Virtual reality as a treatment for obsessive compulsive disorder. A review

Treball Final de Grau en Psicologia. Codi: PS1048. Curs: 2017/201

Virtual Reality for Obsessive-Compulsive Disorder: Past and the Future

The use of computers, especially for virtual reality (VR), to understand, assess, and treat various mental health problems has been developed for the last decade, including application for phobia, post-traumatic stress disorder, attention deficits, and schizophrenia. However, the number of VR tools addressing obsessive-compulsive disorder (OCD) is still lacking due to the heterogeneous symptoms of OCD and poor understanding of the relationship between VR and OCD. This article reviews the empirical literatures for VR tools in the future, which involve applications for both clinical work and experimental research in this area, including examining symptoms using VR according to OCD patients' individual symptoms, extending OCD research in the VR setting to also study behavioral and physiological correlations of the symptoms, and expanding the use of VR for OCD to cognitive-behavioral intervention

Virtual reality assessment for obsessive compulsive disorder: a review

The use of advance computer-based technology is becoming necessary to address the growing complexity of human problems and enhance effective communication. The recent pandemic COVID-19 not only induces many morbidities and mortalities but also intensifies mental health problem worldwide. Due to the increasing benefits of virtual reality (VR) in addressing medical condition, it is believed that VR can be used as a diagnostic tool to assess numerous medical conditions and psychiatric disorders. To date, there is still scarce evidence of VR as a diagnostic tool to assess obsessive compulsive disorder (OCD). In this study, we had conducted a systematic review to investigate the use of VR as a diagnostic tool for OCD and assess its benefits and weaknesses in comparison to computer-assisted tools. Comprehensive searches of electronic databases including PubMed and Google Scholar were undertaken to discover peer review evidence of computer-based simulation tasks in detecting OCD symptoms. Twelve out of 9325 papers were screened and reviewed. Five articles reported on computerised tools and seven articles described VR tools. In comparison to computer-based tasks, VR is a promising assessment tool due to specific virtual environments and high resolutions which are able to induce anxiety symptoms. Despite numerous shortcomings, assessment can be utilised in computerised form to detect and generate a variety of psychiatry diagnoses among the general population. Although computerised assessment task and VR show promising results, the finding are uneven due to study design differences, wide variability content task use, small sample size, several methodological issue with the computerised tasks and lack of appropriate control groups. In conclusion, the choice to use computerisation or VR for OCD assessment will depend on aim, content, technical equipment and budget. More in-depth studies of these issues are required

Toward personalized circuit-based closed-loop brain-interventions in psychiatry: using symptom provocation to extract EEG-markers of brain circuit activity

Symptom provocation is a well-established component of psychiatric research and therapy. It is hypothesized that specific activation of those brain circuits involved in the symptomatic expression of a brain pathology makes the relevant neural substrate accessible as a target for therapeutic interventions. For example, in the treatment of obsessive-compulsive disorder (OCD), symptom provocation is an important part of psychotherapy and is also performed prior to therapeutic brain stimulation with transcranial magnetic stimulation (TMS). Here, we discuss the potential of symptom provocation to isolate neurophysiological biomarkers reflecting the fluctuating activity of relevant brain networks with the goal of subsequently using these markers as targets to guide therapy. We put forward a general experimental framework based on the rapid switching between psychiatric symptom states. This enable neurophysiological measures to be derived from EEG and/or TMS-evoked EEG measures of brain activity during both states. By subtracting the data recorded during the baseline state from that recorded during the provoked state, the resulting contrast would ideally isolate the specific neural circuits differentially activated during the expression of symptoms. A similar approach enables the design of effective classifiers of brain activity from EEG data in Brain-Computer Interfaces (BCI). To obtain reliable contrast data, psychiatric state switching needs to be achieved multiple times during a continuous recording so that slow changes of brain activity affect both conditions equally. This is achieved easily for conditions that can be controlled intentionally, such as motor imagery, attention, or memory retention. With regard to psychiatric symptoms, an increase can often be provoked effectively relatively easily, however, it can be difficult to reliably and rapidly return to a baseline state. Here, we review different approaches to return from a provoked state to a baseline state and how these may be applied to different symptoms occurring in different psychiatric disorders

