Bericht zum erfolgreichen Abschluss des Projekts zur Kombination von virtueller Realität (VR) und Brain-Computer-Interface (BCI) zur Therapie chronischer Schmerzen | VirtualNoPain

Einer neue Methode um chronische Schmerzen zu lindern wurde erfolgreich durch den Forschungsverbund VirtualNoPain, bestehend aus industriellen, universitären und klinischen Partnern untersucht. Das von der Bundesregierung geförderte Verbundprojekt setzt dabei auf Virtuelle Realität und Neurofeedback und wurde von VTplus koordiniert. Der Abschlussbericht wurde nun veröffentlicht.

VirtualNoPain VR-BCI-Schmertherapie (C) VTplus und Brain Products

VirtualNoPain Aufgabenstellung

Chronische Schmerzen bedingen enormes Leid für die Betroffenen und sehr hohe Kosten für das Gesundheitssystem. Die verbreitete Behandlung mit Schmerzmitteln ist langfristig wenig wirksam und mit negativen Folgen wie Magenulcera, Nierenfunktionsstörungen, Substanzgebrauchsstörungen und stark verminderter Lebensqualität verbunden. Daher besteht ein hoher Bedarf an alternativen, nebenwirkungsfreien Behandlungsmöglichkeiten, die chronische Schmerzen und Schmerzmittelgebrauch reduzieren, Lebensqualität verbessern und so auch die Behandlungskosten senken.

Mit dem Verbundprojekt VirtualNoPain wird die Therapie chronischer Schmerzen durch die Kombination von virtueller Realität (VR) und Brain-Computer-Interface (BCI) angestrebt. Die erstmalige Kombination dieser beiden Methoden im Rahmen einer Schmerzbehandlung ermöglicht eine effektive, schmerzreduzierende Wirkung und eröffnet Chancen zur Minderung von Begleitzuständen wie Angst und Depression.
Virtuelle Realität bietet die Möglichkeit, in computersimulierte Welten einzutauchen, die das Schmerzerleben verringern können. VirtualNoPain zielt darauf ab, die Schmerzreduktion mittels VR und BCI zu optimieren. Dabei kommt erstmalig als Ergänzung zur VR ein Neurofeedback-Training zum Einsatz. Mittels Neurofeedback können Betroffene lernen, bestimmte Gehirnaktivitäten selbst zu regulieren, indem Sie Rückmeldungen über Gehirnsignale erhalten, die ansonsten nicht bewusst wahrgenommen werden können.
Mit dem Vorhaben soll die therapeutische Anwendbarkeit dieser Effekte untersucht und eine hoch integrierte VR-BCI Systemplattform zur Behandlung chronischer Schmerzen mit virtueller Realität und Brain-Computer-Interface erarbeitet werden. Mit dem VirtualNoPain VR-BCI-System soll die Schmerzreduktion und Verbesserung der Lebensqualität von Patienten mit chronischen Schmerzen in einer klinischen Machbarkeitsstudie zunächst an Patienten mit Fibromyalgiesyndrom untersucht werden.

Ablauf des Verbundforschungsvorhabens

VTplus hat als Verbundkoordinator die Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern und die Kommunikation mit dem Projektträger VDI-TZ abgestimmt. VTplus hat die Systemarchitektur in enger Abstimmung, insbesondere mit den Partnern ZTM und Brain Products entworfen und die Anforderungen der klinischen Anwender berücksichtigt. Es wurden die Anforderungen für den therapeutischen Einsatz der VR-Technik und die Gestaltung der Therapieszenarien unter Beachtung der EU-Verordnung über Medizinprodukte, den nationalen Verordnungen und den anzuwendenden Normen bestimmt. Mit dem Partner Zentrum für Telemedizin Bad Kissingen wurden die Anforderungen an ein Therapeuten-Interface durch leitfadengestützte Experteninterviews bestimmt.

