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.

Was bedeutet Virtuelle Realität?

Virtuelle Realität (VR) ist eine computergenerierte und simulierte Welt, die mit Hilfe von VR-Technik so vermittelt wird, dass die erzeugten Situationen realitätsnah wahrgenommen und erlebt werden. VR-Anwenderinnen und Anwender können sich umsehen, sich bewegen und mit der virtuellen Umgebung interagieren. 

Virtuelle Realität spricht visuelle, akustische, vestibuläre und je nach Anwendungsfall auch weitere Sinneskanäle an und ermöglicht die Interaktion mit der virtuellen Situation über intuitive Nutzerschnittstellen, von Eingabegeräten über Gestenerkennung bis zu neuronalen Interfaces. 

Die VR-Technik kann eine VR-Brille mit stereoskopischer Darstellung oder auch eine Mehrkanal-Projektion (CAVE) sein, unterstützt durch lokalisierbares Audio sowie ggf. weitere technische Lösungen wie eine Bewegungsplattform oder Möglichkeiten zur Vermittlung von Wind-, Hitze- oder Kältereizen. Weitere maßgebliche VR-Technikmodule sind Tracking-Systeme, Rechentechnik für 3D sowie Software zur Simulation, Darstellung und Steuerung der VR.

Die Ausstattung des VR-Systems bestimmt den Grad von Immersion und damit eine der Voraussetzungen für das Gefühl von Präsenz in der virtuellen Realität.

Mit VR können realitätsnahe emotionale Reaktionen wie Angst, Suchtverlangen / Craving oder Stress zuverlässig ausgelöst werden. Dies funktioniert mit dafür entwickelten virtuellen Umgebungen, ausgewählten Reizen und Interaktionsmöglichkeiten in einer der realen Situation entsprechenden oder auch kontrolliert größeren Intensität.

Dadurch werden vielfältige Anwendungsfelder zur Unterstützung von Psychotherapie, zur Rehabilitation neurologischer Störungen sowie auch der Einsatz für Diagnostik, Training und Ausbildung ermöglicht.

Einsatz von VR zur Therapie

Virtuelle Realität ermöglicht im Rahmen von digitalen, medizintechnischen Lösungen eine Verbesserung der Gesundheitsversorgung wie z.B. die Verbesserung therapeutischer Prozesse oder effizientere Behandlungsverläufe. Eine Auswahl von bereits etablierten und in Entwicklung befindlichen Anwendungsfeldern wird nachfolgend vorgestellt.

Konfrontationstherapie im Rahmen psychotherapeutischer Interventionen

Konfrontations- und Verhaltensübungen mit virtueller Realität ermöglichen den Therapeutinnen und Therapeuten die vollständige und detaillierte Kontrolle der Situation. Die Expositionsschritte sind individuell abstufbar und beliebig wiederholbar. Die Konfrontationsübungen können in wechselnden und anpassbaren Kontexten, wetter- und umgebungsunabhängig durchgeführt werden.

Die Vorteile von VR für Verhaltensübungen sind u.a.:

• die vollständige und detaillierte Kontrolle der Situation durch den Therapeuten
• beliebig wiederholbare und individuell abstufbare Übungen
• Übungen in wechselnden und individuell anpassbaren Kontexten
• Wetter- und umgebungsunabhängige Übungen ohne zusätzlichen Vorbereitungsaufwand
• Kontrolle potentiell in der Realität gefährlicher Situationen

Wie VR-Therapie in der Behandlung von Angsterkrankungen am Beispiel von Vortrags-, Höhen- und Spinnenangst angewendet wird, zeigt das nebenstehende Video ›› der Kinderfachklinik Bad Sassendorf in einer eindrücklichen, praxisnahen Darstellung.

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

Etablierte Anwendungen der VR-Therapie

Virtuelle Realität wird in der psychotherapeutischen Praxis insbesondere dort eingesetzt, wo Expositions- und Verhaltensübungen in der realen Umgebung nur eingeschränkt, mit hohem Aufwand oder unter Sicherheitsrisiken durchführbar sind. Die VR-Übungen sind interaktiv gestaltet, erlauben körperbezogene Übungen und werden durch Therapeutinnen und Therapeuten individuell gesteuert und angepasst.

