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為什麼電子遊戲可以用在醫療領域?如何深度輔助疾病治療?

“騰訊研究院”(ID:cyberlawrc),作者李國強、宋巧玲;36氪經授權發佈。

電子遊戲(Electronic Games)是指以電子設備為操作平臺的一種互動式娛樂方式,主要特徵為交互性、類比性。自20世紀60年代末產生以來,應用範圍從娛樂不斷擴展到軍事、教育、醫療等方方面面。

於是,嚴肅遊戲(Serious Games)這一概念應運而生。即借助遊戲形式來達到嚴肅目的(如教育、訓練、治療)。

嚴肅遊戲最早應用在軍事訓練領域。世界上第一款嚴肅遊戲是2002年美國陸軍開發的《美國陸軍(America’s Army)》,問世以後,引起了公眾的普遍關注。此後,逐步擴展到學校教育、技能培訓、醫療衛生等其他領域。本文主要對電子遊戲應用于醫療衛生領域,輔助疾病治療相關研究進行梳理和總結。

圖1 America’s Army

一、為什麼電子遊戲可以用在醫療領域?

電子遊戲輔助治療是指以電子遊戲為治療媒介和載體,將心理學理論運用其中,使患者在遊戲中表達和發洩自己的情感、經歷及行為,從而獲得滿足、成長以及心理治療作用的一種輔助治療方法(王然 et al., 2013)。

主要通過利用人機交互干預患者的認知和行為技能兩方面實現。

Norman D.提出了適用於所有WIMP介面(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing device)的電子遊戲交互環(Interactive Circle)模型(見圖2)。其基本的迴圈過程是: 軟體程式通過輸出設備輸出系統目前狀態,使用者對目前得到的狀態進行分析(a),如果需要改變目前系統的狀態,就通過輸入裝置將指令資訊輸入(b),軟體系統則接受 /理解 / 評估這些指令(c),然後改變自身的內部狀態(d),

最後通知輸出設備更新顯示資訊(e)。至此,一個迴圈完成,使用者看到更新的資訊,知道系統狀態已經改變。 如果需要, 使用者可以再次啟動另一個迴圈。

圖2 Don Norman電子遊戲交互環

在圖2的交互環中,使用者對螢幕資訊的反應是單次迴圈的起止點,用戶決定是否再次啟動下一個迴圈,因此人機交互是由用戶主導的交互過程。而醫療專家則可通過有目的、有針對性地控制電腦對使用者反應的處理及給予用戶的回饋,

對用戶的認知和技能進行干預。

例如,2014年Galna B.等人研發的基於Microsoft Kinect平臺的幫助帕金森患者進行姿勢步態恢復的體感遊戲(設計草圖見圖3)。研究者設置了12個不同難度級別的,多方向性抓握和邁步任務,來訓練用戶控制姿勢步態的技能。比如使用者看到的是圖3這個介面,則會做出伸手的行為;此行為通過感測器傳輸給電腦;電腦接受指令後,

進行資訊處理:用戶是否夠得著位於左側的蘋果;然後給出回饋:若能,則蘋果消失,並在右下角的成就柱增加一分。如是,研究者便引導用戶完成了一個規定動作。

圖3 體態恢復遊戲設計草圖(Galna, Barry, Mhiripiri, Rochester, & Jackson, 2014)

在心理治療領域,義大利臨床心理學家Riva 認為,當事人的改變往往發生在對特定的事件和行為強烈聚焦之後。通過對事件和行為的再探索,使當事人在知覺上進行重新組織。

Safran和Greenberg指出所有心理學流派的療法莫過於兩種模式:自下而上和自上而下。前者從情感經驗開始,最終導向行為和概念層面的改變;後者從探索和挑戰潛在的信念和規條入手,然後導向情感體驗和行為計畫。這兩種模式都需要集中的感官輸入,這就是電子遊戲與心理治療的交叉點。電子遊戲同時能為患者提供視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多維感官輸入,幫助患者快速強烈地聚焦於特定事件和行為中。

圖4 心理治療模式圖

二、體感遊戲和VR遊戲是兩大利器

目前,電子遊戲廣泛應用於輔助精神疾病治療、康復治療、感染疾病、神經系統疾病、緩解疼痛、性功能障礙(王然 et al., 2013)。值得注意的是,電子遊戲輔助療法,並沒有否定傳統療法,而是利用電子遊戲的特點對傳統療法進行輔助和優化。

電子遊戲具有交互性和類比性兩大特徵。交互性指的是人與電子設備之間通過輸入輸出設備進行的聯繫和回饋,模擬性指對現實世界或思維世界的模擬。電子遊戲設計者不斷追求更自然的人機交互和更立體逼真的模擬。隨著電腦技術的發展,在傳統電子遊戲的基礎之上,產生了體感遊戲和虛擬實境遊戲(後文簡稱VR遊戲)。