In enger Abstimmung mit den Verbundpartnern wurden experimentelle Studien zu Präsenzerleben in VR, Pilotstudien zur Elektroden-Reduktion, zum Neurofeedback Training parietaler Alpha Aktivität, sowie VR-Umgebungen mit natürlichen Feedbackindikatoren und VR-Szenarien zur positiven Stimmungsinduktion entwickelt und durch die Partner Universität Würzburg (Lehrstuhl f. Psychologie I, Biologische Psychologie, Klinische Psychologie und Psychotherapie sowie dem Lehrstuhl f. Interventionspsychologie) getestet. Es wurden fünf experimentelle Paradigmen zur Untersuchung folgender Aspekte erstellt:

  1. Elektrodenreduktion und Präsenzerleben
  2. Grundlegende Funktion des Neurofeedback-Training in VR
  3. Schmerzinduktion und Entspannung in VR
  4. Schmerzinduktion bei Anwendung von VR-EEG-Alpha Feedback
  5. Schmerztherapie Behandlungskonzept mit VR-EEG-Alpha Feedback sowie Entspannungs- und Achtsamkeitsübungen

Das in den Voruntersuchungen eingesetzte Neurofeedback-Paradigma wurde entsprechend den Ergebnissen der Vorstudien und aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse zur Steigerung der Alpha Aktivität angepasst, um eine Schmerzlinderung zu erreichen. Dies erforderte umfangreiche Anpassungen des Neurofeedback-Algorithmus, der VR-BCI Umsetzung und des Studiendesigns zur Überprüfung der Wirkung der Schmerzreduktion.
Der finale VirtualNoPain VR-BCI Schmerztherapie Demonstrator, mit der vom Verbundpartner Brain Products bereitgestellten EEG-VR-Brille mit integriertem Verstärker, dem integrierten BCI-Modul und dem Therapieparadigma wurde bei VTplus getestet und zur Vorbereitung und Durchführung der klinischen Studie mit Patientinnen vom Verbundpartner Uniklinikum Würzburg (Neurologische Klinik und Polyklinik, AG Schmerz) erfolgreich eingesetzt.
Unvermeidbare Verzögerungen auf Grund der Beschränkungen der COVID-19 Pandemie machten eine Verlängerung der Projektlaufzeit bis 12/2023 notwendig, welche zuwendungsneutral bewilligt wurde.
Seitens der an der klinischen Studie beteiligten Verbundpartner wurde eine zusätzliche Weiterführung und Unterstützung der Datenerhebung beschlossen, so dass die Behandlung von 20 Patientinnen im Rahmen der klinischen Studie zu 06/2024 erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Ergebnisse

Wesentliches Ergebnis ist ein VR-BCI-Schmerztherapie System, welches virtuelle Realität mit einem Brain-Computer-Interface kombiniert und in einer klinischen Studie zur Therapie chronischer Schmerzen erfolgreich eingesetzt wurde. Der finale Systemdemonstrator besteht aus der Kombination einer VR-Brille mit einem integriertem EEG-Verstärker, mit integrierten, praxistauglichen EEG-Schwämmchen-Elektroden und integrierter BCI-Verarbeitung mit speziell zur Schmerztherapie entwickelten, interaktiven virtuellen Umgebungen.

Die entwickelten VR-BCI Demonstrator-Generationen ermöglichten die experimentelle Überprüfung der Auswirkung von VR-EEG-Alpha Feedback auf Präsenz, Schmerzerleben mit Schmerzinduktion sowie die klinische Testung mit Schmerzpatienten. Die vorläufige Auswertung der klinischen Studie zeigte eine Reduktion der Schmerzstärke und -dauer, eine Reduktion der Schmerzexazerbationen sowie eine hohe Patientenzufriedenheit ohne Dropouts. Weiterhin wurde von den Patientinnen ein großes Interesse zur Möglichkeit der Anwendung im häuslichen Umfeld berichtet.