Clinicians’ perception of virtual reality therapy in treating patients with obsessive compulsive disorder: a preliminary study

In the Western context, virtual reality (VR)-based treatments had been suggested as an intervention for anxiety disorder. Despite its potential efficacy, there is a lack of study which using VR as an intervention, especially for obsessive-compulsive disorder (OCD) in Asian countries. Therefore, the present study aimed to examine what elements are required to design VR and the suitability of VR as an intervention in OCD for the local context. To address this, six clinicians, consisting of three clinical psychologists and three psychiatrists, were interviewed. They were interviewed using a semi-structured interview protocol related to their perception on VR as an intervention for OCD patients, as well as the cognitive behaviour therapy (CBT) elements that can be incorporated in VR. The findings showed that all clinicians anonymously supported CBT to be augmented into VR as part of intervention for OCD to overcome logistics issues, the interactive nature of the virtual environment and the sense of presence similar to a real-life situation. The side effects of VR also need to be studied before employing these new interventions. In conclusion, VR can be used as an intervention for OCD. CBT-VR intervention can be applied in the Asian context by using similar CBT modules which should be modified according to cultural context

Assessment of emotional reactivity produced by exposure to virtual environments in patients with eating disorders

The aim of this study was to assess the usefulness of virtual environments representing situations that are emotionally significant to subjects with eating disorders (ED). These environments may be applied with both evaluative and therapeutic aims and in simulation procedures to carry out a range of experimental studies. This paper is part of a wider research project analyzing the influence of the situation to which subjects are exposed on their performance on body image estimation tasks. Thirty female patients with eating disorders were exposed to six virtual environments: a living-room (neutral situation), a kitchen with highcalorie food, a kitchen with low-calorie food, a restaurant with high-calorie food, a restaurant with low-calorie food, and a swimming-pool. After exposure to each environment the STAI-S (a measurement of state anxiety) and the CDB (a measurement of depression) were administered to all subjects. The results show that virtual reality instruments are particularly useful for simulating everyday situations that may provoke emotional reactions such as anxiety and depression, in patients with ED. Virtual environments in which subjects are obliged to ingest high-calorie food provoke the highest levels of state anxiety and depression

