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增强现实技术在心理学领域中的应用
卫静雯1 王双文2 田而慷3 殷 莉1
【摘要】 增强现实(AR)可以定义为一种将虚拟对象叠加到现实世界的技术。迄今为止,AR已被应用于许多领域,如
医学、娱乐、建筑、维护、教育及认知和运动康复,但其在心理学中的研究与应用较少。目前已有证据初步表明AR在心
理学研究和某些心理疾病的治疗中具有独特优势。本文介绍了AR系统的概念、发展历史及应用,重点回顾了AR技术
在心理学研究与心理疾病治疗中的应用效果。
【关键词】 增强现实 心理学 心理治疗
【中图分类号】B844 【文献标识码】 A 【文章编号】 2095-9346(2022)-01-0089-05
doi:.2095- 开放科学(资源服务)标识码(OSID):
增强现实(AugmentedReality,AR)是一种将真实真的体验感和存在感,可控性高,数据易量化[6,7]。基
世界信息和虚拟世界信息集成的新技术系统。AR技于以上特点,AR技术应用到心理学中具有较大的优
术通过设备将模拟仿真后的虚拟实体信息叠加应用到势,可能成为最有竞争力的前沿领域之一[8]。
真实世界,使实时存在于真实环境的同一空间,从而达2 AR在心理治疗中的应用
到超越现实的感官体验[1,2]。在AR系统中,用户不仅研究表明,AR是一种有效的干预工具,目前主要
能看到由真实图像和叠加在其上的虚拟元素组成的图针对特定恐惧症和恐高症[9~11]。相较于传统治疗方
像,其感觉还可以扩展至听觉、嗅觉和触觉[3]。自式,AR的主要优势在于可控性、安全性、保密性、可重
1966年第一套AR系统“达摩克利斯之剑”被成功开复性、灵活性和低成本[1]。AR能使患者在治疗过程
发后,AR技术系统逐渐成熟,被陆续引入模拟训练、中规避真实环境的风险和复杂性,比如在一个安全的
虚拟通讯、人工智能、信息等领域,以ARKit、ARCore、环境中使患者暴露于虚拟的恐惧或恐惧症刺激因素
ARcloud等为代表的AR技术被广泛应用于日常生中;由于只需设计少量虚拟元素,AR还可以使试验环
活[4]。境的制造成本降低[12]。AR允许患者与叠加到现实世
随着AR支持技术的发展,AR已在建筑、维护、娱界中的虚拟对象进行实时交互,操作者也可以基于患
乐、教育、医药、灾难管理和认知及运动康复等多个领者的需要或治疗目的灵活调整暴露等级[2]。在情感
域得到研究和应用[5]。在心理学方面,AR技术的相反应方面,虚拟刺激与真实刺激相似,通过虚拟内容来
关研究也在不断增加,显示出在评估和治疗心理障碍增强物理世界的体验可以增强患者的存在感和参与
方面的有效性。在心理疾病的治疗中,AR使患者更感,从而提高治疗效果和依从性[12,13]。
容易获得心理健康服务, 治疗焦虑障碍及应激相关障碍 焦虑相关的障
患者在治疗中的参与度明显增加,具有很强的应用潜碍,如特定恐惧症、创伤后应激障碍,以及广泛或特定
力[6]。目前AR已经成为虚拟现实研究中的一个重要的焦虑(如公共演讲或社交焦虑)障碍,是全球最常
领域,是人机界面技术发展的一个重要方向,也是为众见、患病率增长最快的心理健康障碍之一[14]。对于焦
多领域带来革命性变化的契机。本篇综述描述了AR虑相关障碍,暴露疗法是最有效的治疗方法之一,它源
技术在心理学研究与疾病治疗中的应用,并简要介绍于广泛意义上的认知行为疗法。患者被逐步暴露于一
了其他虚拟现实技术与心理学的关系。种诱发焦虑或恐惧的刺激中进行系统脱敏,以尽量减
1 AR在心理学中的应用少患者对刺激的强烈和不良行为[15]。暴露分为体内
AR作为一种新型图形沉浸技术,其优势在于可暴露(IVE)或虚构暴露(IE),为克服传统暴露疗法(如
以将合成元素添加到现实世界中,可以在环境中再现IVET)保密性低、不可控性高的局限,近年来增强现实
