CN108461126A - 结合虚拟现实（vr）技术的新型智能化心理评估及干预系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结合虚拟现实（VR）技术的新型智能化心理评估及干预系统，包括软件子系统、硬件子系统、数据库子系统。软件子系统主要包括用户数据采集及分析软件，虚拟现实环境构建与处理软件，后台控制软件；硬件子系统主要包括计算机平台、定位基站塔、虚拟现实眼镜、操作手柄、数据手套、追踪器、耳麦；数据库子系统主要用于管理沉浸式3D场景、视频、音频，用户生理、心理数据及分析结果书架，心理干预内容，心理学及其他医学相关领域理论教学内容的数据。本发明的作用在于：有利于操作者即时、科学的评估及缓解精神心理问题及躯体不适，弥补心理学相关医疗资源不足及效率较低的不足；并广泛推广心理学知识，促进全民身心健康发展。

Description

结合虚拟现实(VR)技术的新型智能化心理评估及干预系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实(VR)技术应用领域，特别涉及结合虚拟现实技术的智能化心理评估及干预系统。

背景技术

20世纪以来，医学科学飞速发展，生物医学模式指导下的医学科学已经无法满足时代的需求。在这种情况下，1977年，美国恩格尔教授提出了生物-心理-社会医学模式，强调健康是身体、精神、社会上的完满的状态。这一医学模式的提出，使得心理学得到了进一步的关注与发展，临床工作中对于患者的心理精神状态也予以了相应的关注。同时在高速运转的当代社会，人们承受着来自各方面的压力，人群中很大一部分都处于亚健康状态，心理精神疾病的患病率逐年升高，可是由于心理精神相关医疗卫生资源的短缺及人们长久以来的病耻感及忽视，导致就诊率很低。

在信息科学及医疗技术不断发展的今天，计算机在医学诊断、治疗、预防、监测等方面发挥了重要的作用。根据时代的需求，以计算机为基础的虚拟现实(VR)技术在包括医疗领域的的多个领域发挥了重要的作用，而心理学这一分支在其中扮演了重要的角色。

随着目前VR技术及医学、心理科学的发展，彼此交叉融合已经开始更广泛的服务于多个领域，并取得了一定的成果。早在10多年前，美国专利号为US6012926A、US6425764B1的专利就涉及了VR技术在治疗精神心理疾病中的运用，通过VR技术设计的场景对焦虑障碍患者实施暴露疗法。目前相关研究显示VR技术与基本生理指标、心理治疗相结合可用于抑郁症、焦虑症、创伤后应激障碍(PTSD)、精神分裂症及睡眠障碍等的治疗。

我国相关专利(专利申请号：CN201610809646.3、CN201710216122.8、CN201710300341.4)也涉及到了相应内容；包括用于特定人群(军人、飞行员、宇航员、外科医生、专业表演人员等)的心理素质训练；用于临床外科、恐惧情绪的缓解，术后的康复训练、疼痛控制等等。这其中涉及的心理干预包含了催眠、认知行为治疗(CBT)、音乐疗法、生物反馈治疗、暴露疗法(利用暴露疗法结合虚拟现实创造特定的场景解决体验者不同的恐惧症比如动物恐惧症、广场恐惧症、社交恐惧症等)等多种手段。

不同于传统的面对面的心理评估及心理干预模式，利用VR技术，使其更具环保性、灵活性、易控制性等特点，且较少受地域时间限制，副作用少，成本效益高，可以针对不同人群及目的制定不同的个性化干预方案。VR技术结合生理指标监测及心理干预这一手段不仅从身体自然反应角度提供了客观的评估指标，同时在此基础上使得心理干预以一种新颖灵活的人机互动模式引导使用者的心理和行为变化，提供了安全、保密、轻松的环境，这种沉浸式的体验也易被大众所接受。这种结合VR技术的心理评估及干预模式不仅仅局限于传统的心理、精神领域，还更广泛、更有效的服务于其他多个领域，节省了大量人力物力成本，同时利于全民身心健康发展，促进各领域人才的培养及技术水平的提升。

但是目前VR技术与心理学相融合的技术主要涉及基本生理指标的监测，结合操作者语音、动作等信息以评估其情绪反应，以此为基础进行相应的心理干预(在线咨询或结合VR场景、音乐、指导语等进行干预)以达到缓解不良情绪的目的，其中评估过程缺乏更为专业、全面、客观的工具，干预过程在规范化、个体化、专业化层面也存在很多不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的不足，而提出一种结合虚拟现实(VR)技术的新型智能化心理评估及干预系统，在对操作者进行干预前进行全面、专业的评估，并以此为前提根据评估所指出的心理问题类型结合生理、心理学特征，提供个体化、规范化的心理干预手段。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，包括：硬件子系统；软件子系统和数据库子系统；

