Furchtlos im MRT

VR-RLX - Integriertes Virtual Reality-System zur Reduktion von Angst und Sedativa in der pädiatrischen Radiologie
 

Projekt: Aufgabe und Nutzen

Das Projekt vernetzt Medizintechnik, Spieleindustrie und Forschungsinstitutionen, um durch den Einsatz moderner Unterhaltungstechnologie das Wohlbefinden von Patienten und Patientinnen während medizinischer Untersuchungen zu steigern. Ziel von VR-RLX ist es, ein Virtual Reality(VR)-System zur Reduktion von Angst und Stress bei Kindern während der Untersuchung im Magnetresonanztomographen (MRT) zu entwickeln. Auf diese Weise soll der nicht risikolose Einsatz von Sedativa und Narkosemitteln bei Kindern vermieden werden.
Durch die Konzeption einer MR-tauglichen VR-Brille und einer dazugehörigen individualisierbaren Entertainment-Umgebung sollen erstmalig wissenschaftlich fundiert geeignete Parameter verschiedener Unterhaltungsszenarien untersucht werden.
Die Komponenten des VR-Systems werden für diesen Einsatzzweck als Medizingerät spezifiziert und optimal aufeinander abgestimmt, um eine vollständige Immersion der Patienten und Patientinnen zu gewährleisten. Der Forschungsprototyp wird am Universitätsklinikum Essen mit Kindern erprobt werden.
Die Anwendung von Unterhaltungstechnologien in der Medizin stellt einen neuen und innovativen Ansatz dar, der das Potenzial hat, medikamentöse Interventionen durch den nebenwirkungsfreien und vergleichsweise kostengünstigen Einsatz von VR-Technologie und digitalen Inhalten zu substituieren.
Leuchtturmprojekt
Durch die transdisziplinäre Vernetzung klassischer Wirtschaftszweige mit der Kreativbranche in NRW entwickeln Experten unterschiedlichster Professionen cluster-übergreifend effizient und konstruktiv kreative Ideen und Produkte.
Innovativ
Durch innovativen Einsatz von Unterhaltungstechnologie tragen wir zur Verbesserung des Gesundheitswesens bei.
Motivation
Die Untersuchung im MRT stellt für viele Menschen eine unangenehme und beängstigende Erfahrung dar. Daher ist es in der Praxis üblich, Sedativa oder Narkotika zur Ruhigstellung zu verwenden, was insbesondere bei Kindern Risiken birgt und bei bereits durch Krankheit geschwächten Personen zu einer zusätzlichen physischen Belastung führt.

Projekt: Umsetzung

Die Zusammenarbeit von Medizintechnik, Spielebranche und Forschung hat das Potenzial, innovative Lösungen zur aktiven Verbesserung des Wohlbefindens von Patientinnen und Patienten zu entwickeln.
Problemstellung
Die Untersuchung im Magnetresonanztomographen (MRT) stellt für viele Menschen eine unangenehme und beängstigende Erfahrung dar. Die Patienten und Patientinnen müssen in einem sehr engen, dunklen Raum, umgeben von ungewohnten und lauten Geräuschen, über einen längeren Zeitraum bewegungslos und isoliert von den Angehörigen ausharren (Heyer et al. 2015).

Allein die Größe des Geräts wirkt einschüchternd. Die Untersuchung wird damit selbst zu einer psychischen Belastung zusätzlich zum eigentlichen Untersuchungsgrund. Insbesondere ängstliche Menschen und sensible Personengruppen wie Kinder, die ein geringes Situationsverständnis besitzen, reagieren deshalb häufig mit Stress und zum Teil starken Abwehrreaktionen.

Diese Reaktionen erschweren und verlängern die Untersuchung und können das Diagnoseergebnis negativ beeinflussen (Weixler & Paulitsch 2003; Trzebiatowski 2012; Heyer 2015; Sauer 2015). Daher ist es in der Praxis üblich, Sedativa oder Narkotika zur Ruhigstellung zu verwenden.

