虛擬現(xiàn)實中視覺誘導暈動癥評估初步研究.pdf

1、近年來，虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)技術飛速發(fā)展，并在許多領域得到了應用。虛擬現(xiàn)實技術通過頭戴式顯示器(head-mounted display,HMD)或大型投影屏幕(large projector screen)生成虛擬環(huán)境，能夠為使用者提供豐富的三維信息，從而帶給人強烈的立體感和沉浸感。然而，當人們沉浸在由這些設備創(chuàng)建的VR環(huán)境中時，可能會出現(xiàn)視覺誘導暈動癥（visually induced motion si

2、ckness,VIMS；也稱VRmotion sickness）。視覺誘導暈動癥類似于暈動癥。當一個人視覺感知和身體感知的運動不一致時，VIMS常常被誘發(fā)，并伴隨有頭痛、胃部不適、惡心、嘔吐、出汗、疲勞甚至方向障礙。這可能造成安全和健康問題。因此，VIMS是虛擬現(xiàn)實應用中需克服的主要障礙。開展虛擬現(xiàn)實中視覺誘導暈動癥的研究具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本論文研究的目的是通過開展基于VR的汽車駕駛模擬器(vehicle driving

3、simulator,VDS)的視覺誘導暈動癥實驗，分析血壓(blood pressure,BP)、脈搏率(pulse rate,PR)、眨眼頻率(blink rate,BR)、下頜收緊頻率(jaw clench rate,JCR)等客觀生理數據(physiologicaldata)與主觀視覺誘導暈動癥級別(visually induced motion sickness level,VIMSL)的關系，找到能夠用來評估VIMS的生理指標

4、。
　　本論文使用基于VR的汽車駕駛模擬器誘發(fā)受試者產生VIMS癥狀。實驗過程中采集了受試者的主觀和客觀數據，使用主觀和客觀相結合的方法對視覺誘導暈動癥進行評估。本論文首先對采集到的客觀生理數據進行預處理，然后依據主觀VIMSL數據將生理數據劃分為非暈動(non-VIMS)狀態(tài)數據和暈動(VIMS)狀態(tài)數據，最后依據不同狀態(tài)對預處理后的生理數據進行對比分析，包括：
　　(1)單生理數據(血壓、脈搏率)時域和頻域的指標分析；<

5、br>　　(2)多生理數據時域和頻域的指標分析，涉及“血壓+脈搏率”的特征參數、時域相關性和頻域相干性的分析；
　　(3)眨眼頻率和下頜收緊頻率的指標分析。
　　研究發(fā)現(xiàn)：
　?、俜菚瀯訝顟B(tài)和暈動狀態(tài)的單生理數據(血壓、脈搏率)有顯著性差異(P<0.05)的指標：收縮壓的功率譜密度的標準差、脈搏率的功率譜密度的標準差。
　?、诜菚瀯訝顟B(tài)和暈動狀態(tài)的多生理數據(血壓+脈搏率)有顯著性差異(P<0.05)的指標：

6、r>　　1)收縮壓與脈搏率最大互相關系數2)舒張壓與脈搏率最大互相關系數。
　　2)收縮壓與脈搏率最大互相關系數的均值4)舒張壓與脈搏率最大互相關系數的均值。
　　3)收縮壓與脈搏率相干系數。
　　4)收縮壓與脈搏率相干系數的均值。
　　5)收縮壓和脈搏率相干系數的標準差。
　?、鄯菚瀯訝顟B(tài)和暈動狀態(tài)的眨眼頻率有顯著性差異(P<0.05)。
　?、懿煌茉囌叩纳頂祿嬖趥€體化差異(individua