Преимущества использования ВР в психотерапии

Рассмотрим преимущества использования ВР в психотерапии.

1) Стоимость лечения. Использование технологий ВР позволяет существенно снизить стоимость сеансов, во время которых предполагается погружение клиента в какую-то ситуацию. Во-первых, нет необходимости выходить за пределы психотерапевтического кабинета: достаточно надеть шлем и подключить необходимые устройства (наушники, перчатки и пр.). Психотерапевт при этом может общаться с клиентом при помощи микрофона. Во-вторых, несколько сеансов с использованием ВР обойдутся клиенту намного дешевле, чем, например, несколько авиаперелетов совместно с психотерапевтом при лечении авиафобии.

2) Возможность погружения в среды, малодоступные в реальности. Например, при лечении посттравматических стрессовых расстройств у солдатов, прошедших боевые действия, моделируется поле боя с дымом выстрелов, грохочущими орудиями, свистом пуль и осколков. При этом у пользователя есть возможность сесть за управление вертолетом, дойти до лагеря противника и проч., что невозможно осуществить в реальности. При этом есть возможность максимального приближения виртуальной среды к реальной обстановке. Можно вводить только отдельные элементы: например, при работе с арахнофобией разместить в обычной комнате пауков различной величины.

3) Возможность контролировать и перепрограммирования среды в зависимости от ситуации. По мере избавления от страха, психотерапевт обычно усиливает количество стрессогенных факторов: при боязни авиаперелетов усложняет ситуацию от ровного полета до турбулентности и крутых виражей. Или регулировать передвижение пауков, если речь идет о лечении арахнофобии: хаотического, контролируемого психотерапевтом или самим клиентом.

4) Чувство безопасности у клиентов. Несмотря на то, что при использовании ВР возникает устойчивое ощущение реальности происходящего, подсознательно клиент помнит, что находится в безопасном кабинете психотерапевта, и это позволяет ему расслабиться и обратить внимание на работу со своим страхом.

5) Применение технологий ВР в психотерапии позволит в будущем организоватьдистанционное лечение при помощи этого метода.

Нужно отметить, что все эти свойства ВР полезны не только в психотерапии (при лечении фобий и ПТСР), но и в реабилитации (обучение вождению автомобиля при страхе, появившемся после аварии) и в адаптации: обучение детей с различными степенями аутизма навыкам передвижения и действий в больших торговых центрах.

статья

Применение ВР в экспериментальной психологии.

Использование виртуальной среды позволяет совершенно иначе взглянуть на планирование и проведение экспериментов в психологии. В первую очередь речь идет о требовании экологической валидности и экспериментальном контроле. Обычно психолог вынужден выбирать между лабораторным и "полевым" (в естественных условиях) экспериментом. В первом случае речь идет о выборе точного экспериментального контроля в ущерб экологической валидности, во втором экологическая валидность соблюдается, но естественные условия ограничивают возможность экспериментатора контролировать влияние всех возможных переменных. Применение ВР позволяет контролировать изменение любых переменных путем их точного измерения, а также добавления или удаления, при этом сохраняется условие экологической валидности, поскольку системы виртуальной реальности с большой точностью имитируют реальную среду.

Важными свойствами ТВР являются гибкость и программируемость. Экспериментатор может заложить в сценарий все необходимые для его исследования параметры стимуляции, создать любую среду: реалистичную, фантастическую или маловероятную (например, условия марсианской поверхности), - а также получить необходимую информацию о различных состояниях испытуемого при помощи разнообразных средств обратной связи. Например, можно снимать электроэнцефалограмму во время нахождения испытуемого в комнате виртуальной реальности.

Еще одним достоинством применения технологий ВР в экспериментальной психологии является простота и удобство планирования эксперимента. Например, для исследования зрительного восприятия существуют достаточно простые и быстрые способы создания реалистичных виртуальных сред. При этом остается возможность усложнения сцены настолько, насколько это необходимо для исследования.

