Study of the influence of virtual reality technology on the psycho-emotional state of healthy volunteers

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Mental disorders occupy a leading position in modern medicine and bear the burden of significant economic costs associated with the treatment and rehabilitation of patients. Non-drug strategies of assistance have a number of significant advantages, including optimization of medical personnel resources, elimination of the need for the period of selection and titration of drug dosages, as well as avoidance of waiting for the effects of pharmacotherapy. Data are accumulating on the possibilities of using virtual reality technologies for the correction of mental disorders, which makes promising studies aimed at transferring relaxation practices to high-tech platforms. Objective: to study the possibilities of using virtual reality technologies in psychiatry by assessing the effect of the method on the psycho-emotional state of healthy volunteers. Hypothesis. Completing a course of sessions of a relaxation VR scenario helps to reduce the severity of anxiety and affective symptoms, improve night sleep in healthy volunteers. Material and Methods. The study sample included 19 healthy volunteers aged 23 (22; 24) years. The indices of anxiety, depression, and sleep disorders were assessed using the following questionnaires: Beck Depression Inventory (BDI), Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), Sleep Disorder Severity Questionnaires ‒ Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI), Insomnia Severity Index (ISI) before the study and after 5 sessions of immersion in a dynamic virtual environment using the PICO 4 PRO hardware and software system and VR relaxation computer programs. The session duration was 15 minutes. Statistical analysis of the data was performed using the SPSS (V.23.0) standard software package. Results. A statistically significant decrease in indices on all scales was revealed when using the proposed relaxation technique. Conclusion. The use of virtual reality technologies has demonstrated effectiveness in the correction of affective and neurotic symptoms in healthy individuals, which can subsequently be used to develop technologies for non-drug correction of affective and neurotic disorders in personalized patient therapy programs.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Психические расстройства, наряду с другими важнейшими неэпидемическими расстройствами, продолжают занимать лидирующее положение в современной медицине. По оценкам ВОЗ, около 300 миллионов человек по всему миру живут с депрессией и около 260 миллионов страдают тревожными расстройствами [1]. Особое внимание следует обратить на прямой и косвенный экономический ущерб вследствие затрат значительной части бюджета страны на диагностику, лечение и реабилитацию пациентов с психическими расстройствами, тем более учитывая рост общей заболеваемости психическими расстройствами во многих российских регионах [2, 3]. Рядом исследователей установлено, что психические расстройства составляют 10,4% расходов от мирового бюджета здравоохранения [4].

Психические расстройства оказывают серьезное экономическое воздействие из-за расходов на лечение и потери производительности. Обществу необходимо признать эту потерю, чтобы лучше поддерживать системы здравоохранения [5]. С целью снижения роста затрат и повышения доступности научно обоснованных методов лечения в настоящее время активно развиваются и пользуются спросом технологии цифрового здравоохранения, такие как телемедицина, виртуальная реальность (VR). Технологические инновации помогут в преодолении кризиса психического здоровья во всем мире, так как цифровые платформы реально позволяют людям осуществлять самоконтроль психического здоровья [6]. Накапливаются данные о возможностях использования VR-технологий для коррекции психических расстройств. Методика исследования фобических тревожных расстройств в среде VR позволяет адаптировать VR-сцены с учетом индивидуальных особенностей и параметров поведения конкретного пользователя путем подбора скрытых паттернов, регистрируемых с помощью сигналов ЭКГ и ЭЭГ [7]. Включение терапии виртуальной реальности (VRET) в комплекс реабилитационных вмешательств (фармакотерапия, многомодульная десенсибилизация, реконсолидация памяти, транскраниальная магнитная стимуляция) при ПТСР положительно влияет на результаты за счет усиления эффекта присутствия и большей персонализации опыта. VRET является эффективной, контролируемой и экономически выгодной альтернативой лечения ПТСР у комбатантов с низкими результатами традиционной терапии [8]. Большое число сеансов VRET оказывает устойчивое снижение симптомов депрессии и ПТСР по материалам 3- и 6-месячного наблюдений [9]. Методы ингибиторного обучения и интеграция в логопедию (упражнения по технике публичных выступлений) могут быть способом адаптации VRET с учетом когнитивно-поведенческих процессов, лежащих в основе переживания социальной тревожности у страдающих заиканием [10]. Показана эффективность иммерсивной VR (с применением монтируемых на голове дисплеев) в клинической оценке и лечении аддиктивных расстройств на основе аверсивных парадигм обучения [11]. VR как метод тренинговой релаксации у больных шизофренией в ремиссии на фоне антипсихотической терапии продемонстрировал улучшение настроения, самочувствия и функционирования парасимпатических отделов ВНС, снижение переживаний диффузных психофизиологических нарушений [12]. Вместе с тем предпринимается мало попыток перевести методы когнитивно-поведенческой терапии депрессии в модальность VR, включая психообразование, поведенческую активацию, когнитивную реструктуризацию, обучение социальным навыкам, хотя альтернативное воплощение и взаимодействие с виртуальными питомцами могут стать терапевтическими. Создание доказательной базы для вмешательств VR низкой интенсивности при депрессии следует считать приоритетом исследований в сфере общественного психического здоровья [13].