Etablierte VR-Therapieanwendungen umfassen vor allem Situationen zur Exposition bei Phobien, sozialen Ängsten und suchtrelevanten Verhaltensmustern sowie zur kontrollierten Konfrontation mit belastenden oder potenziell traumabezogenen Situationen zur Unterstützung therapeutisch begleiteter Interventionen. Ergänzend werden VR-gestützte Achtsamkeits– und Entspannungsübungen eingesetzt, insbesondere zur Unterstützung der Behandlung depressiver Symptomatik und stressassoziierter Belastungen. Etabliert sind unter anderem folgende Anwendungsbereiche:

• Höhenangst (Akrophobie)
  Expositionsübungen in virtuellen Höhensituationen mit individuell steuerbarer Intensität und schrittweiser Annäherung zur Förderung von Bewältigungsstrategien und Selbstwirksamkeit.
• Flugangst
  Virtuelle Flugszenarien zur Konfrontation mit angstauslösenden Situationen vor und während eines Fluges, einschließlich typischer körperlicher und kognitiver Angstsymptome.
• Spezifische Tierphobien (z. B. Spinnen, Vögel)
  Virtuelle Nachbildung angstauslösender Reize mit kontrollierbarer Nähe, Bewegung und Interaktion zur graduellen Exposition.
• Soziale Angststörungen
  VR-gestützte Konfrontationsübungen in sozialen Situationen wie Vorträgen, Bewerbungsgesprächen oder Interaktionen mit Kollegen, mit variierbaren Schwierigkeitsgraden und Publikumsreaktionen.
• Klaustrophobie
  Exposition in virtuellen engen Räumen wie Aufzügen oder Kellern mit adaptierbaren Raumgrößen und Reizintensitäten.
• Suchtbezogene Verhaltensübungen (z. B. Nikotinabhängigkeit)
  Training des Ablehnens von Suchtmitteln in virtuellen sozialen Situationen mit realitätsnahen Interaktionen und wiederholbaren Übungssequenzen.

Hinweis: Der Einsatz von VR erfolgt dabei stets eingebettet in ein therapeutisches Gesamtkonzept und ersetzt keine leitliniengerechte psychotherapeutische oder psychiatrische Behandlung.

Evidenz zur Expositionstherapie mit virtueller Realität

Die S3-Leitlinie „Behandlung von Angststörungen“ ›› gibt folgende Empfehlungsgrade und Evidenz an:

Virtuelle-Realität-Exposition soll für Patienten mit einer Spinnen-, Höhen- oder Flugphobie – wenn verfügbar – angeboten werden, wenn eine in-vivo Exposition nicht verfügbar oder möglich ist. Zugrunde liegt der Evidenzgrad Ib (nach Eccles & Mason, 2001), nach welchem Evidenz aus zumindest einer randomisierten, kontrollierten Studie (RCT) oder einer Metaanalyse von weniger als 3 RCTs vorliegt.

Bei sozialer Phobie kann eine Virtuelle-Realität-Expositionstherapie als Begleitung zu einer Standardpsychotherapie angeboten werden – wobei Virtuelle-Realitäts-Expositionstherapie nicht als alleinige Behandlungsmaßnahme angewendet werden soll.

Die Leitliniengruppe schlägt vor, dass Virtuelle-Realität-Expositionstherapie als begleitende Maßnahme zu einer Standardpsychotherapie eingesetzt werden kann und merkt an, dass durch die virtuelle Realität die Rate der Patientinnen und Patienten, die eine Konfrontationstherapie ablehnen reduziert wird.

Die zusammenfassende Beurteilung stellt fest, dass es keine ausreichenden Hinweise gibt, dass eine Virtuelle-Realität-Expositionstherapie weniger wirksam ist als in-vivo-Exposition.

Mehrere Meta-Analysen bestätigen diese Einschätzung:

VR-gestützte Exposition zeigt in randomisierten Studien deutliche Effekte gegenüber Kontrollbedingungen und ist gegenüber klassischer Exposition bzw. kognitiver Verhaltenstherapie in der Regel vergleichbar wirksam, jedoch nicht konsistent überlegen (Carl et al., 2019; van Loenen et al., 2022).