體感遊戲,是將體感技術運用於電子遊戲產生的一種新型遊戲。體感技術是由機器通過感應器對用戶的動作進行辨識、解析,並按照預定感測模式作出回饋的人機交互技術(徐雲 & 季靈芝, 2016)。運用此技術,用戶可通過肢體動作操控遊戲。體感遊戲採用“自然使用者介面”,超越了傳統滑鼠和鍵盤與電腦,大大提高了使用者的置入感和沉浸感(劉豔虹, 雷顯梅, & 胡曉毅, 2015)。

同時,體感遊戲能增強用戶能量消耗,相比于傳統久坐遊戲,更利於健康促進(王俊傑et al.,2014)。目前國際知名的體感遊戲平臺主要有Wii(日本任天堂公司)、PlayStation(日本索尼公司)、Xbox360(美國微軟公司),國內有Idong(中國愛動)。

圖5 體感遊戲示例

虛擬實境技術(VR),是目前應用於輔助疾病治療的另一種人機交互技術,是一種可以創建和體驗虛擬世界的電腦模擬系統(王亨, 卓子寒, 唐勁天, & 王然, 2013)。將電腦圖形構成的三維數位模型,編制到電腦中創建逼真的“虛擬環境”,從而使用戶在感知上產生一種沉浸的感覺。這就是VR的沉浸感(Immersion)或臨場參與感(Presence)。基於臨場感,用戶可以體驗不同的身份,探索不同形式的自我。

傳統電子遊戲中,使用者主要介入視覺和思維;而在VR技術中,用戶以整個生物個體的形式都沉浸於虛擬環境中,因此其視覺想像能得到充分的調動,意識和情感將被充分激發和表達(柳菁, 2008)。

圖6 VR遊戲《塵埃拉力賽》

雖然VR在遊戲領域的發展仍受制于VR設備成本過高、受眾群體有限、缺乏VR核心遊戲等因素(溫才健 & 曹克亮, 2016),但國內外已有不少利用VR技術輔助疾病治療的嘗試。如VR技術應用于心理治療已有二十餘年,在治療恐怖症(恐懼症)、注意缺陷障礙、精神分裂症、厭食症、男性性功能障礙、緩解疼痛等方面,都取得了豐富的成果(李濤,2005)。下面將結合應用實例闡述電子遊戲如何對傳統治療法進行輔助和優化。

有些疾病,運用傳統的診斷方法,或治療方法難以達到理想的效果,而電子遊戲則表現出優勢。如自閉症,其中一個臨床表現為社會交往障礙,在現實生活中,患者通常難以理解人類的面部表情。2005 年,英國一項研究發現,合作性虛擬實境環境在合作性虛擬實境環境中,超過 90%被試者能準確辨認虛擬環境中的人類表情(Cheng, Y., Moore, D., Mcgrath, P., & Fan, Y.,2005)。

又如精神分裂症的診斷,研究發現,認知上的不連貫性會導致精神分裂症患者對事物的曲解,進而產生錯誤的判斷,例如認為樹是藍色的,狗會發出牛的叫聲等等,而這種錯誤的認知通常不容易被發覺(Riva, G.,2003)。 以色列研究人員開始利用虛擬的視覺遊戲,説明患者儘早診斷出這種病症。戴上研究者設計的專用眼鏡後,就會感受到一種不同于周圍環境的三維視覺效果。真實環境中的事物被賦予了三維的聲音、色彩和方位,從而很容易分辨出認知不連貫者。結果顯示能夠正確預測出 85%的精神分裂症患者(Sorkin, A., Weinshall, D., Modai, I., & Peled,2006)。

三、相對于傳統療法的特點和優勢

電子遊戲輔助疾病治療,對傳統療法的優化作用表現在以下幾個方面:

1、提高效率、增強效果

例如,恐懼症的常用治療方法是“滿灌療法”又名“暴露療法”或“衝擊療法”。亞特蘭大埃默里大學醫學院的 Rothbaum 指出,恐懼症的產生主要是出於對某些恐懼的記憶即通過啟動患者的恐懼,然後在其所處的憂慮狀態下消除它。傳統的“滿灌療法”中,醫師通過口述,引導患者通過想像進入令自己恐懼的情境。但這種方法受到醫師和患者雙方因素的制約,有很大的不確定性。而利用虛擬實境技術的“臨場感”,則患者則能直接進入安全可控的電腦類比的情境中。

2、增強趣味性、強化動機

很多疾病治療的過程較漫長,且枯燥乏味,而電子遊戲具備多感官的刺激方式,能夠激發使用者的興趣。遊戲中設置的獎懲規則和個性化、多樣化、層層遞進的遊戲內容能夠強化和維持使用者的興趣和動機。且傳統療法中,醫師主動、患者被動的主客關係,而電子遊戲則以使用者為主導,能夠有效增強用戶的主動動機。比如, Sun對26位老年人進行了6周控制實驗,結果表明,老年人借助體感交互遊戲進行自發的身體康復鍛煉時,總鍛煉時長是在醫護人員監督下進行身體康復鍛煉的時長的3倍多,可見,體感遊戲比傳統康復更能讓老年人有更強烈的欲望和動機進行康復訓練。