真实对象(生态有效性)并进行实时互动,与真实生活暴露疗法(ARET)开始成为一种替代治疗方法[16]。
场景的拟合度较高,且能够提供高度的视觉真实感、逼ARET克服了传统IVET疗法的局限性,能够降低
基金项目:国家自然科学基金(编号:81801357);四川省科技厅重点研发项目(编号:22ZDYF1544);四川省卫健委普及应用项
目(编号:21PJ020)
作者单位:,四川大学华西医院心理卫生中心
通讯作者:殷莉,Email:******@
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精神医学杂志2022年第35卷第1期 JournalofPsychiatry,2022,Vol35,
患者的焦虑水平,达到较好的治疗效果。2010年,炼结束后焦虑评分下降,参与者对自己面对蟑螂的能
BretónLópezJ等[17]探讨了AR在6例被诊断为蟑螂力的信心也显著增加。
恐惧症的受试者中诱发焦虑的水平,结果证实AR能ARET在保证治疗有效的同时,也能够维持较久
够在所有参与者中诱发焦虑,在暴露于焦虑诱导刺激的治疗效果。比如2010年,BotellaC等[29]发表了另
期间,参与者焦虑水平逐渐降低,且减少焦虑所需的暴一项研究,采用多基线设计测试了AR在短期(治疗结
露水平和持续时间取决于恐惧的初始水平和恐惧症的束时)和长期(治疗后第3、6和12个月)治疗蟑螂恐
严重程度。也有其他证据表明AR系统初期能诱发受惧症的有效性,结果显示治疗后,所有参与者在恐惧、
试者的焦虑感[18,19]。SarverNW等[20]调查了在虚拟回避和对主要目标行为有关的消极想法的信念水平上
环境中治疗儿童社交焦虑障碍的可行性、可接受性和均得到显著改善,且在不同时间的随访中都保持了治
可信性,所有受试儿童均接受了融入虚拟环境的儿童疗效果,为AR作为恐惧症治疗工具的疗效提供了进
社会效能疗法;结果表明88%的儿童认为治疗能有效一步的支持。
减轻焦虑,大多数儿童(75%)也报告此种治疗有助于尽管大量的经验研究已经证明了新技术的临床有
改善其他方面的社会功能,比如与父母的相处。效性,但是许多精神卫生工作者仍然怀疑借助该技术
此外,AR在术前、术中及术后对焦虑状态均有较与患者建立良好治疗关系的可能性。但试验证明,
好的缓解效果。研究证明,AR可以作为现有药物和ARET并不会对医患关系产生不良的影响。比如
行为转移治疗术前焦虑的辅助手段或替代手段,也可WrzesienM等[30]通过随机对照试验比较了与蟑螂和
以利用全息图像分散注意力,限制个体对痛苦或焦虑蜘蛛恐惧症有关的两种治疗方式:传统的非技术性体
刺激的处理[21~23]。与普通催眠相比,基于AR技术的内暴露疗法(如IVET)和技术性增强现实暴露疗法
催眠在心理压力和焦虑的治疗方面的心理知觉效用更(如ARET),证实ARET同样有效且不会对治疗联盟
高,并可显著缩小催眠效果的性别差异[24]。产生负面影响。
治疗特定恐惧症 作为焦虑障碍的一部分,恐惧与目前较成熟的IVET相比,ARET具有成本低、
症的治疗同样主要是使用暴露疗法。相较于其他技被试接受度高、交互感强等独特的优势。如2016年,
术,暴露疗法症状缓解程度较好、患者依从性较高,整BotellaC等[8]在一项随机对照试验中研究了IVET及
体治疗效果也有了提升。AR在治疗恐惧症中的应用ARET两种治疗方式的有效性和接受度,提供了有关
便是传统暴露疗法的一种替代性治疗,也是AR心理AR治疗特定恐惧症的疗效和参与者接受度的经验证
学应用研究较为热门的领域。据。数据表明,两种方式均使主要[行为规避测验
ARET克服了传统暴露疗法实际操作难度大、受(BAT)]和次要[蜘蛛恐惧问卷(FSQ)、蜘蛛恐惧信念
经费制约、暴露等级控制难等局限性,能够有效地诱导问卷(SBQ)、主要目标行为(MTB)和临床严重程度量
