基于VR技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统及其实现方法与流程

本发明涉及虚拟现实技术应用在医疗技术领域，尤其涉及一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统及其实现方法。

背景技术：

随着经济社会的迅速发展，人们面临巨大的心理压力和负担，在学习、生活和社会适应等方面遇到越来越多的困难与挫折，心理异常问题日趋严重，其中抑郁症问题尤为严重。根据世界卫生组织报告，目前抑郁症是全球第四大疾病负担，也是导致患者功能残疾的主要原因之一，大约有1/7的人会在人生的某个阶段遭受抑郁症困扰。预计到2020年，抑郁症将成为仅次于心血管病的第二大疾病。

然而，我国的心理健康工作比较滞后，以往常通过咨询师与患者交流、心理测验、利用量表检测等方法来诊断抑郁症，结果含有较大的主观性。就治疗方法而言，现有的治疗多以药物治疗为主，以物理治疗、心理治疗为辅，有些医疗手法，如用微电流刺激大脑中枢神经系统，调节神经递质的分泌或用能量极高的超声技术作用于内囊前肢，甚至进行开颅手术，直接影响神经系统，可能存在一定的隐患。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

虚拟现实交互技术在近年来得到快速发展，它给使用者沉浸式的体验，并且具有除视觉感知之外，还具备听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。虚拟现实技术在医疗方面具有较高的价值，已有多个团队利用虚拟现实技术在医疗方面做了尝试，最近一项由美国杜克大学著名神经科学家miguelnicolelis所领导的研究正是利用了脑机接口+下肢外骨骼式康复机器人+虚拟现实三大技术的训练实现了脊髓损伤病人从完全瘫痪的状态提升到了下肢肌肉功能和感知功能的明显恢复。

因此，需要一种基于vr交互技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统，通过模拟医生做心理疏导的故事叙述，结合视觉和听觉的多感官沉浸式体验，有效缓解抑郁症患者的心理压力，从而实现辅助治疗的目的。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统及其实现方法，通过对虚拟场景交互中的各项具体模块的不断改进，达到对辅助治疗效果最优化。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统，包括相互连接的虚拟场景交互模块、数据采集模块和数据分析模块，所述虚拟场景交互模块包括vr设备，所述虚拟场景交互模块通过vr设备与所述数据采集模块连接，所述数据分析模块包括数据库；其中

所述虚拟场景交互模块，用于模拟医生做心理疏导的故事叙述手法，借助vr设备，提供各种具有丰富故事性情景的虚拟场景，实现交互行为，为使用者营造沉浸式体验环境，在场景搭建阶段作为情绪和生理数据触发源，在场景达到最优后的使用阶段起抑郁情绪的缓解作用；

所述数据采集模块，用于获取使用者在所述虚拟场景交互模块中的反馈数据，并将反馈数据发送至所述数据分析模块；

所述数据分析模块，用于将数据库中的反馈数据，结合统计理论转换为所述虚拟场景交互模块中所需各种数值的调整信息。

进一步地，所述虚拟场景交互模块还包括环境模块、角色模块以及情节模块；所述环境模块、角色模块以及情节模块构建多个虚拟场景，并通过时间轴构成虚拟场景故事系统；所述虚拟场景，在初步创建时需结合抑郁情绪缓解的经验基础和心理医生的专业指导建议；所述虚拟场景，在后期利用时需根据所述数据分析模块的反馈数据对环境、人物、情节模块进行调整，得到具有最优数值的虚拟场景；

其中，所述环境模块用于构建虚拟交互的自然环境场景；所述角色模块用于构建虚拟交互的人物角色场景，包括构建人物流量或密集度、人物身份、人物出现时刻和时长以及人物的行为；所述情节模块用于构建虚拟交互的故事情节场景，包括故事情节的选择、故事情节发生的顺序以及故事情节的走向。

进一步地，所述环境模块包括场所模块、声音模块、颜色模块以及天气模块；所述场所模块用于设置场所的选择、场所的布置；所述声音模块用于设置声音的开启和声音的特性，所述声音的开启包括规定声音开启的时刻以及声音开启的时长和间隔，所述声音的特性包括音色、音量大小以及音调高低；所述颜色模块用于设置主体色的选择、色调的搭配、对比度的大小以及亮度的高低；所述天气模块设置气候变化、温度高低以及湿度大小。

进一步地，所述数据采集模块包括生理数据模块和主观感受模块；所述数据采集模块利用精密设备实时采集使用者在沉浸过程中的脑电数据；所述精密设备包括脑电帽和脑电极贴片，所述脑电数据包括α、β和γ波段信号；所述主观感受模块通过使沉浸过虚拟场景交互模块的使用者填写情绪感受表来获得其主观情绪数据。

进一步地，所述数据分析模块包括数据库和数据处理模块；所述数据处理模块从数据库中获取生理数据和主观感受数据，对照正常人和抑郁症患者的数据，并结合医生的专业分析，获得场景的调整趋向信息，将调整趋向信息反馈至所述虚拟场景交互模块。