3、減輕病痛

Hoffman等研究發現VR能夠有效幫助患者沉浸于虛擬世界,達到緩解疼痛的效果。在其一項研究中,讓兩病人分別在以下3種情況下接受牙科治療:(1)用虛擬實境分散注意,(2)看電影,(3)什麼都不用。病人 1 在看電影時和什麼都沒用時疼痛度最高,虛擬實境時疼痛度輕微。病人 2 報告在看電影時疼痛輕微,什麼都沒用時疼痛度輕微到中等,虛擬實境時基本沒感到疼痛。從該研究有限的樣本中,可以看到VR通過轉移患者的注意力來減輕病痛的效果。

此外,研究發現運用VR進行身體內部疾患的診斷能夠提高確診率,同時減輕患者的痛苦。1999 年 3 月報導,美國明尼蘇達州梅奧診所將電子遊戲應用於結腸癌診斷,使醫生可仿佛身臨其境地在結腸中 “穿行”,尋找腫瘤或息肉部位。新技術還可將結腸圖像局部放大,以便對細小部位進行研究 ,將其“切開”,露出腸壁 ,讓醫生作更好地檢查。通過對 70 名患者的研究發現,利用VR技術進行檢查要精確得多。整個掃描過程所需時間不到 2min,病人無需保持鎮靜狀態。而使用最普遍的驗血方法,患者不僅要承受一定的痛苦,且確診率不到 50%(Royster A Pet al.,1997)。可見,通過VR技術對患病實況的模擬,醫生的診斷更直接、直觀,同時醫生診斷的過程在現實中並不會對患者造成任何實質性痛苦。

圖7 VR用於腦神經疾病診斷

4、保護隱私,更易接受

強迫症的經典療法是認知行為療法,包括“思維阻斷法”和“暴露反應預防”,須由醫師進行多次干預。思維阻斷法是在患者反復出現強迫思維時通過轉移注意力或施加外部控制,比如利用設置鬧鐘鈴聲,來阻斷強迫思維。暴露反應預防是在治療師的指導下,鼓勵患者逐步面對和接受可引起強迫思維的各個情境。比如患者很怕髒必須反復洗手以確保自己不會得病,他就需要在幾次治療中逐步接觸自己的汗水、鞋底、公共廁所的門把手等而不洗手,而患者並未因此得病,強迫症狀伴隨的焦慮將在多次治療後緩解直至消退。

英國精神病學研究所經過多年的臨床隨機對照實驗和開放研究,開發了強迫症的行為療法程式 OCFighter,一種自助式治療的程式。它採用的互動式電話語音應答形式(IVR-OCFighter)得到了廣泛的測試與好評。該形式給患者提供了參與治療的自主權,為患者提供持續的幫助和監督。許多用戶都極其信任 OCFighter,因為它減少了患者的羞恥感。研究證明OCFighter有明顯療效(Tumur, I.et al.,2007)。

四、電子遊戲輔助疾病治療的應用效果

可以看到電子遊戲在各種疾病的診斷、治療中都進行了不少的應用嘗試。已有的應用效果研究中既有商業遊戲,也有研究者自行開發的遊戲。絕大多數的研究都通過實證研究,證明了電子遊戲輔助疾病治療不同程度的效用。但由於不同的研究評估工具多樣化、干預時間長短不一、干預活動安排具有靈活性,因此很難進行比較。少數研究者則通過綜述和元分析(Meta-analysis)的方法嘗試整合針對同一疾病的不同研究的結果。

Lohse K.等人於2013年4月以“視頻遊戲(video game)”、“虛擬實境(virtual reality)”和“增強現實(augmented reality)”為關鍵字對Medline(美國國立醫學圖書館), CINAHL(護理學資料庫)等國際主要的醫學、護理學、心理學、教育學資料庫中進行文獻搜索,共搜索到4512篇相關英文文獻(不含重複發表的文獻)。接著他們篩選出26篇VR應用于成人中風後康復治療的實證研究文獻,進行系統化的綜述和元分析(Meta-analysis)。結果發現VR療法在身體功能(Body Function)和體力活動(Physical Activity Outcome)具有優於傳統療法的顯著效果(總體效應量(effect size)分別為0.48和0.56)。研究還發現,使用VR技術與體感遊戲輔助康復治療的效果沒有顯著差異(P=0.66)

Li J.等人則用類似的方法步驟對2013年5月以前的電子遊戲應用於抑鬱症治療的8篇文獻進行了系統化綜述和元分析。發現電子遊戲對抑鬱症治療具有中等程度的效果(d=0.47)。

雖然據Lohse和Li J.的研究,都證明了電子遊戲輔助疾病治療的效用。但是兩人都指出,目前關於應用效果的研究,具有以下局限性:(1)研究的樣本量普遍較小(2)缺乏對電子遊戲輔助疾病治療的長期效果研究資料(3)很多研究缺少對如何應用電子遊戲進行干預的細節描述(4)樣本數量較小而難以進行嚴格的變數控制(5)缺乏對被試動機水準的考量。因此在應用效果研究方面,需要更大規模、更長週期、更科學細緻、更深入的研究。

