基于VR技術(shù)的虛擬口吃矯正醫(yī)療產(chǎn)品的設(shè)計與應(yīng)用

嚴(yán)磊

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)走過半個多世紀(jì)的光陰，并在醫(yī)療領(lǐng)域展開了科研與應(yīng)用。但在言語障礙矯正與治療方面、特別是口吃矯正領(lǐng)域的應(yīng)用還不多見。基于目前口吃矯正國內(nèi)研究現(xiàn)狀，著重分析了VR技術(shù)在口吃矯正康復(fù)醫(yī)學(xué)中的優(yōu)勢以及利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)解決口吃矯治的難題。通過這些分析都能對言語康復(fù)領(lǐng)域在VR新科技的結(jié)合創(chuàng)新應(yīng)用方面起到推動作用。

關(guān)鍵詞：VR；口吃矯正；言語康復(fù)；虛擬現(xiàn)實

口吃矯正屬于康復(fù)醫(yī)學(xué)，因為口吃矯治過程是一個漫長的康復(fù)過程。在康復(fù)過程中，口吃者需要不斷提升自我認(rèn)知，適時地找到自己產(chǎn)生口吃的原因以及自我矯正口吃的方向，這樣才能不斷提高矯正效果。在傳統(tǒng)口吃矯正中多采用教師示范、口吃者模仿，遇到難點以圖例來簡單示意，這種教學(xué)方法使很多口吃者難以聽懂、學(xué)明白，這種傳統(tǒng)授課方式不直觀、呆板，完全靠“自悟”。

1 VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)

VR（虛擬現(xiàn)實）又稱“靈境”，它是由三維計算機圖形學(xué)技術(shù)、在計算機中建立一個模擬真實世界效果的特殊環(huán)境，并通過各種傳感器設(shè)備，使用戶“沉浸”在這個虛擬環(huán)境中并進行操作和控制，以達到特殊的目的。VR具備3個特性即immersion（沉浸性）、interaction（交互性）和imagination（構(gòu)想性），它為處在該環(huán)境下的用戶提供包括視覺、聽覺、觸覺等多種直觀而又自然的實時感知交互。

2 傳統(tǒng)口吃康復(fù)治療的局限

傳統(tǒng)口吃康復(fù)治療通常是矯正師與患者一對一形式的訓(xùn)練，存在諸多局限性：第一，教學(xué)圖形不直觀，在康復(fù)教學(xué)訓(xùn)練中，要經(jīng)常使用的發(fā)聲器官原理圖平面掛圖，由于受二維空間限制表現(xiàn)不直觀、不清楚。第二，石膏模型道具沉重，移動不方便，這些模型大多制作簡陋，靜態(tài)呆板。第三，突破環(huán)境恐懼訓(xùn)練中，受時間、人員、場景、資金限制，訓(xùn)練環(huán)境多為學(xué)員自我扮演練習(xí)，難于達到真實場景訓(xùn)練效果，降低了康復(fù)效率。第四，由于視覺盲點，口吃者在訓(xùn)練時難于理解呼吸發(fā)聲原理與錯誤的呼吸方式，以及錯誤的發(fā)聲位置。

3 口吃康復(fù)治療結(jié)合VR技術(shù)的必要性

世界衛(wèi)生組織把口吃定義為一種言語節(jié)律障礙。在說話過程中個體確切知道他希望說什么，但是有時由于不隨意的發(fā)音重復(fù)、延長或停頓（中斷），而在表達思想時產(chǎn)生困難。口吃者長期以來形成的不良的發(fā)音模式，在大腦皮層中形成病理興奮灶，要消除這個病理興奮灶，就目前醫(yī)學(xué)水平還不能靠手術(shù)和藥物去消除它，只能通過長期的康復(fù)訓(xùn)練，強化口吃者的言語訓(xùn)練模式，來建立新的興奮灶，從而達到口吃的康復(fù)治療的目的。

在口吃康復(fù)治療中，是基于不斷通過言語訓(xùn)練提升口吃者的認(rèn)知、情緒、言語行為不斷康復(fù)的過程。VR口吃康復(fù)系統(tǒng)可以打破傳統(tǒng)訓(xùn)練方式的局限性，它可以針對不同類型功能障礙的患者提供不同的言語虛擬訓(xùn)練服務(wù)平臺，使口吃者以做游戲或完成趣味性任務(wù)的方式進行康復(fù)訓(xùn)練，以此調(diào)動患者的積極性。另外，VR康復(fù)系統(tǒng)能夠通過數(shù)字影像將心理引導(dǎo)與生理治療結(jié)合起來，通過音樂、畫面、文字和語音提示等多感官形式給患者以正面的激勵反饋，幫助口吃患者構(gòu)建一個康復(fù)訓(xùn)練的虛擬平臺。因此，將言語康復(fù)訓(xùn)練與VR技術(shù)相結(jié)合具有重要的應(yīng)用價值。

4 VR虛擬技術(shù)在康復(fù)治療中的優(yōu)勢

VR虛擬技術(shù)，在口吃矯正治療中的應(yīng)用，目前在同行業(yè)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)。它將對未來的口吃矯正方法和實踐產(chǎn)生巨大的推動作用。

4.1 訓(xùn)練便利優(yōu)勢

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以滿足口吃者足不出戶，完成呼吸發(fā)聲訓(xùn)練。利用互聯(lián)網(wǎng)、新數(shù)字媒體，如，iPad、手機等移動設(shè)備，下載該版APP客戶端，用戶不受時間、空間和教師條件的約束、在任家中接受言語訓(xùn)練。

