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Virtuelle Realitäten die bewusstseinserweiternde, technische Droge der 90iger SS 2005 Seminar: Medienunterstützung in der klinisch-psychologischen Intervention.

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1 Virtuelle Realitäten die bewusstseinserweiternde, technische Droge der 90iger SS 2005 Seminar: Medienunterstützung in der klinisch-psychologischen Intervention Seminarleitung: C. Eichenberg Referentin: Manuela Getz

2 2 Überblick 1. Definition und Begriffsbestimmung 2. Prämissen 3. Ausrüstung 4. Einsatzfelder 5. Methoden 6. Empirische Belege der Effektivität 7. Vorteile vs. Nachteile

3 3 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.“

4 4 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

5 5 Untersuchungen: Virtuelles Delphin-Schwimmen und Achterbahnfahren VR spezifische Attribute zur Erzeugung der Immersion 1.Dreidimensionalität 2.Interaktivität in Echtzeit 3.Kommunikation Personenspezifische Einflussfaktoren: -Alter -Geschlecht -Antizipierte Aufregung -Gestaltung der Umgebung -Selbstkontrolle 2.1. Einflussfaktoren der Immersion

6 6 Ursachen: - Konflikt des Vestibular- und Sehsystems - Anzahl der Kopfbewegungen während der virtuellen Fahrt - Schnelle Orientierung bei wechselnder visueller Perspektive Symptome: - Desorientierung - Kopfschmerzen - Augenmuskelschmerzen - Brechreiz Nebenwirkung Simulatorkrankheit

7 7 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

8 8 Hohe Präsenz wird erreicht, durch direkte Interaktion mit der virtuellen Umgebung. Virtuelle Umgebungen lassen sich durch taktile Reize ergänzen. Flugzeuggeräusche, knarrende Wände, aktualisieren die Angst und verstärken die Präsenz Prämissen

9 9 3. Ausrüstung - Real Environment Sensing Systeme zur Erfassung der Realen Welt Es registriert die Inputsignale des menschlichen Akteurs, besonders die Körpergesten- und positionen sowie ggf. die Sprache (Spracherkennungssysteme) - Virtual Environment Display Systeme zur Präsentation der Virtuellen Welt Wichtigstes Instrument ist die Datenbrille (Head Mounted Display) neueste Entwicklung sind Laserstrahlen, die das Bild direkt auf die Retina projizieren

10 10 - 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- und Ausgabe ein Zeitverzug, der sich auf das Wirklichkeitsempfinden negativ auswirkt Ausrüstung

11 Input Systeme Head Tracking

12 12 Datenhandschuh Input Systeme

13 13 Motion Tracking Datenanzug Input Systeme

14 Output Systeme Bildschirm und Brille

15 15 HMD Head Mounted Display Output Systeme

16 16 Vision Station Output Systeme

17 17 Eye Tracking Output Systeme

18 18 4. Anwendungsmöglichkeiten In der Medizin: Rehabilitation von Behinderten, Chirurgie und Psychiatrie Verrichtung von Alltagsaufgaben, Ausbildung von behinderten Kindern. In der Chirurgie: Problem der Operationssicht. Die Entwicklung eines dreidimensionalen Bildssystems vereinfacht die laparoskopische Chirurgie. In der Psychiatrie San Francisco University, Multimedia-Projekt von Studenten entwickelt (Rose1992) Eltern von behinderten Kindern konnten an einer „virtuellen Diskussionsgruppe teilnehmen, um Hemmungen abzubauen, über solche psychisch belastende Probleme zu reden.

19 19 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.

20 20 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

21 21 1. Rothbaum et al.( 1995a ) Einzelfallstudie: Ein Student mit Höhenangst 2. Rothbaum (1995b) Gruppenuntersuchung 3. C. Botella, Klaustrophobie 4. Carlin et al. (1997) Spinnenphobie 5. Rothbaum et al. (2000), Flugangst 6.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

22 Rothbaum et al. (1995a) Einzelfallstudie Höhenangst 1.Vermittlung von Angstbewältigungstechniken 2.5 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.

23 Rothbaum 1995 b Gruppenuntersuchung Einteilung in VR Gruppe und Kontrollgruppe Ergebnis: Signifikante Verbesserung zu den vor der Therapie erhobenen Werten Werte 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 –

24 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 Objekten in 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.“

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

26 26 Eine Kombination aus VRT und Berühren eines realen Objekts Patientin war eine 37 jährige Frau, die seit 20 Jahren unter Spinnenphobie leidet. 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 an Präsenz und damit zu einem maximalen Transfer beitragen Fallbeispiel Arachnophobie

27 27 Nach einem Monat wurde die Spielzeugspinne zum ersten Mal eingesetzt. Es traten physische Symptome auf. (Mundtrockenheit, Schwitzen, unkontrolliertes Zittern) Nach drei Monaten hatte sich die Angst von anfangs 7,9 (Skala 0-10) auf 3 reduziert und es traten keine physischen Symptome mehr auf. Die Patientin machte wieder Camping Fallbeispiel Arachnophobie

28 Rothbaum et al. Flugangst Vorteil VRT: Logistischer und finanzieller Aufwand vs. Konfrontation in vivo Privatheit 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

29 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.

30 30 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 VRT vs. Exposition in vivo

31 31 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 Fuß 3. Ein Dachgarten auf dem Universitätsgebäude, Höhe 65 Fuß VRT vs. Exposition in vivo

32 32 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

33 33 Begleitet wurde diese Untersuchung von der Vereinigung für Verhaltens- und Kognitionstherapie in Paris (Sainte – Anne – University Hospital) und von der Ethikkommission zum Schutz von Personen in der biomedizinischen Forschung Stichprobe 18 Teilnehmer in VRT Gruppe ( 10 weibl. und 8 männl.), Alter 30,5 +/- 5,06 18 Teilnehmer in der CTB Gruppe (jeweils 9), Alter 32 +/- 10,76 Sie litten im Durchschnitt 15 Jahre an sozialer Phobie Testskalen: BDI – 13 (The Short Beck Depression) LSAS (Liebowitz Social Anxiety Scale) Selbsbericht 24 ITEMS Rathus Assertiveness Schedule, 30 Items über das Verhalten in sozialen Situationen HAD Zigmond and Snaith Hospital Anxiety Depression (Allgemeine Lebenstauglickeit) Soziale Phobie

34 34 Ergebnisse: Beide Behandlungen waren hoch effektiv. Sie reduzierten die Angst und 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 Soziale Phobie

35 PTBS, Rothbaum et al. (1999) Ein Vietnamveteran, der trotz Gruppentherapie an schweren PTB- und Depressiven Symptomen litt, die medikamentös behandelt wurden. Treatment: 14 Sitzungen 1.Simulation einer Dschungellichtung, Kampfgeräusche, Helikopterflug 2. 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 klinischen Niveau auf ein moderates Niveau zurück.

36 36 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.

37 37 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 Vorteile

38 38 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

39 39 Literatur: Kaltenborn, K.-F. (1994) Virtuelle Realität – Anwendungen, Möglichkeiten und Grenzen einer neuen Computertechnologie. Biomedical Journal, 39, 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 ). 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, 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, 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, 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, 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,


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