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문제 정의
- 측면에서도 떨어지고 있다[4T이. 그래서 본 연구에서는 개인용 컴퓨터 기반의 실시간 컴퓨터 二丄래픽의 가상환경을 제공하는 시스템을 개발하고 이를 이용한 고소공포증의 치료 효과를 그 일례로 보이고자 한다.
제안 방법
- 3차원 모델링툰인 Rhinoceros(Robert McNeel & Assoc.) 와 3D Studio MAX(Kinetix)를 이용하여 전체적인 가상환경의 모델들을 디자인하고 텍스쳐를 맵핑하였으며 실시간 가상환경 구축을 위해 Visual C++ 및 DirectX 7.0 SDK(Software Development Kit)등의 소프트웨어들을 사용하였다.
- Pentium-Ill 450MHz의 프로세서 및 256M바이트의 RAM, 그리고 부두(Voodoo) 3D 가속 그래픽 카드(3Dfx Interactive Inc.)를 탑재한 개인용 컴퓨터를 기반으로 구성하였다.
- 고소공포를 유발하는 가상환경은 그림 2에서 보는 바와 같이 빌딩과 도로로 둘러싸인 도심한 가운데의 번지 점프대로 구성하였으며 철 구조물 옆에 사방이 개방된 난간이 있는 리프트를 제작하여 피험자로 하여금 리프트를 타고 1층에서 50여 층에 이르는 높이까지 올라갈 수 있도록 구성하였다. 또한 몰입감을 더하기 위해 도로상의 움직이는 자동차와 가상의 가로수를 주가하였다.
- 하지만 본 연구에서는 주당 3회의 세션으로 총 8회의 집중적 노출치료 세션을 계획하였다. 그러나 피험자는 6회에 걸친 치료가 끝나자 더 이상 가상현실 치료의 필요성을 느끼지 못하고 직접 회피하던 실제 상황에 도전하겠다는 의사를 밝힘에 따라 총 6회의 집중적인 노출 치료로 치료를 마쳤다. 세션당 치료시간은 약 30분이었으며 실제 가상환경에는 약 20~25분간 노출되었다.
- 이용한 치료에 참여하겠다는 동의서를 받고, 치료전 평가 척도로서 다양한 질문지를 작성하게 하였다. 그리고 가상환경에 익숙해질 수 있도록 가상현실 장비에 대한 소개를 하였으며 실험 중 피험자가 주기적으로 보고하게 될 주관적 장애 척도(Subjective Unit of Discomfort Scale; SUDS)에 대하여 교육하였다. 주관적 장애척도는 피험자가 실험중 느끼는 불안의 정도를 주관적으로 점수화한 것으로서 0~100점 사이의 점수를 나타낸다.
- 리프트의 가상환경을 구성하였다. 그리고 고소공포증의 치료 효과를 입증하고자 본 가상현실 정신치료 시스템을 이용하여 임상실험을 하였으며 약 40년 동안 고소공포증을 가지고 있던 환자에게 단 2주의 집중적 노줄치료를 실시함으로서 실제 자극을 주는 상황에도 임할 수 있게 하였다. 그래서 우리는 이 실험을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 실험 중 리프트의 높이 조철은 전적으로 피험자의 의사에 따라 통제되었으며 또한 치료자는 피험자와 격리된 공간에서 카메라를 통해 피험자의 상태를 관찰하면서 가능한 한 더 높은 높이에 도전하도록 하거나 시선이 아래를 쳐다보도록 피험자를 고무시켰다. 그리고 다음 세션은 이전 세션에서 가장 높이 도전하였던 층수부터 시작하는 방법으로 점진적 노출치료를 실시하였다.
- 네 번째 세션에서 피험자는 18층 높이까지 올라갈 수 있었고 호흡이 빨라지고 손에 땀이 나는 등의 신체적 증상을 호소하였다. 그리고 치료자는 피험자에게 피험자가 거주하는 아파트의 꼭대기 18층까지 밖읔 내다보면서 올라갔다 오라는 직접 노출 과제를 지시하였다. 다섯 번째 세션 전 피험자는 18층까지 올라갔다 왔고 시야의 변화가 있을 때 두려음을 느꼈지만 8층과 18층의 높이 감에는 큰 차이가 별로 없었다고 보고하였다.