Сенсорама и первый HMD

Прообразом системы иммерсивной ВР можно считать систему «Сенсорама» («Sensorama»), а прообразом виртуального театра и систем групповой ВР – системы «Vitarama» и «Cinerama».
Нет ничего удивительного в том, что идея «погружения» зрителя в миры иллюзий оказалась ближе всего деятелям кино, профессионально их творящим.

Различают несколько видов ВР, например иммерсивную и неиммерсивную ВР. Иммерсивная, «полноценная» ВР определяется наличием виртуального пространства (программных средств 3D-визуализации, «3D движка») и технических средств иммерсии (т.е. вызывающих «эффект погружения»): киберперчатки, киберкостюм, шлем виртуальной реальности, датчики перемещений, панорамный экран, генератор запахов, виброустановка. Неиммерсивная система ВР знакома многим: это стандартный набор современного геймера, состоящий из ПК, оснащенного 3D видеокартой, монитором (либо шлемом ВР), клавиатурой и манипулятором («мышь», джойстик, руль).

Многие источники сообщают, что 11-ти проекторная система «Vitarama» была спроектирована Фредом Уоллером и впервые была продемонстрирована на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке.
Но, по словам архитектора Ральфа Уолкера (Ralph Walker), который кстати и подал Фреду Уоллеру идею панорамного экрана, представители нефтяной промышленности, в павильоне которой она якобы демонстрировалась, сочли установку слишком дорогой и сложной.
На это указывает в своих трудах авторитетный историк кино, специалист по киноформатам Дэниэл Шерлок (Daniel J. Sherlock): в результате многолетних исследований, Шерлоку не удалось обнаружить ни одного свидетельства рабочего показа системы «Vitarama» на этой выставке.

Кинематографисту Мортону Хейлигу (Morton Heilig) еще в 1950-х пришла в голову простая, но гениальная в своей простоте мысль – а что если станет возможным воздействовать не только на зрение посетителя кинотеатра, но и на другие, по возможности все, органы чувств?

Хотя этому и предшествовали определенные обстоятельства. В начале 30-х годов прошлого века был создан летный тренажер «Link Trainer», изобретение бывшего органных дел мастера Эдвина Линка (Edwin Link), синхронно воспроизводивший кинокартинку и движение в трех осях.
Собственно самого Хейлига вдохновило появление в 1952 технологии «Синерама»(«Cinerama») – панорамного мультикамерного кино, принцип которого был разработан упоминавшимся выше Фредом Уоллером (Fred Waller) при создании летных тренажеров времен второй мировой войны - «Waller Gunnery Trainer».

Свою революционную идею он изложил в статье «Кино будущего» («The Cinema of the Future», 1955) и в книге «Театр опыта» («Experience Theater»), в которой говорилось о вовлечении в процесс восприятия того, что будет происходить на экране, всех чувств.
Не остановившись на литераторстве, он в 1961 запатентовал, а в 1962 году построил воплощение своей идеи, прототип «машины реальности» под названием «Сенсорама».Первый патент на головной дисплей Telesphere Mask, прообраз HMD, также принадлежит Мортону Хейлигу.

Патент был выдан в 1960 году. Можете взглянуть (в формате PDF).

«Сенсорама» погружала зрителя в иную реальность (пять коротеньких 2-х минутных цветных 3-х мерных фильма, один из них - прогулка по Бруклину) с помощью стереоизображения, объемного звучания, ветра, вибрации и запаха.

Дополнить киноизображение запахом хотел не один М. Хейлиг - в 1960 году швейцарец Ханс Лаубе разработал систему Smell-O-Vision, которая воспроизводила 30 запахов.
Впрыск пахучих веществ был синхронизирован со звуковым сопровождением фильма.
А вообще эксперименты с запаховым сопровождением в театрах и кино известны уже в начале 20-го века.
Тот же Ханс Лаубе в 1939 году продемонстрировал систему “Scentovision” на Всемирной выставке в Нью-Йорке.

