虚拟现实技术在创伤后应激障碍疾病中的应用

导读：创伤后应激障碍（Post-traumatic stress disorder,PTSD）是指在强烈的精神创伤后发生的一系列心理、生理的应激反应所表现出的一系列临床综合征，战争与重大自然灾害、特大事故是导致PTSD等精神疾病大规模暴发最重要的因素。积极的干预诱导是创伤后应激障碍疾病治疗预防的关键。虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术由于其良好的多感觉沉浸交互式模式，被广泛应用于心理治疗、医学手术模拟训练、临床教学等方面，VR技术作为一种新型发展起来的治疗预防PTSD的人机系统接口技术，目前取得了良好的临床效果，今后将具有广阔的应用前景。对VR技术在PTSD疾病中的防治应用进行综述。

创伤后应激障碍是指在强烈的精神创伤后发生的一系列心理、生理的应激反应所表现出的一系列临床综合征，具有极大的危害性，在影响患者的人际交往、工作与生活的同时，还经常和焦虑障碍、抑郁障碍、药物滥用、恐惧症等共病，并伴有情感表达、生活信念、思维方式等正常心理活动方式的扭曲和异常，给家庭和社会带来沉重负担。战争、自然灾害、重大事故往往是PTSD发生的主要原因。长期的暴露疗法在治疗PTSD中效果显著，通过获取患者创伤相关记忆，包括创伤情况、相关情绪、思想和行为等，模拟出当时创伤情景，唤起患者的创伤记忆及相关感受，通过科学干预、诱导使患者从困境中逐渐走出来，从而达到疾病治疗效果。传统的暴露疗法需要患者根据患者回忆当时创伤情景来进行干预治疗，有时会因为患者自身的刻意回避、排斥想象而使治疗达不到预期效果。近年来，随着虚拟现实技术蓬勃发展，在科研、军事、教育等多领域发展迅速，它是一种集视、听、嗅、触、力、运动等多感觉于一体的沉浸交互式虚拟环境，使人产生身临其境的感受，具有沉浸性、交互性、构想性的基本特征，在多种心理精神疾病治疗中取得了突出的成效，具有广阔的应用前景。

1    创伤后应激障碍

创伤后应激障碍临床主要表现为持续性的重现创伤性体验、持续性的回避或麻木、持续性的警觉性增高的症状。战争与重大自然灾害、特大事故是导致PTSD等精神疾病大规模暴发最重要的因素。战场环境下以及和平时期非战争军事活动中，参战部队与救援部队面对严重创伤、死亡威胁等创伤事件，精神创伤和打击极大超出个体和群体的常规应对能力致使PTSD发生率居高不下。有研究显示，二战期间美国士兵患精神疾病的发病率为7.0％，在朝鲜战争时发病率则为32.O％,越南战争中美军仅PTSD就高达20％，多次参加作战任务军人筛查PTSD阳性率是首次执行任务的1.5倍。

相关研究发现，积极干预可降低PTSD发生的阈值，有降低PTSD发生率的可能。PTSD的发生原因常与战场惨烈程度及战创伤严重程度密切相关。传统的暴露疗法主要通过患者想象来进行干预治疗，但是经历灾难、战争后的来访者有意回避创伤经历或者刻意掩饰其真实情绪，这为治疗带来一定的困难，影响了治疗效果。随着VR技术的开发与应用，可以重建计算机虚拟环境，通过提供类似于创伤事件发生的环境的外部线索，来帮助患者重现回忆创伤经历。

2    虚拟现实

虚拟现实是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它综合了计算机图形、图像处理与模式识别，智能技术、传感技术、语言处理和音响技术、网络技术、分布实时处理技术等多种学科交叉融合的产物，通过三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术生成逼真的虚拟环境，使人产生身临其境的感受。由于VR技术的模拟训练系统具有真实性、高效性、经济性等优点，使其成为未来军事训练的发展趋势。VR技术通过计算机渲染对实际作战环境、军事行动、作战过程及战士伤亡状态呈现逼真模拟，使军事模拟训练凸显出高度仿真、互动性强、安全适用、经济高效、可控制性强等特点，给受训者提供逼真的战场态势信息，使受训者在与虚拟环境产生交互行为时给予多种感官刺激，产生与真实环境中完全一样的感官感受，使军事人员最大限度地贴近实战训练，在模拟实践中面对各种逼真并惨烈的战创伤场景，通过建立战场伤情分级模式与针对受训者的心理评估标准，实现针对受训者的逐级训练方式，逐步提高受训者应对战场环境的心理阈值，降低PTSD的发生。这不仅使军事培养方式更贴近实战，更突出了对军事人员实战心理的训练，预防战场PTSD发生、改善参展人员战后生活状态，是一种可以与实兵演练的合作互补的训练方法。

