CN103405239B - 驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，包括：用于显示虚拟场景的头盔显示器、用于输出与所述虚拟场景相配合的音频信号的音效系统、与所述虚拟场景相配合的驾驶台、对使用者的生理数据进行实时监测的多通道生理监测设备和控制器。本发明的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统安全性高、效果显著、可控性强、治疗时间短。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，特别涉及一种驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统。
背景技术
机动车驾驶员在经历过交通事故后都会有一定的心理障碍，对重新驾驶机动车会有心理阴影。目前对驾驶创伤后应激障碍的治疗方案主要采用传统行为认知疗法及系统脱敏疗法，借助的媒介有想象和现实情境。想象治疗先进行初始访谈确定使用者恐惧的具体情境，制定焦虑等级列表，然后教其放松技巧，比如学会腹式呼吸、肌肉放松、冥想等放松方式，通过引导让使用者逐级想象驾驶场景，当激起焦虑情绪时，帮助使用者使用放松方式直至达到放松的程度，然后重复多次此步骤直至不再激起焦虑反应，然后进入焦虑等级的下一级，再次重复上述步骤。现实情境治疗的方案只要把上述想象媒介换成激起恐惧的事故现场即可。
现实场景治疗因为无法再现当时的事故现场而不能进行下去，想象治疗更多时候受到使用者的想象能力限制，因此，现有的两种方法因个体现实场景匹配度低，想象受限等原因，总体治疗效果不高，而且现实情境及想象疗法因其上述的局限性，导致整个治疗过程持续时间较长或者根本无法进行。
发明内容
本发明提出一种驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，解决了现有技术中想象治疗和现场治疗驾驶创伤后应激障碍实施困难、效率低和耗时长的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，包括：用于显示虚拟场景的头盔显示器、用于输出与所述虚拟场景相配合的音频信号的音效系统、与所述虚拟场景相配合的驾驶台、对使用者的生理数据进行实时监测的多通道生理监测设备和控制器；所述驾驶台包括座椅和操作装置，座椅下面安装有振动器，所述操作装置和振动器连接到所述控制器；所述控制器输出虚拟场景的图像数据到所述头盔显示器，同时输出与虚拟场景相配合的音频信号到所述音效系统，并输出与虚拟场景相配合的控制信号到所述振动器，控制器接收所述操作装置输出的操作信号，并根据操作信号对虚拟场景进行调整；所述多通道生理监测设备测量使用者的呼吸率指数、皮肤电指数、体表温度指数、心率指数、心率变异指数、心电图、脑电图和肌电图，输出上述生理数据到所述控制器。
可选地，所述驾驶台还包括风制造器，所述控制器输出与所述虚拟场景相配合的风控制信号到所述风制造器。
可选地，所述风制造器为设置在所述驾驶台窗口的风扇。
可选地，所述音效系统为立体声耳机。
可选地，所述立体声耳机设置在所述头盔显示器上。
可选地，所述音效系统为设置在所述驾驶台上的音箱。
可选地，所述控制器为一台电脑。
可选地，所述控制器为多台电脑。
可选地，所述振动器为360度振动器。
可选地，所述多通道生理监测设备包括传感器模块和放大器模块；所述传感器模块包括心电/脑电/肌电集成传感器、皮电皮温传感器、呼吸传感器、手腕式心电/心率/心率变异性集成传感器，测量使用者的心电图、脑电图、肌电图、皮肤电指数、体表温度指数、呼吸率指数、心率指数、心率变异指数；所述放大器模块对所述传感器模块的测量信号进行信号放大，包括高速通道和低速通道，所述高速通道连接到所述心电/脑电/肌电集成传感器，所述低速通道连接到所述皮电皮温传感器、呼吸传感器、手腕式心电/心率/心率变异性集成传感器，放大器模块的采样精度为16bit，采样率为256-2048/秒，输出的生理数据通过USB2.0数据线传输到所述控制器。
本发明的有益效果是：
(1)安全性高，通过创设的虚拟环境激起使用者焦虑情绪，根据多通道生理监测设备能及时反馈使用者的生理数据，便于及时进行调整，避免使用者不必要的心理伤害；
(2)效果显著，刺激及时到位，反馈及时到位，一方面可大大缩短治疗时间，另一方面通过治疗前后数据统计对使用者康复程度做出准确的评价；
(3)可控性强，通过电脑显示屏反馈生理数据并呈现使用者所处环境，整个虚拟场景及生理监测设备都在治疗师的掌控之中；
(4)成功率高，根据生理反馈结果决定继续还是返回虚拟场景，准确率高，且治疗之前也会进行量表测试，筛选出不适合此治疗方法的使用者，成功率大幅度提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统一个实施例的控制框图；
