Visuelle Telerehabilitation bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen mit Hemianopsie infolge eines Hirntumors (HHREHAB)

Tumoren des Zentralnervensystems sind die zweithäufigsten bösartigen Erkrankungen im Kindesalter. Ein Hirntumor und seine Behandlung können das visuelle System auf verschiedenen Ebenen beeinträchtigen, von den Sehnerven (durch Kompression oder Infiltration) über subkortikale Strukturen wie den Colliculus superior (SC) und die lateralen Kniehöcker (LGN) bis hin zu den Sehnerven. optische Strahlungen und visuelle Kortizes. Kinder mit Hirntumoren können Sehbehinderungen wie verminderte Sehschärfe und Kontrastempfindlichkeit, Verlust des Farbsehens und Gesichtsfeldausfälle wie Hemianopsien aufweisen. Personen mit Hemianopsie haben Schwierigkeiten bei der Erkennung von Reizen im fehlerhaften Gesichtsfeld und weisen fehlerhafte Scan- und Explorationsfehler auf. Darüber hinaus zeigen sie eine Rotation und Kompression des Hörraums, was zu einer ungenauen Lokalisierung des Schalls über beide Hemiräume hinweg führt. Hemianopsie-Patienten entwickeln auf natürliche Weise Oculo-3D-MOTor-Strategien, um den Gesichtsfeldverlust auszugleichen, es müssen jedoch noch Verfahren zur visuellen Rehabilitation entwickelt werden, um die visuelle Wahrnehmung im blinden Feld zu optimieren/verbessern. Mehrere Studien zeigten, dass Personen mit Hemianopsie nach einem Stimulationsverfahren, bei dem akustische und visuelle Reize zeitlich und räumlich korreliert wurden, die visuelle Wahrnehmung im geschädigten Hemifeld verbessern konnten. Solche sich wiederholenden audiovisuellen Stimulationsprogramme induzieren im Laufe der Zeit eine funktionelle und anatomische Neuorganisation der visuellen Konnektivität in subkortikalen und kortikalen Strukturen, vermittelt durch Wahrnehmungslernen und synaptische Plastizität.

Die Forscher haben ein audiovisuelles Stimulationsverfahren entwickelt, das immersive virtuelle Realität (IVR) im Head-Mounted Display (HMD) als Bereitstellungsplattform nutzt. IVR ist ein aufstrebender und vielversprechender Ansatz für die visuelle und auditive Rehabilitation. Derzeit gibt es nur begrenzte praktische Ergebnisse darüber, ob diese Technologie für Patienten mit Sehbehinderung für den Heimgebrauch geeignet ist und ob sie in großem Maßstab eingesetzt werden kann. Einige Fallberichte/Studienreihen deuten auf eine potenzielle Wirksamkeit von IVR auf die visuelle Wahrnehmung bei Teenagern und jungen Erwachsenen hin, es sind jedoch weitere Informationen zum Einsatzpotenzial und zur Wirksamkeit dieser Technologie erforderlich.

Die Echtzeitmessung der Aufgabenleistung und neurophysiologischer Signale während des Eintauchens in die virtuelle Realität kann viele Vorteile bringen, von der Überwachung erfahrungsbezogener Faktoren bis hin zur Entwicklung von Bio-/Neuromarkern. Beim Multiple Object Tracking in 3D (3D-MOT) wird die visuelle Verfolgung und Erkennung direkt von der Geschwindigkeit der Kugeln beeinflusst und mithilfe eines angepassten Designs auf die Leistung der Teilnehmer zugeschnitten, um die Wahrnehmungsschwelle effizient zu erreichen und so die Wahrnehmungsfähigkeiten des Patienten ständig auf die Probe zu stellen . Der von den Teilnehmern erzielte Fortschritt kann anhand von Echtzeitmessungen wie der Geschwindigkeit der Kugeln, dem Prozentsatz positiver Treffer und der Reaktionszeit bewertet werden. Als Lerneffekt steigern sich diese Ergebnisse natürlich im Laufe der Sitzungen (in unserem Umfeld im Allgemeinen etwa 5–6 Sitzungen), stabilisieren sich dann aber schnell. Weitere Leistungsfortschritte hängen mit einer Verbesserung des Sehvermögens zusammen, da in unseren Pilotstudien eine starke Korrelation zwischen der Leistung bei 3D-MOT und den Ergebnissen des funktionellen Sehvermögens beobachtet wird.

Eye-Tracking misst die Augenposition und -bewegung anhand der Pupillenposition, um auf Fixierung, Blickdauer, Sakkadengeschwindigkeiten und Sakkadenamplituden zu schließen, die insgesamt Strategien aufzeigen, die zu einer erfolgreichen Erkennung und Verfolgung führen. Eye-Tracking wurde während der 3D-MOT-Aufgabe ausgiebig verwendet, um die Strategien der Aufmerksamkeitsverteilung während der visuellen Verfolgung zu beschreiben. Ziel-/Kopf-/Augenverfolgungsmessungen (Positionen werden alle 14 ms – 90 Hz aufgezeichnet) werden verwendet, um die von den Teilnehmern entwickelten visuellen Strategien (Kopfbewegung, Sakkaden, Fixierung, sanfte Verfolgung) zur Verfolgung der Ziele in 3D-MOT zu untersuchen.

