【技术实现步骤摘要】
基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法
本专利技术属于心理健康研究
，具体涉及基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台及使用方法，主要服务对象是应用基础研究实验人员、临床治疗干预人员、虚拟场景体验者。该技术平台为研究人员提供研究实验定制虚拟环境测试平台，为临床治疗干预人员提供辅助治疗虚拟环境行为训练及治疗干预服务平台，为虚拟场景体验者提供安全的有益于心身健康的活动环境。
技术介绍
物质使用障碍作为一种慢性高复发性脑疾病,是复杂的生物、心理、社会多元因素相互作用的结果。应对这一难以治愈的脑疾病,需要在新的整合的生物-社会-心理医学模式指导下,运用多种不同的干预手段进行综合治疗。目前该领域正在探索一种新的治疗技术,利用虚拟现实的主体沉浸式、交互式、构想式技术优势获得增强的线索反应模式,提供成瘾相关的多因素交互的虚拟环境,在现有线索暴露疗法及行为干预治疗技术及疗效方面可能获得新的突破。近10年来这一领域的研究进展,内容包括：利用虚拟现实技术获得增强的线索反应模式提高渴求评估的生态效度,利用虚拟现实技术改进线索暴露疗法的效用,以及利用虚拟环境呈现高危复吸情境的应对技能训练。该领域传统实验平台工具主要适用于二维平面线索，主要采用非VR介质方法诱发线索，存在生态效度局限性。Jellinek(1960)提出，成瘾行为的核心问题是渴求控制的缺失。传统二维及视频刺激材料线索诱发渴求反应强度很难重现患者在现实生活体验到的高峰失控渴求的复吸经历。而虚拟现实场景线索的优势特征是主体沉浸多通道感知刺激，使被试产生“身临其境”仿佛回到过去曾经历的现实生活体验的心身感受。目前，所...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述平台包括用户界面层、领域抽象功能层、数据及知识库共享管理层和硬软件设备驱动接口层，其中所述的用户界面层用于封装用户的双向交互、屏蔽具体应用；所述数据及知识库共享管理层包括实验平台知识数据库子系统，其包括平台公共实验模板及虚拟材料知识库、实验运行程序及样本数据库和成瘾辅助治疗数据库，用于支撑平台各子系统业务功能模块的实现和最终服务实验设计者、辅助治疗人员的应用界面；所述领域抽象功能层负责问题功能领域或业务领域的抽象、领域功能的实现，其包括：实验生成子系统，与所述实验平台知识数据库子系统连接，建立心理实验材料与实验线索变量之间的关系模型，读取所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中的虚拟场景线索反应测试观测模型和虚拟实验流程程序定制模板，输入实验设计者的新实验定制需求，选取满足实验变量要求的虚拟场景材料和设置实验程序运行模板，生成定制的实验运行调度程序，实现实验自动运行功能；实验运行子系统，与所述的实验生成子系统和实验平台知识数据库子系统连接，用于启动所述实验生成子系统中所定制而成的实验运行调度程序，依次完成实验准备材料自测阶段、正...