所述硬件子系统，基于计算机，搭建检测人体生理指标，提供虚拟现实环境，实现智能化心理评估及干预操作过程的硬件平台；

所述软件子系统，包括用户数据采集与分析软件模块，虚拟现实环境构建与处理软件模块，控制软件模块及心理干预软件模块；

所述数据库子系统，用于存储数据，为系统操作提供数据支持；

基于获取的生理、心理特征数据，对生理、心理状态进行完整、专业的分析；根据分析结果，利用虚拟现实环境，提供多种个体化、标准化、沉浸式心理干预模式。

进一步，所述用户数据采集与分析软件模块用于生理、心理学特征信息的采集与录入；对所述特征信息进行心理分析，得出心理学专业分析结果，形成专业报告。

进一步，所述硬件子系统包括生理指标监测仪。

进一步，所述生理指标监测仪包括：多导睡眠便携式监测仪，对操作者脑电、心电、眼电、肌电、血氧饱和度和呼吸六项电生理信号进行监测，获取相应监测数据；

血压监测仪，监测操作者血压变化，获取监测数据。

进一步，所述硬件子系统包括定位基站、虚拟现实平台外围设备。

进一步，所述虚拟现实平台外围设备包括虚拟现实眼镜、操作手柄、数据手套、追踪器、耳麦。

进一步，通过不同的心理干预软件模块提供对应的心理干预手段，实现所述个体化、标准化、沉浸式智能化的心理干预模式，包括：通过普通放松减压模块；广泛性焦虑、恐惧症模块；抑郁障碍模块；边缘型人格障碍模块；强迫模块；术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块；以及心理学及医学专业知识及技能学习模块。

进一步，每一个所述心理干预模块提供对应的心理干预手段具体为：

普通放松减压模块包括音乐放松、有声书、正念减压、催眠治疗；

广泛性焦虑、恐惧症模块包括正念减压、正念认知、催眠治疗、暴露疗法；

抑郁障碍模块包括正念减压、正念认知、催眠治疗；

边缘性人格障碍模块包括辩证行为疗法、正念认知疗法；

强迫模块包括辩证行为疗法、正念认知疗法、暴露疗法；

术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块包括音乐放松、有声书、正念减压、正念认知、催眠治疗；

心理学及医学专业知识及技能学习模块包括教学模式。

进一步，每一个所述心理干预模块提供功能介绍，介绍心理干预手段的基本原理、内容、操作过程及预期效果。

进一步，提供专业心理干预疗程，实现系统性心理干预过程；提供生理指标及心理评估指标复测，评估心理干预效果，指导进一步治疗计划。

与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

1)将虚拟现实技术与心理评估与干预相结合，结合生理指标、心理评估量表，睡眠报告及心理评估报告，为操作者提供科学、专业的评估结果；

2)结合操作者属性、生理、心理特征，以及生理、心理评估结果所提示的心理问题类型，提供个性化、标准化的心理干预手段，有针对性的解决问题；

3)沉浸式的人机互动，实现心理干预智能化；

4)运用于多个领域，节约了大量的人力、物力，为心理学的继续发展及人才的培养提供了新的契机。

附图说明

图1.本发明系统原理图

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，描述本发明的具体实施例。实施例仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1，本发明提供一种结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，包含硬件子系统、软件子系统、数据库子系统。操作者通过该智能化心理评估及干预系统能够缓解精神心理压力，解决各种心理问题。此外，还可用于口腔及其他临床外科患者术前、术后管理以及运用于医疗卫生领域的教学。

其中硬件子系统基于计算机平台，结合定位基站、各种生理指标特征检测设备(例如生理指标监测仪)、虚拟现实平台外围设备，例如虚拟现实眼镜、操作手柄、数据手套、追踪器、耳麦等电子设备，搭建既能检测人体生理指标，又能提供虚拟现实环境，实现智能化心理评估及干预操作过程的硬件平台。