Нелекарственные стратегии помощи обладают рядом значительных преимуществ, включая оптимизацию ресурсов медицинского персонала, устранение необходимости периода подбора и титрации дозировок лекарственных средств, а также избегание ожидания эффектов фармакотерапии. В том числе данные стратегии не только освобождают от необходимости учета лекарственных взаимодействий и потенциальных побочных эффектов, но и способствуют снижению сопротивления пациента психофармакологической помощи.

Цель исследования

Изучение перспективы применения VR-технологий в психиатрии путем оценки влияния метода на психоэмоциональное состояние здоровых добровольцев.

ГИПОТЕЗА ИССЛЕДОВАНИЯ

Прохождение курса сессий релаксационного VR-сценария способствует снижению выраженности тревожной и аффективной симптоматики, а также улучшению ночного сна у здоровых добровольцев.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Участниками исследования выступили здоровые добровольцы (клинические ординаторы НИИ психического здоровья Томского НИМЦ, кафедры психиатрии, наркологии, психотерапии ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России, студенты ФГАОУ ВО НИ ТПУ). Исследовательская выборка представлена 19 добровольцами, большинство из них (n=14, 73,7%) составляли лица женского пола, медианный возраст в группе 23 (22; 24) лет. Критерии включения: письменное добровольное согласие на участие в исследовательском проекте, отсутствие признаков психического, неврологического расстройства или особого состояния (переутомление, алкогольное или наркотическое опьянение, симулятивное поведение, прием психотропных или нейротропных лекарственных препаратов, беременность и т.д.) на момент проведения обследования. Участники исследования были обследованы в динамике (при включении в исследование и после 5 сеансов VR-экспозиции) с применением стандартизированных психометрических инструментов для оценки динамики состояния: Шкала депрессии Бека (BDI), Госпитальная шкала тревоги и депрессии (HADS), Опросники для оценки тяжести нарушений сна: Питтсбургский опросник на определение индекса качества сна (PSQI), Индекс выраженности бессонницы (ISI).

Проведение сеанса погружения в динамическую виртуальную среду осуществлялось с применением VR-системы ‒ программно-аппаратный комплекс PICO 4 PRO (процессор Snapdragon XR2, Pico OS 5.0 Android, 8/512Гб) и релаксационных компьютерных VR-программ: Meditation VR, Kayak VR: Mirage (издатель, разработчик: Better Than Life), Beyond Blue (издатель, разработчик: E-Line Media), размещенных на онлайн-сервисе компьютерных игр (Steam). Участникам исследования было проведено 5 сеансов, ежедневно, продолжительностью 15 минут. Обработка данных выполнена с использованием пакета стандартных программ SPSS (V.23.0).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Все участники исследования соответствовали критериям включения. Субъективная оценка актуального состояния не выявила признаков переутомления, дефицита сна. Вместе с тем 4 участника (21,1%) заявили о наличии актуального стресса низкой или средней степени интенсивности. Оценка состояния при помощи структурированного диагностического Мини-международного нейропсихиатрического интервью (MINI) не выявила признаков расстройств психического здоровья в группе обследованных. Незначительная выраженность симптомов отмечена в двух блоках: Депрессивный эпизод (n=16, медианный балл 2 [1; 3]) и Генерализованное тревожное расстройство (n=15, 2 [1; 6]). Полученные результаты комплексного психометрического обследования находились в рамках референсных значений. При этом после проведения исследования отмечено статистически значимое снижение показателей по всем использованным шкалам (табл. 1).

 

Таблица 1. Сравнительная динамика показателей по шкалам тревоги, депрессии, инсомнии и безнадежности при исследовании психоэмоционального состояния здоровых добровольцев

Наименование шкалы

Показатель на момент включения в исследование

Показатель после 5 сеансов VR-экспозиции

Непараметрический р-критерий Вилкоксона

Госпитальная шкала HADS-A (тревога)

3 (2; 7)

1 (0; 5)

0,001

Госпитальная шкала HADS-D (депрессия)

2 (1; 4)

1 (0; 3)

0,054

Питтсбургский опросник определения индекса качества сна (PSQI)

12 (5; 20)

8 (3; 5)

0,001

Опросник оценки тяжести бессонницы (ISI)

6 (4; 11)

4 (1; 7)

0,002

Шкала безнадежности Бека (BDI)

7 (1; 14)

3,5 (0; 6,5)

0,001

 

 

Во время проведения исследования не было отмечено каких-либо нежелательных реакций со стороны испытуемых.

