Fear of heights: an immersive VR approach with biosignals monitoring

Abstract

The human being is affected by several disorders, one of the most prevalent being anxiety disorders. One example of these disorders is a specific phobia, which is an overwhelming, yet irrational, fear of an object, place or situation. This condition can be an impairment in the lives of the phobic individuals because they go out of their way to avoid what causes the fear, which in turn will only aggravate the matter. Being an active field of study, exposure therapy is the quintessential treatment option for specific phobias, as proven by a plethora of studies. There are several types of exposure therapy and in vivo exposure is regarded as the most effective one. However, despite all its advantages, in vivo exposure also has drawbacks, like cost and excessive levels of stress during exposure. The recent introduction of Virtual Reality (VR) to the mainstream allowed it to be explored for new purposes, other than entertainment. As such, a new type of exposure therapy (Virtual Reality Exposure Therapy) saw an increase in usage and several studies about its effectiveness were conducted. It has been proven that Virtual Reality Exposure Therapy can be as effective as in vivo exposure, while at the same time being cheaper, safer and easier to present the desired stimulus. In this dissertation, we propose Up(Date) Your Fear, an affordable and portable system that can be used as an alternative/complement to the traditional in vivo therapy. The system uses VR to present height related stimuli to phobic individuals and monitors their physiological response using an external device (electrocardiogram - ECG and Respiration). The stimuli are presented under the form of an open-world game, allowing the individuals to explore the world and stimuli at their own pace. The system also supports data storage, processing and visualization. By performing two user studies it was possible to verify the system’s usability and stimuli’s efficacy in the generation of a cardiovascular response by the user. This response was verified in every participant, even the ones who previously didn’t report fear of heights, and that states the efficacy of the stimuli and the validity of the system.

O ser humano é afetado por vários distúrbios, sendo os distúrbios de ansiedade um dos mais prevalentes. Um exemplo destes distúrbios é a fobia específica, que é um medo opressivo, ainda que irracional, de um objeto, sítio ou situação. Esta condição pode ser um impedimento na vida de indivíduos fóbicos pois estes fazem mudanças de modo a evitar o que lhes causa medo, que por sua vez agrava a situação. Sendo um campo de investigação ativo, a terapia de exposição é a opção de tratamento por excelência para fobias específicas, tal como provado por inúmeros estudos. Existem vários tipos de terapias de exposição e a exposição in vivo é tida como sendo a mais eficaz. No entanto, apesar de todas as suas vantagens, a exposição in vivo também tem desvantagens, tais como custo e excessivos níveis de stress aquando da exposição. A recente introdução da Realidade Virtual (RV) ao público geral permitiu que esta fosse explorada com novas finalidades, além do entretenimento. Assim sendo, um novo tipo de terapia de exposição (Terapia de Exposição em Realidade Virtual) viu um aumento no seu uso e foram conduzidos vários estudos quanto à sua eficácia. Foi provado que a Terapia de Exposição em Realidade Virtual pode ser tão eficaz como exposição in vivo, sendo que ao mesmo tempo é mais barata, mais segura e mais fácil de apresentar o estímulo desejado. Nesta dissertação, propomos Up(Date) Your Fear, um sistema portátil e acessível a nível económico que pode ser usado como alternativa/complemento à terapia in vivo tradicional. O sistema usa RV para apresentar estímulos relacionados com alturas a indivíduos fóbicos e monitoriza a sua reação fisiológica através de um dispositivo externo (electrocardiograma - ECG e Respiração). Os estímulos são apresentados sob a forma de um jogo com mundo aberto, permitindo aos indivíduos explorar o mundo e os estímulos ao seu ritmo. O sistema também suporta armazenamento, processamento e visualização de dados. Através da realização de dois estudos com utilizadores foi possível comprovar a usabilidade do sistema e a eficácia dos estímulos na geração de uma resposta cardiovascular por parte do utilizador. Esta resposta verificou-se em todos os participantes, mesmo nos que não reportaram medo de alturas, pelo que é possível afirmar a eficácia dos estímulos e a validade do sistema.