图2为本发明驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统另一个实施例的控制框图；
图3为本发明驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统多通道生理监测设备的电路控制框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的驾驶创伤后应激障碍治疗方法，无论是想象治疗还是现场治疗都无法达到良好的治疗效果。本发明的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统通过3D虚拟现实技术创设驾驶过程的虚拟场景，使用头盔显示器、驾驶台等外接设备，增强虚拟环境逼真感，再配带上多通道生理监测设备，观察使用者生理反应，另一方面治疗师可随时查看使用者所处环境，便于结合生理反应对焦虑等级进行及时调整。
图1所示为本发明驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统的一个实施例，包括：用于显示虚拟场景的头盔显示器10、用于输出与头盔显示器10中虚拟场景相配合的音频信号的音效系统50、与头盔显示器10中虚拟场景相配合的驾驶台20、对使用者的生理数据进行实时监测的多通道生理监测设备30和控制器40。头盔显示器10带有方位数据反馈功能，可上下左右控制虚拟场景的方位。驾驶台20包括座椅21和操作装置22，座椅21与真实的汽车座椅一致，座椅21下面安装有振动器23，振动器23连接到控制器40，根据控制器40的控制信号调整振动的频率和幅度，用于模拟汽车在行驶过程中的振动感，优选地，振动器23是360度振动器，振动可控性好，可以增强驾驶的真实感；操作装置22与真实汽车相同，可以根据不同的车型进行变换，例如包括方向盘、档位杆和脚踏板等，操作装置22将使用者的驾驶操作转换为相应的操作信号输出到控制器40。控制器40输出虚拟场景的图像数据到头盔显示器10，同时输出与虚拟场景相配合的音频信号到音效系统50，并输出与虚拟场景相配合的控制信号到振动器23，控制器40接收操作装置22输出的操作信号，并根据操作信号对虚拟场景进行调整，使使用者在虚拟场景中驾驶汽车，增强视觉和触觉的真实感。音效系统50可以是立体声耳机，该立体声耳机可以设置在头盔显示器10上，也可以是与头盔显示器10分立结构，音效系统50还可以是安装在驾驶台20上的音箱。多通道生理监测设备30测量使用者的呼吸率指数、皮肤电指数、体表温度指数、心率指数、心率变异指数、心电图、脑电图和肌电图，输出上述生理数据到控制器40。控制器40可以是一台或者多台电脑，显示使用者的各项生理数据，同时显示使用者所处虚拟场景的实时画面，治疗师通过控制器40对使用者所处环境进行适当调整。
治疗过程中，根据使用者的不同焦虑等级，控制器40输出与该焦虑等级相应虚拟场景的图像数据到头盔显示器10，例如在虚拟场景中创设行驶环境，包括路况、周围景色、照明条件、车流密度等，同时控制器40输出与实时的虚拟场景相配合的音频信号到音效系统50，并输出与虚拟场景相配合的控制信号到振动器23，使用者坐在座椅21上，系好安全带，根据头盔显示器10中的虚拟场景对操作装置22进行相应操作，操作装置22根据使用者的操作输出操作信号到控制器40，控制器40根据操作信号对虚拟场景进行调整，使使用者与虚拟场景实现互动。治疗师通过控制器40来观察使用者的各项生理数据和所处虚拟场景，并根据生理数据判断使用者的焦虑程度，逐级提高驾驶环境的焦虑等级，当激起使用者焦虑情绪时，及时对使用者所处的虚拟场景做出调整，帮助使用者达到放松的程度，然后重复多次此步骤直至不再激起焦虑反应，然后进入焦虑等级的下一级，再次重复上述步骤。
图2所示为本发明驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统的另一个实施例，除包括图1中实施例的所有部分，还包括设置在驾驶台20上的风制造器24，控制器40输出与虚拟场景相配合的风控制信号到风制造器24，增强使用者驾驶过程中的触感，例如风制造器24可以是设置在驾驶台20窗口上的风扇，根据控制器40的控制信号调整风向和风力大小。
如图3所示，上述两个实施例中，多通道生理监测设备包括传感器模块31和放大器模块32；传感器模块31包括心电/脑电/肌电集成传感器311、皮电皮温传感器312、呼吸传感器313、手腕式心电/心率/心率变异性集成传感器314，测量使用者的心电图、脑电图、肌电图、皮肤电指数、体表温度指数、呼吸率指数、心率指数、心率变异指数；放大器模块32对传感器模块31的测量信号进行信号放大，包括高速通道321和低速通道322，高速通道321连接到心电/脑电/肌电集成传感器311，低速通道322连接到皮电皮温传感器312、呼吸传感器313、手腕式心电/心率/心率变异性集成传感器314，放大器模块32的采样精度为16bit，采样率为256-2048/秒，输出的生理数据通过USB2.0数据线传输到控制器40。