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述平台包括用户界面层、领域抽象功能层、数据及知识库共享管理层和硬软件设备驱动接口层，其中所述的用户界面层用于封装用户的双向交互、屏蔽具体应用；所述数据及知识库共享管理层包括实验平台知识数据库子系统，其包括平台公共实验模板及虚拟材料知识库、实验运行程序及样本数据库和成瘾辅助治疗数据库，用于支撑平台各子系统业务功能模块的实现和最终服务实验设计者、辅助治疗人员的应用界面；所述领域抽象功能层负责问题功能领域或业务领域的抽象、领域功能的实现，其包括：实验生成子系统，与所述实验平台知识数据库子系统连接，建立心理实验材料与实验线索变量之间的关系模型，读取所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中的虚拟场景线索反应测试观测模型和虚拟实验流程程序定制模板，输入实验设计者的新实验定制需求，选取满足实验变量要求的虚拟场景材料和设置实验程序运行模板，生成定制的实验运行调度程序，实现实验自动运行功能；实验运行子系统，与所述的实验生成子系统和实验平台知识数据库子系统连接，用于启动所述实验生成子系统中所定制而成的实验运行调度程序，依次完成实验准备材料自测阶段、正式实验阶段和实验结束数据收集阶段，实验者严格按照计算机实验程序各项操作规范，系统化控制实验的自变量、额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响，实现被试处于封闭沉浸式体验过程；VR场景体验人机交互实时控制设备设置子系统，用于提供与所述平台性能需求相匹配的软硬件系统集成计算环境，其包括场景呈现装置和多感知传感装备，所述场景呈现装置按照线索刺激时间变量调控要求与所述实验运行子系统连接，用于封闭呈现所述实验运行子系统所运行的实验虚拟场景；所述多感知传感装备用于被试动作实时跟踪捕获，并与所述场景呈现装置上的数据接口同步计算交互连接，使被试佩戴虚拟设备进入场景后能够产生“身临其境”的真实存在感；人体系统生理及神经系统检测设备设置子系统，用于采集被试在实验过程中所产生的人体系统生理及神经系统检测，以及被试在虚拟场景中的行为反应记录文件、漫游路径记录文件和实验过程实时呈现的场景动画文件；实验结果子系统，与所述实验运行子系统连接，用于接收被试在实验过程中所产生的实验数据，并对实验数据进行预处理后形成实验测评报告输出；辅助治疗信息查询子系统，用于为实验设计者、成瘾治疗人员提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息、平台成瘾治疗实验模板库、平台虚拟材料库、VR材料分类标准知识库、系统操作指导及专业术语库在线查询；所述硬软件设备驱动接口层，用于负责封装硬件的具体交互方式，以及封装外部系统的交互。2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库包括：实验规范模板知识库、平台系统程序数据文件、VR材料分类方法知识库、平台实验材料库、VR知觉整合-记忆心理表征与转换模型知识库和系统使用手册及专业术语字典；所述的实验运行程序及样本数据库包括：各实验程序文件及运行数据、各实验样本信息及行为生理检测数据和实验数据算法脚本程序；所述的成瘾辅助治疗数据库包括：成瘾记忆特征数据库、成瘾治疗实验模板库和个体样本档案及测试信息数据库。3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述实验生成子系统中所建立的心理实验材料与实验线索变量之间关系的模型，场景：S＝F(x,y,z,Oi,..,,Pj,..,t)，其中，x：材料对研究主体的效用价值，y：材料本体物理特征、z：材料本体心理特征、t刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度；场景内物体对象：Oi＝f(x,y,z,t)，其中，x：材料对研究主体的效用价值，y：材料本体物理特征、z：材料本体心理特征；场景内化身对象：Pj＝f(Role,Character,Cartoon,t),其中，Role：人称角色定义；Character：人物外形特征模板；Cartoon：动画脚本——包括情境、事件、动作系列等；首先，实验设计者要为具体的测试程序选择需要的场景独立变量的个数，以及线索连续呈现变化方式，包括三种实验自变量模式基本类型：A型、B型、C型，A型是实验自变量是多个场景的不同线索水平；B型是只固定一个场景内的对象呈现不同刺激等级水平；C型是A型与B型的复合组成较为复杂的实验条件；再进一步按照VR材料三维分类方法知识库模板提供的材料线索分层级材料特征函数，将实验材料的制作要求如房间、房内物体、人物等内容输入到平台实验材料库中。