Name: Wykorzystanie biofeedbacku w klinicznej rzeczywistości wirtualnej: projekt INTREPID (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-11-12T20:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 52 s
Description: Poznaj system INTREPID łączący wirtualną rzeczywistość z biofeedbackiem w leczeniu zaburzeń lękowych. Pacjenci wykonują ćwiczenia relaksacyjne w wirtualnym środowisku tropikalnej wyspy, monitorując parametry fizjologiczne w czasie rzeczywistym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Niniejsza praca była wspierana przez program IST Unii Europejskiej (projekt „INTREPID – A Virtual Reality Intelligent Multi-sensor Wearable System for Phobias' Treatment” – IST-2002-507464).

Protokół kliniczny leczenia zaburzeń lękowych uogólnionych (GAD) jest realizowany równolegle wewnątrz oraz na zewnątrz gabinetu terapeuty. Program relaksacyjny stanowi połączenie „Treningu Progresywnej Relaksacji Mięśni” (PMRT) – klasycznej procedury opisanej przez Jacobsona, która polega na napinaniu i rozluźnianiu różnych grup mięśni przy jednoczesnym zwracaniu uwagi na kontrastujące odczucia – oraz programu „Wizualizacji Kierowanej”. W naszym treningu wizualizacja zostaje zastąpiona wskazówką wizualną w postaci relaksującego środowiska wirtualnego.
W GABINECIE TERAPEUTY. Pacjenci uczestniczą w 8 sesjach treningowych z terapeutą, rozłożonych na cztery tygodnie (2 sesje na tydzień). Każda sesja rozpoczyna się i kończy oceną kliniczną, która służy do pomiaru poziomu lęku u pacjenta.
Plan sesji w gabinecie terapeutycznym:
<ol>
 <li>Wstępna ocena kliniczna stanu pacjenta;</li>
 <li>Pacjent zostaje podłączony do biosensorów rejestrujących parametry fizjologiczne (przewodność skóry, tętno, oddychanie). Przez 3 minuty rejestrowany jest pomiar bazowy tych parametrów;</li>
 <li>Pacjent zakłada gogle VR (head-mounted display) podłączone do komputera PC i posługuje się joystickiem;</li>
 <li>Pacjent rozpoczyna eksplorację środowiska wirtualnego: pięknej tropikalnej wyspy położonej nad oceanem. Pacjent, podążając za narracją nagraną przez terapeutę, dopływa łodzią do wyspy i zwiedza ją. Idąc ścieżką prowadzącą przez wyspę, pacjent dociera do punktu startowego, gdzie różne panele wskazują kierunki do poszczególnych obszarów docelowych. W każdym z tych obszarów zapewnione jest ćwiczenie relaksacyjne; podczas tego treningu, zgodnie ze wskazówkami przewodnika głosowego, pacjent stara się zrelaksować, podczas gdy niektóre elementy środowiska wirtualnego są bezpośrednio modyfikowane przez jego parametry fizjologiczne rejestrowane w czasie rzeczywistym. W ten sposób pacjent otrzymuje natychmiastową informację zwrotną na temat swojego poziomu pobudzenia (podobnie jak w tradycyjnych technikach biofeedbacku), ale z dodatkową wartością wynikającą z immersyjnej eksploracji środowiska wirtualnego. Obszary docelowe obejmują:
<ul>
 <li>Ognisko: parametry fizjologiczne kontrolują intensywność ognia, tak że zmniejszenie pobudzenia fizjologicznego pacjenta skutkuje redukcją płomieni, aż do całkowitego wygaśnięcia ognia;</li>
 <li>Fale: parametry fizjologiczne kontrolują fale, aż ocean stanie się całkowicie spokojny; </li>
 <li>Wodospad: redukcja pobudzenia fizjologicznego odpowiada zmniejszeniu natężenia strumienia, aż do momentu, gdy woda przestanie spadać. </li>
 <li>Altana: w przeciwieństwie do pozostałych, to ćwiczenie jest personalizowane przez pacjenta, który może wybrać słowa lub obrazy związane z jego osobistymi stresującymi zdarzeniami. Technika ta służy jako program inokulacji stresu, a pacjent może doświadczyć zmniejszenia rozmiaru – zanikania – unoszenia się wybranego elementu – w zależności od swojej zdolności do relaksacji;</li>
</ul></li>
 <li>Po zakończeniu sesji w rzeczywistości wirtualnej ponownie rejestrowane są parametry fizjologiczne w stanie spoczynku;</li>
 <li>Końcowa ocena kliniczna stanu pacjenta.</ol>
POZA GABINETEM TERAPEUTY: Aby poprawić skuteczność treningu i zwiększyć efekty relaksacji, pacjenci będą ćwiczyć techniki relaksacyjne poza gabinetem terapeuty, uczestnicząc w Scenariuszu Opieki Domowej. Jest to realizowane poprzez prezentację na urządzeniu mobilnym tego samego środowiska wirtualnego, z którym pacjent miał styczność podczas terapii. Urządzenie mobilne jest połączone za pomocą Bluetooth z zestawem biosensorów, które mierzą tętno oraz przewodnictwo skóry. Sprzęt ten jest na tyle mały i łatwy w obsłudze, że pacjent może posługiwać się nim autonomicznie (patrz rys. 1). Pacjent jest zobowiązany do trenowania umiejętności relaksacyjnych co najmniej raz dziennie przez cały czas trwania leczenia (jeden miesiąc), zgodnie z planem terapii przekazanym przez terapeutę.
Reprezentatywne wyniki
Ponieważ zarówno biofeedback, jak i rzeczywistość wirtualna są uznawane za skuteczne metody indukowania relaksacji, głównym oczekiwanym wynikiem jest to, że połączenie tych dwóch metod okaże się skuteczniejsze w redukcji lęku u pacjentów cierpiących na zaburzenia lękowe uogólnione niż stosowanie obu technik oddzielnie.
<img src="/files/ftp_upload/1554/Fig1.jpg" alt="Układ sprzętu elektrofizjologicznego z kablami do monitorowania pracy serca i gromadzenia danych." data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 1"> Rysunek 1: Moduł biosensorów GSR/HR.

