Augmented Reality sansemotorisk træning til behandling af kronisk nakke

Kronisk nakkesmerter (CNP) er cervikal smerte, der opstår i fravær af en traumatisk skade eller anden kendt patologisk abnormitet (Borghouts et al., 1998; Cerezo-Téllez et al., 2016). CNP er forbundet med underskud i motorisk kontrol (Jull & Falla, 2016), øget træthed (Falla et al., 2003) og hyperalgesi, såsom øget smertefølsomhed over for tryk og varme (Castaldo et al., 2019; Piña-Pozo et al., 2019). Patienter med CNP oplever også myofascielt smertesyndrom (Cerezo-Téllez et al., 2016; Fernández-de-las-Peñas et al., 2007). Myofascial smertesyndrom er refereret smerte fra myofascial triggerpunkter, der kan forårsage autonome, sensoriske og motoriske effekter i områder fjernt fra triggerpunktet (Cerezo-Téllez et al., 2016). CNP er en invaliderende tilstand, der fører til nedsat livskvalitet og påvirker cirka 22 % af canadierne (Côté et al., 1998). Tidligere arbejde har citeret, at forekomsten af ​​CNP stiger med alderen (Andersson et al., 1993; Brattberg et al., 1989; McLean et al., 2010). Personer i alderen 45-55 år har dobbelt så stor risiko for at udvikle CNP sammenlignet med yngre individer (Korhonen et al., 2003). Alder er også forbundet med dårligere smerteudfald 3 og 12 måneder efter symptomernes opståen (Bot et al., 2005). På trods af dette eksisterer der i øjeblikket ingen guldstandardbehandling for ældre personer med CNP.

For nylig er virtual reality blevet brugt til at behandle smerter og motoriske symptomer på CNP. Specifikt virker denne tilgang ved at fremme målrettede bevægelser af nakken mod mål præsenteret i et virtuelt miljø. Nakketræning ved hjælp af virtual reality (VR) har vist sig at være lige så effektiv som manuel træning til at forbedre smerte og mobilitet hos personer med kroniske nakkesmerter (Tejera et al., 2020; Grassini 2022). Derudover kan VR være mere engagerende sammenlignet med traditionel træning og viser en yderligere forbedring af proprioception, smerter og nedsatte funktionelle begrænsninger (Cetin et al., 2022) ud over traditionel træning (Nusser et al., 2021). Disse miljøer distraherer også deltagere med CNP fra smerte under bevægelser med det formål at påvirke kinesiofobi positivt (Luque-Suarez et al., 2019). Derudover er disse effekter blevet foreslået at opstå som et resultat af øget øje-hoved-koordination, der kræves for succesfuldt at navigere og interagere med objekter i VR-miljøet (Revel et al., 1994: Humphreys & Irgens 2002), hvilket fremmer neural forbindelse mellem vestibulæren. system, nakke og øjne (Sarig et al., 2015). Disse miljøer kan også tilpasses til deltagernes præstationer og kræver komplekse og dynamiske bevægelser for at udføre bestemte opgaver. Disse bevægelser kan forbedre en persons opfattelse af cervikal position og finmotorisk kontrol, hvilket har vist sig at føre til en reduktion af symptomer på nakkesmerter (Jull et al., 2007; Röijezon et al., 2008). Vi har udviklet en ny sansemotorisk træningsopgave med augmented reality (AR), der fremmer målrettede målrettede handlinger med hoved og nakke. AR er defineret som teknologi, der overlejrer digitalt objekt eller information til den virkelige verden (Berryman 2012). AR giver deltagerne en unik mulighed for at deltage i træning, der kan gavne sansemotorisk kontrol af nakkebevægelser. Specifikt giver det brugere mulighed for at interagere med virtuelt objekt overlejret på deres faktiske miljø.

