Virtuelle Realitäten

die bewusstseinserweiternde, technische Droge der 90iger

SS 2005Seminar: Medienunterstützung in der klinisch-psychologischen InterventionSeminarleitung: C. EichenbergReferentin: Manuela Getz

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Überblick

1. Definition und Begriffsbestimmung2. Prämissen3. Ausrüstung4. Einsatzfelder5. Methoden6. Empirische Belege der Effektivität7. Vorteile vs. Nachteile

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1. Definition und Begriffs- bestimmung

Medium, mit dessen Hilfe Computer basierte Modelle der realen Welt erstellt werden können, mit denen der Mensch mittels neuartiger Mensch-Maschinen-Schnittstellen interagieren und die er realitätsnah erleben kann. (Sutherland 1965,1968)

„The screen is a window through which one sees a virtual world. The challenge is to make that world look real, act real, sound real, feel real.“

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2. Prämissen

Virtuelle Reize lösen reale Ängste aus.

Immersion Das Eintauchen in die Virtuelle Welt, Annahme das VR-Modell wäre die wirkliche Welt.

- visuelle, auditive und taktile Stimulusbedingungen- Immersion ist objektiv quantifizierbar

Merkmale:- ein Gefühl, sich selbst „dort“ zu befinden- Ausblenden von Reizen aus der realen Welt- unwillkürliche Körperbewegungen, die objektiv keinen Sinn ergeben

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Untersuchungen: Virtuelles Delphin-Schwimmen und

Achterbahnfahren

VR spezifische Attribute zur Erzeugung der Immersion

1. Dreidimensionalität2. Interaktivität in Echtzeit3. Kommunikation

Personenspezifische Einflussfaktoren:

- Alter- Geschlecht- Antizipierte Aufregung- Gestaltung der Umgebung- Selbstkontrolle

2.1. Einflussfaktoren der Immersion

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Ursachen:

- Konflikt des Vestibular- und Sehsystems- Anzahl der Kopfbewegungen während der virtuellen Fahrt- Schnelle Orientierung bei wechselnder visueller Perspektive

Symptome:

- Desorientierung- Kopfschmerzen- Augenmuskelschmerzen- Brechreiz

2.1.1. Nebenwirkung Simulatorkrankheit

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Präsenz, d.h. subjektives Erleben (Erfassung über Selbstberichte)

Präsenz zeigt sich in der kognitiven Kopplung des Körpers an die VR.

Präsenzskala von Regenbrecht et al. - Items zur räumlichen Präsenz, z.B. Ich hatte das Gefühl, dass die virtuelle Umgebung hinter mir weitergeht.- Items, die die Aufmerksamkeit während des Aufenthalts in der VR beschreiben. Hoch, wenn Konzentration auf virtuelle Welt und Ignorieren der realen Welt, z.B. Meine reale Umgebung war mir nicht mehr bewusst. (Konstruktionsprozess und Unterdrückungsprozess müssen zusammenkommen.)- Items, die die Realität der virtuellen Umgebung evaluieren, z.B. Wie sehr glich ihr Erleben der virtuellen Umgebung dem Erleben einer realen Umgebung ?

2.2. Prämissen

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Hohe Präsenz wird erreicht, durch direkte Interaktion mit dervirtuellen Umgebung.

Virtuelle Umgebungen lassen sich durch taktile Reize ergänzen.

Flugzeuggeräusche, knarrende Wände, aktualisieren die Angstund verstärken die Präsenz.

