虚拟现实技术在精神疾病诊断及治疗中的应用

2018-02-13

精神医学杂志 2018年4期

虚拟现实(Virtual Reality，VR)整合了即时计算机图形学、身体感觉传感、视觉成像技术，给人们提供近似真实的、可以沉浸和交互作用的三维虚拟环境。虚拟现实心理治疗(Virtual Reality Psychotherapy)[1]是患者融入此环境中，进行适当的、反复的交互反应，获得和真实世界一样的感知觉体验及情绪反应等，治疗师结合不同的心理治疗技术，促使其思维及行为发生改变，从而达到评估及治疗目的。

本文以各精神心理疾病特征与VR技术结合为侧重点，由浅入深地展开。文中疾病名称参照美国精神障碍诊断与统计手册第5版(DSM-5)。

1 焦虑障碍

暴露疗法是治疗此类疾病的重要方法，虚拟现实暴露疗法(VR Exposure Therapy，VRET)可作为现实暴露的替代治疗。

1.1 特定恐怖症

1.1.1 蜘蛛恐怖症 Peperkorn HM等[2]在VR条件下，对触发蜘蛛恐惧进行研究，一是感知觉条件下，二是在概念信息条件下，结果恐怖症患者的虚拟手摸到虚拟蜘蛛恐惧增加明显。

1.1.2 幽闭恐惧症 Shiban Y等[3]采用VRET研究幽闭环境恐惧，得出与Peperkorn HM等[2]类似结论：恐惧相关的感知觉要比恐惧相关的概念更能引起恐惧。

在感知觉信息激发的恐惧反应中，视觉路径是个重要部分，VR技术可以使得恐惧视觉信息便捷、安全的获得，患者反复暴露后产生了恐惧习惯化的结果，危险或伤害预期改变，达到治疗的目的。

1.2 社交焦虑障碍 Wiederhold BK等[5]报道公众演讲恐惧者在VR里面和现实情况下面对观众，会出现同样的反应：口干、心率加快、手汗等。

Anderson PL等[6]对VRET和现实暴露治疗社交焦虑障碍的效果进行了一项随机对照研究。96名社交焦虑障碍者，均以公众演讲为主要恐惧，被随机分为三组：VRET组、现实暴露组和对照组，结果显示：VRET明显有效，并且和现实暴露效果相同。VRET治疗结束后进行演讲时，焦虑感减少，演讲时间延长。1年后的随访仍然有效。

VR暴露认知疗法对于焦虑障碍的效果肯定。VR的优势在于他们意识到场景是电子模拟的，但是他们的想法及行为会感觉这是真实的，因此他们较之现实环境更容易面对这些恐惧场景。VR的优势还在于治疗师可以在办公室里方便、安全的治疗；可以控制暴露内容和间隔时间来调节暴露强度；可以按照需要重复；对于特殊患者可以定制虚拟场景，例如对于恐飞症，虚拟飞行的暴露无疑比之现实暴露便宜。

2 创伤及应激相关障碍(PTSD)

Rothbaum BO等[7]虚拟伊拉克、阿富汗战争治疗场景，战争后PTSD患者在场景中可以感受到枪声、爆炸声、叛乱者攻击之类，握枪的触觉和环境嗅觉，这些是治疗师根据患者发生创伤时的场景实时控制和调节的，和患者体验的描述情况匹配。总体的治疗进展，治疗师会根据患者以前的体验，进行量体裁衣，让患者知道对焦虑的调节控制，对于过去创伤体验获得“习惯化”，以及对创伤体验的情绪处理是必须的。对于非战争相关的PTSD也是有效果的[8]。

对于PTSD治疗，传统的延迟暴露疗法是让患者分级别地进行想象性的重温和叙述创伤性事件。事实上，对创伤的回避是PTSD的主要症状之一。许多患者不愿意或者不能有效地回忆可视化创伤事件，这种恐惧记忆结构不能被激活，新的正确的记忆和情绪无法进行重构，结果导致治疗失败。VR情景可以有效地绕过PTSD的主动回避，帮助患者面对及处理这种体验。VR作为暴露治疗的工具，治疗者可以准确地控制现场情感强度，决定暴露的程度及速度等情况，可以记录客观的暴露刺激物以及患者反应结果等。传统的想象暴露治疗是无法做到这些的。同时，VR暴露治疗的易复制、易获得性也是显而易见的。世贸大厦已经消失，重返伊拉克战场也是不安全的。VR就可以弥补这些现实暴露的不足。

3 强迫及相关障碍(OCD)

Kim K等[9]报道在VR刺激物暴露环境下，强迫症患者较之对照组明显引起焦虑不安，VR可用于筛测和确定强迫的类型[10]。

4.2 固定资产管理固定资产管理是整个系统的核心部分，在该部分可以看到每台设备的详细状况，包括固定资产卡片、安装培训、验收、合同、招标、购置申请等整个生命周期的信息，具体运行效果见图5。

