Physiologische und psychologische Auswirkungen der virtuellen Realität im Vergleich zu traditionellem Training

Studienziele und Design Diese Studie wurde als randomisierte kontrollierte Pilotstudie (RCT) konzipiert, um die Machbarkeit, Wirksamkeit und Auswirkungen von immersiver VR im Vergleich zu traditionellem HIIT auf physiologische und psychologische Ergebnisse bei körperlich aktiven Universitätsstudenten zu untersuchen. Die Studie mit parallelem Design wurde gemäß den CONSORT-Richtlinien durchgeführt und vom Ethik-Unterausschuss der Teesside University Health Research genehmigt. Bei der VR-Intervention wurde das Facebook Oculus Quest 2 VR-Headset mit dem Fitnessspiel „FitXR“ verwendet, während die Nicht-VR-Gruppe traditionelles HIIT absolvierte, bei dem die gleichen Bewegungen wie im VR-Spiel nachgeahmt wurden.

Teilnehmer und Rekrutierung Eine gezielte Stichprobenmethode wurde verwendet, um zehn gesunde Physiotherapiestudenten der Teesside University zu rekrutieren. Die Teilnehmer mussten einen aktiven Lebensstil führen, der sich aus der Durchführung von wöchentlich 150 Minuten moderatem Training oder 75 Minuten Aerobic-Training mit hoher Intensität zusammensetzte, und hatten keine Vorerfahrung mit VR-basiertem Training. Personen mit gesundheitlichen Problemen, die ihnen das Training verwehrten, oder Personen, die keine Einverständniserklärung abgeben konnten, wurden ausgeschlossen. Die Teilnehmer wurden per E-Mail über einen Gatekeeper rekrutiert und zeigten ihre Bereitschaft zur Teilnahme an, indem sie sich direkt an den Forschungsphysiotherapeuten wandten. Die Zuordnung zur VR- oder Nicht-VR-Gruppe wurde nach Geschlecht geschichtet und mithilfe einer computergenerierten Software (Research Randomizer) in Fünferblöcken blockrandomisiert.

Interventionen

Exergaming über VR:

Die Teilnehmer der VR-Gruppe nutzten das Facebook Oculus Quest 2 und „FitXR“, ein Fitnessspiel im Hochgeschwindigkeits-HIIT-Kursmodus. Die 15-minütige Sitzung umfasste funktionelle Bewegungen wie Kniebeugen, Ausfallschritte und Rumpfrotationen, während gleichzeitig versucht wurde, virtuelle Ziele durch Schläge zu treffen. Während der Trainingseinheit gab es zwischen den einzelnen Intervallen eine Pause von 10 Sekunden, und die Teilnehmer folgten den Anweisungen eines virtuellen Trainers.

Traditionelles HIIT:

Die Nicht-VR-Gruppe absolvierte eine traditionelle HIIT-Sitzung, die die Bewegungen aus dem „FitXR“-Spiel widerspiegelte. Die Teilnehmer wiederholten Bewegungen wie Kniebeugen mit Schlägen, die zuvor aufgezeichnet und auf einem Laptop angezeigt wurden. Die Sitzung entsprach der Gesamtdauer und den Intervallen der VR-Gruppe.

Sicherheit und Blendung Um die Sicherheit bei der Verwendung des VR-Headsets zu gewährleisten, waren die Teilnehmer auf eine Sicherheitsgrenze von 3 x 3 m beschränkt. Beim Verlassen der Grenze wurde das Spiel automatisch angehalten und externe Kameras aktiviert, um eine reale Sichtbarkeit zu gewährleisten. Eine Verblindung war aufgrund der Art der Intervention nicht möglich, aber der für die Datenanalyse verantwortliche Forscher war sich der Gruppenzuteilungen zur Reduzierung von Verzerrungen nicht bewusst.

Zielparameter

Physiologische Ergebnisse:

Herzfrequenz: Gemessen mit einem Polar RS400-Monitor. Die Trainingsintensität wurde als Prozentsatz der maximalen Herzfrequenz (%HRmax) und der Herzfrequenzreserve (%HRR) berechnet. Die Intensität wurde gemäß den Standards der American Heart Association kategorisiert.

Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE): Wird alle fünf Minuten mit der CR-10-Skala von Borg gemessen. Die Werte reichten von 0 (Ruhe) bis 10 (maximale Anstrengung).

Psychologische Ergebnisse:

Flow State Scale (FSS): Bewertet Engagement und Motivation anhand eines 36-Punkte-Fragebogens mit neun Unterskalen. Die Teilnehmer bewerteten die Elemente auf einer 5-stufigen Likert-Skala von 1 (stimme überhaupt nicht zu) bis 5 (stimme völlig zu). Die Subskalen erfassten das Gleichgewicht zwischen Herausforderung und Fähigkeiten, die Verschmelzung von Handlung und Bewusstsein, klare Ziele, eindeutiges Feedback und andere Faktoren.

Statistische Analyse Ein frequentistischer Ansatz wurde mit der SPSS-Software (Version 26) verwendet. Es wurden t-Tests unabhängiger Stichproben mit einem Signifikanzniveau von 0,05 verwendet und die Effektgrößen wurden mithilfe von Cohens d ausgedrückt (klein = 0,2, mittel = 0,5, groß = 0,8). Die Bayes'sche Datenanalyse wurde mit JASP-Software durchgeführt, um die Robustheit der Ergebnisse zu bewerten. Bayes-Faktoren wurden berechnet, um Beweise für Alternativhypothesen mit Nullhypothesen zu vergleichen. Es wurden Robustheitsprüfungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse über verschiedene frühere Verteilungen hinweg konsistent blieben.

Stichprobengröße und Durchführbarkeit Da es sich um eine Pilotstudie handelte, lag der Schwerpunkt eher auf der Bewertung der Durchführbarkeit als auf der Sicherstellung, dass die Studie vollständig aussagekräftig ist. Daher erstreckte sich die Rekrutierung über einen Zeitraum mit dem Ziel, so viele Patienten wie möglich einzuschreiben, ohne eine Zielteilnehmerzahl festzulegen, um eine optimale Studienleistung zu erreichen. Ein Ziel dieser Studie war es daher, die Machbarkeit und vorläufige Ergebnisse zu untersuchen, die in zukünftige, größere Forschung einfließen werden

Schlussfolgerung Diese Pilotstudie liefert vorläufige Beweise dafür, dass immersives VR-Training eine praktikable Alternative zum herkömmlichen HIIT darstellen kann und vergleichbare physiologische Vorteile bei potenziell größerer intrinsischer Motivation und Engagement erzielt. Zukünftige Studien mit größeren Stichproben sind erforderlich, um diese Ergebnisse zu validieren und die Auswirkungen von VR auf verschiedene klinische Populationen zu bewerten.