Es wurde postuliert, dass die Wiederherstellung und Wiederherstellung des Gesichtsfeldes nach einer Hemianopsie sowohl auf einer verbesserten Funktion des periläsionalen Gewebes als auch auf der Rekrutierung zusätzlicher kortikaler Strukturen beruht, um die Funktion der dauerhaft geschädigten Zentren zu übernehmen. Es fehlen jedoch Längsschnittstudien, die funktionelle und strukturelle Veränderungen im visuellen System vor und nach der Behandlung detailliert beschreiben. EEG-Aufzeichnungen bei Personen mit Hemianopsie zeigten eine gewisse Restaktivität in V1. Hier wird die Gehirnaktivität in V1 vor und nach der Behandlung und im Vergleich zwischen der Kontroll- und der behandelten Gruppe mithilfe des visuell evozierten Potenzials (VEP) gemessen. Veränderungen der Netzhautanatomie werden zwischen der Kontrollgruppe und der behandelten Gruppe untersucht, indem die Integrität des Ganglienzellkomplexes (GCC) und die Dicke der retinalen Nervenfaserschicht (RNFL) gemessen werden, was auf eine Atrophie der retinalen Ganglienzellen hinweist, unter Verwendung der optischen Kohärenztomographie im Spektralbereich (SD-OCT). ein nicht-invasives Bildgebungsverfahren. Gehirnscans (Diffusions-MRT, Retinotopie) werden mithilfe eines 3T-MRT am Standort Toronto durchgeführt (Advanced MRI, Toronto Western Hospital, University Health Network), um die Integrität (optische Strahlung) und Aktivität (primärer visueller Kortex) des visuellen Systems sichtbar zu machen zwischen Kontroll- und behandelter Gruppe.

Hypothese: Das audiovisuelle 3D-MOT IVR-Stimulationsprogramm zu Hause verbessert die visuelle Wahrnehmung (primärer Endpunkt Esterman-Binokularfeldtest, +3 wahrgenommene Punkte) im Blindfeld von Personen mit Hemianopsie und Erhöhung der Kontrastempfindlichkeit, Fixierungsstabilität, Lesegeschwindigkeit und Qualität von Leben (sekundäre Ergebnisse).

Nach dem ORBIT-Modell handelt es sich um eine prospektive, randomisierte, kontrollierte, multizentrische Cross-Over-Studie der Phase IIa/b mit Einzelblindheit (für den Prüfer), an der fünf akademische Zentren in Kanada beteiligt sind (St. Justine – Montreal, CHUL – Quebec, Alberta Children’s). Krankenhaus – Calgary, BC Children's Hospital – Vancouver und Hospital for Sick Children – Toronto) durchgeführt. Die Teilnehmer werden in zwei Gruppen randomisiert: Gruppe 1 erhält in den ersten 8 Wochen keine Behandlung und startet dann das 3D-MOT IVR-Programm. Gruppe 2 beginnt mit 3D-MOT IVR und wechselt dann zu einem Beobachtungszeitraum von 8 Wochen. Unter Verwendung dieses Crossover-Designs werden Ergebnismessungen in Woche 8 (W8 – Periode 1) die Wirksamkeit der 3D-MOT-Stimulation zwischen der nicht behandelten Kontrollgruppe (G 1) und der behandelten Gruppe (G 2) bewerten (unabhängige Messungen). Die Bewertung der primären Ergebnisse in Woche 16 (W16 – Periode 2) misst die Wirksamkeit von 3D-MOT IVR innerhalb der Gruppe 1 (interne Kontrolle, wiederholte Maßnahmen) und die Nachhaltigkeit der Behandlung in Gruppe 2 (wiederholte Maßnahmen). Visuelle Beurteilungen werden zu Studienbeginn sowie nach 8 und 16 Wochen durchgeführt, mit Nachuntersuchungen nach 20 und 40 Wochen (W21, W42).

Bevölkerung:

Männliche und weibliche Personen im Alter von 10 bis 40 Jahren, bei denen eine Hemianopsie als Folge eines Gehirntumors diagnostiziert wurde und bei denen keine vorherigen visuellen Rehabilitationsmaßnahmen durchgeführt wurden.

