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.
Bei VTplus wird Virtuelle Realität insbesondere im Kontext klinisch einsetzbarer VR-Systeme für Psychotherapie, Neurorehabilitation, Schmerztherapie sowie für empirische Forschung betrachtet.
Nachfolgend finden sie Beiträge von VTplus zum Einsatz von Virtueller Realität für Kliniken und Praxen, sowie zur Anwendung in der empirischen Forschung und Therapieforschung.
Mit dem Verbundforschungsprojekt „OPTAPEB“ arbeitet VTplus an der „Optimierung der Psychotherapie durch Agentengeleitete Patientenzentrierte Emotionsbewältigung“ in Kooperation mit namhaften Projektpartnern der universitären Forschung und Industrie.
MOTIVATION In Deutschland leiden rund 6,9 Mio. Menschen unter einer klinisch relevanten Angststörung. Die gesellschaftlichen Kosten sind enorm. Darüber hinaus sind Ängste bei fast allen anderen psychischen Störungen eine Begleitkomponente. Es ist daher wichtig, dass die Therapieansätze akzeptiert werden, effektiv und prozessoptimiert sind.
ZIELE UND VORGEHEN Ein zentrales Element bei der Psychotherapie von Angststörungen ist es, die Betroffenen den Angst auslösenden Situationen auszusetzen. Im Projekt wird ein System entwickelt, das die emotionalen Reaktionen der Klienten während solcher Expositionen multimodal erfasst und daraus durch Datenfusion Parameter extrahiert, die für den weiteren Verlauf relevant sind. Aus diesen Parametern werden Mikrointerventionen abgeleitet, die dem Klienten durch einen virtuellen Agenten in einer intuitiven Interaktion zur Verfügung gestellt werden. Durch die maschinelle Verarbeitung der in zahlreichen Expositionen gewonnenen Datensätze werden Prognosen für erfolgreiche Mikrointerventionen abgeleitet.
INNOVATIONEN UND PERSPEKTIVEN Die technologische Innovation für den Bereich der Psychotherapie ist durch einen nutzerzentrierten Ansatz in der Entwicklung und durch eine intuitive Interaktion mit einem virtuellen Agenten gekennzeichnet. Dadurch werden die Effektivität und Praxistauglichkeit der psychotherapeutischen Interventionen bei Angststörungen und deren langfristige Wirksamkeit verbessert. Rechtliche und ethische Belange werden dabei ebenso berücksichtigt, wie die Autonomie und informationelle Selbstbestimmung der Klienten.
Projektlaufzeit: 01.08.2018 bis 31.07.2020
Kontakt Geschäftsführer VTplus GmbH: Mathias Müller Wissenschaftlicher Projektleiter: Prof. Dr. Jürgen Müller (optapeb@vtplus.eu) Verbundkoordinator Universität Regensburg: Prof. Dr. Andres Mühlberger
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Case Study HMD Eye Tracking: Anxiety Therapy Research
VTplus GmbH has created a virtual exposure solution for anxiety therapy research using SMI Eye Tracking for the Oculus Rift DK2 head-mounted display.
BACKGROUND
Anxiety disorders are among the most common mental disorders. When they become chronic – and they often do – they can cause considerable suffering and significantly impair the lives of those affected. Exposure therapy (in vivo) is one of the most successful methods of helping people cope with such anxiety disorders. But replicating the real situation (in vivo) is often either not feasible (e.g. for post-traumatic stress disorder) or very complex (e.g. air travel scenarios). Virtual reality (VR) is one way of overcoming such hurdles. A VR headmounted display enables the patient to experience anxiety-provoking situations which the therapist can control and easily interchange in the comfort and safety of a therapy room.
CHALLENGE
For exposure therapy to succeed, it is not only crucial that the patients confront the anxietyprovoking elements of the situation. The therapist also needs to remain informed about the patient’s field of view.