3    虚拟现实技术应用在PTSD疾病的治疗中的应用

长期的暴露疗法在PTSD疾病治疗中效果显著。暴露疗法基于Foa & Kozak于1986年提出的情绪加工理论，是将患者暴露在不同等级的刺激性情景中，诱发其产生不同程度的恐惧情绪，并且鼓励患者在每一阶段坚持到焦虑缓和为止，使之逐渐接受并适应这些情景，最终克服不合理的恐惧。其基本原理是用新的安全可控的经验取代旧的危险可怕的经验。而结合虚拟现实技术的暴露疗法（Virtual Reality Exposure Therapy，VRET）可以轻易实现等级化的应激场景，与现实具有较高的相似度，比传统的语言描述、想象等暴露治疗方式更具有现实感、形象感，同时避免了基于实际场景重现的实体暴露法带来的潜在危险性。国外已有一系列采用虚拟现实技术与暴露疗法治疗PTSD的疗效研究，VR技术应用于军事训练可以提高军事人员应对战时惨烈场景时心理阈值、降低军事人员战后PTSD发生率、实现战后PTSD人员的合理治疗的有效方法。

1999年，Rothbaum首次通过VRET技术对1名患有PTSD的越战老兵进行干预治疗，患者先后暴露在两格虚拟环境中——虚拟直升机和虚拟丛林，结果此患者显示PTSD的临床医师评分和自我评分分别减低了34%和45%，并在随访的6个月中情况稳定。尽管Rothbaum的研究只是一篇个案报道，但是让我们第一次看见运用VRET技术治疗PTSD疾病的可能，在随后的2001年，Rothbaum等人再次对另外9名PTSD的患有PTSD的越战老兵进行VRET的干预治疗，在6个月后的PTSD症状评估中发现临床评分显著性的降低，这说明VRET为战争创伤后的PTSD患者带了希望。2010年，Ready等人在21名PTSD越战老兵的研究中得到与Rothbaum[26,29]相似的结论，发现在治疗后的3个月和6个月的PTSD症状评分显著性降低。

2004年，美国南加利福利亚大学临床心理学家利用习惯化疗法开发了“虚拟伊拉克”系统对PTSD的治疗进行研究，该系统提供了许多治疗选项，呈现了大量的中东地区自然环境与战斗的情景，为遭受创伤后应激障碍的士兵重建关键创伤场景。该模拟系统不仅包括视觉、触觉、听觉刺激，还包括嗅觉刺激，通过虚拟的“嗅觉器官”设备跟踪用户动作，通过用户身处环境来产生适合气味，这为最大限度还原当时场景提供了有力保障。目前，许多患者在接受5-6周的治疗后PTSD评分明显降低。

Ortony教授认为事件本身不会引起情感的波动，而是由事件引发的思维过程常纠缠着情感产生方式，进而导致心理上的异常。基于此理论，可以通过事先引导某一特殊刺激性事件所产生的思维过程方式，使其产生健康而又良性的反应，进而避免应激事件所引起的异常心理活动。因此，美军基于以上理论基础，通过训练士兵面对战争场面的思维诱导方式，提高面对应激事件的心理阈值，预防战后PTSD的发生。南加利福利亚大学随后于2012年启动了“虚拟环境下的应激应变”(STRIVE)计划。该项目的目的在于，创建一些列战争模拟实战场景，包括虚拟伊拉克、阿富汗等虚拟场景，士兵可通过在虚拟环境中完成一系列训练任务，锻炼其抗压能力、自我情绪调节能力、突发情况下的应变能力，从而有效预防军队中PTSD的发病率。

此外，STRIVE系统还可以在招募新兵时使用，用于评估新兵对于战场环境的情感反应，根据其行为和生理反应预测他们发生的PTSD的可能性。这样根据测试结果分配不同的军事任务，达到知人善用，各司其职的目的，这也是提升军队战斗力的保证。而针对战后出现PTSD的士兵，通过分析其招募时心理活动的数据，可以实现完善数据库，优化评价体系的作用。

4    前景与展望

由于VR技术良好的沉浸感和实时性，其在军事训练、医疗手术模拟训练、心理治疗、康复训练、临床教学等领域中蓬勃发展，逐步向完全模拟现实环境的方向发展。VR技术应用于军事训练可以提高军事人员应对战时惨烈场景时心理阈值、降低军事人员战后PTSD发生率、实现战后PTSD人员的合理治疗的有效方法。现阶段由于硬件技术的限制以及仪器设备价格高昂，在科学研究和实际成果转化方面还存在一定困难。但是相信随着设备系统的进一步提高，VR技术未来将会在医、教、研各个领域中有更广阔的发展前景。

文章来源：《中国数字医学》杂志2018年第01期，作者及单位：王梦琳 杜龙 赖永静 夏巍 唐安洲，广西医科大学第一附属医院。

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