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 erstmals 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-Trainings 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 aufgrund 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 integrierten 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 bekundet.

Anschlussfähigkeit

VirtualNoPain verdeutlicht das Potenzial der VTplus VR-Plattform für VR-BCI-gestützte Anwendungen in der Schmerztherapie und unterstreicht die Anschlussfähigkeit an neurowissenschaftliche und telemedizinische Einsatzmöglichkeiten. Die telemedizinische Einbindung beschreibt das ZTM anhand der Telemedizinplattform Curafida im Anwendungsbeispiel zur Behandlung chronischer Schmerzen.

Verbund und Kooperation

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.

Dank und Förderhinweis

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)

Der Beitrag Bericht zum erfolgreichen Abschluss des Projekts zur Kombination von virtueller Realität (VR) und Brain-Computer-Interface (BCI) zur Therapie chronischer Schmerzen | VirtualNoPain erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

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.

Der Beitrag Schmerztherapie mit VR-BCI | VirtualNoPain und VTplus auf dem Würzburger XR Meeting erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Weitere Informationen

www.virtual-no-pain.de

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“

Der Beitrag VTplus und VirtualNoPain auf der Sommer 2022 EXPO erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Hintergrund: Warum VR für Expositionsübungen?

Expositionsübungen sind ein zentraler Bestandteil der Verhaltenstherapie bei Angststörungen. In der Praxis wird die klassische in-vivo-Exposition jedoch häufig durch organisatorischen Aufwand erschwert. Virtuelle Realität (VR) kann Konfrontationssituationen kontrolliert, wiederholbar und in Praxisräumen bereitstellen – als strukturiertes Werkzeug innerhalb leitlinienorientierter Psychotherapie.

Ziel des VTplus-Teilvorhabens

Ziel von VTplus war die Umsetzung eines anwenderzentrierten, einfach zu bedienenden VR-Therapiesystems für ambulante Konfrontationsübungen sowie die Untersuchung zentraler Faktoren für Bedienbarkeit, Interaktion, Verträglichkeit und Praxistauglichkeit. Dazu wurden Anforderungen für den therapeutischen Einsatz (inkl. relevanter medizinprodukterelevanter Rahmenbedingungen) erarbeitet und in ein integriertes Systemkonzept überführt.

Vorgehen: Von Nutzungskontext bis Praxistauglichkeit

Im Projekt wurden u. a. folgende Schritte umgesetzt:

• Nutzungskontextanalyse und Ableitung von Anforderungen für den therapeutischen Einsatz
• Systemkonzeption und Erprobung unterschiedlicher Architekturansätze
• Iterative Umsetzung von Bedien-/Interaktionskonzepten und VR-Inhalten
• Experimentalpsychologische Untersuchungen (u. a. Einfluss von Befragungs- und Navigationsmethoden auf Lernerfolg, CyberSickness, Präsenz- und Angsterleben)
• Machbarkeitsstudie zur Praxistauglichkeit in enger Abstimmung mit den Projekt- und Therapieforschungspartnern

Ergebnis: Kompaktes VR-Therapie System mit breitem Übungsumfang

Als Projektergebnis wurde ein hoch integrierter, mobiler VR-Therapie-Demonstrator entwickelt, der für psychotherapeutische Konfrontationsübungen ausgelegt ist. Die finale Demonstrator-Version umfasste 14 virtuelle Umgebungen zur Reizkonfrontation mit Variationsmöglichkeiten und begleitender Dokumentation.

Befragungs-Highlights: Hohe Nutzungsbereitschaft

Im Rahmen einer Vorstudie mit evaluierten Systemschulungen (Teilauswertung von 32 Teilnehmenden) wurde die Nutzerakzeptanz mit dem Technology Usage Inventory (TUI) erhoben. Die Ergebnisse zeigen eine überdurchschnittlich hohe Nutzungsabsicht:

• „Würden Sie Zugang zu diesem VR-Therapie-System haben wollen?“: 90%
• „Würden Sie dieses VR-Therapie-System nutzen?“: 80,6%
• Skepsis gegenüber dem VR-Therapie-System wurde sehr gering bewertet (2,45 von 7)

Partner & assoziierte Partner: Zusammenarbeit als Erfolgsfaktor

EVElyn wurde im Verbund mit Partnern aus Mensch-Technik-Interaktion, Psychotherapie und VR-Systementwicklung umgesetzt.

