OPTAPEB Schlussbericht zum VTplus-Teilprojekt
Im BMBF-geförderten Verbundprojekt OPTAPEB („Optimierung der Psychotherapie durch agentengeleitete patientenzentrierte Emotionsbewältigung“) hat VTplus sein Teilprojekt zur Entwicklung und Umsetzung eines assistenzgestützten Expositionssystems mit virtueller Realität erfolgreich abgeschlossen. Es entstand ein integrierter VR-Demonstrator für Verhaltenstherapieübungen bei sozialen Ängsten, der soziale Interaktionen und Vortragssituationen in virtueller Realität abbildet, emotionale Reaktionen multimodal erfasst und daraus KI-gestützte Interventionsvorschläge für die therapeutische Begleitung ableitet.
Die Anwendung wurde auf die VT+ExpoCart3-Systembasis übertragen, in einer multizentrischen klinischen Erprobung mit ambulanten und stationären Patientinnen und Patienten eingesetzt und anschließend auch für die weitere Erprobung im KI.ASSIST-Umfeld bereitgestellt.
Ziele
Ziel des VTplus-Teilprojekts war die Entwicklung eines Demonstrators für ambulante Verhaltenstherapieübungen bei Sozialphobie mit virtueller Realität. Dazu wurden VR-Szenarien, Eye-Tracking, Sprachverarbeitung, körpernahe Sensorik, Datenfusion und therapeutische Steuerung in einem integrierten Gesamtsystem zusammengeführt. Der Ansatz verfolgt das Ziel, angstauslösende Situationen hoch immersiv erlebbar zu machen, emotionale Reaktionen und Verhalten in Echtzeit multimodal zu erfassen und den Verlauf der Übungen adaptiv an die Bedürfnisse der Patientinnen und Patienten anzupassen.
Ergebnisse
Als Ergebnis entstand ein integrierter OPTAPEB-VR-Demonstrator auf Basis des VT+ExpoCart3. Das System kombiniert HTC Vive Pro Eye, Blick- und Kopftracking, Mikrofon, körpernahe Sensorik, Datenfusion und eine grafische Oberfläche zur Therapiesteuerung. Aus Bewegungs-, Blick-, Sprach- und weiteren Verlaufsdaten werden therapeutisch relevante Zielgrößen wie Angst, Aufmerksamkeit und Sicherheitsverhalten abgeleitet. Aufbereitete Messdaten und Interventionsvorschläge werden auf einem Tablet übersichtlich dargestellt und können in die Sitzungssteuerung einbezogen werden.
VR-Szenarien: Soziale Interaktion und Vortrag
Im Szenario Soziale Interaktion werden in der Lobby eines Universitätskomplexes kurze Gespräche mit virtuellen Personen geübt. Acht virtuelle Gesprächspartner stehen dafür zur Verfügung. Die Dialoge erfolgen per Spracherkennung, die Sprachausgabe ist lippensynchron, und das Verhalten der virtuellen Personen kann in mehreren Schwierigkeitsstufen variiert werden. Dadurch lassen sich soziale Annäherung und Gesprächsführung in kontrollierbarer Form trainieren.
Im Szenario Vortrag wird das Sprechen vor virtuellem Publikum trainiert. Die Umgebung umfasst einen Vorbereitungsplatz mit Laptop und Presenter sowie einen Seminarraum mit 16 virtuellen Zuhörerinnen und Zuhörern. Auch hier kann die Schwierigkeit über unterschiedliche Publikumsreaktionen gesteuert werden – von freundlich und aufmerksam bis unfreundlich und ablehnend. Geübt werden Vorträge zu alltagsnahen Themen wie Heimatort, perfekter Tag oder Bewerbung für den Traumberuf.
Therapeutische Steuerung und KI-Unterstützung
Die Übungen werden durch eine virtuelle Co-Therapeutin oder einen virtuellen Co-Therapeuten begleitet. Das Interventionskonzept gliedert sich in Einführung, Antizipation, Interaktion und Intervention. Geeignete Interventionen werden vom System vorgeschlagen und von einer Betreuungsperson außerhalb der virtuellen Realität gesteuert. Die Bedienoberfläche erlaubt die Auswahl der Szenarien, die Anzeige von physiologischen Parametern und Zielkonstrukten sowie die Erfassung von Selbstberichten. So verbindet OPTAPEB immersive VR-Übungen mit strukturierter Therapiebegleitung und datenbasierter Unterstützung.
Klinische Erprobung
Die klinische Erprobung erfolgte multizentrisch mit 20 Patientinnen und Patienten mit sozialer Angst, davon 12 ambulant in der Hochschulambulanz für Psychotherapie der Universität Regensburg und 8 stationär in der Psychosomatischen Klinik Donaustauf. Eingesetzt wurden die Szenarien Soziale Interaktion und Vortrag sowie die Shirt-Sensorik. In der internen Vorauswertung lagen Daten von 18 Patientinnen und Patienten vor; die Sitzungen wurden über mehrere Termine innerhalb von drei Wochen durch Psychotherapeut:innen beziehungsweise PiAs begleitet.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass das System unterschiedliche Verhaltensübungen bei Sozialphobie praktisch umsetzen kann. Zugleich wurde deutlich, an welchen Stellen Weiterentwicklungen sinnvoll sind, insbesondere bei Spracherkennung und der damaligen Shirt-Sensorik. Positiv bewertet wurden vor allem die Relevanz der Zielkonstrukte, die Nutzbarkeit des virtuellen Co-Therapeuten und die grundsätzliche Eignung des Systems zur Durchführung multimodal erfasster VR-Übungen.
Verbund und Zusammenarbeit
OPTAPEB wurde in enger Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen, technologischen und klinischen Verbundpartnern umgesetzt. VTplus bedankt sich bei allen Beteiligten für den fachlichen Austausch und die engagierte Zusammenarbeit bei Entwicklung, Integration, Erprobung und Evaluation des Demonstrators.
OPTAPEB wurde durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
Förderkennzeichen: 16SV7840
Förderprogramm: Interaktive körpernahe Medizintechnik.
Laufzeit des Vorhabens: 01.08.2017 – 28.02.2021
Anschlussfähigkeit und Weiterentwicklung
OPTAPEB wurde über das Verbundprojekt hinaus weiter genutzt. In Kooperation mit dem KI.ASSIST-Konsortium wurde der OPTAPEB-Demonstrator dem Lern- und Experimentierraum des SRH Berufsbildungswerks Neckargemünd zur Erprobung bereitgestellt. Dafür wurde das System technisch angepasst, dokumentiert, installiert und für den Einsatz im dortigen Umfeld begleitet. Die Evaluation zeigte ein großes Interesse an VR sowie an KI-gestützten Übungen zur Emotionsbewältigung, insbesondere bei Vortragsübungen und sozialen Interaktionen.
Für VTplus markiert OPTAPEB damit einen wichtigen Entwicklungsschritt: hin zu kontrollierbaren VR-Übungen für soziale Belastungssituationen, kombiniert mit multimodaler Datenerfassung, virtueller Therapiebegleitung und KI-gestützter Unterstützung. Die im Projekt entwickelte Plattform ist anschlussfähig für weitere Anwendungen in Therapie, Forschung und angrenzenden Trainingskontexten.