Предшественница цифровой эпохи, механическая «Сенсорама», функциональна и сегодня и по значимости ее появление можно сравнить с механическим «Рисовальщиком» 18-го века (гениальное творение швейцарского часовщика Pierre Jaquet-Droz) - предшественником современных антропоморфных роботов.
«Сенсораму», которая сохранилась в одном экземпляре и работоспособна по сей день, вполне можно назвать прототипом современных иммерсивных систем ВР.

статья, дата публикации 29 декабря 2007

Проект «CyberCell»

Применение технологий ВР в различных областях генетики и медицины явление закономерное и, особенно в развитых странах, началось относительно рано. Эта область науки и практики традиционно находится в зоне повышенного общественного внимания, всегда была местом приложения передовых технических разработок, внедрения новейших достижений научной мысли.

Satava, R.M. (1995). Medical applications of virtual reality. Journal of Medical Systems 19:275–280.

В августе 2005-го года газета «Нью Йорк таймс» сообщила об успешных опытах по созданию виртуальной модели одного из самых распространенных и давно известных науке – был открыт в 1885 году, микроорганизмов – кишечной палочки (Escherichia Coli).

«Biologists Building a Virtual Microbe, Gene by Gene by Gene», Carl Zimmer, The New York Times, August 16, 2004

Геном E. Coli, состоящий из 4 288 генов, был полностью расшифрован в 1997 году.

Разработка компьютерной модели бактерии E. Coli, которая бы воспроизводила весь комплекс известных современной науке жизненных механизмов и реакций реального микроорганизма на молекулярном уровне, ведется под руководством канадского ученого, доктора Майкла Эллисона (Michael Ellison).
Проект «CyberCell» начала реализовывать группа ученых в мае 2003, при поддержке компании IBM. Проект предполагает создание модели микроба «живущего» в киберпространстве с целю изучения его реакций на различные внешние воздействия, например фармакологических препаратов. Проект можно рассматривать как один из первых шагов в направлении виртуального моделирования биологии более сложных организмов.

Майкл Эллисон – директор и основатель Института Биомолекулярных разработок (Institute for Biomolecular Design (IBD) Университета Альберты (Канада).

статья, дата публикации 7 июня 2007

Боль и виртуальная реальность

На протяжении нескольких лет исследования в области обезболивания с помощью технологий ВР ведутся в HITLab, ученым которой удалось продемонстрировать и доказать эффективность новых методов.

The Human Interface Technology Lab, University of Washington (HITLab).
В процессе реализации нескольких исследовательских программ HITLab■ было установлено, что субъективное ощущение боли снижалось на 40-50% у ожоговых больных во время перевязки и на 23-36% у испытуемых-добровольцев. А объективные показатели - снижение уровня активности областей мозга, реагирующих на боль - достигали 97%. Такой эффект вполне сопоставим с действием традиционных для таких случаев препаратов – наркотических анальгетиков, в т.ч. морфинового ряда.

В HITLab проводятся и другие исследования медицинского применения технологий ВР:
- экспертно-обучающая система для ЛОР-хирургии;
- хирургический ВР-симулятор с обратной связью;
- зрительно-двигательная адаптация больных болезнью Паркинсона;
- виртуальный прототип интерфейса медицинского робота;
- терапия различных патологических и пограничных состояний психики - фобий (арахнофобии), посттравматического синдрома.

Возможно, что причина такого действия в отвлекающем, «погружающем» эффекте воздействия виртуальной среды. В клинической фармакологии, есть группа лекарственных средств, которые так и называются - «отвлекающие».