软件子系统包括虚拟现实环境构建与处理软件模块；数据采集与分析软件模块；控制软件模块，以及心理干预软件模块等，为整个系统提供了心理评估及干预操作的技术支持。

数据库子系统用于此新型智能化心理评估及干预系统的各种操作数据、配置数据等数据的储存，为软件、硬件子系统的操作提供数据支持。

其中软件子系统的用户数据采集与分析软件进行生理、心理学特征采集，包括：

操作者基本特征数据的录入采集，包括年龄、性别、文化、职业相关信息；

操作者生理指标特征的采集，利用各种生理指标特征检测设备，例如生理指标监测仪，进行测定，包括睡眠客观生理指标—-脑电、心电、眼电、肌电、血氧饱和度和呼吸六项微弱电生理信号以及血压；

操作者心理健康状态数据的采集，利用心理、精神方面专业的自评量表进行录入采集，涉及焦虑、抑郁、强迫、精神病性、人格、躯体不适等；

数据采集完成后进行分析，得出专业、客观的评估报告，例如，睡眠报告及心理状态评估报告，指出其存在的心理问题类型。

其中硬件子系统的生理指标监测仪包括：

多导睡眠便携式监测仪，通过例如电极片及传感器等监测装置，对操作者脑电、心电、眼电、肌电、血氧饱和度和呼吸六项电生理信号进行监测，数据上传数据库后，由数据采集与分析软件模块进行分析，得出专业的评估报告并保存于数据库中；

血压监测仪，实时监测操作者血压变化，并将数据上传数据库。

其中心理干预的具体手段为：

正念疗法，主要包括正念减压、正念认知、辩证行为疗法；催眠治疗；音乐治疗；暴露疗法，主要包括快速暴露法和系统脱敏法。

进一步，针对不同心理干预手段，在数据库中保存相应的文件存储对应的数据信息，每一种心理干预手段的具体内容包括：

所述正念疗法根据多维正念场景及音乐录入相对应的正念指导语，涉及呼吸训练、冥想、身体扫描等内容；所述催眠治疗根据对应的多维虚拟现实场景及催眠背景音乐录入专业催眠指导语，并且场景在催眠的不同阶段发生相应的改变，具有虚实结合，虚实转换的效果；所述音乐疗法贯穿于其他心理干预手段，增强心理干预效果，其中数据库存储有专门的音乐库，以便进行音乐联想；所述暴露疗法根据恐惧症特性，设置专门的虚拟现实场景，并根据场景录入专门的背景声音，增强沉浸感。

其中，虚拟现实包括多维的虚拟场景，视频，虚拟人物，音乐等多种氛围手段。虚拟场景包括虚拟3D场景，主要包括多维正念、催眠场景，涉及高山、草地、大海、星空以及舒适的室内场景；阳光普照、星光点点、风吹花草树叶动、水面波光粼粼；以及用于暴露疗法的狭小的密闭空间、人多的社交场合、面对面目光对视以及在干预过程中的虚化、重复、增强受暗示性的非现实视频场景；虚拟人物主要涉及操作指导人物形象，针对成人选择仿真成人形象，针对儿童选择虚拟小孩、动画角色形象，在心理干预过程中，针对儿童群体，提供虚拟角色以陪伴、讲故事的形式进行；音频包括背景音乐、大自然的声音、社会场景声音、指导语音频，所提供的背景音乐所致音乐联想主要涉及高山、草地、大海、星空、安全感及其他方面，大自然的声音有风声、海浪声、雨声、鸟鸣、雷声，社会场景声音主要有脚步声、说话嘈杂声、相互交流声、交通杂音、密闭空间回声，指导语音频主要有基本操作指导语、放松指导语、正念指导语、催眠指导语，根据不同的干预手段，对场景、视频、音频进行匹配输出，使干预在视觉、听觉等感官系统基础上达到最优效果，实现预想的智能化心理干预模式。

基于获取的生理、心理特征数据，对生理、心理状态进行完整、专业的分析；根据分析结果，利用虚拟现实环境，提供多种个体化、标准化、沉浸式心理干预模式。其中个体化、标准化、沉浸式智能化的心理干预模式包括：

根据操作者数据的分析结果，评估心理问题种类，结合操作者操作目的偏好，通过后台控制软件模块设置供选择的心理干预软件模块，主要包括：①普通放松减压模块②广泛性焦虑、恐惧症模块③抑郁障碍模块④边缘性人格障碍模块⑤强迫模块⑥术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块⑦心理学及医学专业知识及技能学习模块等。选择对应的模块，进入相应的模块后再针对不同群体及个人偏好选择推荐的心理干预手段及形式；而且针对儿童群体的特殊性，专门设置有配以虚拟动画人物，讲故事的形式供选择。