Auch unter strenger methodischer Neubewertung bleibt diese Aussage stabil:
VR-Exposition führt zu einer signifikanten Reduktion sozialer Angstsymptome und zeigt keine signifikanten Unterschiede zur Exposition in vivo (Morina et al., 2021/2023).

Internationale Leitlinien und regulatorische Einordnung

Das britische National Institute for Health and Care Excellence (NICE) verweist in aktuellen Empfehlungen auf das Potenzial von VR-gestützter Expositionstherapie, etwa bei Angststörungen und agoraphobischen Symptomen im Rahmen psychotischer Erkrankungen. Im Rahmen von Early Value Assessments wurde unter anderem das automatisierte VR-Therapieprogramm gameChange für den Einsatz im NHS unter definierten Bedingungen empfohlen, um schwere Agoraphobie bei Menschen mit Psychose zu behandeln – vorbehaltlich begleitender Datenerhebung und wirtschaftlicher Bewertung (NICE, 2023).

In den USA wurden VR-Therapien für bestimmte Indikationen von der Food and Drug Administration (FDA) im Rahmen des Breakthrough Device Programms priorisiert. Dies betrifft unter anderem Anwendungen zur Behandlung chronischer Rückenschmerzen sowie bei agoraphobischen Ängsten im Kontext psychotischer Störungen. Die FDA trifft dabei keine therapeutischen Empfehlungen, sondern bewertet Produkte regulatorisch hinsichtlich Sicherheit, technischer Qualität und klinischer Wirksamkeit im beantragten Anwendungsbereich. Die Breakthrough Device Designation ist keine Marktzulassung, sondern ein Förderstatus der FDA, der bei Geräten mit großem medizinischen Nutzen eine vorrangige Beratung und beschleunigte Prüfung ermöglicht.

Nebenwirkungen und Verträglichkeit

Beim Einsatz von Virtueller Realität können technologieabhängig sowohl physiologische als auch psychologische Begleiterscheinungen auftreten.

Zu den möglichen physiologischen Effekten zählen Symptome wie Übelkeit, Schwindel, Kopfschmerzen oder Augenbelastung, die unter den Begriffen Cybersickness bzw. Simulator Sickness zusammengefasst werden.
Das Auftreten von Cybersickness wird wesentlich durch die Kombination aus Tracking- und Navigationsmethode beeinflusst.
VR-Systeme mit stabilen Bildwiederholraten, ohne grafische Artefakte, mit stabilem 6DoF-Tracking sowie physischer Bewegung weisen die geringsten Nebenwirkungsraten auf.
Controller-basierte künstliche Fortbewegung ohne vestibuläre Entsprechung gilt hingegen als ein wesentlicher Auslöser von Cybersickness, kann jedoch durch moderne Navigationskonzepte wie schrittweise Bewegungsmechanismen (narrow steps) oder Teleportation deutlich reduziert werden.
In klinisch entwickelten VR-Therapiesystemen kann Cybersickness durch eine geeignete Systemarchitektur und Konfiguration weitgehend vermieden werden.

Vereinzelt berichtet die Fachliteratur über kurzfristige emotionale Erschöpfung oder Müdigkeit nach VR-Expositionssitzungen.
Es liegen keine Hinweise darauf vor, dass diese Effekte zu anhaltenden Symptomverschlechterungen oder zur Generalisierung negativer Effekte führen.

Selten werden dissoziative Wahrnehmungseffekte bei vulnerablen Personen, insbesondere bei hoher Trait-Dissoziation, beschrieben.

Nicht als Nebenwirkung, sondern als intendierte und therapeutisch relevante Aktivierung treten während der Exposition erwartungsgemäß akute Angst- und Stressreaktionen auf.
Hierfür gibt es keine Hinweise auf erhöhte Abbruch- oder Dropout-Raten im Vergleich zur klassischen in-vivo-Expositionstherapie.

Medizintechnische Aspekte der VR-Therapie

VR-Therapiesysteme unterliegen – abhängig von ihrer technischen Ausgestaltung und Zweckbestimmung – den sicherheitstechnischen und regulatorischen Anforderungen an Medizinprodukte zur Anwendung am Menschen, insbesondere nach der europäischen Medizinprodukte-Verordnung (MDR) sowie den Vorgaben für den Betrieb gemäß der Medizinprodukte-Betreiberverordnung (MPBetreibV).