- 불편함을 부드러운 스폰지플 이용해 해소하였다. 둘째, 피험자의 몰입을 위해서 피험자와 치료자를 공간적으로 격리시키는한편 피험자의 상태를 카메라를 통해 관찰하고 마이크틂 이용하여 치료자와 피험자가 대화할 수 있도록 실험실을 구성하였다. 셋째, 피험자가 두부장착 디스플레이 장치에 보여지는 화면에 집중할 수 있도록 실험실 내부의 조병을 어둡게 하여 피험자가 가상환경에 최대한 몰입할 수 있도록 구성하였다.
- 또한 몰입감을 더하기 위해 도로상의 움직이는 자동차와 가상의 가로수를 주가하였다.
- 또한 바람 및 엘리베이터의 3차원 사운드를 추가하여 가상환경에 더욱 몰입할 수 있게 하였으며 리프트의 높이조절도 치료자의 직접적인 통제하에 이루어지도룩 구성하였다.
- 또한 실험 중 나타나는 피험자의 신체적 증상을 객관적인 데이터로 파악 및 분석하기 위하여 생체신호 측정장치 (BioPac System IncJ를 사용하였으며 가상환경 내의 리포트와 일치하도록 리프트 난간을 제작하여 피험자의 실제 위치가 화면상의 위치와 일치하도톡 구성하였다.
- 몰입감을 더하기 위해 3차원 위치센서 (Pothemus Fastraks) 인 머리 추적시스템과 각 눈에 1024*768의 해상도와 50도의 시야각을 가지는 두부장착형 디스플레이 장치 (Head Mounted Display; HMD), 그리고 3차원 사운드 시스템을 사용하였다. 또한 실험 중 나타나는 피험자의 신체적 증상을 객관적인 데이터로 파악 및 분석하기 위하여 생체신호 측정장치 (BioPac System IncJ를 사용하였으며 가상환경 내의 리포트와 일치하도록 리프트 난간을 제작하여 피험자의 실제 위치가 화면상의 위치와 일치하도톡 구성하였다.
- 본 세션에 들어가기에 앞서 예비세션으로 환자에게 가상현실을 이용한 치료에 참여하겠다는 동의서를 받고, 치료전 평가 척도로서 다양한 질문지를 작성하게 하였다. 그리고 가상환경에 익숙해질 수 있도록 가상현실 장비에 대한 소개를 하였으며 실험 중 피험자가 주기적으로 보고하게 될 주관적 장애 척도(Subjective Unit of Discomfort Scale; SUDS)에 대하여 교육하였다.
- 본 세션에서는 먼저 실험을 시작하기 전, 치료효과를 객관적으로 증명하기 위해 심전도 및 혈압 측정용 생체신호 센서를 피험자에게 부착하고 생체신호를 획득 및 저장하여 비교분석한다. 그러나 본 실험에서는 피험자의 몰입을 위해 제외하였다.
- 본 연구에서 실험 전과 후의 평가척도로 사용했던 각종 질문지의 검사 및 이의 분석을 통하여 가상현실을 이용한 고소공포증 치료 전후의 수치를 비교하였으며 이의 비교 결과를 표 2에 나타내었다. 각종 실문지의 비교결과를 살펴보면 가상현실을 이용한 노출치료 전의 질문 평균수치가 치료후의 결과에서는 치료전보다 전체적으로 많이 향상된 수치를 나타내고 있으며 특히 고소공포 질문(AQ)과 높이에 대한 태도 실문 (ATHQ), 이 두 질문은 거의 모든 항목에서 수치가 감소하였음을 알 수 있었다.
- 본 연구에서 우리는 개인용 컴퓨터를 기반으로 가상현실을 이용하여 번지 점프대 철 구조물을 따라 올라가는 사방이 개방된 리프트의 가상환경을 구성하였다. 그리고 고소공포증의 치료 효과를 입증하고자 본 가상현실 정신치료 시스템을 이용하여 임상실험을 하였으며 약 40년 동안 고소공포증을 가지고 있던 환자에게 단 2주의 집중적 노줄치료를 실시함으로서 실제 자극을 주는 상황에도 임할 수 있게 하였다.
