vsao Journal Nr. 3 - Juni 2023

Fokus: Digital
Virtuelle Realität (VR) kann definiert
werden als der Einsatz
interaktiver 2-D- oder 3-D-Simulationen
(z. B. virtuelle Umgebungen
und Welten), welche mittels
Computer erstellt werden, um den Benutzern
Umgebungen zu präsentieren, die
der realen Welt ähnlich sind und sich auch
so anfühlen. Darüber hinaus haben die
Nutzer die Möglichkeit, mit Objekten, Ereignissen
und anderen Nutzern direkt in
der virtuellen Umgebung zu interagieren.
Bei der VR-gestützten Rehabilitation
interagieren die Patienten mit virtuellen
Umgebungen und Objekten. Die visuelle
Darstellung kann über Computerbildschirme
(Bild 1a) oder sogenannte Head-
Mounted Displays (VR-Brillen, Bild 1b) erfolgen.
VR-Brillen bestehen aus einem
Display, auf welchem zwei Bilder nebeneinander
angezeigt werden, eines fürs linke
und eines fürs rechte Auge. Dadurch kann
die virtuelle Welt stereoskopisch (dreidimensional)
dargestellt werden. Der Benutzer
sieht dabei nur die virtuelle Welt
und kann die reale Umgebung nicht mehr
sehen. Eine Spezialanwendung ist die Verwendung
von transparenten VR-Brillen.
Bei der sogenannten Augmented Reality
sieht der Benutzer nach wie vor die reale
Umgebung, welche durch zusätzliche virtuelle
visuelle Elemente ergänzt werden
kann. In Bild 1c greift der Benutzer eine
(blau dargestellte) virtuelle Flasche und
interagiert damit.
Während nicht transparente VR-Brillen
technisch ausgereift und für den klinischen
Einsatz bereit sind, braucht es bei
den transparenten VR-Brillen noch weitere
Entwicklungsschritte, insbesondere zur
Verbesserung der Anwendungsfreundlichkeit
und des Komforts.
In den VR-Brillen sind Beschleunigungs-
und Geschwindigkeitssensoren verbaut,
um die Kopfposition und die Blickrichtung
zu messen und so die stereoskopischen
Bilder in Echtzeit anzupassen.
Bild 2: Armtraining mit VR-Brille und Therapieroboter. (Bild: Adrian Moser für die Universität Bern)
VR in der Rehabilitation
Die virtuelle Realität bietet mehrere Vorteile
für die Neurorehabilitation. Durch
eine spielerische Komponente mit reichem
Feedback kann die Motivation bei
einem Teil der Patienten gesteigert werden.
Zudem können einige Patienten gewisse
Übungen auch selbständig und
möglicherweise sogar zu Hause durchführen;
das Trainieren funktioneller Aufgaben
ist folglich in einer höheren Frequenz
als bei der traditionellen Therapie möglich.
Ein oft unterschätzter Vorteil ist zudem,
dass das Timing, die räumliche Verteilung
und die Schwierigkeit der Aufgaben
sehr genau an die individuellen Bedürfnisse
der Patienten angepasst werden
können, so dass mit optimaler Intensität
und Konfiguration trainiert werden kann.
Die Technik hat aber auch Nachteile: Insbesondere
ältere und wenig technikinteressierte
Patienten haben damit oft Schwierigkeiten.
Zudem muss geklärt werden, ob
der Trainingseffekt im virtuellen Raum
gleich gut auf die Selbständigkeit im Alltag
übertragen werden kann wie ein traditionelles
Training der Alltagsaktivitäten.
Ein häufiges Einsatzgebiet von VR-
Brillen in der Neurorehabilitation ist das
Training von motorischen Funktionen,
zum Beispiel beim Armtraining nach
Schlag anfall. Dazu werden in der VR-Brille
Trainingsaufgaben dargestellt, welche
der Patient lösen muss. In Bild 2 trägt die
Patientin eine VR-Brille und ihr rechter
Arm ist mit einem Therapieroboter verbunden.
In dem dargestellten Beispiel
muss die Patientin eine Kochaufgabe lösen.
Dazu werden in der VR-Brille Kochherd
und Kochutensilien dargestellt. Die
Patientin kann über die Bewegung ihres
Arms den in der VR-Brille dargestellten
virtuellen Arm steuern und so mit den virtuellen
Objekten (z. B. den Kartoffeln) interagieren.
Der Therapieroboter unterstützt
bei dieser Aufgabe so viel wie nötig
a) 2-D-Darstellung am Computerbildschirm b) 3-D-Darstellung mit VR-Brille (nicht transparent) c) 3-D-Darstellung mit transparenter VR-Brille
Bild 1: Darstellungsmöglichkeiten der virtuellen Realität. (Bild: Universität Bern)
vsao /asmac Journal 3/23 37