4.2 訓(xùn)練直觀優(yōu)勢

傳統(tǒng)的口吃矯正訓(xùn)練多以書籍為主，書中在配以簡單的插圖說明，由于印刷技術(shù)及空間維度限制，呼吸發(fā)聲口腔結(jié)構(gòu)以及動態(tài)表達，都不能及時準(zhǔn)確的表現(xiàn)各器官的結(jié)構(gòu)以及直觀的呼吸與發(fā)聲的復(fù)雜關(guān)系。尤其是在口吃用戶的講話時的口吃癥狀的氣息流暢度的表現(xiàn)通過3D動畫仿真模擬出來的真實效果。讓用戶，更加直觀真實的觀察到器官結(jié)構(gòu)與發(fā)聲原理，從而使用戶更深刻了解口吃的根源，理解自己在講話時，發(fā)生怎樣不該發(fā)生的錯誤。

4.3 矯正效果優(yōu)勢

不僅適合口吃用戶獨立體驗訓(xùn)練，而且，可以由矯正老師授課時使用，也方便用于當(dāng)面咨詢時，講解不易表達的訓(xùn)練內(nèi)容，通過把難于理解的呼吸發(fā)聲原理用3D動畫表現(xiàn)，同時又具備交互式360度角度觀看，寓教于樂，易學(xué)、易懂、易會、易喚起口吃用戶訓(xùn)練的自信心和調(diào)整消除口吃者的自卑不良情緒，從而更大幅度提高口吃矯正的效果。

5 基于VR虛擬技術(shù)在口吃矯治康復(fù)中的應(yīng)用

5.1 VR技術(shù)在認(rèn)識發(fā)聲器官中的應(yīng)用

在VR三維可視化應(yīng)用中，可以根據(jù)醫(yī)用人體發(fā)聲器官解剖結(jié)構(gòu)圖，比例關(guān)系，模擬出發(fā)聲各器官，如，口腔、鼻腔、胸腔等結(jié)構(gòu)相關(guān)細(xì)節(jié)。根據(jù)發(fā)聲器官的生理結(jié)構(gòu)，采用3D軟件建模技術(shù)模擬三維仿真結(jié)構(gòu)，清晰直觀表現(xiàn)發(fā)聲各器官結(jié)構(gòu)及關(guān)系，通過VR系統(tǒng)，靈活生動的交互形式，沉浸式的體驗方式呈現(xiàn)。

5.2 VR技術(shù)在呼吸發(fā)聲訓(xùn)練中的應(yīng)用

在口吃矯正中口吃者難于理解自己的難發(fā)、中阻、連發(fā)、痙攣原因，很難直觀地看到自己的發(fā)音器官運動方式和發(fā)聲位置的錯誤，所以可以通過3D虛擬仿真動畫技術(shù)模擬口吃者常見的錯誤發(fā)聲習(xí)慣。

通過三維動畫虛擬表現(xiàn)出口吃者錯誤的呼吸發(fā)聲動作，簡單易懂地表現(xiàn)出氣息與發(fā)聲的復(fù)雜關(guān)系。當(dāng)人不緊張時呼吸與發(fā)聲的狀態(tài)與流程，當(dāng)人緊張時聲帶瞬間閉鎖的狀態(tài)；首音難發(fā)伴隨痙攣的狀態(tài)與流程；當(dāng)順利說話時中途突然卡住受阻的狀態(tài)與流程；連發(fā)型口吃的狀態(tài)與流程。

5.3 VR技術(shù)在模擬訓(xùn)練環(huán)境中的應(yīng)用

通過3D建模，可以模擬出口吃者比較恐懼的講話時的緊張環(huán)境，比如當(dāng)眾講話演講現(xiàn)場、領(lǐng)導(dǎo)辦公室、課堂上的環(huán)境等虛擬環(huán)境，同時也可以通過設(shè)置添加觀眾或者與環(huán)境相匹配的人物，如單位領(lǐng)導(dǎo)、警察、老師等虛擬人物。口吃者用戶在進入環(huán)境前可以根據(jù)自己訓(xùn)練的目的進行虛擬選擇環(huán)境及人物。用戶可以佩戴VR頭盔，沉浸式體驗到現(xiàn)場的演講說話前的緊張氣氛達到訓(xùn)練講話的克服緊張情緒系統(tǒng)脫敏目的。并且，虛擬環(huán)境中的人物或環(huán)境氣氛，會通過傳感器，根據(jù)用戶的聲音流暢度、肢體語言表現(xiàn)等反饋，三維虛擬環(huán)境會出現(xiàn)模擬真實的現(xiàn)場反應(yīng)，比如，當(dāng)口吃者言語訓(xùn)練表達的非常流暢時，在場的觀眾會有熱烈的鼓掌聲。

6 結(jié)語

VR技術(shù)自身優(yōu)勢彌補了傳統(tǒng)口吃康復(fù)治療的不足與局限。針對口吃矯正中的視覺盲點問題通過三維可視化與虛擬動畫模擬仿真完美體現(xiàn)。通過視覺、聲音等傳感器，將用數(shù)字虛擬場景還原講話場景，使口吃者得到虛擬場景突破訓(xùn)練。VR技術(shù)在言語康復(fù)領(lǐng)域中結(jié)合臨床應(yīng)用研究能夠在言語康復(fù)領(lǐng)域的數(shù)字化矯治水平起到推動作用。雖然。目前由于VR技術(shù)在語音識別方面還存在一定技術(shù)局限，人工智能與情感傳感方面還不能達到完美交互，但隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來口吃患者很有可能所面對是一個接近人的智能機器人來進行口吃康復(fù)訓(xùn)練，讓我們期待這一天盡早到來。

參考文獻：

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