- 본 연구에서, 효과적인 치료를 위한 가상환경 시스템을 구성한 후 피험자에게서 원하는 반응을 얻기 위해서는 먼저 가상환경 속에서의 몇 가지 중요한 몰입요소롤 조사하고 유도해내어야만 했다[11, 12]. 만약 피혐자가 실제 높은 곳에 있을 때와 유사한 신체적 증상 및 징후 그리고 두려움의 정도를 나타내지 않는다면 가상현실 기반의 고소공포증의 치료는 효과적일 수 없기 때문이다.
- 둘째, 피험자의 몰입을 위해서 피험자와 치료자를 공간적으로 격리시키는한편 피험자의 상태를 카메라를 통해 관찰하고 마이크틂 이용하여 치료자와 피험자가 대화할 수 있도록 실험실을 구성하였다. 셋째, 피험자가 두부장착 디스플레이 장치에 보여지는 화면에 집중할 수 있도록 실험실 내부의 조병을 어둡게 하여 피험자가 가상환경에 최대한 몰입할 수 있도록 구성하였다.
- 유도하였다. 실험 중 리프트의 높이 조철은 전적으로 피험자의 의사에 따라 통제되었으며 또한 치료자는 피험자와 격리된 공간에서 카메라를 통해 피험자의 상태를 관찰하면서 가능한 한 더 높은 높이에 도전하도록 하거나 시선이 아래를 쳐다보도록 피험자를 고무시켰다. 그리고 다음 세션은 이전 세션에서 가장 높이 도전하였던 층수부터 시작하는 방법으로 점진적 노출치료를 실시하였다.
- 여기서 우리는 3D Studio MAX에서 만들어진 모델들을 ASE라는 ASCII 파일로 생성하여 Visual C++고} DirectX SDK를 통해 읽어들인 다음 적절한 폴리곤 변환 매트릭스를 통해 3차원 오브젝트를 2차원 평면상의 화면에 보여주기 하였다. 또한 바람 및 엘리베이터의 3차원 사운드를 추가하여 가상환경에 더욱 몰입할 수 있게 하였으며 리프트의 높이조절도 치료자의 직접적인 통제하에 이루어지도룩 구성하였다.
- 첫 번째 세션에서 피험자는 가장 적은 두려움을 유발하는 상황(1층: 0미터에서 머물면서 주위를 살피고 가상환경에 익숙해지도록 유도하였다. 실험 중 리프트의 높이 조철은 전적으로 피험자의 의사에 따라 통제되었으며 또한 치료자는 피험자와 격리된 공간에서 카메라를 통해 피험자의 상태를 관찰하면서 가능한 한 더 높은 높이에 도전하도록 하거나 시선이 아래를 쳐다보도록 피험자를 고무시켰다.
- 총 6회의 세션에 걸친 실험 전과 후의 평가 척도로서 표 1 과 같은 여러가지 질문지들을 작성하게 하고 세션이 진행되는 동안 2~5분 간격으로 피험자에게 0~100점 (0점=7-장 편안한 상태, 100점=가장 두려운 상태) 사이의 주관적 장애척도 점수 및 신체적 증상을 보고하게 하여 기록하였으며 피험자의 행동과 호소내용 또한 비디오를 통해 녹화하여 비교 분석하였다
- 사용되어 왔다. 하지만 본 연구에서는 주당 3회의 세션으로 총 8회의 집중적 노출치료 세션을 계획하였다. 그러나 피험자는 6회에 걸친 치료가 끝나자 더 이상 가상현실 치료의 필요성을 느끼지 못하고 직접 회피하던 실제 상황에 도전하겠다는 의사를 밝힘에 따라 총 6회의 집중적인 노출 치료로 치료를 마쳤다.
대상 데이터
- 피험자는 세 번째 세션을 마치고 난 후자 발적으로 자신이 거주하는 아파트의 8층까K 창 밖을 보면서 올라갔다 오는 직접 노출(in vivo exposure)을 실시하였다고 보고하였으며 치료자도 예상하지 못한 이러한 실제 상황에서의 노출 경험으로 상당히 고무되어 있었다. 네 번째 세션에서 피험자는 18층 높이까지 올라갈 수 있었고 호흡이 빨라지고 손에 땀이 나는 등의 신체적 증상을 호소하였다. 그리고 치료자는 피험자에게 피험자가 거주하는 아파트의 꼭대기 18층까지 밖읔 내다보면서 올라갔다 오라는 직접 노출 과제를 지시하였다.
