Start Making Sense: Predicting confidence in virtual human interactions using biometric signals

This is volume 1 of the Measuring Behavior 2020-21 Conference. Volume 2 will follow when the conference takes place in October 2021. www.measuringbehavior.orgPublisher PD

Emerging Roles of Virtual Patients in the Age of AI

Today\u27s web-enabled and virtual approach to medical education is different from the 20th century\u27s Flexner-dominated approach. Now, lectures get less emphasis and more emphasis is placed on learning via early clinical exposure, standardized patients, and other simulations. This article reviews literature on virtual patients (VPs) and their underlying virtual reality technology, examines VPs\u27 potential through the example of psychiatric intake teaching, and identifies promises and perils posed by VP use in medical education

Propuesta de una aplicación para el entrenamiento en técnicas de entrevista e intervención en el trastorno de pánico y depresión

V Jornada Nacional sobre Estudios Universitarios y I Workshop de Innovación EducativaEl trastorno depresivo y el trastorno de pánico son dos patologías de salud mental que afectan a gran cantidad de personas. Según el estudio ESEMeD (2004), que estima la prevalencia europea de trastornos mentales, el 12.8% y el 2.1% de la población han sufrido en algún momento de su vida un trastorno depresivo mayor o un trastorno de pánico, respectivamente. En consecuencia, estos dos trastornos constituyen un eje fundamental en el contenido de asignaturas clave de la carrera de Psicología como son “Psicopatología”, “Psicopatología Experimental”, “Evaluación e Intervención Clínica” y “Técnicas de Intervención y Tratamiento Psicológico”. Por otro lado, las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) se han convertido en una herramienta fundamental como recurso y apoyo docente, facilitando la impartición de las materias y la realización de trabajos prácticos por parte de los alumnos. En este sentido, el presente trabajo tiene como objetivo la descripción y diseño de una aplicación informática en la que los alumnos puedan, a partir de casos prácticos, realizar un entrenamiento en técnicas de entrevista y el diseño de una intervención psicológica para trastornos como la depresión y el trastorno de pánico. Para ello, los usuarios irán seleccionando, mediante un árbol de decisión, distintas opciones en cuanto a la evaluación y los componentes de tratamiento adecuados para los casos prácticos planteados. Consideramos que el uso de esta aplicación podría ser de mucha utilidad para la realización de prácticas de aula y laboratorios de asignaturas como las arriba mencionadas, fomentando la motivación por parte de los alumnos mientras aprenden, de manera intuitiva, a crear protocolos de evaluación y tratamiento por ellos mismos. Esta herramienta permitiría la adquisición de los conocimientos desde un enfoque constructivo en el que es el alumno quien, asumiendo un papel activo y de forma autónoma, ha de ir integrando la información con el fin de aplicarla de un modo práctico. Se pretende mejorar la calidad de la enseñanza con el fin de format profesionales más competentes en el desarrollo de actividades de Psicología Clínica. Se trata de un trabajo en progreso

Virtual Patients as an innovative educational tool in transcultural psychiatry

Background: The dramatic increase in the number of patients with diverse ethnic backgrounds who have been exposed to severe mental trauma demonstrates that there is an urgent need for improvement in the quality of transcultural psychiatric health care through the development and evaluation of relevant and effective training tools. Aim: This thesis describes the development and scientific study of a new medical educational tool based on Virtual Patient (VP) methodology and the evaluation of different aspects that highlight its educational potentials as a train environment for the clinical management of traumatised refugee patients. Methods: We developed a dedicated VP system that portrayed a refugee with severe symptoms of post-traumatic stress disorder and depression. This was tested by a group of resident psychiatrists and evaluated in terms of user acceptance, expectations and attitudes as well as how it affected confidence levels in different aspects of providing clinical care for this patient group and core knowledge about related psychiatric conditions and communication skills. Results: The participants responded in a positive way towards this new educational system. It was perceived as being highly realistic and there were high acceptance levels. A statistically significant improvement was exhibited in overall confidence in providing medical care for traumatized refugee patients as well as in four more specific domains of clinical care, with the area of identifying and evaluating trauma-related diagnoses and disability showing the most prominent improvement. A statistically significant improvement in core knowledge about trauma-related psychiatric diagnoses and basic communication skills was exhibited directly after the interaction with the VP. Conclusions: Based on the results presented in this thesis it is concluded that the proposed VP-system demonstrated high acceptance among participants and good potential as a training tool for the clinical management of refugee patients. The results suggest that it can lead to resident psychiatrists’ improvement of confidence in providing transcultural clinical care for this vulnerable patient group. It can also successfully facilitate the acquisition of core knowledge in the field of psychiatry. Longitudinal studies with several VPs exhibiting different psychiatric disorders are needed in the future in order to scientifically study whether these impacts are sustainable