2.2.1. Prämissen

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3. Ausrüstung

- Real Environment Sensing Systeme zur Erfassung der Realen WeltEs registriert die Inputsignale des menschlichen Akteurs, besonders die Körpergesten- und positionen sowie ggf. die Sprache(Spracherkennungssysteme)

- Virtual Environment Display

Systeme zur Präsentation der Virtuellen WeltWichtigstes Instrument ist die Datenbrille (Head Mounted Display)neueste Entwicklung sind Laserstrahlen, die das Bild direkt auf dieRetina projizieren

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- Virtual Environment Control

Systeme zur Kontrolle der Virtuellen Welt

errechnet das Verhalten der in der Virtuellen Welt vorhandenen Objekte.Es zeigt die Input-Information dem Benutzer im Display System an, aber selbst bei Hochleistungsrechnern entsteht zwischen Ein- undAusgabe ein Zeitverzug, der sich auf das Wirklichkeitsempfinden negativ auswirkt.

3.1. Ausrüstung

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3.1.1. Input Systeme

Head Tracking

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Datenhandschuh

3.1.2. Input Systeme

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Motion TrackingDatenanzug

3.1.3. Input Systeme

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3.2. Output Systeme

Bildschirm und Brille

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HMDHead Mounted Display

3.2.1. Output Systeme

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Vision Station

3.2.2. Output Systeme

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Eye Tracking

3.2.3. Output Systeme

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4. Anwendungsmöglichkeiten

In der Medizin:Rehabilitation von Behinderten, Chirurgie und PsychiatrieVerrichtung von Alltagsaufgaben, Ausbildung von behinderten Kindern.

In der Chirurgie:Problem der Operationssicht. Die Entwicklung eines dreidimensionalen Bildssystems vereinfacht die laparoskopische Chirurgie.

In der PsychiatrieSan Francisco University, Multimedia-Projekt von Studentenentwickelt (Rose1992)Eltern von behinderten Kindern konnten an einer „virtuellenDiskussionsgruppe teilnehmen, um Hemmungen abzubauen,über solche psychisch belastende Probleme zu reden.

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5. Methoden

Prinzip der Verhaltenstherapie• Ziel: unangepasste Konzepte revidieren und neues

Verhalten lernen. Das Erleben und Aushalten der Angstgefühle stellt einen wesentlichen Teil der Therapie dar.

• Die furcht auslösende Situation muss aufgesucht werden. Vermeidung verstärkt die Ansicht eines gefährlichen Reizes und damit werden korrektive Erfahrungen verhindert.

• Indem Flucht und Vermeidung verhindert werden, lernen die Klienten in der Konfrontation, dass keine Katastrophen eintreten und sie bewältigt werden kann.

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Die Mehrzahl der VR-Konfrontationsmethoden konzentrieren sich auf spezifische Phobien(spezifischer eingrenzbarer Reiz, z.B. Tier oder Höhe).

Traditionelle Methoden: Imagination in sensu graduiert oder massiv „Implosion“

Konfrontation in der Realität in vivo graduiert oder massiv „flooding“

Konfrontation mittels Virtueller Realität = „Konfrontation der 3.Art“

5.1. Methoden

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1. Rothbaum et al.( 1995a ) Einzelfallstudie: Ein Student mit Höhenangst2. Rothbaum (1995b) Gruppenuntersuchung

3. C. Botella, Klaustrophobie4. Carlin et al. (1997) Spinnenphobie5. Rothbaum et al. (2000), Flugangst6.Emmelkamp et al. (2001), within-subjects Design Emmelkamp et al. (2002), between-subjekt Design 7. Rothbaum et al. (1999), Posttraumatische Belastungsstörungen

8. Klinger, Soziale Phobien – Sprechen vor der Öffentlichkeit Ein Vergleich von VRT und CBT (Cognitive behavior therapy)

6.Empirische Belege der Effektivität von VRT

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6.1.Rothbaum et al. (1995a) Einzelfallstudie Höhenangst

1. Vermittlung von Angstbewältigungstechniken2. 5 therapeutische Sitzungen, mit unterschiedlichen virtuelle Umgebungen und graduierte Konfrontation Auf jeder Ebene Nutzung von Entspannungstechniken um an die Höhe zu habituieren.