Medizinische VR-Komplettsysteme für den Einsatz in Kliniken und Praxen berücksichtigen neben der therapeutischen Funktion auch relevante medizintechnische Aspekte, wie Systemintegration, elektrische und funktionale Sicherheit, Dokumentation sowie den Einsatz in der Patientenumgebung.

Die gewählte Systemarchitektur bildet damit eine wesentliche Grundlage für den sicheren und regelkonformen Einsatz virtueller Realität im medizinischen Kontext.

VR-Therapie Komplettsysteme für Kliniken und Praxen

VR-Therapie ist bereits in zahlreichen Kliniken und Ambulanzen etabliert. (siehe auch: Vorstellung ausgewählter Behandlungseinrichtungen unter CyberSession.Info -> Therapie mit virtueller Realität ››) Dabei kommen auch VR-Therapiesysteme › zum Einsatz, die speziell für den therapeutischen Alltag in stationären und ambulanten Einrichtungen ausgelegt sind.

Zu den Merkmalen der Systeme VT+ExpoCart2 und VT+ExpoCart3 von VTplus zählen:

• optimiert für stationäre oder ambulante therapeutische Einrichtungen
• vollständig aufeinander abgestimmte VR-, Software und Hardware
• für Therapeuten entwickelte, einfache Steuerung der Expositionsübungen
• wissenschaftlich evaluierte Benutzerfreundlichkeit und Praxistauglichkeit
• eingetragen in der Medizinprodukte-Informationsdatenbank des BfArM

Mit diesen Systemen lassen sich Expositions- und Verhaltensübungen in virtueller Realität strukturiert, kontrolliert und individuell abstufbar durchführen. Zu den Anwendungsfeldern gehören unter anderem soziale Ängste, etwa Vorträge, Bewerbungsgespräche oder soziale Interaktionen, außerdem spezifische Phobien wie Höhenangst, Spinnenangst, Flugangst und Klaustrophobie sowie Übungen bei Tabakabhängigkeit. Die Systeme ermöglichen therapeutisch geführte Sitzungen und die Dokumentation des Sitzungsverlaufs.

Im Beitrag VR-Therapie bei Angststörungen finden Sie weiterführende Informationen zur wissenschaftlichen Evidenz von Virtual Reality Exposure Therapy (VRET), darunter eine Auswahl randomisiert kontrollierter Studien, Metaanalysen und Überblicksarbeiten.
Ergänzend werden Informationsportal CyberSession.Info ›› Behandlungseinrichtungen ›› vorgestellt, in denen VT+ VR-Therapie-Systeme eingesetzt werden.

VR-Therapieforschung

Weitere vielversprechende Anwendungsfelder von VR liegen in medizinischen Therapieanwendungen, Rehabilitationsanwendungen neurologischer Störungen wie der Schlaganfall-Therapie, Morbus Parkinson und der Behandlung chronischer Schmerzen.

Nachfolgende Anwendungen werden in Kooperation mit namhaften wissenschaftlichen, klinischen und industriellen Partnern entwickelt und klinisch überprüft.

Neurorehabilitation nach Schlaganfall

Jährlich erleiden in Deutschland ca. 270.000 Menschen einen Schlaganfall und sind gezwungen einen langen und mühsamen Weg der Neurorehabilitation zu gehen, um die körperliche und geistige Funktionsfähigkeit wieder soweit herzustellen, dass eine gesellschaftliche und berufliche Reintegration möglich wird. Trotz des hohen Ressourceneinsatzes für neurologische Rehabilitationsmaßnahmen sind die zeitlichen Möglichkeiten der Physio-, Ergo- und Logotherapeuten für eine Individualtherapie jedoch eng begrenzt.

Im Forschungsverbund “Rehality” arbeitet VTplus mit den Verbundpartnern Neurologische Universitätsklinik Tübingen und der Hochschule der Medien an der Verbesserung der Neurorehabilitation nach Schlaganfall durch ein EEG/EMG-Hirnzustand gesteuertes Virtual Reality Therapie Paradigma.