另外,電子遊戲應用於輔助疾病治療仍處於起步階段,雖然目前已取得了較多的進展,仍然存在一些問題或局限性,這些問題一方面來源於對電子遊戲自身帶來的副作用,或是不當或過度操縱遊戲引起的身心健康問題;另一方面則為電子遊戲發展的階段性局限問題。

《大眾媒體文化心理》(Psychology of Popular Media Culture)出版的對新加坡 3034 名兒童和青少年研究報告發現,電子媒體確實可提高視覺注意力,但損害了持續注意困難或枯燥任務的能力,這或帶來更多的後續問題(Gentile,2012)。電子遊戲中過度的勝利會刺激雄激素分泌,或會造成激素分泌不平衡 、免疫力下降等健康問題。電子遊戲輔助疾病治療目前仍處於起步階段,受技術限制,目前適用的疾病非常有限;另外由於需要使用的較高成本的設備,限制了該療法的普及。

階段性局限,隨著科技的進步和發展,終將逐步得到解決;電子遊戲本身或其使用相關的問題,也並非不可控,需要在研究電子遊戲對人體各系統機制的基礎上,針對性的進行監控和調整,而這是目前的研究空白。

五、小結

目前,已有大量電子遊戲輔助疾病治療相關的應用,其實質是對傳統療法的輔助和優化,而非否定。很多研究已證明了一定程度上,電子遊戲的介入相比于傳統療法有更優的效果,但未來仍需範圍更廣、週期更長、更科學精細和深入的應用效果研究,才可得出更具說服力的結論。同時電子遊戲輔助疾病治療因其自身及所處的發展階段,難以避免會存在一些問題和局限性,但隨著科技的進步和研究的深入,這些問題都將能逐步得到解決。

參考文獻

[1] Cheng, Y., Moore, D., Mcgrath, P., & Fan, Y. (2005). Collaborative Virtual Environment Technology for People with Autism. IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (Vol.20, pp.247-248). IEEE Computer Society.

[2] Galna, B., Barry, G., Mhiripiri, D., Rochester, L., & Jackson, D. (2014). Retraining function in people with Parkinson's disease using the Microsoft kinet: game design and pilot testing. JOURNAL OF NEUROENGINEERING AND REHABILITATIO, 11(60), 1-12.

[3] Gentile, D. A., Swing, E. L., Lim, C. G., & Khoo, A. (2012). Video game playing, attention problems, and impulsiveness: evidence of bidirectional causality. Education Week,1(1), 62-70.

[4] Greenberg, L. S., & Safran, J. D. (1987). Emotion in psychotherapy : affect, cognition, and the process of change. Guilford Press.

[5] Hoffman, H. G., Garcia-Palacios, A., Patterson, D. R., Jensen, M., & Jr, A. W. (2001). The effectiveness of virtual reality for dental pain control: a case study. Cyberpsychology & Behavior the Impact of the Internet Multimedia & Virtual Reality on Behavior & Society,4(4), 527.

[6] J. T. (1997). Ct colonoscopy of colorectal neoplasms: two-dimensional and three-dimensional virtual-reality techniques with colonoscopic correlation. Ajr American Journal of Roentgenology,169(5), 1237-1242.

[7] Li, J., Theng, Y. L., & Foo, S. (2014). Game-based digital interventions for depression therapy: a systematic review and meta-analysis. Cyberpsychology Behavior & Social Networking,17(8), 519-527.

[8] Lohse, K. R., Hilderman, C. G., Cheung, K. L., Tatla, S., & Hf, V. D. L. (2014). Virtual reality therapy for adults post-stroke: a systematic review and meta-analysis exploring virtual environments and commercial games in therapy. Plos One,9(3), e93318.

[9] Norman, D. (2002). Emotion & design: attractive things work better. ACM.

[10] Riva, G. (2003). Virtual environments in clinical psychology. Psychotherapy Theory Research & Practice,40(1-2), 68-76.

[11] Rothbaum, B. O., Hodges, L., Smith, S., Lee, J. H., & Price, L. (2000). A controlled study of virtual reality exposure therapy for the fear of flying. Journal of Consulting & Clinical Psychology,68(6), 1020-6.

[12] Royster, A. P., Fenlon, H. M., Clarke, P. D., Nunes, D. P., & Ferrucci,

[13] Tumur, I., Kaltenthaler, E., Ferriter, M., Beverley, C., & Parry, G. (2007). Computerised cognitive behaviour therapy for obsessive-compulsive disorder: a systematic review. Psychotherapy & Psychosomatics,76(4), 196-202.

[14] Sorkin, A., Weinshall, D., Modai, I., & Peled, A. (2006). Improving the accuracy of the diagnosis of schizophrenia by means of virtual reality. American Journal of Psychiatry,163(3), 512.

[15] Sun, T. L., Huang, C. H., Pei, C., & Hung, T. M. (2014). Comparison of somatosensory gaming (sg)- based rehabilitation exercise programs at elderly nursing homes. Gerontechnology,13(2).

[16] 劉豔虹, 雷顯梅, &胡曉毅. (2015). 國外自閉症兒童體感遊戲研究狀況及啟示. 中國特殊教育(5).