 Использование ВР при исследованиях болезни Паркинсона

статья, дата публикации 12 февраля 2007

Тренажер венепункции

Мало кто знает, кроме медиков, что простой «укол» в вену – венепункция - относят к малым хирургическим операциям, и этот навык требует определенного клинического опыта. В Англии решили, что тренировки на манекенах непродуктивны, а на живых людях – просто очень дороги.
Британская компания UK HAPTICS разработала виртуальный тренажер для медсестер, который помогает обучать делать внутривенные инъекции правильно. При этом гамма ощущений, передаваемая виртуальной моделью, не идет ни в какое сравнение с пластиковыми манекенами – по отзывам студентов все очень реалистично, особенно на уровне тактильных ощущений.
Использование систем ВР, расширенной реальности и стереоскопических шлемов ВР уже получили распространение и применение в хирургии, например, когда визуальные данные рентгенографических исследований (КТ и ЯМР) совмещаются с изображением оперативного поля.

статья, дата публикации 2 февраля 2007

Психотерапия и виртуальная реальность

Сфера душевного здоровья, коррекция состояний психики немедикаментозным путем – одна из наиболее перспективных областей использования технологий ВР в медицинской практике, например при коррекции фобий.
Материалы журнала «Киберпсихология и Поведение» прямо указывают, на то что эффективность ВР-терапии на базе относительно недорогих программно-аппаратных комплексов, уже достаточна для того чтобы этот метод стал вполне обычным в клинической практике. Появился и новый термин, обозначающий этот вид лечения - VR exposure therapy.
В августе 2006 года, по американскому MTV, был показан интересный сюжет - интервью с психологом Альбертом Риззо (Albert Rizzo), ученым-исследователем из Института Креативных Технологий при Южно-Калифорнийском университете (USC Institute for Creative Technologies). Речь в сюжете шла об оказании помощи солдатам, прошедшим службу в Ираке и страдающим от посттравматического синдрома.

Проект Альберта Риззо финансирует Департамент Военно-морских Исследований (ONR, U.S. Office of Naval Research).

Оказалось, что «погружение» в виртуальный мир способно вытеснить болезненные воспоминания о войне и снять тревожные состояния. «Погружение» достигалось за счет использования боевого шлема ВР и других иммерсивных приспособлений, например, таких как вибрирующее во время виртуальных «взрывов», кресло. Это обеспечивало вовлечение в процесс восприятия основных сенсорных каналов – зрения, слуха и кинестетического чувства, то есть, положения тела в пространстве. Для создания наиболее полного ощущения присутствия использовалось специальное устройство - эммитер запахов (odor emitter) – который, в данном случае, генерировал запахи пороха, пота и иракских специй.

С запахами экспериментируют и японцы. В апреле 2006 года мир обошла новость о том, что японская компания NTT Communications установит в нескольких кинотеатрах оборудование, которое будет «одухотворять» ключевые сцены фильма с помощью ароматических масел.

Наблюдаются и встречные процессы - медико-психологические исследования стали востребованы для разработчиков игр.

статья, дата публикации 16 января 2007

Виртуальная лягушка

Первая в мире виртуальная лягушка 

Компания Tactus Technologies разработала программное обеспечение V-Frog™ - первый в мире виртуальный тренажер-симулятор для обучения студентов-биологов.
Манипулируя обычной “мышью”, студент берет “скальпель” и производит все манипуляции по вскрытию цифрового земноводного, изучая при этом строене, физиологию и анатомию реальной лягушки.
Симулятор V-Frog™ решает массу проблем, начиная от психологических, этических, экологических и заканчивая чисто техническими трудностями.
Под скальпелем исследователей только в США гибнет около 6 миллионов лягушек в год.
А во все мире - около 20 миллионов.
Разработка V-Frog™ была целевым образом профинансирована Департаментом Образования США.