Vergleich vor und nach der Therapie mittels Fragebögen - Höhenangst - Tendenz zu Vermeidung (Cohen)

Einstellung gegenüber Höhen zeigte eine Verbesserung der Symptome.

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6.2. Rothbaum 1995 b Gruppenuntersuchung

Einteilung in VR Gruppe und KontrollgruppeErgebnis:Signifikante Verbesserung zu den vor der Therapie erhobenenWertenWerte der Kontrollgruppe änderten sich nicht.

Mängel: - Effekte der Entspannungstechniken wurden von Wirkungen der Konfrontationstechniken nicht getrennt - Keine Konfrontation im verhaltenstherapeutischen Sinne, sondern systematische Desensibilisierung - Patienten konnten während der Behandlung unaufgefordert reale Höhensituationen aufsuchen und damit die in VR erlernten Verhaltensweisen in der Realität ausprobieren und festigen.

- Das therapeutische Potential von VR-Konfrontation als Teil eines verhaltenstherapeutischen Ansatzes konnte gezeigt werden –

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6.3 Einzelfallstudie Klaustrophobie, Botella et al.

- weibl. Patientin, 43 Jahre alt, muss sich einer Computertomographie unter- ziehen- Es gab drei verschiedene Settings- Nach 6 Sitzungen unterzieht sie sich diesem Verfahren, es werden noch 2 Sitzungen nachgeschoben, um Residualangst abzubauen- Post treatment assessment direkt nach letzter Sitzung- follow up nach einem Monat

Sie äußerte während der Behandlung mehr Angst vor Objektenin der Virtuellen Welt, als vor der CTS.Sie schätzte die Unterstützung von VRT bei einer Skala von 0-10 auf 8.

„ Wenn ich es hier schaffe, schaffe ich es überall.“

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6.4. Fallbeispiel Arachnophobie (Carlin et al. 1997)VR als Mittelweg zwischen imaginativer und realer Konfrontation

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Eine Kombination aus VRT und Berühren eines realen ObjektsPatientin war eine 37 jährige Frau, die seit 20 Jahren unter Spinnenphobieleidet. Sie erhielt 12 Sitzungen, je eine Stunde. Gemessen wurde der Angstlevel, Vermeidung und die Verhaltensänderung

Vorteil: Kontrolle des Angst machenden Stimulus. Virtuelle Spinnen gehorchen Kommandos, können ohne Gefahr angefasst und in Position gebracht werden.

„Je ähnlicher die simulierte Umgebung, desto besser der Transfer in die Wirklichkeit.“

Die Zunahme eines taktilen Reizes sollte zu einem maximalen Grad anPräsenz und damit zu einem maximalen Transfer beitragen.

6.4.1. Fallbeispiel Arachnophobie

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Nach einem Monat wurde die Spielzeugspinne zum ersten Maleingesetzt.Es traten physische Symptome auf.(Mundtrockenheit, Schwitzen, unkontrolliertes Zittern)

Nach drei Monaten hatte sich die Angst von anfangs7,9 (Skala 0-10) auf 3 reduziert und es traten keine physischenSymptome mehr auf.

Die Patientin machte wieder Camping.

6.4.2. Fallbeispiel Arachnophobie

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6.5. Rothbaum et al. FlugangstVorteil VRT:Logistischer und finanzieller Aufwand vs. Konfrontation in vivoPrivatheit der Behandlung vs. Regulärer Linienflug

N = 45 randomisiert drei Gruppen zugeteilt (in vivo, VRT und Wartebedingung)

Sitzung 1 - 4: kognitive Intervention, Atemtraining, Gedankenstoptraining

VR -Sitzung 5 - 8: virtuelles Flugzeug, über HMD visualisiert, eingespielte Geräusche realer Flugzeuge und Unwetter zur Ergänzung. Graduierte Konfrontation: - einfaches sitzen im stehenden Flugzeug - fahrendes Flugzeug - reibungsloser Start - ruhiger Flug - Turbulenzen beim Start. Flug, Landung

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6.5.1. Flugangst

Konfrontation in vivo: 2 Doppelsitzungen auf einem Flughafen - Training von Flugvorbereitungen - Betreten von geparkten Flugzeugen, dabei Imagination von Start, Flug und Landung

Ergebnisse:Im Prä -Post Vergleich signifikante Verbesserungen beider Behandlungs-gruppen. Keine Unterschiede der Behandlungsformen.6 Monate später, follow up: Verbesserungen stabil

Klienten in Wartegruppe verbesserten sich nicht.