焦虑并保证最终治疗效果。2005年,BotellaCM等[25]表(CSS)]结局指标显著改善并在随访中长期维持,且
采取HellstromK等[26]提出的“单次疗法”方针,成功两种治疗条件的暴露时间没有发现差异。与IVET组
地治疗了诊断为小动物恐惧症的受试者,提供了首个相比,接受ARET的参与者对治疗的厌恶程度更低。
AR被用于治疗蟑螂恐惧症的案例研究的数据。在治2019年,SusoRiberaC等[9]比较了虚拟现实暴露疗法
疗前的行为回避测试中,参与者表现出明显的恐惧和(VRET)、ARET和IVET在治疗小动物恐惧症上的疗
回避,治疗后不仅观察到的恐惧和回避评分显著下降,效,结果显示三者在行为特征(患者愿意接近恐惧的
参与者也能够立即接近并杀死活蟑螂,并在治疗结束物体)和心理特征(如焦虑和恐惧)方面可能同样有
后1个月的随访中持续保持该治疗效果[25]。同年,效,但还应进一步研究验证该结论的可靠性,为个体化
JuanMC等[27]对9例患有小动物恐惧症的患者(5例治疗提供证据。
蟑螂恐惧症和4例蜘蛛恐惧症)的试验也得到了相似除小动物恐惧症外,AR对恐高症也有相似的治
的积极结果,证实AR系统既能诱发焦虑,又能通过长疗效果。2006年JuanMC等[31]报道了一种在AR系
时间接触虚拟物体来减轻焦虑,且患者克服恐惧所需统中使用沉浸式摄影技术治疗恐高症的方法,用户在
的时间明显短于虚拟现实(VirtualReality,VR)系统。沉浸式摄影环境中获得了高度的存在感(在1~7的
也有研究者在表现形式上进一步创新。2013年,评分中,平均得分超过5分)。JuanMC等[10]另一项
WrzesienM等[28]设计了一种交互式的基于投影的AR研究比较了VR和AR系统中恐高症场景的存在感和
治疗灯(TL)用于治疗小动物恐惧症。26名志愿者焦虑感,结果表明VR和AR之间在存在感和焦虑程
(亚临床人群)接受了一项包含12项练****从最不容度方面比较差异没有统计学意义,但试验暴露后焦虑
易诱发焦虑到最容易诱发焦虑)的暴露治疗方案,结水平降低,提示AR对恐高症可能同样有效。
果显示在每次锻炼开始时焦虑评分相对较高, 治疗幻肢痛(PhantomLimbPain,PLP) 幻肢疼
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痛是指患者肢体被截除后,仍感觉到被截除肢体所发AR的交互系统对6~10岁的ASD和运动障碍青少年
生的疼痛,常与残肢痛或幻肢感并存,其发生率通常在受试者进行了康复治疗测试,结果受试者表现出了更
50%~80%之间,且具有复杂的病因,治疗难度大[32]。强的自我控制及选择特定运动区域的能力,情绪和社
多数研究表明,PLP可以通过完整肢体的视觉表现得交技能也得到改善。
到缓解。2020年BerenguerC等[53]调查了现有研究中AR
多数案例研究表明以AR为基础的干预措施对缓在社会、认知和行为领域对ASD儿童青少年的影响,
解PLP有显著效果,但缺少高质量研究[33,34]。指出AR技术在不同功能领域具有积极作用,如ASD
ThgersenM等[35]对7组严重PLP患者进行了8次家儿童青少年的社交互动、沟通技巧、言语和非言语沟
庭AR训练并监测评估,发现前3次AR训练后疼痛等通、面部表情识别程序、注意力技能和功能生活,证明
级急剧下降,随后反应趋于平缓,疼痛评分指数平均降了AR的有效性。
低了52%。14例传统治疗无效的顽固性慢性PLP患3 小结与展望
者接受了12次幻像运动执行疗法后,PLP的严重程度本文综述了AR在心理学研究及在心理治疗的应
和频率明显降低,PLP对日常活动和睡眠的影响减用研究,主要关注了AR作为一种新型心理治疗干预
[36,37]
弱。手段在焦虑障碍及应激相关障碍、特定恐惧症、PLP、
除缓解PLP外,AR对其他类型的疼痛也可以起ASD中的最新应用及治疗效果。