Weitere Informationen und Beiträge zum Projekt REHALITY …

Behandlung chronischer Schmerzen

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. Im Forschungsverbund „VirtualNoPain“ ›› wird mit Partnern aus dem Bereich Gesundheit/Medizintechnik Virtuelle Realität in Verbindung mit Neurofeedback untersucht, um chronische Schmerzen nebenwirkungsfrei zu behandeln und die Lebensqualität der Betroffenen zu steigern. Mittels VR gestütztem Neurofeedback können Betroffene lernen, bestimmte Gehirnaktivitäten selbst zu regulieren. Sie erhalten dafür Rückmeldungen über Gehirnsignale, die ansonsten nicht bewusst wahrgenommen oder gesteuert werden können.

Weitere Informationen und Beiträge zum Projekt VirtualNoPain …

VR in der empirischen Forschung

Virtuelle Realität wird als Methode der empirischen Forschung in der Grundlagen- und angewandten Forschung eingesetzt und bietet insbesondere folgende Vorteile:

• Virtuelle Umgebungen und VR-Simulationen sind im Vergleich zur realen Situation hochgradig standardisierbar, ermöglichen kontrollierte Manipulationen von Situationen und Reizen und sind beliebig wiederholbar.
• VR-Studien bieten eine höhere ökologische Validität im Vergleich zu Pen & Paper Studien, Studien mit Bild oder Video-Stimuli – bei dennoch nahezu vollständiger experimenteller Kontrolle.
• VR-Systeme ermöglichen eine implizite Erfassung von Verhaltensmaßen wie: Annäherung, Kopf-, Körper- und Augenbewegungen mit vielfältigen Auswertungsmöglichkeiten objektiver Maße.
• VR-Simulationen sind modifizierbar und wiederverwendbar.

Zu den Merkmalen der vielfach eingesetzten VT+ VR-Forschungssysteme › zählen:

• ermöglichen experimentell kontrollierte Datenerhebungen mittels interaktiver, hoch immersiver virtueller Realität
• unterstützen Head-Mounted Displays / VR-Brillen und Mehrkanal-Projektionssysteme wie PowerWall und CAVE

Im Beitrag Empirische Forschung mit Virtueller Realität des VR-XR Fachportals finden Sie weiterführende Informationen und ausgewählte Publikationen zur empirischen Forschung mit virtueller Realität – unter anderem aus Angstforschung, Therapieforschung, Sicherheitsforschung, neurophysiologischer Forschung und experimenteller Psychologie.

Literatur

• Bandelow, B.; Aden, I.; Alpers, G. W.; Benecke, A.; Benecke, C.; Beutel, M. E., Deckert, J.; Domschke, K.; Eckhardt-Henn, A.; Geiser, F.; Gerlach, A. L.; Harfst, T; Hau, S.; Hoffmann, S.; Hoyer, J.; Hunger-Schoppe, C.; Kellner, M.; Köllner, V.; Kopp, I.; B.; Langs, G.; Liebeck, H.; Matzat, J.; Ohly, M.; Rüddel, H. P.; Rudolf, S.; Scheufele, E.; Simon, R.; Staats, H.; Ströhle, A.; Waldherr, B.; Wedekind, D.; Werner, A. M., Wiltink, J.; Wolters, J. P., Beutel M. E. Deutsche S3-Leitlinie Behandlung von Angststörungen, Version 2 (2021). https://www.awmf.org/leitlinien/detail/ll/051-028.html
• Carl, E.; Stein, A. T.; Levihn-Coon, A.; Pogue, J. R.; Rothbaum, B.; Emmelkamp, P.; Asmundson, G. J. G.; Carlbring, P.; Powers, M. B. (2019): Virtual reality exposure therapy for anxiety and related disorders: A meta-analysis of randomized controlled trials. Journal of Anxiety Disorders, 61, 27–36. doi:10.1016/j.janxdis.2018.08.003
• Eccles M, Mason J. How to develop cost-conscious guidelines. Health Technology Assessment. 2001; 5(16): 1–69. doi:10.3310/hta5160
• Morina, N.; Kampmann, I.; Emmelkamp, P.; Barbui, C.; Hoppen, T. H. (2023): Meta-analysis of virtual reality exposure therapy for social anxiety disorder. Psychological Medicine, 53, 2176–2178. doi:10.1017/S0033291721001690
• NICE – National Institute for Health and Care Excellence (2023): Virtual reality technologies for treating agoraphobia or agoraphobic avoidance: early value assessment [HTE15]. Veröffentlicht: 15. November 2023. https://www.nice.org.uk/guidance/hte15
• van Loenen, I.; Scholten, W.; Muntingh, A.; Smit, J.; Batelaan, N. (2022):The Effectiveness of Virtual Reality Exposure-Based Cognitive Behavioral Therapy for Severe Anxiety Disorders, Obsessive-Compulsive Disorder, and Posttraumatic Stress Disorder: Meta-analysis. Journal of Medical Internet Research, 24(2), e26736. doi:10.2196/26736