Kritik: Reize waren nicht die gleichen, da realer Flug nicht Teil der Therapie war.

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bei Acrophobie in einem between group desigen, Emmelkamp et al.

- Vermeidung eines Deckeneffekts

- Visuelle Welt entsprach exakt den realen Gegebenheiten

- Vortest SCL 90 (Symptom Checklist)

- Graduierte Exposition

- Evaluation mittels BAT (Behavioral Avoidance Test), vorher über Selbstberichte

Angstlevel festgelegt, geschätzt mit SUDS (Subjective Units of Disturbance) Herzrate über Monitor dem Therapeuten angezeigt, um auf Angstver- minderung zu reagieren.

6.6. VRT vs. Exposition in vivo

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Ergebnisse:

- Ein signifikanter Zeiteffekt zwischen Vortest (SCL- 90) und Nachtest auf allen abhängigen Variablen. BAT; AQ anxiety; AQ avoidance; ATHQ = Attitude Toward Heigths Questionaire - Kein signifikanter Unterschied zwischen Nachtest und follow up (6 Monate)

- Kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Behandlungsarten.

Umgebungen:

1. Ein Einkaufszentrum (Magna Plaza) in Amsterdam, mit vier Etagen, Rolltreppen und Balustraden.2. Eine Feuerleiter, Höhe 50 Fuß3. Ein Dachgarten auf dem Universitätsgebäude, Höhe 65 Fuß

6.6.1. VRT vs. Exposition in vivo

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Ein Vergleich von VRT und CBT (Cognitive behavior therapy)

Unterscheidung von 4 Stufen:

Sprechen in der Öffentlichkeit, sich darstellen

Schüchternheit (geringe Kontakte, kein small talk)

Durchsetzungsvermögen (seine Interessen vertreten, respektiert werden)

Beobachtungsangst („Prüfender Blick“)

Neutrale Umgebung für Trainingszwecke

6.7. Soziale Phobien (Klinger) – Sprechen vor der Öffentlichkeit

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Begleitet wurde diese Untersuchung von der Vereinigung fürVerhaltens- und Kognitionstherapie in Paris (Sainte – Anne – University Hospital)und von der Ethikkommission zum Schutz von Personenin der biomedizinischen Forschung Stichprobe18 Teilnehmer in VRT Gruppe ( 10 weibl. und 8 männl.), Alter 30,5 +/- 5,0618 Teilnehmer in der CTB Gruppe (jeweils 9), Alter 32 +/- 10,76Sie litten im Durchschnitt 15 Jahre an sozialer Phobie

Testskalen:BDI – 13 (The Short Beck Depression)LSAS (Liebowitz Social Anxiety Scale) Selbsbericht 24 ITEMSRathus Assertiveness Schedule, 30 Items über das Verhaltenin sozialen SituationenHAD Zigmond and Snaith Hospital Anxiety Depression (Allgemeine Lebenstauglickeit)

6.7.1. Soziale Phobie

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Ergebnisse:

Beide Behandlungen waren hoch effektiv. Sie reduzierten die Angstund Vermeidung.

Unterschiede zwischen CBT und VRT wurden nicht signifikant.

Es gab überall Verbesserungen, außer auf der Depression Subskala HAD,evtl. ein Deckeneffekt. Patienten mit Major Depression waren nicht aufgenommen worden.