[17] 柳菁. (2008). 虛擬實境技術應用于心理治療領域的最新進展. 心理科學, 31(3), 762-764.

[18] 李濤. (2005). 虛擬實境技術在心理治療中的應用. 中國臨床心理學雜誌,13(2), 244-246.

[19] 李育澤, & 王蔚. (2009). 基於身體運動智慧的電子遊戲分類研究. 軟體導刊:教育技術(1), 87-89.

[20] 王亨, 卓子寒, 唐勁天, & 王然. (2013). 虛擬實境技術概述及其用於輔助康復治療的研究進展. 生命科學儀器, 11(8), 3-9.

[21] 王俊傑, 王培勇, 徐堅, & 元文學. (2014). 體力活動干預新方式——體感遊戲的起源、發展及應用. 西安體育學院學報(2), 171-177.

[22] 王然, 王亨, 孫武鋼, 甯少華, 卓子寒, 唐勁天, & 嶽秉飛. (2013). 電子遊戲用於疾病輔助治療的研究進展. 科技導報, 31(22), 73-79.

[23] 溫才健, & 曹克亮. (2016). VR技術三年內在遊戲領域的發展前景分析. 經營管理, 1. doi: 10.19312/j.cnki.61-1499/c.2016.03.027

[24] 徐雲, & 季靈芝. (2016). 體感遊戲在孤獨症兒童干預中的效用. 中國臨床心理學雜誌, 24(4), 762-765. doi: 10.16128/j.cnki.1005-3611.2016.04.042

[25] 曾凡穎. (2010). 嚴肅遊戲在中國. 科技智囊, 5, 74-80

當事人的改變往往發生在對特定的事件和行為強烈聚焦之後。通過對事件和行為的再探索,使當事人在知覺上進行重新組織。

Safran和Greenberg指出所有心理學流派的療法莫過於兩種模式:自下而上和自上而下。前者從情感經驗開始,最終導向行為和概念層面的改變;後者從探索和挑戰潛在的信念和規條入手,然後導向情感體驗和行為計畫。這兩種模式都需要集中的感官輸入,這就是電子遊戲與心理治療的交叉點。電子遊戲同時能為患者提供視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等多維感官輸入,幫助患者快速強烈地聚焦於特定事件和行為中。

圖4 心理治療模式圖

二、體感遊戲和VR遊戲是兩大利器

目前,電子遊戲廣泛應用於輔助精神疾病治療、康復治療、感染疾病、神經系統疾病、緩解疼痛、性功能障礙(王然 et al., 2013)。值得注意的是,電子遊戲輔助療法,並沒有否定傳統療法,而是利用電子遊戲的特點對傳統療法進行輔助和優化。

電子遊戲具有交互性和類比性兩大特徵。交互性指的是人與電子設備之間通過輸入輸出設備進行的聯繫和回饋,模擬性指對現實世界或思維世界的模擬。電子遊戲設計者不斷追求更自然的人機交互和更立體逼真的模擬。隨著電腦技術的發展,在傳統電子遊戲的基礎之上,產生了體感遊戲和虛擬實境遊戲(後文簡稱VR遊戲)。

體感遊戲,是將體感技術運用於電子遊戲產生的一種新型遊戲。體感技術是由機器通過感應器對用戶的動作進行辨識、解析,並按照預定感測模式作出回饋的人機交互技術(徐雲 & 季靈芝, 2016)。運用此技術,用戶可通過肢體動作操控遊戲。體感遊戲採用“自然使用者介面”,超越了傳統滑鼠和鍵盤與電腦,大大提高了使用者的置入感和沉浸感(劉豔虹, 雷顯梅, & 胡曉毅, 2015)。

同時,體感遊戲能增強用戶能量消耗,相比于傳統久坐遊戲,更利於健康促進(王俊傑et al.,2014)。目前國際知名的體感遊戲平臺主要有Wii(日本任天堂公司)、PlayStation(日本索尼公司)、Xbox360(美國微軟公司),國內有Idong(中國愛動)。

圖5 體感遊戲示例

虛擬實境技術(VR),是目前應用於輔助疾病治療的另一種人機交互技術,是一種可以創建和體驗虛擬世界的電腦模擬系統(王亨, 卓子寒, 唐勁天, & 王然, 2013)。將電腦圖形構成的三維數位模型,編制到電腦中創建逼真的“虛擬環境”,從而使用戶在感知上產生一種沉浸的感覺。這就是VR的沉浸感(Immersion)或臨場參與感(Presence)。基於臨場感,用戶可以體驗不同的身份,探索不同形式的自我。

傳統電子遊戲中,使用者主要介入視覺和思維;而在VR技術中,用戶以整個生物個體的形式都沉浸於虛擬環境中,因此其視覺想像能得到充分的調動,意識和情感將被充分激發和表達(柳菁, 2008)。