<ol><li>Arntz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+therapy+versus+applied+relaxation+as+treatment+of+generalized+anxiety+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Res+Ther%22%5BJournal%5D)">Cognitive therapy versus applied relaxation as treatment of generalized anxiety disorder.</a> Behav Res Ther. 41 (6), 633-633 (2003).</li>
<li>Siev, J., Chambless, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specificity+of+treatment+effects%3A+cognitive+therapy+and+relaxation+for+generalized+anxiety+and+panic+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+consulting+and+clinical+psychology%22%5BJournal%5D)">Specificity of treatment effects: cognitive therapy and relaxation for generalized anxiety and panic disorders.</a> Journal of consulting and clinical psychology. 75 (4), 513-513 (2007).</li>
<li>Jacobsen, E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJacobsen%2C+E+%22Progressive+relaxation%22">Progressive relaxation</a>. , The University of Chicago Press. Chicago. (1938).</li>
<li>Villani, D., Riva, F., Riva, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+technologies+for+relaxation%3A+the+role+of+presence%5BTitle%5D)+AND+%22International+journal+of+Stress+Management%22%5BJournal%5D)">New technologies for relaxation: the role of presence.</a> International journal of Stress Management. 14 (3), 260-260 (2007).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Nasza hipoteza zakłada, że połączenie rzeczywistości wirtualnej z biofeedbackiem, który bezpośrednio modyfikuje środowisko wirtualne, doprowadzi do lepszej i szybszej nauki relaksacji w porównaniu z samą rzeczywistością wirtualną. Jeśli tak się stanie, to nowe narzędzie stworzone do leczenia zaburzeń lękowych mogłoby zostać zastosowane i przetestowane również w innych patologiach związanych z lękiem.

zastosowanie biofeedbacku w klinicznej rzeczywistości wirtualnej: projekt intrepid