上述两个实施例中，驾驶台上还可以设置有对讲系统(附图中未示出)，实现使用者与治疗师的对话，以便治疗师及时了解使用者的情况。
本发明的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统具有以下优点：(1)安全性高，通过创设的虚拟环境激起使用者焦虑情绪，根据多通道生理监测设备能及时反馈使用者的生理数据，便于及时进行调整，避免使用者不必要的心理伤害；(2)效果显著，刺激及时到位，反馈及时到位，一方面可大大缩短治疗时间，另一方面通过治疗前后数据统计对使用者康复程度做出准确的评价；(3)可控性强，通过电脑显示屏反馈生理数据并呈现使用者所处环境，整个虚拟场景及生理监测设备都在治疗师的掌控之中；(4)成功率高，根据生理反馈结果决定继续下一焦虑等级场景还是返回原焦虑等级虚拟场景，准确率高，且治疗之前也会进行量表测试，筛选出不适合此治疗方法的使用者，成功率大幅度提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，包括：用于显示虚拟场景的头盔显示器、用于输出与所述虚拟场景相配合的音频信号的音效系统、与所述虚拟场景相配合的驾驶台、对使用者的生理数据进行实时监测的多通道生理监测设备和控制器；
所述驾驶台包括座椅和操作装置，座椅下面安装有振动器，所述操作装置和振动器连接到所述控制器；
所述控制器输出虚拟场景的图像数据到所述头盔显示器，同时输出与虚拟场景相配合的音频信号到所述音效系统，并输出与虚拟场景相配合的控制信号到所述振动器，控制器接收所述操作装置输出的操作信号，并根据操作信号对虚拟场景进行调整；
所述多通道生理监测设备测量使用者的呼吸率指数、皮肤电指数、体表温度指数、心率指数、心率变异指数、心电图、脑电图和肌电图，输出上述生理数据到所述控制器；
治疗过程中，根据使用者的不同焦虑等级，控制器输出与该焦虑等级相应虚拟场景的图像数据到头盔显示器，同时控制器输出与实时的虚拟场景相配合的音频信号到音效系统，并输出与虚拟场景相配合的控制信号到振动器，使用者坐在座椅上，系好安全带，根据头盔显示器中的虚拟场景对操作装置进行相应操作，操作装置根据使用者的操作输出操作信号到控制器，控制器根据操作信号对虚拟场景进行调整，使使用者与虚拟场景实现互动。
2.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述驾驶台还包括风制造器，所述控制器输出与所述虚拟场景相配合的风控制信号到所述风制造器。
3.如权利要求2所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述风制造器为设置在所述驾驶台窗口的风扇。
4.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述音效系统为立体声耳机。
5.如权利要求4所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述立体声耳机设置在所述头盔显示器上。
6.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述音效系统为设置在所述驾驶台上的音箱。
7.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述控制器为一台电脑。
8.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述控制器为多台电脑。
9.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述振动器为360度振动器。
10.如权利要求1所述的驾驶创伤后应激障碍虚拟现实治疗系统，其特征在于，所述多通道生理监测设备包括传感器模块和放大器模块；
所述传感器模块包括心电/脑电/肌电集成传感器、皮电皮温传感器、呼吸传感器、手腕式心电/心率/心率变异性集成传感器，测量使用者的心电图、脑电图、肌电图、皮肤电指数、体表温度指数、呼吸率指数、心率指数、心率变异指数；
所述放大器模块对所述传感器模块的测量信号进行信号放大，包括高速通道和低速通道，所述高速通道连接到所述心电/脑电/肌电集成传感器，所述低速通道连接到所述皮电皮温传感器、呼吸传感器、手腕式心电/心率/心率变异性集成传感器，放大器模块的采样精度为16bit，采样率为256-2048/秒，输出的生理数据通过USB2.0数据线传输到所述控制器。
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