VR Game Design for Obsessive Compulsive Disorder Rehabilitation

In the epoch of digital reality, with the widespread phenomenon of video game culture in modern society, the use of the video game medium in diverse areas of application is a common reality. With the introduction of Virtual Reality (VR), this concept is even more emphasized than ever before. This cutting-edge technology was quickly adopted by areas other than the video games industry. From VR interactive movies, to entire music festivals being presented in a VR environment, this elevated level of user engagement and immersion, would become a valuable variable for scientific research, more specifically the realm of psychological therapy. Through the use of a VR device, one can reproduce concepts and values, adapted from real environment interactions, in order to maintain a high level of authenticity and promote engagement between the user and the virtual world. The main objective of this project was the development of a prototype through the application of game design elements and principles to the Cognitive Behavioral Treatment (CBT) process. The Obssessive Compulsive Disorder (OCD) patient is exposed to various levels of triggers in a tailored VR environment, where the analysis and dissimulation of compulsions is the main goal. In order to validate the effectiveness of the prototype and to conform to the imposed global pandemic restrictions, the prototype was reviewed by medical professionals by means of recorded gameplay video format.Na presente realidade digital, com a rápida emergência da cultura dos video jogos na sociedade moderna, o média dos video jogos é explorado por outras diversas áreas predominantes. Com a introdução da Realidade Virtual, foi colocado ainda mais ênfase no uso deste média para além do seu objetivo lúdico. O elevado nível de imersão entre utilizador e mundo virtual, introduzido pelo uso de realidade virtual, proporcionou variáveis relevantes a áreas de pesquisa cientifica, especificamente a área da psicologia. No processo de terapia de transtornos de carácter psicológico já são utilizadas ferramentas reais e diversas metodologias aplicadas ao processo de terapia, porém grande parte das metodologias aplicadas não geram resultados positivos devido à resistência de determinados pacientes à exposição a situações sugestivas no âmbito do tratamento. Neste caso, a realidade virtual pode vir a suportar as metodologias de tratamento preexistentes, através da utilização de ambientes virtuais, especificamente criados para simular a realidade do paciente, onde este é exposto às suas fobias. Com o desenvolvimento deste projeto, pretendeu-se criar um protótipo com características lúdicas aplicado à Terapia Cognitivo-Comportamental(TCC). O utilizador é transportado para um mundo virtual, para o expor a situações sugestivas, desafiando a Perturbação Obsessiva Compulsiva (POC). Segundo pesquisas realizadas, comprovou-se que o desenvolvimento de video jogos e realidades virtuais no âmbito da sua aplicação à área da saúde psiquiátrica, mostra um crescimento gradual, através de jogos educativos, com o público infantil como público alvo. Este estigma que video jogos têm unicamente como demográfica alvo as crianças é derivada da perceção do video jogo como uma atividade unicamente lúdica. A escassez de video jogos como ferramentas de terapia, destinados à audiência adulta com POC, é assim justificada devido ao estigma existente. Este projeto procura englobar ambas as audiências, crianças e adultos, através do facto de a realidade virtual ser uma nova tecnologia atraente a fãs de video jogos existentes em ambas as demográficas. Este projeto procura inovar a interação entre o especialista e pacientes diagnosticados com POC, durante o processo de terapia, através da utilização de um jogo de realidade virtual com a finalidade de analisar e dissimular as compulsões do paciente de forma lúdica. Devido à natureza deste projeto, e no âmbito de transformar ações reais em jogabilidade, sem criar algo que poderia causar transtorno em pacientes, ao invés de obter resultados positivos, procurou-se suporte no parecer de vários profissionais de saúde mental. Este parecer foi chave para o desenvolvimento deste projeto, dando início ao processo de design e desenvolvimento de um jogo de realidade virtual para a reabilitação de pacientes com POC. Este video jogo foi desenvolvido em parceria, por dois estudantes, devido à complexidade e à abrangência de duas áreas-chave, design e programação de um jogo de realidade virtual. A conceptualização deste projeto só foi possível através de reuniões com profissionais de saúde (Psiquiatras e Psicólogos) para definir as compulsões mais comuns nos subtipos de OCD identificados, estes sendo, ordem e simetria, dúvida e verificação, contaminação e taboo. Devido ao subtipo taboo ser demasiado específico a cada paciente, este acabou por ser descartado, rendendo o seu foco aos subtipos restantes. O jogo, intitulado VR-POC, é um jogo de realidade virtual do género de puzzles, exploração e simulação, jogado na perspetiva da primeira pessoa, com o foco na capitalização das vantagens da realidade virtual para servir como ferramenta de terapia de pacientes com POC. O jogo, através da utilização de interfaces de controlo e um capacete de realidade virtual, permite ao jogador interagir com objetos familiares dentro de uma habitação comum e completar objetivos definidos num quadro de objetivos