Im VirtualNoPain Verbundprojekt wurde in Zusammenarbeit von hoch spezialisierten Unternehmen und
renommierten, wissenschaftlichen und klinischen Einrichtungen eine neue Methode entwickelt, um chronische Schmerzen nebenwirkungsfrei zu behandeln und die Lebensqualität der Betroffenen zu steigern.

VTplus bedankt sich bei allen Mitarbeitern und Partnern für die überaus engagierte und erfolgreiche Zusammenarbeit. Das Projekt wurde gefördert im BMBF Förderprogramm „Chronische Schmerzen – Innovative medizintechnische Lösungen zur Verbesserung von Prävention, Diagnostik und Therapie“ (FKZ: 13GW0343)

Verabschiedung unser langjährigen Werkstudentin / VR-Entwicklerin

Frau Topel beendet Ihre Tätigkeit als Werkstudentin bei VTplus mit dem erfolgreichen Abschluss Ihres Studiums im Studiengang Human-Computer-Interaction zum 31.03.2024. Sie war als Werkstudentin bei VTplus seit November 2019 bis März 2024 beschäftigt, nachdem Sie ein viermonatiges studentisches Pflichtpraktikum absolvierte. Frau Topel hat an der Entwicklung von innovativen Virtual-Reality Therapiesystemen und VR-Forschungssystemen mitgearbeitet und war in mehreren Verbundforschungsprojekten eingebunden.

Einen Einblick in Ihre Arbeiten als VR-Entwicklerin bietet Ihre eigene Seite ››

Wir bedanken uns für Ihre außerordentlich engagierte Mitarbeit und wünschen ihr auf dem weiteren Berufs- und Lebensweg alles Gute und weiterhin viel Erfolg.

VR Therapie Einsatz an der Kinderfachklinik Bad Sassendorf

Die Johanniter Kinderfachklinik Bad Sassendorf stellt die Angsttherapie mit virtueller Realität mit einem Beitrag Angsttherapie mittels virtual Reality ›› vor.

Im Video wird eindrücklich vermittelt wie die Therapie mit VR-Brille abläuft. Gezeigt wird die VR-Konfrontation bei Vortragsangst, Höhenangst und Spinnenangst mit dem VTplus VR-Therapiesystem.

VR Brille Bad Sassendorf

Durch Anklicken des obigen Videos erklären Sie sich mit der Anzeige durch Youtube und der dafür notwendigen Datenübertragung laut Google Datenschutzerklärung ›› einverstanden.

Schmerztherapie mit VR-BCI | VirtualNoPain und VTplus auf dem Würzburger XR Meeting

Auf dem Würzburger XR Meeting präsentierte VTplus als Aussteller und Verbundpartner des VirtualNoPain Projekts ein VR-EEG-BCI-System zur Schmerztherapie bei chronischen Schmerzen.


Aktuellste Forschungsergebnisse wurden von den VirtualNoPain Verbundpartnern präsentiert.


Der interdisziplinäre Kongress bot hochwertige Vorträge, Symposien, Workshops und Beiträge zu den Themen VR/XR/AR „Benefits and Challenges“, „Social Interaction“, „Applied XR“, „Fear and VR“, „Body and Gestures“ und „Brain and Cognition“.

Spannende Posterbeiträge stellten die Etablierung von VR-Therapie in der ambulanten Praxis am ZI-Mannheim, Therapie-Forschung unter Einsatz eines VTplus VR-Therapiesystems und Einsatz von CAVE-Projektion in Verbindung mit TMS, sowie Ergebnisse eines T-Maze VR-Paradigmas zur Untersuchung von frontaler Asymmetrie unter Einsatz der VTplus VR-Experimentkontrollsoftware CyberSession vor.