VR представляет собой технологию, обеспечивающую создание интерактивной среды, в которой пациент или здоровый доброволец имеет возможность активно перемещаться и взаимодействовать с цифровыми объектами, субъективно ощущая себя внутри виртуальной ситуации. Главными характеристиками VR-программ, предназначенных для терапевтических сессий, являются уровень погружения (иммерсивность), ощущение присутствия, а также возможность взаимодействия с объектами. VR как современный инструмент развития информационных технологий в психиатрии находит всё большее применение в обучении, дистанционном консультировании, терапевтическом планировании, основанных на тщательной оценке и учете индивидуальных целей лечения, а также используется в реабилитации пациентов, страдающих психическими расстройствами, способствуя улучшению их социальных навыков и аугментации психотерапевтических методов [14]. В настоящее время данные инновационные технологии представляются перспективными для применения в области клинической психологии и психиатрии [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Суммируя вышеизложенное (снижение выраженности тревожной и депрессивной симптоматики, улучшение качества и продолжительности ночного сна, улучшение эмоционального восприятия будущего, а также отсутствие выраженных нежелательных побочных эффектов и осложнений), применение VR-технологий репрезентируется как перспективный метод для коррекции психоэмоционального состояния и открывает возможности эффективного применения в группах пациентов с аффективными и невротическими расстройствами.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Источник финансирования

Исследование выполнено в рамках темы ПНИ «Разработка адаптивных методов комплексной терапии больных с гетерогенными психическими и поведенческими нарушениями при аддиктивных и непсихотических психических расстройствах» (регистрационный номер 123041900008-8).

СООТВЕТСТВИЕ ПРИНЦИПАМ ЭТИКИ

Исследование выполнено в соответствии с «Этическими принципами проведения научных медицинских исследований с участием человека» и «Правилами клинической практики в Российской Федерации». Одобрено Локальным комитетом по этике при НИИ психического здоровья Томского НИМЦ (протокол заседания ЛЭКа № 167 от 17 ноября 2023 г., дело № 167/2.2023).

×

About the authors

A. S. Sozonov

Mental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Siberian State Medical University"

Author for correspondence.
Email: suncreen1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6310-0218
Tomsk

O. V. Roshchina

Mental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences

Email: roshchinaov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2246-7045
ResearcherId: J-1725-2017
Tomsk

M. A. Bykova

Mental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences

Email: Bykova-maria-1999@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7532-7102
Tomsk

T. V. Kazennykh

Mental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Siberian State Medical University"

Email: tvk151@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6253-4644
SPIN-code: 6956-3031
Scopus Author ID: 57195285544
ResearcherId: J-1673-2017
Tomsk

N. A. Bokhan

Mental Health Research Institute, Tomsk National Research Medical Center, Russian Academy of Sciences; Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Siberian State Medical University"

Email: suncreen1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1052-855X
SPIN-code: 2419-1263
Scopus Author ID: 6506895310
ResearcherId: P-1720-2014
Tomsk