• Hochschule Heilbronn (UniTyLab) – Verbundkoordination, Mensch-Technik-Interaktion
• kbo-Inn-Salzach-Klinikum gGmbH – Psychotherapie/klinischer Partner
• VTplus GmbH – Entwicklung, Integration und Umsetzung der VR-Therapie-Inhalte und Systemarchitektur

Assoziierte/kooperierende Partner (Nutzungskontext, Versorgungsforschung & Implementierung)

• Hochschulambulanz für Psychotherapie, Universität Würzburg
• Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (ZI) Mannheim

Das Projekt wurde zudem beratend durch die AOK Baden-Württemberg begleitet (u. a. zur Erstattungs-Perspektive und einer Etablierung über Pilotprojekte und Individualverträge).

Besonderer Dank gilt den Verbund- und Therapieforschungspartnern für die hervorragende Zusammenarbeit.

Anschlussfähigkeit

Das Projekt EVElyn legte wesentliche Grundlagen für die Weiterentwicklung des mobil einsetzbaren VT+ExpoCart3 Systems, validierte therapeutische VR-Umgebungen und die behördliche Eintragung aktiver Medizinprodukte.

Projekt: EVElyn – Effizienzsteigerung und Versorgungsoptimierung in der ambulanten Psychotherapie von Angststörungen
Teilvorhaben VTplus: VR-Demonstrator für ambulante Verhaltenstherapieübungen / VR-Konfrontation
Förderkennzeichen: 13GW0169B
Laufzeit: 01.10.2016 – 30.09.2020

Der Beitrag EVElyn abgeschlossen: VR-gestützte Expositionsübungen für die ambulante Psychotherapie erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Schematische Darstellung der geplanten Anwendung. Nutzer tauchen mittels eines Head-Mounted Displays in eine virtuelle Welt ein. Zur Maximierung der Schmerzreduktion lernen die Nutzer ihre Gehirnaktivität zu regulieren. Bild: VTplus GmbH und Brain Products GmbH

Chronische Schmerzen verursachen bei Betroffenen oft ein langanhaltendes Leiden und schränken ihr Leben in gravierendem Maße ein. Eine alleinige medikamentöse Therapie ist langfristig wenig wirkungsvoll und mit Nebenwirkungen verbunden. Der Forschungsverbund „VirtualNoPain“ entwickelt im Verbund mit Partnern aus dem Bereich Gesundheit/Medizintechnik eine neue Methode, um chronische Schmerzen nebenwirkungsfrei zu behandeln und die Lebensqualität der Betroffenen zu steigern. Virtuelle Realität (VR) bietet die Möglichkeit, in computersimulierte Welten einzutauchen, die das Schmerzerleben verringern können. VirtualNoPain zielt darauf ab, die Schmerzreduktion mittels VR zu maximieren. Dabei kommt als Ergänzung zur VR erstmalig ein Neurofeedback-Training zum Einsatz. Mittels Neurofeedback können Nutzerinnen und Nutzer lernen, bestimmte Gehirnaktivitäten selbst zu regulieren. Sie erhalten dafür Rückmeldungen über Gehirnsignale, die ansonsten nicht bewusst wahrgenommen werden können.

Interdisziplinäre Expertise mit spezialisierten Partnern aus Industrie und Wissenschaft

Das Konsortium besteht aus hoch spezialisierten industriellen Partnern, wie dem Verbundkoordinator VTplus GmbH, einem Medizinproduktehersteller mit Produkten zum Einsatz virtueller Realität für Forschung und Therapie, der Brain Products GmbH als einem führendem Hersteller von EEG-Systemen im Bereich der neurophysiologischen Forschung, sowie der ZTM Bad Kissingen GmbH als Spezialist für telemedizinische Systeme und digitale Vernetzung. Wissenschaftliche Partner mit anerkannter Expertise in den Bereichen Schmerz- und Angststörungen sind die Universität Würzburg, der Lehrstuhl für Psychologie I – Biologische Psychologie, Klinische Psychologie und Psychotherapie (Prof. P. Pauli), die Arbeitsgruppe Interventionspsychologie (Prof. A. Kübler) mit ausgewiesener Expertise im Bereich von Neurofeedback und Gehirn-Computer Schnittstellen, sowie der Arbeitsgruppe Schmerz der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Würzburg, mit langjähriger Expertise in der klinischen und experimentellen Schmerzforschung (Prof. C. Sommer).

Finanziell gefördert wird das Projekt „VirtualNoPain“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), im Fachprogramm Medizintechnik mit knapp zwei Millionen Euro (Förderkennzeichen 13GW0343).