Konzept
Durch die Konzeption einer MR-tauglichen VR-Brille und einer dazugehörigen individualisierbaren Entertainment-Umgebung sollen erstmalig wissenschaftlich fundiert geeignete Parameter verschiedener Unterhaltungsszenarien untersucht werden.

Die Komponenten des VR-Systems werden für diesen Einsatzzweck als Medizingerät spezifiziert und optimal aufeinander abgestimmt, um eine vollständige Immersion der Patienten und Patientinnen zu gewährleisten.

Der Forschungsprototyp wird am Universitätsklinikum Essen mit Kindern erprobt werden. Später soll das System auch auf andere Patientengruppen (z.B. Demenzkranke, Klaustrophobiker) und Anwendungsfelder (z.B. Zahnmedizin) erweitert werden.

Potential
Die Anwendung von Unterhaltungstechnologien in der Medizin stellt einen neuen und innovativen Ansatz dar, der das Potential hat, medikamentöse Interventionen durch den nebenwirkungsfreien und vergleichsweise kostengünstigen Einsatz von VR-Technologie und digitalen Inhalten zu substituieren.
Lösungsansatz
Ein Lösungsansatz dieser Problematik besteht in dem Versuch Angst und Stress vor- und während der Untersuchung systematisch zu reduzieren, indem Patienten und Patientinnen gezielt abgelenkt werden. Hierzu eignen sich insbesondere moderne Medien, welche durch gefühlsgeladene Stimuli kurzfristige Emotionen gezielt auslösen und beeinflussen können sowie die Aufmerksamkeit des Rezipienten beanspruchen und so für Ablenkung sorgen.

In Studien konnte eine von einer Untersuchung ablenkende Wirkung unterschiedlicher Medienformen bereits für Filme, Musik oder digitale Spiele nachgewiesen werden. Dabei gilt die Annahme, dass ein höheres Immersions- oder Absorptionspotenzial eines Mediums eine größere ablenkende Wirkung besitzt, zudem wurde nachgewiesen, dass ein virtuelles System durch ein gesteigertes Präsenzerleben Stress stärker reduzieren kann.

Wissenschaftliche Zielsetzung
Eine kohärente Gesamtlösung zur Stress- und Angstbewältigung aus Hardware und Software, welche optimal auf den Anwendungskontext MRT und die Zielgruppe Kinder angepasst ist, existiert bisher nicht. Das angestrebte Forschungserkenntnis bezieht sich auf die Frage, inwieweit die systematische, psychologisch begründete und patientenzentrierte Gestaltung von VR-Anwendungen zur gezielten Angstreduktion beitragen kann und welche Medien- und Interventionsformen in Verbindung mit VR-Systemen die beste nachweisbare Wirksamkeit erzielen können.
Integriertes VR-System
Zur Reduzierung von Angst und Stress von Kindern während der Untersuchung im MRT wird im Rahmen des Projekts ein integriertes VR-System als Forschungsprototyp entwickelt, welches sich aus speziell für den Anwendungsfall konzipierter und genau aufeinander abgestimmter Hard- und Software zusammensetzt. Dafür soll eine speziell für den Einsatz im MRT angepasste VR-Brille (Head-Mounted-Display; HMD) entwickelt werden. Die Software-Komponente des VR-Systems wird eine interaktive virtuelle Umgebung umfassen, die auf dem HMD dargestellt wird und für gezielte Ablenkung und Entspannung vor und während der Untersuchung sorgt. Auch die Angehörigen werden über das System während der Untersuchung mit eingebunden, sodass gemeinsame positive Erlebnisse geschaffen werden, die der Einsamkeit und Isolation entgegenwirken.
Drei Säulen für ein großes Ganzes.
  • Wirksamkeitsstudie
  • VR-Hardware
  • VR-Content
  • Projektfortschritt

News

Wir halten Sie auf dem Laufenden. Hier finden Sie aktuelle Berichte,
Publikationen und Pressemitteilungen.