到缓解作用。有证据表明对经镜像治疗无效的单侧上现有研究表明,AR是一种有效、可控、安全、低成
肢慢性神经性疼痛的患者使用3D增强现实系统可显本的治疗特定恐惧症(如小动物恐惧症和恐高症)的
[38][39]
著地暂时减轻疼痛。MottJ等的一项前瞻性随干预工具,可以为一些劣势暴露疗法提供有效的替代
机对照试验也证实了AR在急性烧伤患儿敷料更换中方案,且AR在减少焦虑、缓解PLP和神经痛、ASD患
作为镇痛和镇静剂的辅助手段的有效性,且镇痛效果者社交互动和情感识别辅助治疗上有潜在的应用前
不会因多种治疗方法而减弱。景。总体而言,AR系统扩展了交互性,可以让患者自
治疗孤独症谱系障碍(AutismSpectrumDisorder,由操纵虚拟元素并实时评估和监测其反应,并基于患
ASD) 近年来,针对ASD的AR技术的开发和使用有者需要或治疗目的灵活调整模拟环境,减少治疗过程
所增加,它使ASD患者能够在更加生态和现实的环境中的风险。AR模拟的虚拟刺激与真实刺激引起的情
中接受治疗,并且可以对环境进行调整以适应ASD儿绪反应相似且实现了较高的分辨率,可以增强虚拟环
[40,41]
童或青少年表现出的特异性和异质性。境的真实感,患者参与感强。然而,目前大多数对AR
情绪识别是社交互动中最关键的技能之一,但在心理学中的应用研究样本量小,且缺乏对照和随机
ASD患者无法适当地识别和理解面部表情中的情绪,对照试验,未来需要更多的临床研究来探讨AR在临
无法确定他人的意图和思维过程且无法做出适当回床心理治疗中的适用性和实际疗效。
应[42]。2015年,ChenCH等[43]创建了一种AR应用
AR技术虽然仍处于起步阶段,技术不够成熟而
程序用于提高ASD患者的情感表达和社交技能,测试
无法满足临床心理治疗的部分要求,但将来AR交互
数据表明,AR干预可以提高ASD患者对情境任务中
作用的具体化发展必会对其适用性、效用性和应用前
所看到的面部情绪表情的识别和反应能力。此外,多
景产生积极影响,如通过增加触觉组件向用户提供持
项研究证明了AR技术在ASD患者社交互动和情感
续的力反馈,使用户有触摸的感觉,感受到虚拟物体的
识别中的辅助和治疗作用,表现出较好的可行性、可用
物理重量,从而强化用户的体验[54]。
性、耐受性和安全性[44~47]。
总的来说,AR为心理学研究和临床心理评估、治
假装游戏与象征性思维、语言和社交互动等的发
疗带来了新的挑战,在其他精神障碍如进食障碍、物质
展密切相关,而ASD患儿被证明在儿童早期缺乏假装
使用障碍等疾病中也可能有潜在的应用前景。
游戏,在符号思维方面存在缺陷[48]。为促进ASD患
儿的开放式假装游戏,BaiZ等[49]开发了一个AR系
参考文献
统并进行了实证研究,结果表明ASD儿童使用AR系
[1] BausO,
统的假装游戏在频率、持续时间和相关性方面有显著basedtherapytoaugmentedrealityexposurebasedtherapy:
改善,且对发育最迟缓的儿童效果最明显。Areview[J].FrontHumNeurosci,2014,8:112.
ASD儿童在治疗过程中很难维持选择性注意[2] GiglioliIAC,PallaviciniF,PedroliE,:
[50]
力。研究证明AR系统能提高患儿的注意力(选择Abrandnewchallengefortheassessmentandtreatmentof
性和持续性的注意力以及反应时间),并在治疗过程psychologicaldisorders[J].ComputMathMethodsMed,
中激发积极情绪[51]。此外,MagriniM等[52]采用基于2015,2015:113.
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