(xiàn)實(shí)的運(yùn)動自行車運(yùn)動相比，參與者在傳統(tǒng)的運(yùn)動自行車運(yùn)動中報告了明顯更高的運(yùn)動感知評分。然而，與傳統(tǒng)的固定自行車運(yùn)動相比，參與者在虛擬現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)的運(yùn)動自行車運(yùn)動期間的自我效能和享受明顯更高。

Hunter教授團(tuán)隊研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在青少年燒傷創(chuàng)面護(hù)理中的輔助疼痛控制作用。研究初步結(jié)果表明，沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種治療急性疼痛的潛在可行方式值得更多的關(guān)注。

三、總結(jié)和展望

（一）運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)治療心理疾病的優(yōu)缺點(diǎn)

1.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究心理學(xué)的優(yōu)點(diǎn)

實(shí)驗具有較高的生態(tài)效度。由于人心理的高度復(fù)雜性，傳統(tǒng)心理學(xué)實(shí)驗為了達(dá)到控制要求舍棄了較多變量，使得實(shí)驗的生態(tài)效度很差，難以得到普適性的實(shí)驗結(jié)果。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于通過計算機(jī)構(gòu)建實(shí)驗環(huán)境并且對實(shí)驗變量進(jìn)行及時量化和記錄，對于真實(shí)環(huán)境具有較高的模擬性，因此它既能保證實(shí)驗在良好的控制條件下進(jìn)行，又使實(shí)驗的生態(tài)效度達(dá)到最大化。

擴(kuò)展研究范圍。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將實(shí)驗擴(kuò)展至傳統(tǒng)實(shí)驗中難以控制的變量、傳統(tǒng)治療中難以搭建的實(shí)驗場景。由于現(xiàn)實(shí)中存在多種影響人心理狀態(tài)的因素互相耦合相互影響的常見現(xiàn)象，傳統(tǒng)的研究和治療難以分別確定耦合因素的權(quán)重，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以拆開耦合因素，分別測試各變量。

實(shí)現(xiàn)治療自動化。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有利于實(shí)時記錄治療過程中患者的心率、眼動、血壓等生理特征，提供大量的實(shí)時的治療數(shù)據(jù)和治療結(jié)果分析， 實(shí)現(xiàn)整個治療過程的智能化。

2.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究心理學(xué)的局限性

如今的虛擬現(xiàn)實(shí)在實(shí)際應(yīng)用中仍受算力的制約，在實(shí)際運(yùn)行時可能會導(dǎo)致治療者無法準(zhǔn)確把握治療步驟的實(shí)施效果，對管理治療數(shù)據(jù)帶來了一定擾亂。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備具有較高成本，對于中小型的心理治療機(jī)構(gòu)而言負(fù)擔(dān)較重；最后，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療中尚未形成規(guī)模與范式，心理治療師是否接受過專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)訓(xùn)練、能否可觀測量虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的系統(tǒng)脫敏效果仍有較大挑戰(zhàn)。

（二）未來展望

已有研究證實(shí)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬的測試與治療環(huán)境對于被測試者的刺激與反饋與傳統(tǒng)暴漏療法沒有明顯差異，充分表明了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于心理疾病治療的可行性。然而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在心理疾病治療中的應(yīng)用仍受成本、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對某些人員的副效應(yīng)、根據(jù)不同的病人做出不同的虛擬環(huán)境、虛擬環(huán)境臨近感的高低和對虛擬環(huán)境提供的系統(tǒng)脫敏效果的客觀測量等問題的制約。研究人員可以在這些方面做更多的研究，讓虛擬現(xiàn)實(shí)療法可以更安全廣泛得普及。

作者單位：中南大學(xué)計算機(jī)學(xué)院