Der Pingunauten Trainer – Eine spielerische VR App für Kinder zur Vorbereitung auf das MRT

Der Pingunauten Trainer ist eine Virtual Reality App für Smartphones, die auf spielerische Art Kinder auf die Untersuchung im MRT vorbereitet. Schrittweise und mit kleinen Spielen erkunden die Kinder einen originalgetreuen virtuellen Untersuchungsraum und üben ruhig stillzuliegen, während sie einen virtuellen MRT Scan erleben.

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Team

Das Forschungsprojekt vernetzt Partner aus der gesamten Wertschöpfungskette.
Universität Duisburg-Essen (Konsortialführung)
Lehrstuhl für Medieninformatik | Entertainment Computing (Prof. Dr.-Ing. Masuch)

Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Dr. Maic Masuch betreibt bereits seit 2002 Forschung und Lehre in der Medieninformatik mit dem Fokus auf Technologien und Design digitaler Spiele. Die Entertainment Computing Group (ECG) konzentriert sich auf verschiedene Disziplinen des Game Designs und Game Developments, innovative Interfacetechnologien für interaktive Medienumgebungen und die sinnvolle Verbindung von Spielen und Lernen.

Das eingesetzte Personal besitzt eine sehr gute Ausbildung sowohl in informatischen Bereichen, als auch in psychologischen Forschungsmethoden, insbesondere im Bereich Medien-, Sozial- und Kognitionspsychologie. Gegenstand aktueller Forschung ist die Erzeugung einer spezifischen positiven User Experience in virtuellen und immersiven Umgebungen.

Die Anwendung von Spielen und unterhaltenden Medien im Gesundheitsbereich (Health Games) liegt besonders im Fokus der ECG. Das Projekt „Wolkenlos – eine Initiative zur Unterstützung krebskranker Kinder und Jugendlicher in Langzeittherapie“ wurde 2013 als einer der Gewinner des RegioELF-Wettbewerbs für Service Learning und gesellschaftliches Engagement ausgezeichnet. Aufgrund der langjährigen Forschung im Bereich Stereo 3D User Experience und 3D Interface Design, der sehr guten Praxiserfahrung im Umgang mit modernsten Spieletechnologien und der interdisziplinären Aufstellung verfügt die ECG über wertvolle Kompetenzen für das angestrebte Vorhaben.

 

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Universitätsklinikum Essen AöR
Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikum Essen (Dr. med. Basu)

Neben seiner oberärztlichen klinischen Arbeit im Bereich der Pädiatrischen Stammzelltransplantation hat Dr. Basu als Arzt für medizinische Informatik die Abteilung für medizinische Informatik an der Kinderklinik gegründet und leitet diese seit 14 Jahren.

Zusammen mit 3 Mitarbeitern werden neben der Softwareentwicklung für die Belange der Kinderklinik und ihrer Mitarbeiter seit den letzten 8 Jahren zunehmend patienten-orientierte Softwareprojekte umgesetzt, darunter Projekte zur Angstreduktion durch audiovisuelle Erklärungen über bestimmte Maßnahmen im Krankenhaus von Kindern für Kinder, Kommunikation mit entfernten Freunden und Angehörigen vom Krankenbett via Videokonferenzsysteme, Einsatz von bewegungsfördernden Computerspielen sowie multimediale Entspannungsangebote zum Stressabbau, um nur einige zu nennen.

Als klinisch arbeitender Kinderonkologe und Palliativmediziner ist der Umgang mit Angst und Stress ein wichtiges und zentrales Thema seiner 25-jährigen Tätigkeit an der Kinderklinik.

 

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LAVAlabs Moving Images
LAVAlabs Moving Images ist ein innovatives und kreatives Studio für Visual Effects (VFX) und 3D-Animation mit Sitz in Düsseldorf, Stuttgart und Berlin.

LAVAlabs bietet modernste VFX und CG Bearbeitung für den internationalen Werbe- und Spielfilmbereich an. Kreatives Know-How, innovative Technologien und eine eigene Forschungsabteilung, sowie länderübergreifende Kooperationspartner bieten die Basis für ein Fullservice-Paket.

