Virtuelle Realitäten
die bewusstseinserweiternde,
technische Droge der 90iger
SS 2005
Seminar: Medienunterstützung in der klinisch-psychologischen Intervention
Seminarleitung: C. Eichenberg
Referentin: Manuela Getz
Überblick
1. Definition und Begriffsbestimmung
2. Prämissen
3. Ausrüstung
4. Einsatzfelder
5. Methoden
6. Empirische Belege der Effektivität
7. Vorteile vs. Nachteile
2
1. Definition und Begriffsbestimmung
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.“
3
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
4
2.1. Einflussfaktoren der Immersion
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
5
2.1.1. Nebenwirkung
Simulatorkrankheit
Ursachen:
- Konflikt des Vestibular- und Sehsystems
- Anzahl der Kopfbewegungen während der virtuellen Fahrt
- Schnelle Orientierung bei wechselnder visueller Perspektive
Symptome:
- Desorientierung
- Kopfschmerzen
- Augenmuskelschmerzen
- Brechreiz
6
2.2. Prämissen
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
7
einer realen Umgebung ?
2.2.1. Prämissen
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.
8
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
9
3.1. Ausrüstung
- 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.
10
3.1.1. Input Systeme
Head Tracking
11
3.1.2. Input Systeme
Datenhandschuh
12
3.1.3. Input Systeme
Motion Tracking
Datenanzug
13
3.2. Output Systeme
Bildschirm und Brille
14
3.2.1. Output Systeme
HMD
Head Mounted Display
15
3.2.2. Output Systeme
Vision Station
16
3.2.3. Output Systeme
Eye Tracking
17
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.
18
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.
19
5.1. Methoden
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“
20
6.Empirische Belege der Effektivität
von VRT
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)
21
6.1.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.
22
6.2. 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 –
23
6.3 Einzelfallstudie Klaustrophobie,
Botella et al.
- weibl. Patientin, 43 Jahre alt, muss sich einer Computertomographie unterziehen
- 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.“
24
6.4. Fallbeispiel Arachnophobie
(Carlin et al. 1997)
VR als Mittelweg zwischen imaginativer und realer Konfrontation
25
6.4.1. Fallbeispiel Arachnophobie
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.
26
6.4.2. Fallbeispiel Arachnophobie
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.
27
6.5. 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
28
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 Behandlungsgruppen. 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.
29
6.6. VRT vs. Exposition in vivo
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 Angstverminderung zu reagieren.
30
6.6.1. VRT vs. Exposition in vivo
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
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.31
6.7. Soziale Phobien (Klinger)
– Sprechen vor der Öffentlichkeit
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
32
6.7.1. Soziale Phobie
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)
33
6.7.2. Soziale Phobie
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.
34
6.8. 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.
35
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.
36
7.1. Vorteile
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.
37
7.2. Nachteile
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
38
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.
39

Virtuelle Realitäten