Simulation in the assessment and treatment of violent offenders

With the aim of ultimately reducing the burden of violent crime on society, research has identified a number of areas in which conventional methods of assessment and treatment of violent offenders may be improved. The areas examined in this thesis are gender, mental illness, and intimate partner violence, and they have been integrated with research in the field of case and computer simulation for assessment, training, and teaching. Firstly, paper-andpencil case vignettes were used to investigate possible gender bias in forensic psychiatric assessment (study I). Secondly, interactive computer simulation was applied in two contexts; augmentation of the assessment of mentally disordered violent offenders within forensic psychiatry (study II) and the assessment and treatment of intimate partner violence (IPV) offenders within the Prison and Probation Service (studies III and IV). In study I, the case vignette method did not reveal a significant association between the gender of the simulated offender and the judgement, by forensic psychiatric assessors, that the offender suffered from a severe mental disorder and was in need of compulsory, inpatient forensic psychiatric care. However, a simulated offender depicted as having mental retardation was more likely to be assessed as being at high risk of criminal recidivism if portrayed as female, regardless of the sex, place of work, or level of experience of the assessor. In the studies of the interactive computer simulation program Reactions on Display (RoD), study II revealed significant differences between mentally disordered offenders (MDOs) and controls in the area of interpretation of the simulated characters’ emotions and physical reactions, and the MDOs chose more violent actions on behalf of the main character compared with controls. There were also incongruent or deviant responses made by individual MDOs. This indicates that the Reactions on Display/Forensic Psychiatry (RoD/FP) has the ability to differentiate between MDOs and controls in several ways. In study III, Reactions on Display/Intimate Partner Violence (RoD/IPV) was well received and understood, both by intimate partner violence (IPV) offenders and healthy, non-offender controls. Significant differences between the groups emerged in the area of interpretation of the simulated characters’ emotions. Offenders who had not previously undergone treatment with the Integrated Domestic Abuse Programme (IDAP) showed a trend towards making more violent choices than other IPV offenders and controls. In the healthy, non-offender controls who took part in study IV, the violent film sequences in the RoD/IPV elicited a subjective feeling of increased arousal and decreased valence on the Self-Assessment Manikin (SAM) scale. It did not, however, elicit a physiologically detectable stress response, i.e. a negative mood. This may allay fears that the film content is disturbing to a degree that it interferes with assessment/learning or pleasurable to a degree that it will be sought after for entertainment purposes. While largely showing a consensus between Swedish forensic psychiatric assessors, the results provided by study I call for further research into the conformity of Swedish and international forensic psychiatric assessment practices. They also add to the body of research advocating the development of improved methods for risk assessment of offenders, which is part of the rationale behind the computer simulation systems presented in studies II-IV. The interactive computer simulation tools, studied in a pilot fashion in this thesis work (studies II-IV), have been found to be acceptable to all study groups. Significant differences between the offender and control groups have emerged, particularly with regard to their interpretations of the simulated characters’ emotions and also differences in the level of violence chosen. This indicates that the offenders’ interactions with the RoD program may provide additional information to traditional violence risk assessment methods (e.g. checklists) by showcasing dynamic risk factors (such as difficulties in emotional processing). The above properties may also be seen to support the future use of such programs for offender treatment, in which they can provide an engaging, safe, and controlled environment in which the user can observe and practice interactions and receive feedback from which he/she can learn desirable non-violent behaviours, and, in the specific case of the RoD/IPV, with minimal risk of negative side effects such as being excessively disturbed by its contents or using it as entertainment

A Computational Framework for Planning Therapeutical Sessions aimed to Support the Prevention and Treatment of Mental Health Disorders using Emotional Virtual Agents