References

  1. World Health Organization. The world health report 2001. Mental Health: New Understanding, New Hope. Geneva: WHO; 2001. 178 p.
  2. Есина К.М., Скрипов В.С., Кочорова Л.В., Клюковкин К.С., Семенова Н.В., Незнанов Н.Г. Анализ заболеваемости психическими расстройствами и расстройствами поведения среди населения Северо-Западного федерального округа с учетом пола и возраста. Вестник Российской военно-медицинской академии 2019. Т. 21, № 4. С. 162-165. Esina KM, Skripov VS, Kochorova LV, Klyukovkin KS, Semenova NV, Neznanov NG. Analysis of the incidence of mental disorders and behavioral disorders among the population of the Northwestern Federal District, taking into account gender and age. Bulletin of the Russian Military Medical Academy 2019;21(4):162-165. doi: https://doi.org/10.17816/brmma630089 (in Russian).
  3. Чернов П.Д., Ляшковская С.В., Фрейзе В.В., Есина К.М., Скрипов В.С., Семенова Н.В. Заболеваемость психическими расстройствами населения Северо-Западного федерального округа в 2016-2018 гг.: статистические материалы. Диагностика и лечение психических и наркологических расстройств: современные подходы. Сб. методических рекомендаций. Вып. 2. СПб.: Изд-во КОСТА, 2019. С. 398-463. Chernov PD, Lyashkovskaya SV, Freize VV, Yesina KM, Skripov VS, Semenova NV. Incidence of mental disorders in the population of the Northwestern Federal District in 2016-2018: statistical materials. Diagnosis and treatment of mental and substance use disorders: modern approaches. Collection of guidelines. Issue 2. St. Petersburg: KOSTA Publishing House, 2019:398-463 (in Russian).
  4. Bloom DE, Cafiero ET, Jané-Llopis E, Abrahams-Gessel S, Bloom LR, Fathima S, Feigl AB, Gaziano T, Mowafi M, Pandya A, Prettner K, Rosenberg L, Seligman B, Stein AZ, Weinstein C. The global economic burden of noncommunicable diseases. Program on the Global Demography of Aging, 2012. PGDA Working Paper No. 87. http://www.hsph.harvard.edu/pgda/working.htm
  5. Trautmann S, Rehm J, Wittchen HU. The economic costs of mental disorders: Do our societies react appropriately to the burden of mental disorders? EMBO Rep. 2016 Sep;17(9):1245-9. https://doi.org/10.15252/embr.201642951. Epub 2016 Aug 4. PMID: 27491723; PMCID: PMC5007565.
  6. Bucci S, Schwannauer M, Berry N. The digital revolution and its impact on mental health care. Psychol Psychother. 2019 Jun;92(2):277-297. https://doi.org/10.1111/papt.12222. Epub 2019 Mar 28. PMID: 30924316.
  7. Tychkov AY, Chernyshov DS, Bofanova NS. Alimuradov AK, Ovchinnikov DL, Sotnikov AM. Virtual reality implementation for assessment and treatment of phobic anxiety disorders. 5th Scientific School Dynamics of Complex Networks and their Applications (DCNA). Kaliningrad, Russian Federation, 2021:202-205. https://doi.org/10.1109 /DCNA53427.2021.9587127
  8. Volovik MG, Belova AN, Kuznetsov AN, Polevaia AV, Vorobyova OV, Khalak ME. Use of virtual reality techniques to rehabilitate military veterans with post-traumatic stress disorder (review). Sovrem Tekhnologii Med. 2023;15(1):74-85. https://doi.org/10.17691/stm2023.15.1.08. Epub 2023 Jan 28. PMID: 37388756; PMCID: PMC10306958.
  9. Deng W, Hu D, Xu S, Liu X, Zhao J, Chen Q, Liu J, Zhang Z, Jiang W, Ma L, Hong X, Cheng S, Liu B, Li X. The efficacy of virtual reality exposure therapy for PTSD symptoms: A systematic review and meta-analysis. J Affect Disord. 2019 Oct 1;257:698-709. https://doi.org/10.1016/j.jad.2019.07.086. Epub 2019 Jul 30. PMID: 31382122.
  10. Chard I, van Zalk N. Virtual reality exposure therapy for treating social anxiety: A scoping review of treatment designs and adaptation to stuttering. Front Digit Health. 2022 Feb 25;4:842460. https://doi.org/10.3389/fdgth.2022.842460. PMID: 35281220; PMCID: PMC8913509.
  11. Langener S, Van Der Nagel J, van Manen J, Markus W, Dijkstra B, De Fuentes-Merillas L, Klaassen R, Heitmann J, Heylen D, Schellekens A. Clinical relevance of immersive virtual reality in the assessment and treatment of addictive disorders: A systematic review and future perspective. J Clin Med. 2021 Aug 18;10(16):3658. https://doi.org/10.3390/jcm10163658. PMID: 34441953; PMCID: PMC8396890.
  12. Никонова Е.Ю., Рупчев Г.Е., Морозова М.А., Бурминский Д.С. Применение технологии виртуальной реальности для релаксации при шизофрении (Пилотное исследование). Национальный психологический журнал. 2023. № 4 (52). С. 78-89. Nikonova EYu, Rupchev GE, Morozova MA, Burminsky DS. Application of virtual reality technology for relaxation in schizophrenia (Pilot study). National Psychological Journal. 2023;4(52): 78-89. https://doi.org/10.11621/npj.2023.0407 (in Russian).
  13. Lindner P, Hamilton W, Miloff A, Carlbring P. How to treat depression with low-intensity virtual reality interventions: perspectives on translating cognitive behavioral techniques into the virtual reality modality and how to make antidepressive use of virtual reality-unique experiences. Front Psychiatry. 2019 Oct 31;10:792. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2019.00792. PMID: 31736809; PMCID: PMC6836923.
  14. Beutler LE, Harwood TM. Virtual reality in psychotherapy training. J Clin Psychol. 2004 Mar;60(3):317-30. https://doi.org/10.1002/jclp.10266. PMID: 14981794.
  15. Cieślik B, Mazurek J, Rutkowski S, Kiper P, Turolla A, Szczepańska-Gieracha J. Virtual reality in psychiatric disorders: A systematic review of reviews. Complement Ther Med. 2020 Aug;52:102480. https://doi.org/10.1016/j.ctim.2020.102480. Epub 2020 Jun 9. PMID: 32951730.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».