2-dimenzionální versus 3-dimenzionální virtuální realita herní trénink v BPPV

Vestibulární, zrakový a somatosenzorický systém jsou důležité pro udržení držení těla. Více struktur centrálního nervového systému zpracovává a integruje aferenty z těchto systémů. Vestibulární systém je rozhodující pro udržení statického a dynamického držení těla a rovnováhy. Vestibulární systém se skládá ze dvou struktur, periferní a centrální. Periferní vestibulární systém se nachází uvnitř skalní kosti a skládá se z půlkruhových kanálků, utrikula a vaku ve vnitřním uchu, které jsou citlivé na pohyby hlavy. Půlkruhové kanály se skládají ze tří částí: přední, zadní a laterální polokruhové kanály. Půlkruhové kanálky, které jsou naplněny viskózní tekutinou zvanou endolymfa, jsou umístěny v pravém úhlu k sobě a pomáhají vnímat úhlové pohyby hlavy. Přes vestibulární nerv přenáší informace o periferním vestibulárním systému a pohybech hlavy do centrálních systémů. Tímto způsobem zajišťuje regulaci pohybů hlavy, těla, končetin a očí.

BPPV (benigní paroxysmální polohové vertigo) je stav, který postihuje vnitřní ucho a je způsoben dysfunkcí polokruhového kanálu. Protože jsou otolity umístěny v půlkruhovém kanálku a mohou narušit jejich volný pohyb, je anatomické umístění kanálků kritické. BPPV je jedno z nejčastějších periferních vestibulárních onemocnění s prevalencí 20–40 %. Prvním patogenetickým prvkem je kanalitiáza, definovaná jako disociace otokonie od otolytické membrány a její volný pohyb v endolymfě, který je pozorován u 80 % pacientů. Kupulolitiáza je výskyt závratí (vertigo) a nystagmu specifických pro postižený kanál v důsledku ulpívajících krystalů uhličitanu vápenatého na kanálku. Vzhledem ke své anatomické poloze je BPPV v zadním polokruhovém kanálu pozorován 80–90 % případů, BPPV v laterálním polokruhovém kanálu je pozorován v 10–20 % případů a BPPV v předním polokruhovém kanálu je méně rozšířený. BPPV se často léčí pomocí manévrů přemístění částic, jakmile je identifikován zapojený kanál. Tyto manévry mají přesunout částice otokonií z postiženého kanálu zpět do vestibulu, kde se rozpustí.

Vestibulární rehabilitace je další nefarmakologickou intervencí u BPPV. Vestibulární rehabilitace může zlepšit obecnou rovnovážnou funkci, včetně chůze, pohledu a posturální stability, fyzické mobility a funkce s aktivitami každodenního života, integrací proprioceptivní, zrakové a reziduální vestibulární funkce. Vestibulární rehabilitace využívá centrální mechanismy neuroplasticity ke zlepšení visuo-vestibulárních interakcí a obnovení statické a dynamické posturální stability v situacích, kdy jsou senzorické vstupy konfliktní. Vestibulární rehabilitace zahrnuje adaptační, habituační a substituční cvičení. Adaptační cvičení jsou založena na schopnosti vestibulárního systému měnit velikost vestibulo-okulárního reflexu (VOR) v reakci na specifický podnět (pohyb hlavy). Habituační cvičení jsou na rozdíl od adaptačních cvičení založena na představě, že časté vystavování se provokujícím podnětům, jako jsou pohyby hlavy, sníží symptomy vyvolané pohybem. Substituční cvičení kombinují zrakové a somatosenzorické podněty s vestibulárními podněty ke zlepšení zrakové a posturální stability posílením centrálního programování. Ukázalo se, že manévry jsou krátkodobě úspěšnější než vestibulární rehabilitace, i když jejich kombinace je užitečná pro dlouhodobé funkční zotavení u BPPV. Neexistují však dostatečné důkazy pro rozlišení různých typů vestibulární rehabilitace.