The use of Biofeedback in Clinical Virtual Reality: The INTREPID Project

Zaburzenia lękowe uogólnione (GAD) to zaburzenie psychiatryczne charakteryzujące się stałym i nieswoistym lękiem, który utrudnia codzienne funkcjonowanie. Wysoka rozpowszechnioność tego zaburzenia w populacji ogólnej oraz powodowane przez nie znaczne ograniczenia wskazują na konieczność znalezienia nowych, skutecznych strategii leczenia. Obok terapii poznawczo-behawioralnych, relaksacja stanowi przydatne podejście w leczeniu GAD, jednak jej ograniczeniem jest trudność w opanowaniu. Projekt INTREPID ma na celu wdrożenie nowego narzędzia do leczenia zaburzeń lękowych oraz przetestowanie jego skuteczności klinicznej w redukcji objawów z nimi związanych. Innowacyjność tego podejścia polega na połączeniu rzeczywistości wirtualnej (VR) i biofeedbacku, w taki sposób, aby ta pierwsza była bezpośrednio modyfikowana przez dane wyjściowe z drugiej. W ten sposób pacjent uświadamia sobie swoje reakcje poprzez modyfikację niektórych cech środowiska VR w czasie rzeczywistym. Dzięki ćwiczeniom psychicznym pacjent uczy się kontrolować te parametry fizjologiczne i, korzystając z informacji zwrotnej dostarczanej przez środowisko wirtualne, jest w stanie ocenić swój sukces. Dodatkowe wykorzystanie urządzeń przenośnych, takich jak PDA lub smartfony, pozwala pacjentowi na samodzielne i autonomiczne wykonywanie w domu tych samych ćwiczeń, których doświadczył w gabinecie terapeutycznym. Celem jest zakotwiczenie wyuczonego protokołu w kontekście życia codziennego, co zwiększa zdolność pacjentów do radzenia sobie z objawami. Oczekiwanym rezultatem jest lepsza i szybsza nauka technik relaksacyjnych, a tym samym zwiększona skuteczność leczenia w porównaniu z tradycyjnymi protokołami klinicznymi.

Projekt Inteligentnego Wieloczujnikowego Systemu Rzeczywistości Wirtualnej do Leczenia Zaburzeń Lękowych (INTREPID) ma na celu opracowanie wieloczujnikowego systemu rzeczywistości wirtualnej, świadomego kontekstu, przeznaczonego do leczenia zaburzeń związanych z lękiem.

Zastosowanie biofeedbacku w klinicznej rzeczywistości wirtualnej: Projekt INTREPID

Zaburzenia lękowe uogólnione (GAD) to zaburzenie psychiatryczne charakteryzujące się stałym i nieswoistym lękiem, który utrudnia codzienne funkcjonowanie...