本发明另一目的是提供一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统的实现方法，包括下述步骤：

s1、患者在保证安全的前提下，佩戴vr设备；

s2、针对患者的具体情况，虚拟场景交互模块初步选择一套合适的虚拟场景；

s3、患者与虚拟场景进行交互；

s4、患者沉浸虚拟场景中，产生生理数据，通过精密设备对生理数据进行采集，并反馈至数据采集模块；

s5、一段情节过后，询问患者是否需要继续交互，若接受，则返回步骤s3，若拒绝则进入步骤s6，在步骤s3-s4过程中，患者可根据自身感受提前终止交互；

s6、通过问答患者，数据分析模块记录患者的主观感受；

s7、数据分析模块对患者的生理数据和主观感受进行分析；

s8、通过得到的分析结果，对场景中的具体内容作出相应的修改和调整，用于优化虚拟场景。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：

(1)本发明的辅助治疗所用的虚拟场景具有开放式的故事情节，而情节是基于大量心理医生的建议和脑电波数据上进行设计，这样减轻了医生的工作负担与抑郁症患者的心理顾忌，使辅助治疗效果更优；使用者佩戴vr设备，沉浸在场景中，同时进行生理数据(包括但不仅限于脑电波、脑血流、脉搏、心电、肌电数据)实时采集；使用者得到虚拟场景库中各模块(环境模块、角色模块、情节模块)的刺激，在自身情绪的带动下行动，基于主观意识触发各种开放性故事情节，自主决定故事走向；场景中多包含温馨的内容，患者再这样的环境下有利于缓解心理压力，达到改善病情的效果；

(2)通过对抑郁症患者在虚拟场景中采集到的数据，结合抑郁症患者的主观感受进行分析，用得到的结果对虚拟场景库各模块(具体到场所模块、声音模块等)进行反馈调整，以达到整个场景库的辅助治疗效果最优化，让病人更好的缓解抑郁情绪，改善病情。

附图说明

图1为本发明基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统的结构示意图；

图2为本发明基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统的一套场景所包含的具体内容示意图；

图3为本发明基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统的实现方法步骤流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。

本发明提出了一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统，抑郁症患者可以通过本系统进行抑郁症的辅助治疗过程。

如图1所示，详细说明本发明一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统的结构，包括有助于缓解抑郁心理的虚拟场景交互模块和数据采集模块和数据分析模块；所述虚拟场景交互模块作用于使用者，与数据采集模块相连；数据采集模块与数据分析模块相连；数据分析模块又作用于虚拟场景交互模块。所述虚拟场景交互模块包括虚拟场景库和交互模块，所述虚拟场景库包括环境模块、角色模块、情节模块。所述环境模块包括场所模块、声音模块、颜色模块、天气模块。所述交互模块，包括患者与虚拟场景进行行为交互，虚拟场景将相应内容展示给患者，患者需佩戴vr设备进行交互。所述数据采集模块，将采集患者在虚拟场景中产生的生理数据以及在完成沉浸式辅助治疗后所表达的主观感受。所述数据分析模块，提供数据库存储数据采集模块得到的各项数据，并通过信号处理，对数据进行分析，再结合心理医生的经验建议，对虚拟场景库中的各模块进行调整，具体到每一细项(包括但不限于场所、声音、颜色、天气等)。

如图2所示，具体展示虚拟场景所具有的内容(对于不同的虚拟场景，包括但不限于图中所示)以及详细说明如何优化虚拟场景中具体的某一模块，就颜色而言，我们通过调研与实验了解到，不同的颜色也可以通过视觉影响人的内分泌系统，从而导致人的荷尔蒙的增多或减少，进而影响心情。研究表明，咖啡色(#603912)能让人心理趋于平静，消除孤独感，适用于孤独型抑郁症患者。绿色(#00ff00)可松驰神经,减缓血流和呼吸，适用于神经紧绷的抑郁症患者。橙色(ff8000)能诱发食欲和正常情绪，适用于心情极度低落的抑郁症患者。黄色(f9f900)可以活跃思维,但是也可以造成情绪不稳定，应当慎用。而瑞典医学界也证明，待在白色病房中能够缓解季节性抑郁症患者的灰色情绪。上述所说的颜色均是很宽泛的色系，我们先针对抑郁症患者的类型，确定主要的色系，对抑郁症患者进行辅助治疗，再根据其反馈的生理数据与主观感受，分析这样的颜色对他是否最适合，如果不适合则调整，逐步调整使眼色设置达到最优，让抑郁症患者得到最好的治疗体验，帮助其缓解情绪，尽可能恢复健康。

如图3所示，本发明一种基于vr技术的抑郁症辅助治疗虚拟场景系统，其具体实现方法为：

s1、患者在保证安全的前提下，佩戴vr设备；

s2、针对患者的具体情况，初步选择一套合适的虚拟场景(包括但不限于特定的场所、声音、颜色等)；

s3、患者与虚拟场景进行交互；

s4、患者沉浸虚拟场景中，产生生理数据，通过脑电帽等设备对生理数据进行采集；

s5、一段情节过后，询问患者意见，是否继续交互，若接受，则回到s3，若拒绝则进入s6，在s3-s4过程中，患者可根据自身感受提前终止交互；

s6、通过问答对患者记录主观感受；

s7、对患者的生理数据和主观感受进行分析；

s8、通过得到的分析结果，对场景中的具体内容(包括但不限于特定的场所、声音、颜色等)作出相应的修改、调整，以优化场景。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。