Poster Kongressbeitrag: The model is bend, but never broken: A quadratic extension to the capability model of frontal asymmetry based on situational induction strength. J. Rodriguez et al. (2023)
Poster Kongressbeitrag: The model is bend, but never broken: A quadratic extension to the capability model of frontal asymmetry based on situational induction strength. J. Rodriguez et al. (2023)

Schmerzreduktion mit Virtueller Realität und EEG Feedback – VirtualNoPain im MAVEL-Labor der FHWS

Im Rahmen des Festakts zum 50 jährigen Jubiläum der FHWS besichtigten die Teilnehmenden das MAVEL (Mixed Augmented Virtual Experience Learning) -Labor.
Präsentiert wurden dort neben einem Multiview System in bundesweit einzigartiger Größe mehrere innovative VR-/AR-Projekte.

So wurde mit dem VirtualNoPain Projekt ein VR-System zur Schmerzreduktion mit EEG Feedback vorgestellt.
Zu sehen waren virtuelle Umgebungen zur Durchführung von Feedback Training in Verbindung mit im Projekt entwickelter VR-Headset EEG Erfassung (Brain Products) und einem integrierten VR-Therapiesystem (VTplus). Für die Teilnehmenden wurde die Sicht der VR-Brille zusätzlich auf der MAVEL-Labor Multiview Projektionsfläche angezeigt.

Vorgestellt wurde das System durch Mitarbeiter des Lehrstuhls für Psychologie I, AG Biologische Psychologie, Klinische Psychologie und Psychotherapie der Universität Würzburg (vertreten durch Prof. Dr. Marta Andreatta, Dr. Markus Winkler, Isabel Neumann) und dem Verbundpartner und VirtualNoPain Verbundkoordinator VTplus (Geschäftsführer Mathias Müller, Prof. Dr. Jürgen Müller, Roland Zechner)

Die technisch reibungslose Präsentation im noch im Aufbau befindlichen MAVEL-Labor wurde vom Team der Fakultät Wirtschaftsingenieurwesen der FHWS um Dekan Prof. Dr. Peter Meyer, Prof. Dr. Uwe Sponzholz und den Labor- und Software Ingenieuren Dominik Fritsch und Florian Schuster ermöglicht.

Die Besichtigung des MAVEL-Labor durch MP Dr. Markus Söder und Staatsminister Markus Blume wurde von einem regen Medieninteresse begleitet.

TV Mainfranken: MAVEL Labor der FHWS wird im Rahmen der 50 Jahrfeier MP Dr. Markus Söder vorgeführt

Weitere Informationen in der Pressemeldung der FHWS vom 27.10.2022: Die FHWS wird THWS und feierte dies im Zuge ihres 50-jährigen Bestehens mit dem MP Dr. Markus Söder

50-jähriges Bestehen der FHWS wurde mit Dr. Markus Söder gefeiert

Durch Anklicken des obigen Videos erklären Sie sich mit der Anzeige durch Youtube und der dafür notwendigen Datenübertragung laut Google Datenschutzerklärung ›› einverstanden.
SW-N TV: MAVEL-Labor Besichtigung durch MP Dr. Markus Söder im Rahmen des 50 jährigen Jubiläum

VR zur Therapie auf dem MedtechSummit: Wie Digitalisierung die Versorgung verbessern kann

Auf dem MedtecSUMMIT „Digitalisierung ist kein Selbstzweck – Wie die Digitalisierung die Versorgung verbessern kann“ wurde eindrucksvoll gezeigt, welche Lösungen es heute schon gibt und wie die digitale Gesundheitsversorgung von morgen aussehen wird.

Es wurden spannende interdisziplinäre Vorträge und Gelegenheiten zum Ausprobieren innovativer Digitaler Therapie Lösungen geboten.

VTplus präsentierte das Verbundprojekt VirtualNoPain, welches mit Hilfe von virtueller Realität und Neurofeedback die Reduktion von chronischen Schmerzen untersucht.

Zum Ausprobieren stand den Teilnehmern das VT+ VR-Expositionssystem mit vielen virtuellen Situationen zur Therapie von Ängsten zur Verfügung.