进一步，供选择的模块对应有不同心理干预手段，所有的干预措施并非单一的心理治疗手段，而是相互融合，例如催眠、正念等干预手段与音乐治疗相结合，以增强干预效果。

每一种心理干预模块提供的心理干预手段具体例如：

普通放松减压模块——音乐放松、有声书、正念减压、催眠治疗；

广泛性焦虑、恐惧症模块——正念减压、正念认知、催眠治疗、暴露疗法(系统脱敏疗法)；

抑郁障碍模块——正念减压、正念认知、催眠治疗；

边缘性人格障碍模块——辩证行为疗法、正念认知疗法；

强迫模块——辩证行为疗法、正念认知疗法、暴露疗法(系统脱敏疗法)；

术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块——音乐放松、有声书、正念减压、正念认知、催眠治疗；

心理学及医学专业知识及技能学习模块——教学模式。

在每一个心理干预模块中提供心理干预功能介绍，介绍相应的干预手段的基本原理、内容、操作过程及预期效果，操作者可结合该介绍进一步优化干预手段的选择。

其中，每种专业心理干预手段按照疗程进行设置，根据疗程进行的次数，输出不同的相对应的虚拟现实场景、音乐及专业指导语，在一个疗程结束以后，根据系统提示进行生理指标及心理评估指标复测，评估疗效。

结合使用心理评估与干预实例，对整个操作过程进行解释：

在操作室使用VR设备专用定位基站塔，建立一个长方形虚拟区域，例如3米*4米面积的虚拟区域。

基于硬件子系统，操作者在计算机、虚拟现实平台上，通过人机交互界面进行交互操作，数据采集与分析软件模块进行生理、心理学特征信息的采集与录入，信息数据自动储存于数据库子系统。

利用生理指标特征检测设备，例如生理指标监测仪，采集生理指标数据，例如脑电、心电、眼电、肌电、血氧饱和度、呼吸以及血压等，采集的数据上传存储于数据库子系统；

数据采集完成后，数据采集与分析软件模块进行分析，得出专业报告(例如，睡眠报告及心理评估报告)；

在控制软件模块的控制处理下，基于报告所提示的心理问题信息，提示操作者进行心理干预处理；

如图1所示，本系统包含了七大心理干预功能模块：普通放松减压模块；广泛性焦虑、恐惧症模块；抑郁障碍模块；边缘型人格障碍模块；强迫模块；术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块；以及心理学及医学专业知识及技能学习模块。为操作者提供相应的干预操作选择，根据评估得出的自身情况，操作者能够进行个体化的选择。

进入选择对应的心理干预功能模块，包括不同的专业心理干预手段推荐，可选择不同心理干预手段。每个心理干预功能模块包括介绍基本原理、内容、操作过程及预期效果的简介信息，根据介绍能够选择具体干预手段，并且可根据其生理、心理学特征选择不同的干预形式；

其中不同的心理干预功能模块所对应的具体干预手段包括：

普通放松、减压模块包括音乐放松、有声书、正念减压、催眠治疗；广泛性焦虑、恐惧症模块包括正念减压、正念认知、催眠治疗、暴露疗法(系统脱敏疗法)；抑郁障碍模块包括正念减压、正念认知、催眠治疗；边缘性人格障碍模块包括辩证行为疗法、正念认知疗法；强迫模块包括辩证行为疗法、正念认知疗法、暴露疗法(系统脱敏疗法)；术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块包括音乐放松、有声书、正念减压、正念认知、催眠治疗；心理学及医学专业知识及技能学习模块包括教学模式。

示例的，若专业报告提示为睡眠节律紊乱或者睡眠潜伏期过长，睡眠持续时间不足等，其心理问题类型一般为抑郁，系统自动提示操作者选择抑郁障碍模块，然后为操作者提供正念减压、正念认知、催眠治疗等干预手段选择；

其中，需要说明的是若操作者仅想进行简单的放松、减压，不想进行目前心理状态评估，操作者能够在基本生理、心理学特征信息录入后，选择跳过生理指标监测及心理评估，直接选择具体心理干预功能模块，选择对应干预手段。

