[发明专利]一种虚拟现实VR+听觉统合治疗儿童自闭症及评估方法

说明书

本发明是一种虚拟现实(VR)刺激+听觉统合的治疗儿童自闭症及评估方法，实现对自闭症儿童进行音视频统合治疗，评估其沉侵于VR+听觉统合环境的程度。该方法涉及计算机图形学、人机交互、人工智能等领域。本发明开发适合自闭症儿童的虚拟现实互动游戏，实现对其视觉感官刺激和交互行为带动，过滤敏感的频率，使大脑听觉皮层重新组织，促进对所有频率的知觉来达到治疗效果。佩戴低功耗智能手环采集儿童的实时心率及手臂的运动量，分析评估其沉浸于VR交互游戏的程度和对VR+听觉统合环境的专注程度。本发明评估客观性、系统性强，能够量化分析判断自闭症儿童对视听内容的感知度，提升统合治疗儿童自闭症的效果。

技术领域

本发明属于计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，涉及一种基于听视觉统合的治疗儿童自闭症的方法及评估技术。

背景技术

自闭症儿童能力发展不平衡，感知觉方面也如此。他们对某些声音、某些图形过度敏感，对某些声音和图形无反应，听视觉处理过程缓慢等。1964年Rimland报道40％孤独症儿童有听觉过敏症状。听觉过敏表现在捂耳，听到环境中某些声音烦躁、哭泣、发脾气、摔东西、躲避某些声音、畏缩，因为噪音的缘故制造噪音等。听觉过敏会导致自闭症患者感觉功能受损-对周围环境事物产生歪曲的知觉-影响儿童的情绪，行为等。

听觉统合治疗是目前治疗自闭症儿童听觉过敏的有效手段。通过滤去过度敏感的频率，使大脑听觉皮层重新组织，促进对所有频率的知觉，减少对听觉信号的歪曲来达到治疗效果。过滤掉某些超敏频率的声音，减少了内耳和或大脑中某些区域的敏感性，其他频率的声音使其他的部位接受到更强的刺激。由于刺激的减少使对超敏声音的超敏减轻，由于刺激的增强使非超敏频率的声音感知增强。

根据目前的研究成果，听觉统合治疗不仅能有效增加自闭症儿童对声音的注意力，减少捂耳现象，还能在社会行为方面起到良好的改善效果。患者目光接触增多、交流的兴趣增加、适当的社会行为增加、对他人存在的感知和对他人的容忍度增强，参与社交的能力提高。

同样，自闭症儿童对某些图形有过度的敏感，而对另外一些图形无感知。使用虚拟现实技术可以弱化过度敏感的图形，增强无感知的图形，带动儿童的互动兴趣和能力。通过虚拟现实技术治疗自闭症着重于视觉感官上的刺激，弥补听觉统合治疗局限于听觉感官上的刺激。将两者结合，实现虚拟现实治疗与听觉统合治疗相结合的治疗方法。

长期以来，对自闭症儿童治疗效果的评估主要是采用家长和老师的主观量化表评估，缺乏客观的评估手段和指标。智能手环中的心率传感器和MEMS运动传感器可实时监测佩戴者的心率变化情况和手臂运动情况，在自闭症儿童进行虚拟现实视听觉统合治疗过程中可以记录其心率和手臂的运动数据，以此判断评估其对虚拟现实音视频内容的感知度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚拟现实视觉刺激+听觉统合的治疗儿童自闭症及评估方法，实现对儿童自闭症的治疗和效果评估。

为了达到上述目的，本发明的实现方案是：

使用Unity3D开发环境，制作适合自闭症儿童感知的虚拟现实VR互动游戏，其特别注重物体图像的形状和颜色。

给自闭症儿童佩戴VR眼镜观看VR互动游戏等视频内容，佩戴耳机聆听专门制作的音乐，实现虚拟现实视觉刺激+听觉统合的治疗方式。

采用订制的低功耗智能手环的传感器采集心率数据和手臂运动数据。

分析心率数据和运动数据所呈现出的数据特征，每类数据选取N(N＞1)个数据统计特征，一共有2*N个数据特征，作为判别患儿对虚拟现实VR及定制音频音乐感知度的基础属性，其中，N为大于1的整数。

分别对心率数据和手臂运动数据做变化率的分析，包括，计算心率变化均值，计算心率变化方差，计算手臂运动量和变化方差。