圖6 VR遊戲《塵埃拉力賽》

雖然VR在遊戲領域的發展仍受制于VR設備成本過高、受眾群體有限、缺乏VR核心遊戲等因素(溫才健 & 曹克亮, 2016),但國內外已有不少利用VR技術輔助疾病治療的嘗試。如VR技術應用于心理治療已有二十餘年,在治療恐怖症(恐懼症)、注意缺陷障礙、精神分裂症、厭食症、男性性功能障礙、緩解疼痛等方面,都取得了豐富的成果(李濤,2005)。下面將結合應用實例闡述電子遊戲如何對傳統治療法進行輔助和優化。

有些疾病,運用傳統的診斷方法,或治療方法難以達到理想的效果,而電子遊戲則表現出優勢。如自閉症,其中一個臨床表現為社會交往障礙,在現實生活中,患者通常難以理解人類的面部表情。2005 年,英國一項研究發現,合作性虛擬實境環境在合作性虛擬實境環境中,超過 90%被試者能準確辨認虛擬環境中的人類表情(Cheng, Y., Moore, D., Mcgrath, P., & Fan, Y.,2005)。

又如精神分裂症的診斷,研究發現,認知上的不連貫性會導致精神分裂症患者對事物的曲解,進而產生錯誤的判斷,例如認為樹是藍色的,狗會發出牛的叫聲等等,而這種錯誤的認知通常不容易被發覺(Riva, G.,2003)。 以色列研究人員開始利用虛擬的視覺遊戲,説明患者儘早診斷出這種病症。戴上研究者設計的專用眼鏡後,就會感受到一種不同于周圍環境的三維視覺效果。真實環境中的事物被賦予了三維的聲音、色彩和方位,從而很容易分辨出認知不連貫者。結果顯示能夠正確預測出 85%的精神分裂症患者(Sorkin, A., Weinshall, D., Modai, I., & Peled,2006)。

三、相對于傳統療法的特點和優勢

電子遊戲輔助疾病治療,對傳統療法的優化作用表現在以下幾個方面:

1、提高效率、增強效果

例如,恐懼症的常用治療方法是“滿灌療法”又名“暴露療法”或“衝擊療法”。亞特蘭大埃默里大學醫學院的 Rothbaum 指出,恐懼症的產生主要是出於對某些恐懼的記憶即通過啟動患者的恐懼,然後在其所處的憂慮狀態下消除它。傳統的“滿灌療法”中,醫師通過口述,引導患者通過想像進入令自己恐懼的情境。但這種方法受到醫師和患者雙方因素的制約,有很大的不確定性。而利用虛擬實境技術的“臨場感”,則患者則能直接進入安全可控的電腦類比的情境中。

2、增強趣味性、強化動機

很多疾病治療的過程較漫長,且枯燥乏味,而電子遊戲具備多感官的刺激方式,能夠激發使用者的興趣。遊戲中設置的獎懲規則和個性化、多樣化、層層遞進的遊戲內容能夠強化和維持使用者的興趣和動機。且傳統療法中,醫師主動、患者被動的主客關係,而電子遊戲則以使用者為主導,能夠有效增強用戶的主動動機。比如, Sun對26位老年人進行了6周控制實驗,結果表明,老年人借助體感交互遊戲進行自發的身體康復鍛煉時,總鍛煉時長是在醫護人員監督下進行身體康復鍛煉的時長的3倍多,可見,體感遊戲比傳統康復更能讓老年人有更強烈的欲望和動機進行康復訓練。

3、減輕病痛

Hoffman等研究發現VR能夠有效幫助患者沉浸于虛擬世界,達到緩解疼痛的效果。在其一項研究中,讓兩病人分別在以下3種情況下接受牙科治療:(1)用虛擬實境分散注意,(2)看電影,(3)什麼都不用。病人 1 在看電影時和什麼都沒用時疼痛度最高,虛擬實境時疼痛度輕微。病人 2 報告在看電影時疼痛輕微,什麼都沒用時疼痛度輕微到中等,虛擬實境時基本沒感到疼痛。從該研究有限的樣本中,可以看到VR通過轉移患者的注意力來減輕病痛的效果。

此外,研究發現運用VR進行身體內部疾患的診斷能夠提高確診率,同時減輕患者的痛苦。1999 年 3 月報導,美國明尼蘇達州梅奧診所將電子遊戲應用於結腸癌診斷,使醫生可仿佛身臨其境地在結腸中 “穿行”,尋找腫瘤或息肉部位。新技術還可將結腸圖像局部放大,以便對細小部位進行研究 ,將其“切開”,露出腸壁 ,讓醫生作更好地檢查。通過對 70 名患者的研究發現,利用VR技術進行檢查要精確得多。整個掃描過程所需時間不到 2min,病人無需保持鎮靜狀態。而使用最普遍的驗血方法,患者不僅要承受一定的痛苦,且確診率不到 50%(Royster A Pet al.,1997)。可見,通過VR技術對患病實況的模擬,醫生的診斷更直接、直觀,同時醫生診斷的過程在現實中並不會對患者造成任何實質性痛苦。