Pozitivní vliv vestibulární rehabilitace na rovnováhu je založen na mechanismech souvisejících s neurální plasticitou centrálního nervového systému a jeho cílem je podpořit zrakovou stabilizaci, zlepšit vestibulární zrakovou interakci při pohybech hlavy, a tím zlepšit stoj a dynamickou posturální stabilitu v podmínkách, které produkují protichůdné smyslové informace a snižují citlivost na pohyby hlavy. Bylo však zjištěno, že řada aspektů má škodlivý dopad na výsledek vestibulární rehabilitace, včetně špatného provádění cvičení, nutnosti aktivního úsilí a přání pacientů. Vzhledem k nevýhodám spojeným s časově náročnými, opakujícími se, monotónními a nenáročnými aspekty vestibulární rehabilitace byly jako potenciální alternativa navrženy účinnější a nákladově efektivnější typy léčby. V současné době lze aplikace virtuální reality (VR) vybavit simulacemi v reálném čase, interaktivními funkcemi a herními prvky, které umožňují motivovanější vestibulární rehabilitaci.

Mnoho studií naznačuje, že zapojení komponent virtuální reality může přispět k úspěšným výsledkům. Tvrdí se, že umožňuje vizuálně-vestibulární interakci s velkým množstvím vizuálních podnětů, což má za následek optimální prostředí pro lepší výkon VR. Předpokládá se, že je to způsobeno aktivací cíleně orientované pozornosti a mozkové neuronové sítě a že aplikace VR využívající algoritmy sledování očí a „brýle“ mohou být účinné. Ve většině studií byly 2-rozměrné systémy (např. Nintendo Wii, Play station) se používá k léčbě pacientů s BPPV. Díky své blízkosti k oku však mohou displeje namontované na hlavě (3D VR hraní) nabízet obrázky s vysokým rozlišením, díky nimž se uživatelé cítí, jako by byli součástí počítačem vytvořeného prostředí. 3D technologie byly diskutovány o jejich negativních účincích, jako je nepohodlí, zraková únava, závratě, bolesti hlavy, dezorientace, kinetóza, které svědčí pro VIMS (vizuálně vyvolanou nevolnost z pohybu). Nejpřijímanějším vysvětlením VIMS je klasická teorie konfliktů založená na nesouladu mezi vizuálními, proprioceptivními a vestibulárními podněty.

Je známo, že krátký a náhlý polohový nystagmus spojený se změnou polohy hlavy vzhledem k gravitaci může dočasně zhoršit zrakovou stabilitu. Otolitický signál vzniká jako reakce na pohyb, který hraje důležitou roli ve vnímání orientace a směru pohybu. Kompenzační pohyb oka nastává po lineárním zrychlení hlavy v opačném směru k pohybu hlavy a je generován pro stabilizaci obrazu cíle v koordinaci. Vliv dysfunkce na VOR u pacientů s chronickými vestibulárními problémy je spojen s neschopností mít jasný obraz cíle na sítnici při pohybech hlavy, což má za následek rozmazané vidění. Podle těchto vysvětlení mohou pohyby hlavy při hraní 3D VR hraní představovat výzvu (smyslový nesoulad) pro centrální nervový systém, který se pak pokusí problém vyřešit. Návyková cvičení zahrnutá do herního úkolu 3D VR mohou být prospěšná v boji proti nadměrnému spoléhání se na senzorickou modalitu, desenzibilizaci pacientů vůči vizuálnímu pohybu a visuo-vestibulárnímu konfliktu a snížení souvisejících symptomů.

Bylo prokázáno, že akomodační zařízení má tendenci se zvyšovat po 2D a 3D VR hraní, ale zejména je rostoucí tendence větší po hraní 3D VR her. Bylo vysvětleno, že při hraní hry jsou oči stimulovány stereoskopickými obrazy a jas se mění, takže zornice zůstávají pod trvalou stimulací. Hloubka ohniska se proto mění obráceně a výsledkem je vizuální trénink. Ve srovnání s tradiční herní technologií 2D VR, která neposkytuje objektům hloubku, může herní technologie 3D VR umožnit vnímání prostorové hloubky. Navíc bylo navrženo, že typ hry (akční vs. neakční) je důležitý při hraní 3D VR. Zejména akční hra stimuluje celkové části mozku, vyžaduje multitaskingové dovednosti a rychlost.

Dosavadní výzkum pokrývá technologie VR v léčbě BPPV. Nicméně, pokud je nám známo, neexistuje žádný výzkum, který by porovnával účinky 2D a 3D VR herních technologií s kontrolní skupinou. Tato studie si proto klade za cíl zkoumat účinky různých aplikací virtuální reality a vestibulární rehabilitace na chůzi, reakční dobu, rovnovážné funkce, aktivity každodenního života a kvalitu života u jedinců s benigním paroxysmálním polohovým vertigem (BPPV), kteří mají zbytkové závratě a rovnováhu. problémy.