Praxisorientierte Fachliteratur

• Wechsler, T., & Mühlberger, A. (2025). Virtuelle Realität in der Psychotherapie. Hogrefe Verlag, Reihe „Fortschritte der Psychotherapie“, Band 97.
• Felnhofer A, Pfannerstill F, Gänsler L, Kothgassner OD, Humer E, Büttner J and Probst T (2025) Barriers to adopting therapeutic virtual reality: the perspective of clinical psychologists and psychotherapists. Front. Psychiatry 16:1549090. doi: 10.3389/fpsyt.2025.1549090
• Quinque, E.M., Blume, M., Gaebler, M. (2024). Einsatz und Perspektive der immersiven Virtuellen Realität bei der Neurorehabilitation. In: Frommelt, P., Thöne-Otto, A., Grötzbach, H. (eds) NeuroRehabilitation. Springer, Berlin, Heidelberg. doi: 10.1007/978-3-662-66957-0_39

Weitere Informationen

Weitere Informationen zu wissenschaftlichen Projekten, klinischen Studien und technologischer Entwicklung der VTplus VR-Plattform finden Sie im Bereich Forschung und Entwicklung. Ausgewählte wissenschaftliche Publikationen mit Beteiligung von Mitarbeitenden von VTplus finden Sie außerdem im Bereich Referenzen.

Weitere Beiträge und Videos zum Einsatz von VR zur Therapie finden Sie im VR-XR Fachportal. Presseberichte von Anwendern von VR-Therapie und VR Forschung finden Sie im Pressespiegel ›.

Der Beitrag VR-Therapie Überblick erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Implementierung der VR-Therapie in einer Hochschulambulanz

Die Einführung der VR-Therapie erfolgte schrittweise in der Hochschulambulanz des ZI-Mannheim ››. Ziel war es, praktische Erfahrungen zur Machbarkeit, Nutzbarkeit und Integration in den Therapieverlauf zu sammeln.

Der Implementierungsprozess umfasste unter anderem:

• Einführung der VR-Technologie im therapeutischen Setting
• Schulung der Therapeutinnen und Therapeuten
• schrittweise Integration der VR-Expositionssitzungen in bestehende Therapieabläufe

Die Schulung der Therapeutinnen und Therapeuten erfolgte in einer kompakten Einführungseinheit mit begleitendem Trainingsmaterial sowie anschließendem Zugang zum VR-System.

Einsatz virtueller Therapieszenarien

Im Rahmen der Anwendung kamen verschiedene VR-Szenarien zum Einsatz, die typische Expositionssituationen bei Angststörungen abbilden.

Dazu gehörten unter anderem:

• Höhenexposition
• Spinnenphobie
• Flugangst
• Klaustrophobie
• soziale Interaktionssituationen

Insgesamt wurden mehrere unterschiedliche virtuelle Umgebungen eingesetzt, die therapeutisch gesteuerte Expositionsübungen ermöglichen.

Erfahrungen der Therapeutinnen und Therapeuten

Die Rückmeldungen aus der Anwendung zeigen, dass virtuelle Exposition im klinischen Alltag praktikabel eingesetzt werden kann. Therapeutinnen und Therapeuten beschrieben insbesondere:

• eine schnelle Erlernbarkeit der Systembedienung
• eine gute Integration in bestehende Therapieabläufe
• die Möglichkeit, unterschiedliche Expositionssituationen flexibel zu wählen

Einige Rückmeldungen betonten zudem, dass virtuelle Szenarien eine intensive emotionale Reaktion bei Patientinnen und Patienten auslösen können und damit therapeutisch relevante Exposition ermöglichen.