圖7 VR用於腦神經疾病診斷

4、保護隱私,更易接受

強迫症的經典療法是認知行為療法,包括“思維阻斷法”和“暴露反應預防”,須由醫師進行多次干預。思維阻斷法是在患者反復出現強迫思維時通過轉移注意力或施加外部控制,比如利用設置鬧鐘鈴聲,來阻斷強迫思維。暴露反應預防是在治療師的指導下,鼓勵患者逐步面對和接受可引起強迫思維的各個情境。比如患者很怕髒必須反復洗手以確保自己不會得病,他就需要在幾次治療中逐步接觸自己的汗水、鞋底、公共廁所的門把手等而不洗手,而患者並未因此得病,強迫症狀伴隨的焦慮將在多次治療後緩解直至消退。

英國精神病學研究所經過多年的臨床隨機對照實驗和開放研究,開發了強迫症的行為療法程式 OCFighter,一種自助式治療的程式。它採用的互動式電話語音應答形式(IVR-OCFighter)得到了廣泛的測試與好評。該形式給患者提供了參與治療的自主權,為患者提供持續的幫助和監督。許多用戶都極其信任 OCFighter,因為它減少了患者的羞恥感。研究證明OCFighter有明顯療效(Tumur, I.et al.,2007)。

四、電子遊戲輔助疾病治療的應用效果

可以看到電子遊戲在各種疾病的診斷、治療中都進行了不少的應用嘗試。已有的應用效果研究中既有商業遊戲,也有研究者自行開發的遊戲。絕大多數的研究都通過實證研究,證明了電子遊戲輔助疾病治療不同程度的效用。但由於不同的研究評估工具多樣化、干預時間長短不一、干預活動安排具有靈活性,因此很難進行比較。少數研究者則通過綜述和元分析(Meta-analysis)的方法嘗試整合針對同一疾病的不同研究的結果。

Lohse K.等人於2013年4月以“視頻遊戲(video game)”、“虛擬實境(virtual reality)”和“增強現實(augmented reality)”為關鍵字對Medline(美國國立醫學圖書館), CINAHL(護理學資料庫)等國際主要的醫學、護理學、心理學、教育學資料庫中進行文獻搜索,共搜索到4512篇相關英文文獻(不含重複發表的文獻)。接著他們篩選出26篇VR應用于成人中風後康復治療的實證研究文獻,進行系統化的綜述和元分析(Meta-analysis)。結果發現VR療法在身體功能(Body Function)和體力活動(Physical Activity Outcome)具有優於傳統療法的顯著效果(總體效應量(effect size)分別為0.48和0.56)。研究還發現,使用VR技術與體感遊戲輔助康復治療的效果沒有顯著差異(P=0.66)

Li J.等人則用類似的方法步驟對2013年5月以前的電子遊戲應用於抑鬱症治療的8篇文獻進行了系統化綜述和元分析。發現電子遊戲對抑鬱症治療具有中等程度的效果(d=0.47)。

雖然據Lohse和Li J.的研究,都證明了電子遊戲輔助疾病治療的效用。但是兩人都指出,目前關於應用效果的研究,具有以下局限性:(1)研究的樣本量普遍較小(2)缺乏對電子遊戲輔助疾病治療的長期效果研究資料(3)很多研究缺少對如何應用電子遊戲進行干預的細節描述(4)樣本數量較小而難以進行嚴格的變數控制(5)缺乏對被試動機水準的考量。因此在應用效果研究方面,需要更大規模、更長週期、更科學細緻、更深入的研究。

另外,電子遊戲應用於輔助疾病治療仍處於起步階段,雖然目前已取得了較多的進展,仍然存在一些問題或局限性,這些問題一方面來源於對電子遊戲自身帶來的副作用,或是不當或過度操縱遊戲引起的身心健康問題;另一方面則為電子遊戲發展的階段性局限問題。

《大眾媒體文化心理》(Psychology of Popular Media Culture)出版的對新加坡 3034 名兒童和青少年研究報告發現,電子媒體確實可提高視覺注意力,但損害了持續注意困難或枯燥任務的能力,這或帶來更多的後續問題(Gentile,2012)。電子遊戲中過度的勝利會刺激雄激素分泌,或會造成激素分泌不平衡 、免疫力下降等健康問題。電子遊戲輔助疾病治療目前仍處於起步階段,受技術限制,目前適用的疾病非常有限;另外由於需要使用的較高成本的設備,限制了該療法的普及。

階段性局限,隨著科技的進步和發展,終將逐步得到解決;電子遊戲本身或其使用相關的問題,也並非不可控,需要在研究電子遊戲對人體各系統機制的基礎上,針對性的進行監控和調整,而這是目前的研究空白。

五、小結

目前,已有大量電子遊戲輔助疾病治療相關的應用,其實質是對傳統療法的輔助和優化,而非否定。很多研究已證明了一定程度上,電子遊戲的介入相比于傳統療法有更優的效果,但未來仍需範圍更廣、週期更長、更科學精細和深入的應用效果研究,才可得出更具說服力的結論。同時電子遊戲輔助疾病治療因其自身及所處的發展階段,難以避免會存在一些問題和局限性,但隨著科技的進步和研究的深入,這些問題都將能逐步得到解決。

參考文獻

[1] Cheng, Y., Moore, D., Mcgrath, P., & Fan, Y. (2005). Collaborative Virtual Environment Technology for People with Autism. IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (Vol.20, pp.247-248). IEEE Computer Society.