De gavnlige effekter af AR-træning kan faktisk forbedres ved at bruge gentagen transkraniel magnetisk stimulering (rTMS) før AR-træning. Specifikt kan rTMS leveret til den primære motoriske cortex skabe et miljø i den sensoriske motoriske cortex, der fremmer neuroplasticitet. Dette opnås gennem højfrekvent rTMS, som øger kortikal excitabilitet (León et al., 2018). Dette fremmer igen intraneuronal forbindelse og reorganisering opnået gennem sansemotorisk integration leveret af AR sensorimotorisk træningsopgave. Derudover muliggør rTMS neuroplasticitet og genoptræning af kortikale kredsløb. Dette kan bruges til at genoprette kortikal aktivitet, der er ændret hos patienter med CNP (León et al., 2018).

Ændringer i den primære motoriske cortex (M1) er blevet impliceret i smertenetværket, der understøtter CNP. Disse omfatter ændringer i det kortikale territorium (Elgueta-Cancino et al., 2019) og aktiveringsmønstre af området, der repræsenterer de berørte muskler under smertefulde og ikke-smertefulde hovedbevægelser (Beinert et al., 2017). Derudover er øget hviletilstand funktionel forbindelse mellem M1 og parietal cortex superior blevet forbundet med større lokal hyperalgesi (Coppieters et al., 2021). Tilsammen tyder disse resultater på, at ændret sansemotorisk behandling under motorisk kontrol af nakken fører til smerte. Dette understøttes af fund i subkliniske nakkesmerter, der har vist underskud i neuromuskulær kontrol af nakken (Zabihhosseinian et al., 2015), sensorimotorisk bearbejdning (Baarbé et al., 2016), sensorimotorisk integration og større hæmning af den motoriske cortex ( Baarbé et al., 2018) hos patienter med subkliniske nakkesmerter sammenlignet med raske kontroller. Som følge heraf kan ændringer i sansemotorisk kontrol mellem cortex og berørte muskler ledsage ændringer i smertesymptomer efter en sansemotorisk træningsintervention. Sensorimotorisk kontrol i CNP kan afspejles i kortikomuskulær kohærens (CMC). CMC er afledt af korrelationen mellem elektroencefalografi registreret over den primære motoriske cortex og elektromyografi registreret fra en aktiv muskel. CMC foreslås at afspejle informationsstrømmen fra den motoriske cortex til musklen, såvel som feedback fra musklen tilbage til den somatosensoriske cortex (Gross et al., 2000; Lim et al., 2014; McClelland et al., 2012 ; Riddle & Baker, 2005; Salenius et al., 1997; Witham et al., 2011). Hos raske deltagere, von Carlowitz-Ghori et al. (von Carlowitz-Ghori et al., 2015) viste, at CMC kan modificeres frivilligt. Under et steady state hold med tommelfingeren forbedrede deltagerne deres CMC-værdi gennem forskellige strategier såsom mentale billeder og opmærksomhed (von Carlowitz-Ghori et al., 2015). Tilsammen tyder disse resultater på, at CMC kan afspejle underskud i kortikal kontrol af bevægelse og kan bruges som en markør for forbedret sensorimotorisk kontrol mellem hjernen og den aktive muskel efter en træningsopgave implementeret ved hjælp af AR.

Formålet med vores undersøgelse er at undersøge brugen af ​​rTMS parret med en ny AR sensorimotorisk træningsopgave hos CNP-patienter for at inducere positive neuroplastiske ændringer for at bevirke midlertidig og langsigtet smertelindring. Derudover har denne undersøgelse til formål at afgøre, om AR fører til forbedringer i sansemotorisk kontrol af nakken målt gennem CMC. AR sensorimotorisk træning kan inducere kortikal reorganisering og forbedre motorisk funktion, hvilket fører til smertestillende virkninger hos patienter med CNP. Derudover er dette den første undersøgelse i CNP, der bruger CMC til at vurdere underskud observeret i den frivillige sansemotoriske kontrol af nakkemuskler.

Effektiv langsigtet smertelindring for ældre patienter med CNP er i øjeblikket et udækket medicinsk behov. Som sådan sigter dette arbejde på at implementere en innovativ teknik til at give meningsfuld og langvarig smertelindring. Denne intervention har til formål at bryde smertecyklussen og forbedre dagligdagens aktiviteter og livskvalitet i CNP. Dette er den første undersøgelse efter vores bedste viden, der kombinerer rTMS med AR til behandling af patient med CNP.