Perspektiven für Forschung und Versorgung

Die ersten Erfahrungen zeigen, dass Virtual Reality Exposure Therapy eine vielversprechende Ergänzung für ambulante psychotherapeutische Behandlungen darstellen kann. Besonders in universitären Ambulanzen eröffnet der Einsatz virtueller Szenarien zusätzliche Möglichkeiten für Forschung, Ausbildung und Therapie.

Die laufende Praxistauglichkeitsstudie untersucht weiterhin die Integration der Technologie in therapeutische Prozesse sowie die Akzeptanz bei Therapeutinnen und Therapeuten.

Projektkontext:
Die Arbeiten stehen im Zusammenhang mit der Entwicklung und Evaluation VR-basierter Konfrontationsverfahren im Rahmen des Forschungsprojekts EVElyn › „Entwicklung einer ambulanten Konfrontationstherapie in virtueller Realität für Patientinnen und Patienten mit Angststörungen“.

Weitere Ergebnisse aus der laufenden Studie werden nach Abschluss der Datenerhebung veröffentlicht.

Unser besonderer Dank für die hervorragende Zusammenarbeit gilt Prof. Dr. Peter Kirsch und Patrick Halli vom Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (ZI) Mannheim.

Der Beitrag Virtuelle Realität in der ambulanten Psychotherapie | Praxiserfahrungen aus Mannheim 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.

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.

Der Beitrag VR in healthcare VTplus Beitrag auf dem MEDICA HEALTH IT FORUM 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 ›.

Der Beitrag Virtuelle Realität mit Neurofeedback zur Behandlung chronischer Schmerzen – VirtualNoPain erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Das Verbundvorhaben REHALITY wird im Rahmen der Fördermaßnahme „Medizintechnische Lösungen für eine digitale Gesundheitsversorgung, im Rahmenprogramm Gesundheitsforschung Deutschland, Aktionsfeld Gesundheitswirtschaft durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Bild zum Verbundprojekt: Patient erlebt in virtueller Realität Bewegung der durch Schlaganfall betroffenen Extremität. © Neurologische Universitätsklinik Tübingen und VTplus GmbH

MOTIVATION

Jedes Jahr erleiden in Deutschland 270.000 Menschen einen Schlaganfall und sind gezwungen einen langen und mühsamen Weg der Neurorehabilitation zu gehen, um die körperliche und geistige Funktionsfähigkeit wieder soweit herzustellen, dass eine gesellschaftliche und berufliche Reintegration möglich wird. Trotz des hohen Ressourceneinsatzes für neurologische Rehabilitationsmaßnahmen sind die zeitlichen Möglichkeiten der Physio-, Ergo- und Logotherapeuten für eine Individualtherapie jedoch eng begrenzt.

INNOVATION

Großes Potenzial für eine schnellere und erfolgreichere Therapie des chronischen Schlaganfalls bieten zusätzlich eigenständig durchführbare digitale Therapiekonzepte mit Hilfe Virtueller Realität (VR). Die Wahrnehmung einer Bewegung des gelähmten Körperteils in der virtuellen Welt kann den Heilungsprozess begünstigen. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass der Zustand des Gehirns zum Zeitpunkt der Stimulation entscheidend dafür ist, ob es zu einer plastischen Veränderung der Hirnnetzwerke kommt oder nicht.
Der Therapieerfolg erfordert aber neben hoch-immersiver virtueller Realität ein auf den einzelnen Patienten abgestimmtes Steuersystem: Jeder Mensch und auch jeder Schlaganfall ist einzigartig und eine optimale Therapie muss auf die spezifische Störung der Hirnaktivität ab-gestimmt sein. In diesem Projekt wird der intensive Forschungs- und Entwicklungsprozess umgesetzt, der die technisch zunehmend hochentwickelten VR- und Elektroenzephalographie (EEG) Hardwaresysteme auch therapeutisch wirksam macht.