Основные возможности виртуального тренажера-симулятора V-Frog™ включают:
- 3D навигацию и управление
- Модель органов и тканей
- Сравнительную анатомию
- Воспроизведение процессов жизнедеятельности - сердцебиение, пищеварение и многое другое
- Моделирование процессов вскрытия и исследования
- Моделирование эндоскопии


статья, дата публикации 13 февраля 2008

Инвалидов учат двигаться в виртуальной реальности

Новая система виртуальной реальности поможет некоторым неспособным к самостоятельному передвижению людям вновь научиться ходить, сообщает Reuters. Врачи надеются, что Компьютерная реабилитационная среда (CAREN) разработанная компаний MOTEK, поможет снова встать на ноги двадцатишестилетнему израильтянину Идо Боровски, раненому шрапнелью прошлым летом в Ливане.
Стоимость системы составляет 600000 долларов США. Она используется и в других странах, но лишь в Израиле её применили в медицинских целях. Виртуальная реальность использовалась в медицине и раньше. Так, например, в США она помогает пациентам побороть такие фобии, как боязнь полёта на самолёте, давая возможность побывать в летательном аппарате, оставаясь на земле.
По словам одного из медиков, принимающих участие в проекте, только сейчас эту технологию совместили с физическим передвижением. Находясь в виртуальной среде, пациенты могут отвлечься от боли. Большинство из них проходят по три процедуры в неделю, каждая из которых длится 30 минут.
CAREN также предлагает пациентам попробовать выполнить несколько задач, таких как хождение по виртуальной дорожке, во время которого надо отбиваться руками от двух шаров. Врачи говорят, что такие упражнения помогают их подопечным забыть о своих невзгодах.

статья, дата публикации 14 февраля 2007 года

Британские ученые создали трехмерный стимулятор

Британские ученые создали трехмерный стимулятор, способный облегчить страдания пациентов с ампутированными конечностями, испытывающих мучительные фантомные боли в отсутствующем органе.
Многие пережившие ампутации люди продолжают чувствовать, что ампутированный орган находится на прежнем месте. Эта иллюзия, часто сопровождающаяся неприятными и болезненными ощущениями, весьма угнетающе действует на пациентов.
Цифровое устройство, разработанное специалистами Университета Манчестера, состоит из дисплея, который помещается перед глазами больного, и пульта управления, для работы с которым достаточно одной руки. Больной видит на дисплее отсутствующий у него орган и имеет возможность управлять его движениями. При помощи виртуальных органов можно выполнить несколько несложных заданий: поймать мяч, или наступить на выделенный монитором участок пола.
Четверо из пяти участников эксперимента заявили, что занятия на новом устройстве существенно сократили интенсивность приступов фантомных болей, мучавших их на протяжении многих лет.
Координатор исследовательского проекта Стефан Петтифер (Stephen Pettifer) полагает, что разработанная его группой техника позволяет вновь активизировать отделы мозга, которые были в прошлом связаны с ампутированной конечностью. После потери органа контролирующие его зоны мозга переходят в «спящее» состояние, а соседние области, которые продолжают функционировать, пытаются компенсировать их отсутствие собственными силами. Возможно, причиной фантомных болей является именно эта избыточная активность незатронутых травмой зон, предполагает Петтифер. Активизация собственных нервных путей ампутированной конечности снижает эту компенсаторную активность, в результате чего снижается и интенсивность фантомных болей.
По словам Петтифера, полученные результаты носят предварительный характер, однако они весьма существенны, поскольку фантомные боли у всех участников эксперимента носили крайне тяжелый характер. В ближайшее время исследователи намерены привлечь к исследованию новых больных и установить, в каких случаях новый метод лечения действует наиболее эффективно.
Полный отчет об исследовании опубликован в International Journal of Disability and Human Development.

статья, дата публикации 16-11-2006

Применение виртуальной реальности в медицине.

Комментарии к статье будут в конце, сама статья:

Системы виртуальной реальности могут быть эффективно использованы и уже применяются в медицине. Восприятие врачом трехмерной информации о пациенте (трехмерные данные томографов, рентгеновских аппаратов, УЗИ и т.д.) позволяет значительно упростить работу медикам. Интерактивная модели и реконструкция органов позволяют совершать удаленные операции, проектировать хирургическое вмешательство, создавать проекты частей органов, протезов, зубов и т.п. Создание тренажеров симуляторов на базе технологий виртуальной реальности позволяют существенно улучшить качество обучения врачей, сократить затраты на него и снизить количество врачебных ошибок.

Диагностика.