SOLUTION
Using SMI Eye Tracking in the Oculus Rift DK2 head-mounted display as part of the VTplus VR exposure system, the gaze direction and the visual attention of the patient are known at all times. The VTplus VR software evaluates which elements are observed and when they are looked at.
BENEFIT
Based on this eye tracking data, the therapist is well-placed to tune the VR exposure exercises individually to each patient and offer more specific instructions. Furthermore, the therapist is also better informed to judge the success of the confrontation exercises.
SMI EYE TRACKING
VR simulations offer a controlled, yet ecologically-valid research method. SMI’s unique eye tracking integration in the Oculus Rift DK2 – proven for practical usage in everyday situations – offers real-time information on the visual orientation of the patient, thus advancing therapy process research and optimizing the confrontation exercises.
“SMI’s unique HMD eye tracking integration is crucial for our VR exposure solution. Live gaze traces enable us to control if the patient really confronts stressful elements, and to optimize the exposure exercise based on this information.”
Mathias Müller, Managing Director, VTplus GmbH
Case Study: SMI Eyetracking zum Einsatz für Angst- und Therapieforschung mit VTplus CyberSession (PDF)
Im Artikel der Mainpost wird eine Studie zur Therapie von Höhenangst mit virtueller Realität vorgestellt. Die Studie nutzt das VTplus VR-Simulationssystem CyberSession und eine von VTplus erstellt virtuelle Umgebung zur Therapie von Höhenangst.
Weiteres im Mainpost-Artikel.
VT+Lab CAVE Multisensorik Labor der Universität Würzburg als Beispiel Bild für experimentalpsychologische Forschung und Therapieforschung mit Virtueller Realität
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
Impressionen von der weltgrößten Messe für Medizintechnik – MEDICA 2015 – auf dem Gemeinschaftsstand von Bayern Innovativ, zusammen mit der Gesundheitsregion Mainfranken. VTplus stellte ein gerätewagenbasiertes Simulationssystem zur Durchführung von Angstexpositionen mit virtueller Realität vor.
Als Besonderheit wurde ein im Head-Mounted-Display integriertes Eyetracking (Powered by SensoMotoric Instruments Eye Tracking HMD Upgrade for the Oculus Rift DK2) präsentiert. Das integrierte Eyetracking bietet den Vorteil, jederzeit in Echtzeit die Aufmerksamkeitsausrichtung des Patienten zu kennen und damit zusätzliche objektive Parameter für die Therapieprozessforschung und die Optimierung der Therapie zu gewinnen.
Von VTplus erstellte virtuelle Welten werden zur Therapie von Angststörungen und zur Therapieforschung an der Hochschulambulanz für Psychotherapie der Universität Regensburg eingesetzt. Die Universität Regensburg beschreibt die VR-Exposition- und Therapiemöglichkeiten im Rahmen von Studien, unter anderem bei Höhenangst, Spinnenangst, Flugangst, Klaustrophobie und sozialer Angststörung.
Impressionen vom Medica Auftritt von VTplus auf dem Gemeinschaftsstand von Bayern Innovativ, zusammen mit der Region Mainfranken und Martin-Elektrotechnik.
VTplus auf der Medica 2014 auf dem Gemeinschaftsstand mit der Region Mainfranken und Bayern Innovativ
VTplus VR Therapie System VT+ExpoCart1 zum Ausprobieren auf der MEDICA 2014
VTplus auf der Medica 2014 auf dem Gemeinschaftsstand mit der Region Mainfranken und Bayern Innovativ
Präsentation des VTplus VR-Therapie Systems VT+ExpoCart1 auf der MEDICA 2014
das VTplus VR-Therapiesystem VT+ExpoCart1 weckt großes Besucherinteresse auf der MEDICA 2014
Wir bedanken uns für die überaus anregenden Gespräche und das große Interesse am Einsatz von virtueller Realität.
ARTE FUTUREMAG zeigt Therapieforschung mit virtueller Realität mit einem Höhenangst-Szenario von VT+ an der CAVE der Universität Würzburg.
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