Laforest M等[11]报道了VR治疗污染强迫：用VRET结合认知行为疗法(CBT)，为期12周，主要观察强迫观念和强迫行为的表现，以及治疗前后强迫观念和强迫行为强度的变化。4、8个月后进行两次随访，评估效果的保持情况。结果显示，VR用于OCD治疗是有效果的，没有不良反应的报告。

对于OCD患者实施暴露及反应阻断治疗技术，VR刺激场景直接面对患者，绕开大脑想象，并且可以灵活设置刺激物等级，重复进行，直至本级脱敏，比较安全，患者也乐于接受。

4 物质相关及成瘾障碍

研究表明[12]，对成瘾者使用致成瘾物例如大麻、酒精、香烟等，进行反复线索暴露，可以作为治疗辅助手段，减少心瘾及生理反应，也可以用于防止复发。

Saladin ME等[13]对11名海洛因依赖者进行VR线索暴露，设计了7个和海洛因相关的场景，例如观看虚拟贩卖毒品过程，置身虚拟“嗨”的吸毒场景，与虚拟毒贩交易的场景以及被警察闯入的场景。结果显示：和基线时对比，海洛因相关的场景明显引起患者的“心瘾”，海洛因的吸食场景引起心瘾程度最强，心瘾和海洛因暴露的强度一致；在海洛因使用相关的场景，心率明显增快；愉快相关的正性情绪与基线相比低下。并且患者对VR技术有较高的吸引力和较好的耐受性。

物质滥用者复吸是个重要问题，其中环境因素比如精神压力、酒吧以及同伴的诱惑是主要原因之一。心瘾的吸引强度远超现实中其认知行为训练形成的对依赖物质的抑制程度，VR技术针对这类寻药行为和同伴压力等社会交往场景进行暴露治疗，有助于阻止复发[14]。

VR环境或者依赖物质的暴露可以诱发心瘾及躯体生理反应，因此反复暴露治疗可能是防止复发的一个手段，也可以作为戒毒治疗是否巩固可以出院的评估检查手段。

5 精神分裂症谱系及其他精神病性障碍

Freeman D等[15]用VR技术模拟现实治疗被害妄想症状，并取得了显著的疗效，研究包括了精神分裂症、分裂情感、妄想障碍及其他精神病性障碍的患者。试验设置了两种场景：地铁车厢和电梯，每种又分为几个强度等级。治疗组(虚拟现实认知疗法)在虚拟现实中接受指令降低寻求安全行为，对照组(现实暴露治疗)维持不变。评估手段包括阳性和阴性综合征量表(PANSS)的阳性症状量表、精神症状评定量表的妄想部分、安全行为调查问卷的被害信念部分、Beck焦虑、抑郁自评量表等。测试结束后，妄想水平治疗组从79.8%降至46.5%；对照组从78.5%降至67.6%。接受训练后，治疗组患者在进入现实世界情境时(比如去超市购物)，比对照组的痛苦水平降低19.6%。

让患者直接和虚拟场景中的人物眼神接触，让其发现自己害怕的情景其实非常安全，什么不好也没有发生，从而让自己受到威胁的想法消失，可以帮助其建立自信，鼓励患者社会接触。VRET对于妄想的认知行为治疗具有重要意义，对于妄想的发生维持机制有了新的研究视角，比如推理偏倚、消极的自我信念、过度的担忧恐惧等。

6 抑郁障碍

Falconer CJ等[16]通过VR技术让抑郁症患者对自己表达同情和安慰，进行“同情聚焦疗法”。15例重型抑郁治疗达到稳定的患者，进到场景的第一个阶段，患者按照提供的指导语传递给一个小女孩同情表达。在第二阶段，患者化身为虚拟小女孩的身体，患者再以小女孩的新视角重新体验他们先前的同情表达。这种虚拟现实重复2次，间隔大约1周。试验结果表明：患者明显减少了自我责罪感，同时增加了自我同情感，抑郁的严重程度明显减轻。

同情聚焦疗法的效果虽然已经得到充分证明，但是大量与自我批评和自我同情有关的心理治疗都需要借助丰富的想象力，对于很多人而言，它们实际操作起来相当困难。因为人们往往很难控制自己的想象力，难以进入假想情景之中，或者长时间维持想象。而沉浸式VR技术正好可以帮助人们解决这个困难。

7 进食障碍

体像障碍是神经性贪食和神经性厌食的精神病理学原因，异常的饮食行为是要改变他们不认可、不接受自我的形体。不同研究都指出身体形象不满意是一种认知偏差，但是临床上要解释说明这个认知偏差是件非常困难的事，因为患者认为这个偏差的认知对于他是真实的。Perpina C等[17]利用VR技术对体像障碍进行了评估和治疗。有6个场景，其中一个场景，包括两面镜子，患者必须操控一个3D人物，增加或者缩小不同的身体部位，直到和患者自认一样的体像。在另外的镜子里，患者的真实体像以半透明的二维图像形式呈现，目的是为和3D形象重叠。如果患者认为两个一样的体形重叠后不吻合，患者必须修正这个3D形象，以达到两者吻合；其中另外一个场景，在6面镜子区域，患者操控不同的体形部位，但是这一次，患者被要求去塑造她主观期望的自己的身体体态，她可以获得她眼里最渴望得到的部位形态，然后这些形象和自己真实体像进行对照。在患者与计算机交互中，她对她曲解(扭曲的感知)的反应进行记录，作为一次一次训练的比较。试验结果显示：联合了VR治疗组效果好于常规标准体像治疗组。12个月的随访研究，治疗后的疗效不仅得到维持，而且还有进一步改善。