no próprio jogo para progressivamente dissimular as compulsões do paciente. O conceito do nível do jogo foi desenhado como um apartamento segmentado em três divisões, cada uma contendo diferentes puzzles destinados ao processo da dissimulação de compulsões provenientes do subtipo ordem e simetria, através da interação com sequências e padrões. O primeiro puzzle desenhado está disposto no quarto, onde o paciente tem que organizar camisolas dentro de um guarda-roupa de forma contra intuitiva, guiando-se em base numa dica, representada através de cores, num monitor de computador disposto na mesma divisão. O segundo puzzle, presente na sala, consiste na organização de livros numa estante de parede. O paciente tem como objetivo a arrumação de livros, espalhados pela habitação, porém este puzzle obriga o jogador a pensar de forma contra intuitiva para o conseguir resolver, devido ao posicionamento dos livros(que são coloridos) ter correlação com a cor das estantes, obrigando o paciente a ignorar a cor dos livros já presente na estante. O terceiro e último puzzle, presente na cozinha, convida o paciente a encontrar e a ordenar copos de diferentes tamanhos. Como dica, é representado na televisão da sala uma sequência de números gerada aleatoriamente, onde cada número (um a seis) é referência ao tamanho de cada copo. No contexto do impacto da situação pandémica, o escopo do projeto divergiu do plano original. A necessidade de trabalhar remotamente num projeto relacionado com realidade virtual tornou certas tarefas banais de desenvolvimento, tomadas como certas antes do início da pandemia, em tarefas longas e exaustivas, devido ao impacto negativo na comunicação entre a equipa. Como consequência, os subtipos de OCD previamente definidos, contaminação, dúvida e verificação, foram removidos do desenvolvimento do projeto, alternando o foco para um único subtipo, ordem e simetria. Para desenvolver o projeto foram necessárias ferramentas especializadas na conceptualização e construção de mundos digitais. Estas ferramentas são usadas pela maior parte das empresas Triple A(AAA) de video jogos existentes no mercado e são chave para a tradução de um conceito para um produto real. Foi também criado um Documento de Design de Jogo(DDJ) com o intuito de registar métricas, mecânicas e mudanças efetuadas no decurso do desenvolvimento do jogo. Este documento serve como um "escudo" contra o possível enorme número de mudanças efetuadas durante o desenvolvimento de qualquer produto, mantendo o design conciso e organizado, reunindo todos os componentes chaves do design do protótipo no mesmo ponto de referência. Mostrou-se necessário a criação de um ambiente de jogo que evitasse ser invasivo, onde o jogador se sentisse calmo e confortável. O primeiro passo foi a criação de uma White box, para delimitar a área do jogo e definir a disposição dos objetos que iriam, mais tarde, popular o mundo virtual. Esta White box serve como uma área de teste para o desenvolvimento do projeto, onde o movimento, interações e lógica do jogo pode ser testada já com a informação espacial do mundo virtual final. Na sequência da criação da White box, diversos objetos foram criados não só para construir e popular o mundo virtual do jogo, mas também para servir como objetos de interação. A metodologia de criação de objetos adotada é uma reflexão do processo utilizado por empresas de carácter AAA da indústria dos video jogos. A habitação desenhada pelos objetos previamente criados, é composta por três divisões, uma sala com cozinha, um quarto e uma casa de banho. Na criação de uma interface de utilizador, foi criado uma página inicial com o intuito de mostrar quem criou o jogo, seguido de um menu onde o profissional de saúde mental tem à sua disponibilidade, as opções e o botão de início jogo. No âmbito dos testes do protótipo, nos inquéritos, após a clarificação do cargo do profissional e da experiência e exposição a video jogos e à realidade virtual, foi disponibilizado o acesso a um video representativo da jogabilidade do protótipo, seguido de questões de carácter qualitativo e quantitativo da estética e da hipotética eficácia do jogo. Após uma detalhada análise aos resultados dos questionários, concluiu-se um grande interesse, por parte de todos os Psicólogos e Psiquiatras inquiridos, na possível aplicação da experiência de realidade virtual nas suas sessões terapêuticas. As regras impostas no decorrer da pandemia impossibilitaram a concretização de testes de carácter físico com pacientes reais. Como o objetivo de mitigar esta limitação e conseguir justificar a eficácia do protótipo no processo de terapia, foram criados os questionários previamente mencionados, especificamente para serem apresentados a profissionais de saúde mental. Embora não ter sido possível a aplicação da metodologia de testes originalmente planeada, os dados obtidos no inquérito elaborado para mitigar as circunstâncias da pandemia, foram extremamente positivos e fundamentam o potencial da aplicação da realidade virtual como ferramenta terapêutica. Como trabalho futuro fica a adoção da metodologia original de testes com pacientes, assim que sejam levantadas as restrições da pandemia. Fica também planeado o desenvolvimento de uma aplicação de telemóvel que funciona em parceria com o protótipo, onde o profissional de saúde mental pode alterar as variáveis de exposição e navegar entre os diferentes níveis sem ser necessário interagir com o protótipo em si