Создание виртуальной модели начинается с получения совокупности плоских снимков компьютерной томографии. На отдельно взятых снимках картина опухоли может быть недоступна. Другое дело, когда совокупность плоских изображений конвертируется в непрерывную трехмерную модель. Мощные вычислительные ресурсы компьютера представляют эту информацию в вид интерактивной модели с возможностью «пролета» над поверхностями того или иного канала и регистрацией возможных отклонений от нормы и т.д. В частности, подобные системы были реализованы усилиями компании Vital Images из Миннесоты, занимающейся визуализацией в медицине.

Планирование операции.

Используя электромагнитные, пневматические и гидравлические системы, возможно моделирование виртуального скальпеля или другого инструмента с помощью систем управления и трекинга ( например виртуальной перчатки, и системы моделирующей тактильные ощущения).

Практиковаться на виртуальных трупах дешевле, чем на реальных, и более гуманно, чем на подопытных животных.

Многие сложные операции (например пластическая хирургия) требуют тщательной отработки и предварительного моделирования действий врача. Медицинские симуляторы позволяют «проиграть» весь ход операции заранее, выявить сложные места, подготовится к различным сценариям.

Хочу особенно отметить:

Виртуальные анатомические атласы

На сегодняшний день уже существуют виртуальные анатомические атласы, такие, например, как в Национальной библиотеке медицины в США.

Эти системы представляют различные органы и системы среднестатистических мужчины и женщины. Компьютер может воссоздавать не только внешние, но и механические параметры органов. Принципиальное отличие виртуальной анатомии состоит в том, что наблюдатель может быть помещен в любую точку как вне, так и внутри организма, а также может «попутешествовать» вдоль тех или иных каналов и систем.

Подобные атласы при обучении просто бесценны в плане получения опыта для врачей.

Вообще там про виртуальную реальность в медицине была выбрана мой не случайно, я весьма заинтересована в развитии данной области. Виртуальные трехмерные снимки позволили бы добиться более точного диагноза и возможности спланировать лечение без ущерба для пациента. К сожалению в России данную методику диагностирования я не встречала, что весьма печально.

Применение виртуальной реальности

Любопытная программа для изучения астрономии от Apple: GoSkyWatch.
Простой и понятный интерфейс делает ее понятной даже ребенку.
Ничего лишнего. Легкое прикосновение к экрану вашего apple девайса (iphone, ipad touch, ipad) и вот у вас уже есть описание звезды в вашей зове видимости.

Технологии в быту

Не секрет что уже давно ведутся разработки технологии "умного дома".
Почитав материалы по данной теме наткнулась на статью: Умный дом Билла Гейтса.
Весьма любопытная статья описывающая потрясающий своими возможностями дом.

"Картинная галерея со специальной сигнализацией, домашний кинотеатр и танцзалы полностью автоматизированы. Они способны в мгновение ока преобразовываться, менять конфигурацию. Стены раздвигаются так, что гости даже не успевают заметить движения. Каждая представляет собой экран, на который можно вызвать изображение, соответствующее вкусу и настроению его обитателей или гостей."


Интересно, что Гейтс приобрел у музеев права на показ любого художественного произведения. По моему это потрясающе, простой щелчок выключателя — и на стенах тут же возникают картины Рембрандта, Дали или Пикассо. 
Система дома вообще ориентирована на удобство проживающих в ней людей, конечно со средствами и возможностями Гейтса еще и не такое можно реализовать.
"Остается добавить, что каждое устройство, разработанное в корпорации Microsoft, запатентовано и строго секретно, а любые изображения поместья являются охраняемой частной собственностью и защищены авторскими правами."

Открытие виртуальной электронной библиотеки

27 мая 2009 года была открыта первая в стране электронная библиотека с филиалами во всех субъектах федерации, фонды которой полностью посвящены истории России.

источник

Интересные источники информации и новостей

Онлайн энциклопедия про виртуальную реальность тут

Тема

Технологии виртуальной реальности в медицине