Συνδυασμός νευροφυσιολογικών δεδομένων εικονικού περιβάλλοντος για ιατρικές ή κλινικές μελέτες

Abstract

This dissertation explores the integration of immersive virtual reality (IVR) and wearable electroencephalography (EEG) technology to develop innovative methods for stress evaluation. The rapid advancements in computational power and technological hardware have significantly impacted daily life and expanded numerous research and development fields. Immersive VR with Ηead-Mounted Displays (HMDs) is emerging as a significant form of Human-Computer Interaction (HCI), redefining how digital environments are interacted with and understood. Concurrently, the field of health research is increasingly focusing on the digital processing of biosignals. The combination of these technologies, previously hindered by technical limitations, now offers new avenues for medical and clinical studies. This dissertation presents a methodology for evaluating stress using state-of-the-art technologies, combining full immersion VR with HMDs and wearable EEG devices. The preliminary research explored methodologies for EEG signal processing, which paved the way for the main study focused on stress evaluation. The introductory section discusses fundamental concepts related to the topic and provides a literature review on EEG in connection with immersive VR and stress. The core of the dissertation involves the experimental study of EEG as an indicator of stress within VR environments, highlighting adaptable and enhanced EEG methodologies for medical studies. The final sections explore the broader implications of this integration, emphasizing the importance of interdisciplinary approaches in medical sciences and suggesting future research directions in the intersection of neurophysiology and immersive virtual environments.

Η παρούσα διατριβή εξετάζει τον συνδυασμό τεχνολογιών εικονικής πραγματικότητας πλήρους εμβύθισης (ΕΠ) και φορέσιμων συσκευών ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ) για την ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων αξιολόγησης του στρες. Η ραγδαία τεχνολογική εξέλιξη στην υπολογιστική δύναμη και στον τεχνολογικό εξοπλισμό έχει επηρεάσει σημαντικά την καθημερινή ζωή και έχει διευρύνει πολλά πεδία έρευνας και ανάπτυξης. Η ΕΠ με χρήση κάσκας αναδεικνύεται ως μια ουσιαστική μορφή Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή, επαναπροσδιορίζοντας τον τρόπο αλληλεπίδρασης και κατανόησης ψηφιακών περιβαλλόντων. Παράλληλα, η έρευνα στον τομέα της υγείας επικεντρώνεται όλο και περισσότερο στην ψηφιακή επεξεργασία βιοσημάτων. Ο συνδυασμός αυτών των τεχνολογιών, που παρεμποδιζόταν προηγουμένως από τεχνικούς περιορισμούς, τώρα προσφέρει νέες δυνατότητες για ιατρικές και κλινικές μελέτες.Η προκαταρκτική έρευνα διερεύνησε μεθοδολογίες επεξεργασίας σήματος ΗΕΓ, που άνοιξαν τον δρόμο για την κύρια έρευνα. Στο εισαγωγικό μέρος γίνεται αναφορά στις βασικές έννοιες που σχετίζονται με το θέμα και παρατίθεται βιβλιογραφική ανασκόπηση των σχετικών ερευνών. Ο πυρήνας της διατριβής περιλαμβάνει την πειραματική μελέτη αξιολόγησης του ΗΕΓ ως δείκτη στρες σε περιβάλλοντα ΕΠ, υποδεικνύοντας ποιες μεθοδολογίες ΗΕΓ μπορούν να προσαρμοστούν και να ενισχυθούν για ιατρικές μελέτες. Τέλος, γίνεται συζήτηση των ευρύτερων αποτελεσμάτων αυτού του συνδυασμού, αναδεικνύοντας τη σημασία των διεπιστημονικών προσεγγίσεων στις ιατρικές επιστήμες και προτείνοντας μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας στη διασταύρωση της νευροφυσιολογίας και των εμβυθιστικών εικονικών περιβαλλόντων.