Laboratorium Zastosowanych Technologii Neuropsychologicznych opracowuje innowacyjne narzędzia, aplikacje i usługi dla psychologii oraz neuronauki, badając możliwości oferowane przez technologie informatyczne i telekomunikacyjne w zastosowaniach klinicznych. Wielozmysłowy system Intrepid został opracowany dla pacjentów cierpiących na zaburzenia lękowe uogólnione. Innowacją projektu Interpret jest połączenie wirtualnej rzeczywistości z biofeedbackiem.Pacjentka jest informowana o swoich reakcjach, ocenianych za pomocą parametrów fizjologicznych, poprzez modyfikację środowiska rzeczywistości wirtualnej w czasie rzeczywistym. Wykorzystanie urządzeń przenośnych, takich jak PDA lub smartfony, umożliwia pacjentce wykonywanie w domu tych samych ćwiczeń, których nauczyła się w gabinecie terapeuty.Wirtualna rzeczywistość jest wykorzystywana do usprawniania procesów emocjonalnych w życiu codziennym poprzez pomaganie pacjentom w mierzeniu się z wspomnieniami i związanymi z nimi sytuacjami. Każda sesja przeprowadzana z terapeutą, z wyjątkiem pierwszej, rozpoczyna się od odprawy na temat przebiegu objawów, których pacjent doświadczył w domu podczas codziennego życia, oraz możliwych trudności napotkanych podczas korzystania z urządzeń mobilnych i realizacji scenariusza opieki domowej. Po tym etapie pacjent rozpoczyna terapię wirtualną rzeczywistością.W pierwszej kolejności pacjentka zostaje podłączona do wszystkich urządzeń technologicznych, w tym do wyświetlacza montowanego na głowie, joysticka oraz biosensorów rejestrujących tętno i przewodnictwo skóry. W tym momencie terapeuta włącza urządzenie do biofeedbacku i rejestruje parametry fizjologiczne pacjentki przez trzy minuty, podczas gdy pacjentka znajduje się w stanie spoczynku. Służy to jako punkt odniesienia w celu porównania aktywacji pacjentki podczas sesji wstępnych i końcowych.Następnie pacjentka może rozpocząć eksplorację wirtualnego środowiska. Gogle VR i wyświetlacz pomagają jej poczuć się częścią tego otoczenia, co wzmacnia poczucie obecności. Jest to wrażenie przebywania wewnątrz symulowanego doświadczenia podczas obracania głową.Pacjentka może obserwować środowisko wirtualne, podczas gdy obrazy zmieniają się spójnie z ruchami jej głowy w górę, w dół, w prawo i w lewo. Pad J służy do poruszania się do przodu i do tyłu. Środowisko wirtualne przedstawia tropikalną wyspę z bogatą roślinnością, otoczoną oceanem.Podążając za narracją audio, pacjentka może zwiedzać wyspę, zaczynając od plaży, która jest punktem przybycia łodzią, a następnie podążając ścieżką prowadzącą przez las. Dociera ona do punktu startowego, w którym znajdują się znaki wskazujące kierunki do poszczególnych obszarów docelowych. Każdy z tych obszarów obejmuje ćwiczenie relaksacyjne podczas treningu; stosując się do wskazówek lektora, pacjentka próbuje się zrelaksować, podczas gdy jej parametry fizjologiczne modyfikują niektóre elementy wirtualnego środowiska.W czasie rzeczywistym na wyspie znajdują się cztery cele: obszary, fale, ogień, wodospad oraz altana. Wybór obszaru docelowego zależy od sesji, w której uczestniczy pacjent. Sesja pierwsza i druga są poświęcone ćwiczeniu z ogniskiem, w którym narracja indukuje rozluźnienie ramion i nóg.Parametry fizjologiczne kontrolują intensywność ognia w taki sposób, że zmniejszenie pobudzenia prowadzi do redukcji intensywności ognia, aż do jego zgaszenia. W sesjach trzeciej i czwartej pacjentka wykonuje ćwiczenia związane z falami i uczy się, jak rozluźnić głowę oraz tułów. W sesjach piątej i szóstej dociera ona do obszaru wodospadu i zgodnie z narracją próbuje rozluźnić całe ciało jednocześnie.W tej strefie redukcja pobudzenia fizjologicznego odpowiada zmniejszeniu strumienia oraz intensywności wodospadu, aż do momentu całkowitego zatrzymania przepływu wody. Na koniec szóstego etapu pacjentka musi wskazać słowa lub obrazy, które przywołują stresujące sytuacje z jej życia codziennego. Elementy te służą do personalizacji dwóch ostatnich sesji, czyli ćwiczeń wykonywanych w obszarze altany.Podczas tego ćwiczenia pacjentka wizualizuje wybrany przedmiot, tak jakby przechodziła program redukcji stresu; stosując wyuczone techniki relaksacyjne, pacjentka doświadcza zmniejszenia rozmiaru, zanikania lub unoszenia się wybranych elementów, w zależności od ustawień personalizacji. Po zakończeniu ćwiczenia klinicznego sesja terapeutyczna dobiega końca, po czym pacjentka zostaje odłączona od wszystkich urządzeń, a następnie należy przeprowadzić inne pomiary fizjologiczne w stanie spoczynku. Aby wzmocnić uzyskane wyniki i nabyć jeszcze większe umiejętności relaksacji poza gabinetem terapeuty, zabiegi są powtarzane codziennie w scenariuszu opieki domowej. Polega on na wykorzystaniu tego samego środowiska wirtualnego uruchomionego na bardzo przenośnym urządzeniu – telefonie HTC promo – bez wyświetlacza montowanego na głowie oraz joysticka, w domu pacjentki.Pacjentka poświęca czas przynajmniej raz dziennie na wykonywanie wyćwiczonego ćwiczenia. Podczas poprzedniej sesji przeprowadzonej z terapeutą podłączyła się do biosensorów, które są połączone za pomocą Bluetooth z telefonem, i wysłuchała relaksującej narracji. W tym momencie uruchamia aplikację na urządzeniu HTC i rozpoczyna sesję.

the-use-biofeedback-clinical-virtual-reality-intrepid

Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

Zastosowanie biofeedbacku w klinice wirtualnej rzeczywistości: Projekt INTREPID

Klasyczny paradygmat warunkowania lękowego został dostosowany dla uczestników będących ludźmi w w pełni imersyjnym środowisku wirtualnej rzeczywistości. Wykorzystując paradygmat dyskryminacyjny, zmierzono warunkowy lęk, retencję pamięci sygnału i kontekstu oraz wygaszanie lęku poprzez pomiar reakcji przewodnictwa skóry na dynamiczne wirtualne węże i pająki (bodźce warunkowane) w dwóch odrębnych kontekstach wirtualnych.

Warunkowanie lęku u ludzi przeprowadzone w pełnej imersji w trójwymiarowej rzeczywistości wirtualnej

W niniejszym opracowaniu przedstawiamy metodę szkolenia osób w zakresie kontrolowania obszaru mózgu zaangażowanego w lęk przed zanieczyszczeniem oraz badania zależności między lękiem przed zanieczyszczeniem a wzorcami łączności mózgowej.