[EN] Interaction is defined as the realization of a reciprocal action between two or more people or things. Particularly in computer science, the term interaction refers to the discipline that studies the exchange of information between people and computers, and is generally known by the term Human-Computer Interaction (HCI). Good design decisions and an adequate development of the software is required for efficient HCI to facilitate the acceptability of computer-based applications by the users. In clinical settings it is essential to eliminate any barrier and facilitate the interaction between patients and the system. A smooth communication between the user and the computer-based application is fundamental to maximise the advantages and functionalities offered by the system. The design of these applications must consider the personal and current needs of the user by applying a User-Centered Design methodology. The main purpose of this research work is to contribute in the improvement of HCI-based applications addressed to the clinical context, particularly to enhance computer-based interactive sessions to support people suffering from a mental disorder such as Major Depression (MD). Thanks to the advances in Artificial Intelligence techniques, it is now possible to partially automate complex tasks such as the continuous provision of Cognitive-Behavioural Therapies (CBTs) to patients. These CBTs require good levels of adaptability and variability during the interaction with the patient that facilitates the acceptability in the user, an optimal usability and good level of engagement for a successful mid/long term use of the application and treatment adherence. The modelling of complex deliberative and affective processes in artificial systems can be applied to support the prevention and treatment of mental health related issues, enhancing the continuous and remote assistance of patients, saving some economical and clinical resources and reducing the waiting lists in the health services. In this regard, the efforts of this Thesis have been concentrated on the research of two main lines: (1) the generation and planning of adequate contents in an interactive system to support the prevention and treatment of MD based on characteristics of the user; and (2) the modelling of relevant affective processes able to communicate the contents in an emotional effective way taking into account the importance of the affective conditions associated with the MD in the users. Rule Based Systems and the appraisal theory of emotions have been the roots used to develop the main two modules of the computational Framework presented: the Contents Management and the Emotional Modules. Finally, the obtained Framework was integrated into two interactive systems to evaluate the achievement of the research objectives. The first system has been developed in the context of the Help4Mood European research project and its main aim was to support the remote treatment of patients with MD. The second scenario was a system developed to prevent MD and suicidal thoughts in the University community, which was developed in the context of the local PrevenDep research project. These evaluations have indicated that the proposed Framework has reached good levels of usability and acceptability in the target users thanks to the personalizations and adaptation capabilities of the contents and in the way how these contents are communicated to the user. The research work and the obtained results in this Thesis has contributed to the state of the art in HCI-based systems used as support in therapeutic interventions for the prevention and treatment of MD. This was obtained by the combination of a personalized content management to the patient, and the management of the affective processes associated to these pathologies. The developed work also identifies some research lines that need to be addressed in future works to get better HCI systems used for therapeutic purposes.[ES] Interactuar se define como la realización de una acción recíproca entre dos o más personas o cosas. Particularmente en informática, el término interacción se refiere a la disciplina que estudia el intercambio de información entre las personas y computadoras, y suele conocerse por el término anglosajón Human-Computer Interaction (HCI). Un buen diseño y un adecuado desarrollo del software es necesario para lograr una HCI eficiente que facilite la aceptabilidad del sistema por el usuario. En entornos clínicos es fundamental eliminar cualquier tipo de barrera y facilitar la interacción entre los pacientes y el computador. Es de vital importancia que haya una buena comunicación entre usuario y computador, por este motivo el sistema debe de estar diseñado pensando en las necesidades actuales, cambiantes y personales del usuario, basándose en la metodología de diseño centrado en el usuario. El propósito principal de esta investigación es la identificación de mejoras en HCI aplicada en entornos clínicos, en concreto para dar soporte a personas con trastornos mentales como la Depresión Mayor (DM) y que precisan de terapias psicológicas adecuadas y continuas. Gracias a técnicas de Inteligencia Artificial, es posible automatizar eficientemente ciertas acciones asociadas a los procesos de las terapias cognitivo-conductuales (CBTs, del inglés Cognitive-Behavioural Therapies). Los sistemas de ayuda a la CBT, requieren de una adaptabilidad y variabilidad en la interacción para favorecer la usabilidad del sistema y asegurar la continuidad de la motivación del paciente. Una buena gestión de esta automatización influiría en la aceptabilidad de los pacientes y podría mejorar su adherencia a los tratamientos y por consiguiente mejorar su estado de salud. Adicionalmente, la unión de procesos deliberativos dinámicos pueden liberar recursos clínicos, mejorando el control de los pacientes, y reduciendo los tiempos de espera y los costes económicos. En este sentido, los esfuerzos de esta Tesis se han centrado en la investigación de dos