6.7.2. Soziale Phobie

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6.8. PTBS, Rothbaum et al. (1999)Ein Vietnamveteran, der trotz Gruppentherapie an schweren PTB- undDepressiven Symptomen litt, die medikamentös behandelt wurden.

Treatment: 14 Sitzungen1. Simulation einer Dschungellichtung, Kampfgeräusche, Helikopterflug2. Während der nachfolgenden Sitzungen sollte er Erinnerungen berichten, bis Habituation eintrat.6. – 14. Sitzung: Bearbeitung der traumatischen Erinnerungen.

Die Sitzungen waren eine Kombination aus imaginativer Konfrontation und VR.Imagination durch Visualisierung unterstützt

PTB-Symptome und Depression ging von einem stark erhöhten klinischenNiveau auf ein moderates Niveau zurück.

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7. Vorteile VR Expositionen

1. Die Bereitschaft sich in VR mit Angst erfüllenden Reizen auseinanderzusetzen ist größer als im Falle realer Reize.

2. Die objektive Sicherheit für Klient und Therapeut ist ein eindeutiger Vorteil von VR.

3. Größere Kontrolle über die Stimuli, denen der Klient ausgesetzt ist.

4. Vorteil auch gegenüber Konfrontationen in sensu. Die Visualisierungsfähigkeit der Klienten oder ihre Bereitschaft, bestimmte angsterfüllte Reize zu visualisieren kann eingeschränkt sein. Imaginationsfähigkeit wird also unterstüzt.

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5. Logistischer und finanzieller Aufwand geringer.

6. Private Atmosphäre, keine störenden Personen, z.B. bei einem Linienflug

7. Individuelle Gestaltung für jeden Einzelfall.

8. Residualangst verschwindet, da VR Expositionen über die Angst hinausgehen kann, die in einer realen Umgebung zu finden wäre.

7.1. Vorteile

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Nicht alle Patienten stehen der Technik positiv gegenüber.

Patienten mit Herzfehlern oder Brillenträger (mehr als 3,5 Dioptrin) sind nicht geeignet.

Simulatorkrankheit

Fehlende theoretische Einbettung

7.2. Nachteile

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Literatur:

Kaltenborn, K.-F. (1994) Virtuelle Realität – Anwendungen, Möglichkeiten und Grenzen einer neuen Computertechnologie. Biomedical Journal, 39, 4 -14 Schubert,T.& Regenbrecht,H. (2002). Wer hat Angst vor virtueller Realität? Angst, Therapie und Präsenz in virtuellen Welten. In G. Bente, N. Krämer & A. Petersen (Hrsg.), Virtuelle Realtitäten (S. 255-274). Göttingen: Hogrefe.

Effektivität:Botella, C., Banos, R.M., Perpina, C., Villa, H., Alcaniz, M. & Rey, A. (1998). Virtual reality treatment of Claustrophobia: a case repot. Behaviour Research and Therapie, 36, 239-246.

Carlin, A.S., Hoffmann, H.G. & Weghorst, S. (1997). Virtual reality and tactile augmentation in the treatment of spider phobia: a case study. Behaviour Research and Therapie, 35, 153-158.

Emmelkamp, P., Bruynzel, M., Drost, L. & van der Mast, C. (2001). Virtual realitiy treatment in acrophobia: a comparison with exposure in vivo. Cyberpsychologie and Behavior, 4, 335-341.

Emmelkamp, P., Krijn, M., Hulsbosch, L., de Vries, S., Schuemie, M.J. & van der Mast, C. (2002).Virtual reality treatment versus exposure in vivo: a comparative evaluation in acrophobia. Behavior Research and Therapie, 509-516

Klinger, E., Bouchard, S., Legeron, P., S., Lauer, F., Chemin, I & Nugues, P. (2005).Virtual Realitiy Therapie versus Cognitive Behaviour Therapie for Social Phobia: A Preliminary Controlles Study.Cyberpsychoogy an Behaviour, 1, 76-88.