PERSPEKTIVE

Diese neue Therapieform soll die Versorgungslücke zwischen stationärer Akutbehandlung im Krankenhaus, Rehabilitationsmaßnahme und den Therapiemöglichkeiten im häuslichen Umfeld schließen, dadurch auf Seiten der Kranken- und Sozialkassen erhebliche Folgekosten einsparen und den erfolgreichen Wiedereinstieg von Schlaganfallpatienten in ein eigenständiges Leben und eine Erwerbsfähigkeit beschleunigen.

KONTAKT

VTplus GmbH Kontaktformular
Projektleitung Teilvorhaben VTplus: Dr. Bastian Lange (rehality@vtplus.eu)
Verbundkoordinator Neurologische Universitätsklinik Tübingen: Prof. Dr. Ulf Ziemann

Weitere Beiträge zum Projektverlauf und zu Ergebnissen finden Sie unter: Beiträge zum Projekt REHALITY ›.

REHALITY, Förderkennzeichen VTplus 13GW0213D,
Laufzeit: 01.04.2019 bis 31.03.2022
gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung

Der Beitrag VTplus ist Verbundpartner im Forschungsvorhaben zur Neurorehabilitation nach Schlaganfall mittels Virtual Reality Therapieparadigma (REHALITY) erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Worum geht es im Projekt EVElyn?
Spinnen, Menschenmassen und Höhen: 15 Prozent aller Erwachsenen in Deutschland leiden an Angststörungen. Nur ein Viertel von ihnen wird therapeutisch betreut – auch, weil Kapazitäten fehlen.

Was ist neu?
Konfrontationsübungen können in Virtueller Realität (VR) durchgeführt werden, leichter als in der echten Situation und doch vergleichbar Wirksam. Mit einer VR-Brille können Menschen mit Angststörungen effizienter behandelt werden. Dies ermöglicht eine flexible Therapie in jeder Praxis.

Wer profitiert davon?
Unbehandelte Angststörungen können in Depressionen münden und chronisch werden. Durch die Möglichkeit zur Konfrontationsübung in VR können die Ressourcen der Therapeuten effizienter genutzt werden und potentiell weit mehr Betroffene als bisher wirkungsvoll behandelt werden.

EVElyn Verbundforschung
Das EVElyn-Konsortium besteht aus Fachleuten aus den Bereichen Mensch-Technik-Interaktion (Hochschule Heilbronn, Verbundkoordinator), Psychotherapie (kbo-Inn-Salzach-Klinikum gemeinnützige GmbH) und Empirische Forschung sowie Therapieforschung mit virtueller Realität (VTplus GmbH).
Projektträger: VDI Technologiezentrum GmbH.

siehe auch: Pressemeldung des BMBF vom 01.04.2019, sowie Pressemeldung der Universität Würzburg | einBLICK | Online-Magazin der Universität Würzburg | Ausgabe 16 – 23. April 2019 vom 23.04.2019

Der Beitrag VR-Brille gegen Angst | VTplus auf der Hannover Messe 2019 auf dem Stand des BMBF erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.

Der Vortrag thematisierte, wie Eye-Tracking und Virtuelle Realität (VR) zur Untersuchung und Behandlung von Angst und Angststörungen eingesetzt werden können. Durch die Kombination beider Technologien lassen sich Blickbewegungen in virtuellen Umgebungen erfassen und analysieren – ein wichtiger Ansatz, um Angstreaktionen, Vermeidungsverhalten und Therapieprozesse objektiv zu untersuchen.

Die vorgestellten Ergebnisse zeigten, wie Virtuelle Realität als Werkzeug für Expositionsübungen eingesetzt werden kann und welche Potenziale sich für die Weiterentwicklung von psychotherapeutischen Interventionen ergeben.

Die European Conference on Eye Movements (ECEM) gilt als eines der führenden wissenschaftlichen Foren für Forschung zu Blickbewegungen, Wahrnehmung und Kognition.

Quelle: ECEM 2017 Symposium: Insights from Eye Movement Research with Immersive Technologies. Advances in the research of anxiety and anxiety disorders using virtual reality.

Der Beitrag VTplus auf dem Symposium Insights from Eye Movement Research with Immersive Technologies – Advances in the research of anxiety and anxiety disorders using virtual reality der ECEM 2017 erschien zuerst auf VTplus – VR-Therapie Systeme – Virtuelle Realität für Kliniken & Praxen.