Herzlichen Dank für die tolle Ausrichtung gilt den Veranstaltern Bayern Innovativ / Forum MedTech Pharma e.V. in Zusammenarbeit mit ZD.B-Themenplattform Digitale Gesundheit/Medizin, Digitalisierungszentrum Präzisions- und Telemedizin (DZ.PTM) , ZTM der Region Mainfranken GmbH und dem Deutschen Zentrum für Herzinsuffizienz (DZHI).

VTplus und VirtualNoPain auf der Sommer 2022 EXPO

Spannende Projekte aus den Studiengängen Human-Computer Interaction, Mensch-Computer-Systeme, Games Engineering, Medienkommunikation der Universität Würzburg wurden auf der gut besuchten Sommer 2022 EXPO präsentiert. VTplus war als Aussteller mit dabei und präsentierte unter anderem das Verbundforschungsprojekt VirtualNoPain, welches Virtuelle Realität in Verbindung mit einem Brain-Computer-Interface zur Reduktion von chronischen Schmerzen einsetzt.

Weitere Informationen


www.virtual-no-pain.de

gefördert vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Verbundforschung VirtualNoPain, FKZ: 13GW0343,
gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung


Verbundvorhaben: Kombination von virtueller Realität (VR) und Brain-Computer-Interface (BCI) zur Therapie chronischer Schmerzen (VirtualNoPain)
Laufzeit: 01.07.2020 – 30.06.2023
Bekanntmachung: Bekanntmachung: „Chronische Schmerzen – Innovative medizintechnische Lösungen zur Verbesserung von Prävention, Diagnostik und Therapie“

Virtuelle Realität in der Therapie – Workshop auf dem Würzburger Psychotherapiekongress

Mit dem Workshop „Expo Live!“ haben die Referenten Dr. Kathrin Zierhut, Mathias Müller und Carsten Scheller praktische Einblicke in die Technik und Anwendung von VR-Therapie vermittelt.

Den Teilnehmern stand das speziell für den ambulanten Einsatz optimierte VT+ Expositionssystem mit virtueller Realität (VT+ExpoCart3). Mit Hilfe von therapeutisch unterstützten Übungen wurde das Prinzip der Expositionsübungen für die Teilnehmer erfahrbar gemacht. Zwei jeweils 3 stündige Workshops fanden regen Anklang auf dem gut besuchten 4. Würzburger Psychotherapiekongress des Psychotherapie Forum Würzburg .

VR in healthcare VTplus Beitrag auf dem MEDICA HEALTH IT FORUM

VTplus präsentierte im Rahmen des MEDICA HEALTH IT FORUM Sitzung Virtual care & digital therapeutics wie VR zur Therapie von Ängsten eingesetzt werden kann und erläuterte die wissenschaftlichen Hintergründe.

In der anschließenden Podiums Diskussion stand Mathias Müller, Geschäftsführer der VTplus GmbH für Fragen zur Verfügung und ging auf die Vorteile virtueller Realität im Vergleich zu Übungen in Realität (in-vivo) ein.
Das Forum war auf der wieder in Präsenz statt findenden Medica gut besucht und wurde im Live-Stream besonders frequentiert.

Sicherheitsupdate notwendig: für CodeMeter 7.21a auf CyberSession Installationen (VT+Lab VR-Forschungssysteme und Lizenzserver)

Ein Sicherheitsupdate für die CodeMeter Runtime steht zum 15.06.2021 zur Verfügung und sollte schnellstmöglich auf allen Rechnern mit CyberSession Installation sowie einem Lizenzserver aktualisiert werden, welche noch nicht die CodeMeter Version 7.21a verwenden. (Download ››)

Das Update ist rückwärtskompatibel, ein CyberSession Update ist nicht notwendig.

Nähere Informationen im SECURITY ADVISORY FAQ ›› von Wibu-Systems.

Gerne unterstützt der VTplus-Support das Update per Fernwartung.