Kontakt

VTplus GmbH – Verbundkoordinator VirtualNoPain
Prof. Dr. J. Müller
An den Breiten 4, 97078 Würzburg

eMail: VirtualNoPain@vtplus.eu | Tel. +49 931 306 997 542

VTplus GmbH Kontaktformular
Projekt Information: www.virtual-no-pain.de

Verbundpartner:

• Brain Products GmbH
• ZTM Bad Kissingen GmbH
• Universität Würzburg, Lehrstuhl für Psychologie I – Biologische Psychologie, Klinische Psychologie und Psychotherapie (Prof. P. Pauli), die Arbeitsgruppe Interventionspsychologie (Prof. A. Kübler)
• Universitätsklinikum Würzburg, Arbeitsgruppe Schmerz der Neurologischen Klinik
• VTplus GmbH (Verbundkoordinator)

Verbundvorhaben Titel: Kombination von virtueller Realität (VR) und Brain-Computer-Interface (BCI) zur Therapie chronischer Schmerzen (VirtualNoPain)
gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung
Bekanntmachung: „Chronische Schmerzen – Innovative medizintechnische Lösungen zur Verbesserung von Prävention, Diagnostik und Therapie“
Laufzeit: 01.07.2020 – 31.12.2023
FKZ: 13GW0343

Weiterführende Informationen

Weitere Berichte zu Ergebnissen und Veranstaltungen rund um VirtualNoPain und VR-/BCI-basierte Schmerztherapie finden Sie unter: Beiträge zum Projekt VirtualNoPain ›.

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VR-Expositionstherapie bei Phobien

VTplus im Gründermagazin

Bild: Screenshot des Gründermagazin 2019-04 Beitrag. (C) Bernhard Rau

Der Artikel gibt einen Einblick in klinische VR-Anwendungen und ordnet diese in den Gründungskontext von VTplus als technologie- und forschungsnahes Spin-off der Universität Würzburg ein

Zum vollständigen Beitrag im Gründermagazin Würzburg:
https://www.wuerzburg.de/katalog/4_19/index.htm#!/vtplus

Quelle: Gründermagazin Würzburg, Ausgabe 04/2019

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Der Beitrag Virtual Reality Therapie an der Universität Würzburg | Radio Gong Video Beitrag erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Weiteres im Mainpost-Artikel.

Es entstanden mehrere wissenschaftliche Veröffentlichungen aus dem Bereich der experimentellen Angst- und VR-Forschung am VT+Lab CAVE der Universität Würzburg

Die Arbeiten zeigen die Validität von VR-Expositionsszenarien und belegen die wissenschaftliche Relevanz des VTplus-Systems CyberSession und der VT+Expo2-Szenarien in der psychologischen Forschung.

Gromer, D., Madeira, O., Gast, P., Nehfischer, M., Jost, M., Müller, M., … & Pauli, P. (2018). Height Simulation in a Virtual Reality CAVE System: Validity of Fear Responses and Effects of an Immersion Manipulation. Frontiers in Human Neuroscience, 12, 372. doi: 10.3389/fnhum.2018.00372

Der Beitrag Mainpost Artikel: Wie sich Höhenangst besiegen lässt erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Höhenangst Situation in virtueller Realität mit einer 5-seitigen CAVE an der Universität Würzburg.

Die Studie verwendet eine von VTplus, in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Klinische Psychologie der Uni-Würzburg, entwickelte Umgebung zum Erleben von Höhenangst und wird unter Einsatz der VR-Forschungssoftware CS-Research durchgeführt.

Weitere Informationen und Kontaktmöglichkeit finden sich unter: http://www.presse.uni-wuerzburg.de/einblick/single/artikel/hilfe-bei-3/

Der Beitrag Hilfe bei Höhenangst (Studie des Universitätsklinikums Würzburg) erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Zu sehen ist ein Projekt der Arbeitsgruppe Prof. P. Pauli zur Therapie von Höhenangst mit Hilfe virtueller Welten. Dabei wird die Simulationssoftware CS-Research-MP und eine von VT+ erstellte virtuelle Welt am CAVE 3D-Multisensoriklabor der Universität Würzburg eingesetzt.

virtueller Aussichtspunkt zur Therapie von Höhenangst

Siehe FUTUREMAG Sendung #16 vom 24.05.2014, Infos und die vollständige Sendung unter: http://www.arte.tv/guide/de/051480-016/futuremag

Der Beitrag Therapie in der virtuellen Welt auf ARTE – FUTUREMAG erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.