- 이 실험에 참가한 피험자는 60세의 남자로 신경정신과 전문의로부터 광장공포증 및 고소공포증 그리고 지네와 같은 곤충에 대한 공포증과 일치하는 증상 및 행동을 보인다고 판정된 환자이다. 이러한 증상으로 인해 일상생활에서의 활동도 심한 방해를 받고 있었다.
이론/모형
- 가상환경 노출치료는 행동치료요법에서 자주 사용 뇌는 방법인 선통적 체계적 탈감작(systematic desensitization)을기반으로 하였다. 가상환경 노출치료는 체계적 탈감작을 위해 공포상황을 가상으로 제시해줌으로써, 잘 상상하지 못하는 환자에게 쉽게 자극을 제공할 수 있다.
성능/효과
- 1. 실험 중 보고된 피험자의 千관적 장애척도 점수 결과에서 알 수 있듯이, 가상환경에 몰입된 피험자는 점점 위협적인 상황에 노출될수록 두려움의 정노가 증가하였으며 어지러움증과 손에 땀이 나는 등의 신체적 증상을 호소하였다. 또한 각 상황에서의 시간이 지속될수록 두려움의 정도는 감소하였다.
- 2. 실험 전후에 평가척도로서 사용된 질문지의 결과로 미루어, 가상환경 노줄치료를 받은 후 피험자의 두려움의 정도가 전보다 월등히 나아진 것으로 나타났다.
- 3. 가상현실 노출치료에서 몰입감은 상당히 중요하며 이러한 가상환경에 몰입된 피험자는 가상현실을 이용한 고소공포증 치료에 상당한 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 극복하고 다음 세션에 임했다고 한다. 6회에 걸친 실 힘을 마치고 난 후 피험자는 더 이상의 가상현실 치료를 필요로 하지 않았고 치료자도 이에 동의하여 종 8회의 세선으로 하려던 계획을 취소하고 6회의 세션으로 가상현실 치료를 모두 종료하였다.
- 2에 나타내었다. 각종 실문지의 비교결과를 살펴보면 가상현실을 이용한 노출치료 전의 질문 평균수치가 치료후의 결과에서는 치료전보다 전체적으로 많이 향상된 수치를 나타내고 있으며 특히 고소공포 질문(AQ)과 높이에 대한 태도 실문 (ATHQ), 이 두 질문은 거의 모든 항목에서 수치가 감소하였음을 알 수 있었다.
- 또한 실험 중 측정된 피험자의 주관적 장애척도 점수는 가상환경 탈감작에 의해 영향을 받은 정도롤 나타내는 데 그림 3과 같이 각 세션을 통해 실험을 진행하는 동안 피힘자는 여러 신체적 증상과 두려움을 호소하였으며 각 상황에서 시간이지속될수록 주관적 장애척도 점수는 감소하였다[그림 4].
- 먼저 케이블카를 타고 남산타워의 전망대에 옾라갔을 때, 케이블카는 피험자에게 상당한 공포감을 유발할 수 있는 자극원이었음에도 불구하고 피험자는 비교직 담담하게 주위를 둘러보며 탈 수 있었으며 약 45분간 버무른 전망대에서도 별다른 회피행동이나 두려움을 보이지 않았으며 줄곧 20~ 30점 정도외 주관적 장애척도 점수를 나타내었다. 다음으로 창밖이 훤히 보이는 엘리베이터를 타고 63빌딩의 전망대에 음랐을 때에도 약간의 두려음을 호소하거나 망원경으로 주위를 둘러 블 때 약간의 불안이 스쳐갔던 점들을 제외하곤 약 45분간 별다른 증상이나 두려움을 호소하지 않았으며 30점 이하의 주관적 장애척도 점수를 보고하였다[그림 a.
- 실험 중 치료자가 판단하기에 피험자가 심한 공포 증상을 나타낸다고 판단되는 경우에 치료자는 피험자에게 주관직 장애 척도 점수가 30~40점 이하가 될 때까지 점진적인 근이완과복식호홉을 포함하는 이완을 하도록 유도하여 높이에 대한 두려움과 신체증상을 극목할 수 있도록 도왔다.
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