Ein Arbeitsbereich umfasst die Erstellung von computergenerierten Charakteren, die innerhalb von virtuellen Welten agieren. Von der Konzeption bis zur Umsetzung erfolgt die Bearbeitung inhouse. Spezielle Animationsstile können mit externen Spezialisten ergänzt werden. LAVAlabs kann hier sowohl auf Erfahrungen aus dem Bereich Spielfilm, als auch aus dem Bereich Werbung zurückgreifen. 3D-Stereoskopische Umsetzungen sind ebenfalls bereits mehrfach erfolgreich umgesetzt worden.

 

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Medintec GmbH
Die Medintec GmbH ist ein High-Tech Start-Up-Unternehmen mit Sitz in Duisburg. Das Unternehmen ist – in enger Zusammenarbeit mit dem niederländischen Mutterunternehmen Medintec B.V. – auf die Entwicklung und Vermarktung von Virtual-Reality-Videobrillen und entsprechender digitaler Inhalte/Software, insbesondere für medizinische Anwendungsfelder, spezialisiert.

 

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MRI-STaR GmbH
Das MRI-STaR – Magnetic Resonance Institute for Safety, Technology and Research GmbH – ist ein neu gegründetes Forschungsinstitut mit Schwerpunkt auf MR-Sicherheit, Hochfrequenz(HF)-Simulationen und MR-Sequenzentwicklung. Als Partner-/Schwestergesellschaft der MR:comp GmbH, mit dem gemeinsamen Geschäftsführer Herrn Schaefers, wurde das MRI-STaR mit dem Gesellschaftsgegenstand der besonderen Kooperationsnähe zu Universitäten und anderen Forschungsinstituten gegründet, um die bei MR:comp etablierte Forschungs- und Entwicklungsabteilung (MR-Sicherheit, Simulationen, MR-Sequenzentwicklung und MR-Technologie) zu übernehmen.

Vom expandierenden Potential der MRI-STaR als unabhängiges Institut für MR-Sicherheit, Technologie und Forschung, können Kunden und Partner nun mit noch größerer Bandbreite, insbesondere durch Unterstützung in der Planungs-, Design- und Entwicklungsphase bei Produkten profitieren. Akkreditierungsrechtlich getrennt, aber als starker Partner, steht die MR:comp allen Kunden und Partnern weiterhin als unabhängiger ISO 17025 akkreditierter Prüfdienstleister zur Seite.

Die MR:comp hat sich als Prüfspezialist auf Magnetresonanz (MR)-Sicherheits- und Kompatibilitätsprüfungen für Implantate, Instrumente und Zubehör spezialisiert – insbesondere hinsichtlich MR-Wechselwirkungen wie: magnetisch induzierter Verschiebekraft und Drehmoment, HF- bzw. gradienten-induzierter Erwärmung/Spannung/Vibration, Fehlfunktionen und MR-Bildartefakten. Prüfungen werden nach standardisierten Verfahren z. B. gemäß ASTM- und ISO/IEC-Methoden durchgeführt. MR-Systeme verschiedener Hersteller von 0,2 bis 7 Tesla stehen zur Verfügung. Das MRI-STaR wird die bisherigen Forschungsdienstleistungen der MR:comp im Bereich der numerischen Simulation von magnetischen und elektromagnetischen Feldern, um MR-Charakteristik und Temperaturerhöhungen z.B. von Implantaten und Instrumenten zu untersuchen, weiter ausbauen und um weitere Schwerpunkte wie MR-Sequenz-, MR-Produktentwicklungsunterstützung und neue Technologiefelder zu ergänzen.

 

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Dieses Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds
für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

Kontakt

Interessieren Sie sich für das Projekt und möchten weitere Informationen?
Möchten Sie unsere Forschung unterstützen? Sollen wir Sie auf dem Laufenden halten?

Wir freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme…

Entertainment Computing Group
der Universität Duisburg-Essen
Forsthausweg 2, Raum LE331

47057 Duisburg

www.ecg.uni-due.de

Ansprechpartner
Prof. Dr. Ing. Maic Masuch

Tel.:

Fax.:

Mail:

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