4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述平台公共实验模板及虚拟材料知识库中设有为整个虚拟环境实验提供定制需求的描述模板，即虚拟实验需求定制1+6模型，其中“1”是描述实验研究目的与假设的核心函数RVR实验观测变量＝f(SVR线索,O被试因素,E额外变量,T时间变量)；“6”是通过六个步骤功能模块录入核心函数的定制信息，其中，SVR为实验自变量虚拟线索定制需求；实验因变量(RVR)观测指标定制需求；实验被试因素(O)样本筛选标准及实验分组需求；实验额外变量(E)系统环境等实验干扰因素的规避控制方法的实验程序的严格控制需求的定制；时间变量(T)刺激作用时间用于控制整个实验过程对被试机体线索反应的兴奋性唤醒阈值及反应强度；所述的虚拟实验流程程序定制模板包括六个步骤功能模块：新建实验信息模块，用于录入新定制实验的基本信息、创建所属实验文件，分配数据存储资源；实验材料变量需求定制模块，提取所述公共知识库模块完成三个步骤的定制任务：步骤一，选择三种实验自变量模式类型；步骤二，描述VR自变量材料物理及心理特征与实验研究对象的关系，以及如何操纵自变量去影响研究对象的反应(即因变量)的虚拟线索自变量水平变化方式的设置，将材料的具体场景制作要求如房间、及房间内物体和人物等内容输入到需求定制模板中；步骤三，正式开始实验之前使用平台提供的材料质量测试功能——虚拟材料物理质量检测模块和虚拟场景的临场感测试模块，检验材料制作仿真质量及场景临场感效果，规避眩晕现象等各类干扰因素；实验观测指标定制模块，用于实验因变量观测指标的需求定制，包括生理测量指标、行为反应记录和自我报告信息等，实验同步数据信号采集信息，生理检测位置、时间采样参数、信号取样MARK标记等操作注意规范；实验被试及分组信息模块，用于对定制实验虚拟场景中被试信息、筛选金标准文件及实验分组信息；实验调度程序文件定制模块，用于提取所述实验规范模板知识库，虚拟实验程序定制模板，系统化控制实验的全过程，使实验操控的自变量如何不受额外变量E(系统因素(测试环境/设备/时间等)、被试因素、交互因素)对测试的影响，按照实验流程设计对所需各素材和线索材料进行运行时序调度设置，生成可执行实验自动运行程序；实验数据处理需求定制模块，输入本实验数据的预处理、初步的统计分析及实验报告格式定制需求，更深入数据分析提供外部接口软件。5.根据权利要求4所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述实验运行子系统包括；物体材料质量测试模块，用于检验实验场景材料是否满足模拟现场物体及场地的视知觉识别；场景材料临场感测试模块，用于检验实验被试体验虚拟环境的临场感；被试录入及动态交互模块，用于对被试的信息进行分组录入；实验初始化及启动模块，用于对所述实验生成子系统中所生成的可执行定制实验程序进行初始化和启动控制；虚拟环境中的生理神经系统实时数据通信模块，根据实验生成的所述设备接口配置模块对外围检测设备的配置信息，同步开启所述数据采集子系统按照MARK点时间参数进行数据采样；提取实验规范模板知识库，通过标准化程序规范实验执行流程，降低系统因素-用户因素-交互因素对测试者临场感影响，使平台生成的实验运行程序能够支持系统化控制虚拟实验测试者亲身临在的封闭沉浸式体验过程。6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述实验结果子系统包括：实验数据预处理及实验结果计算功能模块，用于对所述实验运行子系统中所产生的实验数据进行预处理和实验结果的计算；实验结果个人报告模块，根据各个目标实验要求，按照平台提供的需求模板，定制目标实验的个人报告数据项目，形成本实验脚本程序执行输出个人报告内容；实验结果统计报告模块，根据各个目标实验不同分组要求，按照平台提供的对照组统计模板，定制目标实验的统计报告数据项目，形成本实验脚本程序执行输出统计报告内容；实验研究数据导出模块，用于提供所有实验数据的数据导出；实验运行数据归档模块，用于对所述实验运行子系统中所产生的所有实验数据及运行程序进行归档，并存储到所述的实验平台数据库子系统中。7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述辅助治疗信息查询子系统包括：实验历史信息查询模块，用于提供平台积累的过去实验的相关实验设计、虚拟材料及实验样本数据结果信息；患者实验信息查询模块，用于提供对曾经参与过实验的患者个人的历史信息；成瘾治疗信息查询模块，用于提供平台生成定制实验参照的成瘾治疗实验模板库；平台虚拟材料库查询模块，用于为实验设计者提供VR材料分类标准知识库查询；操作指导及专业术语库模块，用于为平台使用者提供在线查询帮助。8.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的成瘾辅助治疗技术平台，其特征在于，所述用户界面层包括：实验设计者界面、实验使用者界面、实...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇辉，周力丹，田甜，乔斯玥，陈葸静，刘望，张建军，
申请(专利权)人：中国科学院心理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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