líneas diferentes: (1) la selección y planificación adecuada de los contenidos presentados durante la interacción a través de una planificación dinámica y personalizada, y (2) la adecuación de la comunicación de los contenidos hacia el paciente tomando en cuenta la importancia de los procesos afectivos asociados a estas patologías. Los Sistemas Basados en Reglas (SBR) han sido la herramienta utilizada para dar soporte a los dos módulos principales que componen el Framework presentado en esta Tesis: el módulo de gestión de los contenidos y el módulo emocional. Concluida la fase de diseño, desarrollo y testeo, el Framework fue adaptado e integrado en sistemas reales, para validar la viabilidad y la adecuación del marco de trabajo de esta Tesis. En primer lugar, el sistema se aplicó durante tres años en el tratamiento de la DM en varios centros clínicos europeos en el contexto del Proyecto Europeo de investigación Help4Mood. Finalmente, el sistema fue evaluado en la tarea de prevención de la DM y del suicidio en el Proyecto Local de investigación PrevenDep, de un año de duración. El feedback de estas evaluaciones demostraron que el HCI del Framework tiene unos niveles altos de usabilidad y aceptación, gracias a la personalización, variabilidad y adaptación de los contenidos y de la comunicación de los mismos. Los experimentos computacionales llevados a cabo en esta Tesis han permitido avanzar el estado del arte de sistemas computacionales emocionales aplicados en entornos terapéuticos para la prevención y tratamiento de la DM. Principalmente, gracias a la combinación de una gestión personalizada de los contenidos hacia el paciente tomando en cuenta la importancia de los procesos afectivos asociados a estas patologías. Este trabajo abre nuevas líneas de investigación, como la aplicación de este sistema en otras patologías de salud mental en las qu[CA] Interactuar es defineix com la realització d'una acció recíproca entre dos o més persones o coses. Particularment en informàtica, el terme interacció es refereix a la disciplina que estudia l'intercanvi d'informació entre les persones i computadores, i es sol conèixer pel terme anglosaxó Human-Computer Interaction (HCI). Un bon disseny i un adequat desenvolupament del software és necessari per aconseguir una HCI eficient que faciliti l'acceptabilitat del sistema per l'usuari. En entorns clínics és fonamental eliminar qualsevol tipus de barrera i facilitar la interacció entre els pacients i el computador. És de vital importància que hi hagi una bona comunicació entre l'usuari (o pacient) i el computador, per aquest motiu el sistema ha d'estar dissenyat pensant en les necessitats actuals, cambiants i personals de l'usuari, basant-se en la metodologia de disseny centrat en l'usuari. El propòsit principal d'aquesta investigació és la identificació de millores en HCI aplicada en entorns clínics, en concret per donar suport a persones amb trastorns mentals com la Depressió Major (DM) i que precisen de teràpies psicològiques adequades i contínues. Gràcies a tècniques d'Intel·ligència Artificial, és possible automatitzar eficientment certes accions asociades al processos de les teràpies cognitiu-conductuals. Els sistemes computacionals de ajuda a la CBT, requereixen d'una adaptabilitat i variabilitat en la interacció per afavorir la usabilitat del sistema i assegurar la continuïtat de la motiviació del pacient. Una bona gestió d'aquesta automatització influiria en l'acceptabilitat dels pacients i podria millorar la seva adherència als tractaments i per tant millorar el seu estat de salut. Addicionalment, la unió de processos deliberatius dinàmics poden alliberar recursos clínics, millorant el control dels pacients, i reduint els temps d'espera i els costos econòmics. En aquest sentit, els esforços d'aquesta Tesi s'han centrat en la investigació de dues línies diferents: (1) la selecció i planificació adequada dels continguts presentats durant la interacció a través d'una planificació dinàmica i personalitzada, i (2) l'adequació de la comunicació dels continguts cap al pacient tenint en compte la importància dels processos afectius associats a aquestes patologies. Els Sistemes Basats en Regles (SBR) han estat la eina utilitzada per donar suport als dos mòduls principals que componen el Framework presentat en aquesta Tesi: el mòdul de gestió dels continguts oferits a l'usuari; i el mòdul emocional. Conclosa la fase de disseny, desenvolupament i testeig, el Framework va ser adaptat als dominis corresponents i integrat en sistemes madurs per ser avaluat en dos escenaris reals, per validar la viabilitat i l'adequació del Framework d'aquesta tesi. Primerament, el sistema es va aplicar durant tres anys en el tractament de la DM major en diversos centres clínics europeus en el context del Projecte Europeu d'investigació Help4Mood. Finalment, el sistema va ser avaluat en la tasca de prevenció de la DM i del suïcidi al Projecte Local d'investigació PrevenDep, d'un any de durada. El feedback de les avaluacions han demostrat que el HCI del Framework obté uns nivells alts d'usabilitat i acceptació, gràcies a la personalització, variabilitat i adaptació dels continguts i de la comunicació. Els experiments computacionals duts a terme en aquesta Tesi han permès avançar l'estat de l'art de sistemes computacionals emocionals aplicats en entorns terapèutics per a la prevenció i tractament de la DM. Principalment, gracies a la combinació d'una gestió personalitzada dels continguts cap al pacient tenint en compte la importància dels processos afectius associats a aquestes patologies. Aquest treball obre noves línies d'investigació, com l'aplicació d'aquest sistema en altres patologies de salut mental en què sigui recomanable l'aplicació de sessions terapèutiques.Bresó Guardado, A. (2016). A Computational Framework for Planning Therapeutical Sessions aimed to Support the Prevention and Treatment of Mental Health Disorders using Emotional Virtual Agents [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64082TESI