Biofeedback fMRI w czasie rzeczywistym ukierunkowany na korę oczodołowo-czołową w leczeniu lęku przed zanieczyszczeniem

Eksperymenty wirtualnej rzeczywistości (VR) mogą być trudne do przeprowadzenia i wymagają skrupulatnego planowania. Protokół ten opisuje metodę projektowania i realizacji eksperymentów VR, które zbierają dane fizjologiczne od uczestników. Framework EVE (Experiments in Virtual Environments) jest wykorzystywany do przyspieszenia tego procesu.

Eksperymenty w wirtualnej rzeczywistości ze środkami fizjologicznymi

Ten eksperymentalny protokół demonstruje zastosowanie terapii adaptacyjnej wirtualnego pryzmatu (VPAT) u zdrowych dorosłych oraz związek między VPAT a funkcjonalną spektroskopią bliskiej podczerwieni w celu określenia wpływu VPAT na aktywację kory mózgowej. Wyniki sugerują, że VPAT może być wykonalny i może wywoływać podobną adaptację behawioralną, jak konwencjonalna terapia adaptacyjna pryzmatu.

Terapia adaptacyjna wirtualnego pryzmatu: protokół walidacji u zdrowych osób dorosłych

Ten manuskrypt przedstawia nowy protokół umożliwiający jednoczesne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym podczas ekspozycji na sygnały związane z traumą w strefie wojennej za pomocą wirtualnej rzeczywistości dla weteranów z zespołem stresu pourazowego.

Jednoczesne zastosowanie przezczaszkowej stymulacji prądem stałym podczas ekspozycji na rzeczywistość wirtualną

Wirtualna rzeczywistość (VR) to potężne, ale niedostatecznie wykorzystywane podejście do rozwoju diagnostyki i leczenia chorób neurologicznych. Platforma zakupowa Cleveland Clinic Virtual Reality łączy najnowocześniejsze treści VR z wielokierunkową bieżnią w celu ilościowego określenia instrumentalnych czynności życia codziennego - proponowanego markera prodromalnego choroby neurologicznej.

Immersyjna platforma zakupowa Cleveland Clinic w wirtualnej rzeczywistości do oceny kluczowych czynności życia codziennego

Zbudowano nowy symulator lotu w wirtualnej rzeczywistości, który umożliwia efektywną i tanią ocenę wydajności lotu i wzorców ruchów gałek ocznych. Stanowi również narzędzie badawcze o wysokim potencjale dla ergonomii i innych badań.

Ocena osiągów lotu i wzorców ruchów gałek ocznych za pomocą symulatora lotu w rzeczywistości wirtualnej

Opisany tutaj protokół ma na celu zwiększenie ilościowej oceny deficytów kończyn górnych, z celem opracowania dodatkowej technologii do zdalnej oceny zarówno w klinice, jak i w domu. Technologie wirtualnej rzeczywistości i biosensorów są łączone ze standardowymi technikami klinicznymi, aby zapewnić wgląd w funkcjonowanie układu nerwowo-mięśniowego.

Konfiguracja do ilościowej oceny ruchu i aktywności mięśni podczas wirtualnego zmodyfikowanego testu pudełkowego i blokowego

Obrazy motoryczne w środowisku wirtualnej rzeczywistości mają szerokie zastosowanie w systemach interfejsu mózg-komputer. Manuskrypt ten przedstawia wykorzystanie spersonalizowanych cyfrowych awatarów, które przypominają uczestników wykonujących ruchy wyobrażone przez uczestnika w środowisku rzeczywistości wirtualnej, aby zwiększyć immersję i poczucie posiadania ciała.

Wydajność obrazowania motorycznego dzięki ucieleśnionym cyfrowym bliźniakom w środowisku interfejsu mózg-komputer z obsługą rzeczywistości wirtualnej

Test rotarod jest wykorzystywany do oceny stanu motorycznego w ruchu chodu u szczurów w modelu hemi-Parkinsona.

Wykorzystanie rotarod jako metody jakościowej analizy chodu u szczura

Poznaj system INTREPID łączący wirtualną rzeczywistość z biofeedbackiem w leczeniu zaburzeń lękowych. Pacjenci wykonują ćwiczenia relaksacyjne w wirtualnym środowisku tropikalnej wyspy, monitorując parametry fizjologiczne w czasie rzeczywistym.

Zastosowanie biofeedbacku w klinicznej rzeczywistości wirtualnej: Projekt INTREPID

Przeglądaj więcej filmów