未来发展，VR的主要功用是实时改变患者对体像的感知体验，以及线索暴露减少对食物欲求[18]，可能获得堪比传统的CBT的效果。

8 神经发育障碍

传统的神经心理学测试主要是通过纸笔及行为观察获得，VR技术提供可测试的虚拟环境以补充现有手段。通过虚拟环境进行心理测量信度、效度评估，可以较好用于中枢神经系统类疾病或障碍的检测和诊断。同时，测试结果可以指导进行有针对性的康复训练，虚拟环境就可以作为有效的辅助治疗手段。

8.2 孤独症(自闭症)谱系障碍自闭症者眼神不能正常接触，对眼睛的监控可能是一种有价值的干预策略。Lahiri U等[21]开发基于VR的动态眼睛跟踪系统，在虚拟社交情景下，根据患者的眼动情况，和虚拟场景的人物可以进行反馈交互。场景中虚拟人物(患儿的同学)讲述自己的旅行经验或者食物等情况。当患儿与虚拟人物交互时，虚拟人物的表情、兴趣可以对患儿眼球跟踪情况进行反馈，以保持与患儿的对视。场景中还虚拟了几种情况，例如在虚拟教室里，同学讲述个人故事，开始表现的是中性表情，以后同学根据故事内容表现得高兴或者愤怒。讲完后让患儿选答讲的故事内容以及什么表情等，旨在帮助自闭症儿童注意面部表情的含义等信息。

Lahiri U等[22]还设计了患儿主动与虚拟同学交互的场景。自闭症儿童对虚拟人物表情的理解，眼神的交流，虚拟情景对自闭症的干预有着特殊的促进作用。VR不仅可以帮助自闭症儿童进行社会交往的培养，还可以进行社会技能训练。

Josman N等[23]利用虚拟过马路对自闭症孩童进行试验，结果6人自闭症中的5人，经过前2次训练，能熟悉虚拟环境，并进行键盘操作，另外一个不能理解此功能，他可以重复操作动作，但不能实际操作。经过训练后，6人中的3人在现实情境下提高了过马路的技能。由于自闭症儿童在学习新的技能后需要及时泛化，因此利用VR技术创设游戏、生活场景，将所学认知、技能进行泛化，为其真正在生活中应用技能打下良好的基础。

自闭症患者的核心缺陷是社会交往、情绪理解和语言/非语言交流障碍。VR技术通过计算机仿真，为智力障碍儿童营造一个类似真实却没有危险性的情景，让自闭症儿童在刻意营造的虚拟环境中体验、学习社交及生活技能。自闭症儿童对于VR的接受性较好，VR将会成为自闭症谱系儿童新的干预与康复手段。

9 神经认知障碍

Manera V等[24]根据经典的视觉删除任务，设计训练注意的选择和注意保持，并且在虚拟场景下和传统的纸笔条件下的效果进行了对比。结果显示参与者对VR训练感到满意和有兴趣，较低的不适、焦虑和疲乏感。相比于纸笔操作，他们更喜欢选择VR。更重要的，淡漠型参与者较之非淡漠型更喜欢VR。其意义在于VR可以较好保证长期规律性训练，而长期重复锻炼是获得效果的必要条件。

VR不仅可以作为认知功能的康复和训练，还可以作为认知功能的筛选和评估。Zygouris S等[25]使用虚拟超市比较轻度认知功能障碍(MCI)者和健康老年者的不同表现，探讨了这些表现和MCI神经心理测量的相关性以及用于诊断的价值。

10 性功能失调(非器质性性功能障碍)

VR治疗性功能障碍效果是被PET证实[26]。Optale G等[27]使用精神动力学治疗与VR沉浸技术结合，治疗男性勃起障碍取得较好疗效。共25周12 次治疗，每次1 h。主要对患者男性身份的个体发育相关(事情)进行自由联想，形成对性身份的确认达到治疗目标。其中VR有如下场景：在虚拟环境里，四种不同的可延伸的道路通过一个森林，背景音乐带领患者回到他们开始对异性感兴趣的童年、青春期和青少年时代。患者沿路走动，不同的情境下都呈现有阻碍，患者都要越过、克服得以继续前行。其中有与患者男性认同(或者发育)相关的几秒钟非情色电影片段，患者对此反应而完成沉浸过程。治疗师和患者共同克服患者在VR交互时遇到的困难。在VR环境中，患者避免了认知阻抗，直接激活了潜意识，导致他性功能障碍的阻跘因此被移除。当患者意识到他的性功能障碍的原因(或过程)可以被修正或者重塑，就会达到治愈的目标。如果按照传统心理治疗，患者进入这样的治疗氛围需要花费很长时间。