此外，操作者可尝试所有干预手段，根据效果选择最适合，效果最佳的手段进行后续的阶段性干预。

干预手段选择确定后，佩戴诸如具有手势识别的VR眼镜，及追踪器等虚拟现实平台外围设备，进入虚拟现实心理干预环境；

控制软件模块通过干预手段的差异自动输出相应的多维环境、视频或者虚拟人物，构建虚拟现实干预环境，在对应的背景音乐及专业指导语的指导下，进行标准化的心理干预；

示例的，若上述专业报告提示强迫，操作者选择正念认知疗法，控制软件模块将自动输入对应的虚拟现实场景，并同时输入与场景相对应的专业正念指导语及背景音乐，为操作者提供一种沉浸式的治疗环境，体验者在此虚拟的放松场景中跟随指导语进行呼吸训练、冥想、身体扫描、自我观察等，培养操作者觉察力，学会与不良情绪共存，不被惯性思维模式所困，使得智能化心理干预效果更佳。

需要说明的是，针对每一种心理干预手段，系统设置有专门的疗程，除了单纯音乐放松与有声书等娱乐模式，每次进入后输出的内容是随机的以外，其他专业心理干预手段均按照其疗程设置具体的干预次数。当操作者选择一种心理手段以后，系统将自动启动该疗程，根据操作者干预次数呈现对应的内容，当一个疗程结束以后，指导操作者对之前的生理、心理评估指标进行复测，并进行比较，对心理干预的效果进行评估，指导下一步治疗计划。

以上对本发明的具体实施方式进行了介绍，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的一般技术人员，依据本发明实例的流程与思想，在具体心理干预方式及应用范围上均会有改变之处，都应包含在本发明的保护范围之内，而本说明书内容不应该理解为是对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，包括：硬件子系统；软件子系统和数据库子系统；

所述硬件子系统，基于计算机，搭建检测人体生理指标，提供虚拟现实环境，实现智能化心理评估及干预操作过程的硬件平台；

所述软件子系统，包括用户数据采集与分析软件模块，虚拟现实环境构建与处理软件模块，控制软件模块及心理干预软件模块；

所述数据库子系统，用于存储数据，为系统操作提供数据支持；

其特征在于：

基于获取的生理、心理特征数据，对生理、心理状态进行完整、专业的分析；根据分析结果，利用虚拟现实环境，提供多种个体化、标准化、沉浸式心理干预模式。

2.根据权利要求1所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于，所述用户数据采集与分析软件模块用于生理、心理学特征信息的采集与录入；对所述特征信息进行心理分析，得出心理学专业分析结果，形成专业报告。

3.根据权利要求1或2所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于，所述硬件子系统包括生理指标监测仪。

4.根据权利要求3所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于，所述生理指标监测仪包括：

多导睡眠便携式监测仪，对操作者脑电、心电、眼电、肌电、血氧饱和度和呼吸六项电生理信号进行监测，获取相应监测数据；

血压监测仪，监测操作者血压变化，获取监测数据。

5.根据权利要求1所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于，所述硬件子系统包括定位基站、虚拟现实平台外围设备。

6.根据权利要求5所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于，所述虚拟现实平台外围设备包括虚拟现实眼镜、操作手柄、数据手套、追踪器、耳麦。

7.根据权利要求1所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于，通过所述心理干预软件模块提供对应的心理干预手段，实现所述个体化、标准化、沉浸式智能化的心理干预模式，包括：通过普通放松减压模块；广泛性焦虑、恐惧症模块；抑郁障碍模块；边缘型人格障碍模块；强迫模块；术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块；以及心理学及医学专业知识及技能学习模块。

8.根据权利要求7所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于：每一个所述心理干预模块提供对应的心理干预手段具体为：

普通放松减压模块包括音乐放松、有声书、正念减压、催眠治疗；

广泛性焦虑、恐惧症模块包括正念减压、正念认知、催眠治疗、暴露疗法；

抑郁障碍模块包括正念减压、正念认知、催眠治疗；

边缘性人格障碍模块包括辩证行为疗法、正念认知疗法；

强迫模块包括辩证行为疗法、正念认知疗法、暴露疗法；

术前焦虑、恐惧，术后疼痛控制模块包括音乐放松、有声书、正念减压、正念认知、催眠治疗；

心理学及医学专业知识及技能学习模块包括教学模式。

9.根据权利要求8所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于：

每一个所述心理干预模块提供功能介绍，介绍心理干预手段的基本原理、内容、操作过程及预期效果。

10.根据权利要求1所述的结合虚拟现实技术的新型智能化心理评估及干预系统，其特征在于：提供专业心理干预疗程，实现系统性心理干预过程；

提供生理指标及心理评估指标复测，评估心理干预效果，指导进一步治疗计划。