[2] Galna, B., Barry, G., Mhiripiri, D., Rochester, L., & Jackson, D. (2014). Retraining function in people with Parkinson's disease using the Microsoft kinet: game design and pilot testing. JOURNAL OF NEUROENGINEERING AND REHABILITATIO, 11(60), 1-12.

[3] Gentile, D. A., Swing, E. L., Lim, C. G., & Khoo, A. (2012). Video game playing, attention problems, and impulsiveness: evidence of bidirectional causality. Education Week,1(1), 62-70.

[4] Greenberg, L. S., & Safran, J. D. (1987). Emotion in psychotherapy : affect, cognition, and the process of change. Guilford Press.

[5] Hoffman, H. G., Garcia-Palacios, A., Patterson, D. R., Jensen, M., & Jr, A. W. (2001). The effectiveness of virtual reality for dental pain control: a case study. Cyberpsychology & Behavior the Impact of the Internet Multimedia & Virtual Reality on Behavior & Society,4(4), 527.

[6] J. T. (1997). Ct colonoscopy of colorectal neoplasms: two-dimensional and three-dimensional virtual-reality techniques with colonoscopic correlation. Ajr American Journal of Roentgenology,169(5), 1237-1242.

[7] Li, J., Theng, Y. L., & Foo, S. (2014). Game-based digital interventions for depression therapy: a systematic review and meta-analysis. Cyberpsychology Behavior & Social Networking,17(8), 519-527.

[8] Lohse, K. R., Hilderman, C. G., Cheung, K. L., Tatla, S., & Hf, V. D. L. (2014). Virtual reality therapy for adults post-stroke: a systematic review and meta-analysis exploring virtual environments and commercial games in therapy. Plos One,9(3), e93318.

[9] Norman, D. (2002). Emotion & design: attractive things work better. ACM.

[10] Riva, G. (2003). Virtual environments in clinical psychology. Psychotherapy Theory Research & Practice,40(1-2), 68-76.

[11] Rothbaum, B. O., Hodges, L., Smith, S., Lee, J. H., & Price, L. (2000). A controlled study of virtual reality exposure therapy for the fear of flying. Journal of Consulting & Clinical Psychology,68(6), 1020-6.

[12] Royster, A. P., Fenlon, H. M., Clarke, P. D., Nunes, D. P., & Ferrucci,

[13] Tumur, I., Kaltenthaler, E., Ferriter, M., Beverley, C., & Parry, G. (2007). Computerised cognitive behaviour therapy for obsessive-compulsive disorder: a systematic review. Psychotherapy & Psychosomatics,76(4), 196-202.

[14] Sorkin, A., Weinshall, D., Modai, I., & Peled, A. (2006). Improving the accuracy of the diagnosis of schizophrenia by means of virtual reality. American Journal of Psychiatry,163(3), 512.

[15] Sun, T. L., Huang, C. H., Pei, C., & Hung, T. M. (2014). Comparison of somatosensory gaming (sg)- based rehabilitation exercise programs at elderly nursing homes. Gerontechnology,13(2).

[16] 劉豔虹, 雷顯梅, &胡曉毅. (2015). 國外自閉症兒童體感遊戲研究狀況及啟示. 中國特殊教育(5).

[17] 柳菁. (2008). 虛擬實境技術應用于心理治療領域的最新進展. 心理科學, 31(3), 762-764.

[18] 李濤. (2005). 虛擬實境技術在心理治療中的應用. 中國臨床心理學雜誌,13(2), 244-246.

[19] 李育澤, & 王蔚. (2009). 基於身體運動智慧的電子遊戲分類研究. 軟體導刊:教育技術(1), 87-89.

[20] 王亨, 卓子寒, 唐勁天, & 王然. (2013). 虛擬實境技術概述及其用於輔助康復治療的研究進展. 生命科學儀器, 11(8), 3-9.

[21] 王俊傑, 王培勇, 徐堅, & 元文學. (2014). 體力活動干預新方式——體感遊戲的起源、發展及應用. 西安體育學院學報(2), 171-177.

[22] 王然, 王亨, 孫武鋼, 甯少華, 卓子寒, 唐勁天, & 嶽秉飛. (2013). 電子遊戲用於疾病輔助治療的研究進展. 科技導報, 31(22), 73-79.

[23] 溫才健, & 曹克亮. (2016). VR技術三年內在遊戲領域的發展前景分析. 經營管理, 1. doi: 10.19312/j.cnki.61-1499/c.2016.03.027

[24] 徐雲, & 季靈芝. (2016). 體感遊戲在孤獨症兒童干預中的效用. 中國臨床心理學雜誌, 24(4), 762-765. doi: 10.16128/j.cnki.1005-3611.2016.04.042

[25] 曾凡穎. (2010). 嚴肅遊戲在中國. 科技智囊, 5, 74-80