Intervention:

3D-MOT in immersiver virtueller Realität:

• 1 Sitzung alle 2 Tage (± 1 Tag) für 8 Wochen (insgesamt 28 Sitzungen)
• 1 Sitzung = 3 Blöcke mit 15 audiovisuellen Stimulationsaufgaben (2 Minuten Pause zwischen jedem Block).
• 1 Aufgabe = 20 Sekunden audiovisuelle IVR-Stimulation (3D-MOT + korrelierter Ton). Die Ruhezeit beträgt 30 Sekunden. bis 2 Min. zwischen Blöcken. 1 Sitzung dauert 19 Minuten. Die Dauer der Teilnahme des Probanden beträgt 8 Monate, einschließlich Nachbeobachtung. Behandlungszeitraum: 8 Wochen Nachbeobachtungszeitraum: 6 Monate Die erwartete Häufigkeit und Dauer der Studienbesuche (voraussichtlicher Zeitaufwand) für die Studienteilnehmer Screening-/Einschlussbesuch: 2–3 Stunden (Besuch 1) Periodenwechselbesuch: 1,5 Stunden (Besuch 2). ) Letzter Besuch: 2 Stunden (Besuch 3) Folgebesuch 1 Monat: 1,5 Stunden (Besuch 4) Folgebesuch 6 Monate: 1,5 Stunden (Besuch 5)

Primärer Endpunkt, der Esterman-Binokular-Feldtest, wird in der Augenklinik der teilnehmenden Zentren zu Studienbeginn, in Woche 8, Woche 16 und bei der Nachuntersuchung in Woche 21 und Woche 42 durchgeführt.

Für die an der Studie teilnehmenden Teilnehmer bestehen keine Risiken. Die Verwendung von IVR kann bei kontinuierlicher Stimulation über 10 Minuten zu mäßigem Schwindel, Übelkeit oder Orientierungslosigkeit führen. Wenn während der IVR-Stimulation Übelkeit, Schwindel oder Orientierungslosigkeit auftreten, stellt das Stoppen der VR-Stimulation den Normalzustand sofort wieder her.

Die IVR-Empfindlichkeit der Teilnehmer wird anhand des VRISE-Fragebogenscores (Virtual Reality Induced Symptoms and Effects) bei der Aufnahme beurteilt (Ausschlusskriterien: drei (3) aufeinanderfolgende VRISE-Scores <25). Die kontinuierliche VR-Stimulation zu Hause dauert 5 Minuten und liegt unterhalb der kritischen 10-Minuten-Schwelle, die Auswirkungen und Symptome hervorruft.

Bias-Minimierung:

• Der Selektionsverzerrung wird begegnet, indem die Teilnehmer mithilfe eines permutierten Block-Randomisierungsansatzes (Blockgröße = 2) nach dem Zufallsprinzip einer Behandlungs- oder Referenzgruppe zugeordnet werden.
• Der Fluktuationsverzerrung wird dadurch entgegengewirkt, dass alle randomisierten Teilnehmer in die Studie einbezogen werden (Intention-to-Treat-Analyse).
• Leistungs- und Erkennungsverzerrungen werden teilweise kontrolliert, da die Prüfer des primären Ergebnisses gegenüber der zugewiesenen Gruppe blind sind (Einzelverblindung).
• Die Verzerrung der Berichterstattung wird minimiert, indem alle statistisch und klinisch signifikanten und nicht signifikanten Ergebnisse in Veröffentlichungen gemeldet werden.

Verfahren zur Überwachung der Themenkonformität. Die Einhaltung wird in Echtzeit nach jedem Aufgabenblock überwacht. Die Daten werden über WLAN in einer CSV-Datei an einen dedizierten und gesicherten Laborcomputer gesendet Datei mit Datum, Uhrzeit, Dauer und Leistung der durchgeführten 3D-MOT IVR-Stimulation. Wenn 72 Stunden lang keine Dateien eingegangen sind, wird das Forschungsteam die Teilnehmer telefonisch und/oder per E-Mail kontaktieren, um sich über das Fehlen empfangener Daten zu erkundigen. Es werden entsprechende Maßnahmen ergriffen. Die Erfahrung zeigt, dass der Hauptgrund für das Ausbleiben von Daten über 72 Stunden eine unterbrochene WLAN-Verbindung ist. Sobald die WLAN-Verbindung wiederhergestellt ist, werden alle nicht gesendeten Daten automatisch mit Zeitstempel gesendet.

Sicherheitsparameter:

AEs werden die Sicherheitsendpunkte sein. Bekannte Nebenwirkungen, die durch IVR-Stimulation hervorgerufen werden, sind Übelkeit, Schwindel und Orientierungslosigkeit. Der Schweregrad dieser UE wird mithilfe des validierten VRISE-Fragebogens40 bewertet. Drei (3) aufeinanderfolgende VRISE-Werte <25 gelten als UE.

Der VRISE-Fragebogen wird nach jeder Sitzung zu Hause (alle 2 Tage) elektronisch aufgezeichnet (.csv-Datei) und in Echtzeit über WLAN an einen dedizierten und gesicherten Laborcomputer gesendet.

Die UE-Berichterstattung beginnt zum Zeitpunkt der Unterzeichnung der Einverständniserklärung (Screening) und wird bis zur Entlassung aus der Studie fortgesetzt. AEs werden hervorgerufen durch:

• spontaner Bericht von Teilnehmern, Partnern/Betreuern und/oder Gesundheitspersonal,
• durch 3 aufeinanderfolgende VRISE-Werte < 25,
• durch Beobachtung (durch die Prüfer und/oder das Gesundheitspersonal). Nebenwirkungen aufgrund der IVR-Stimulation verschwinden, sobald die Stimulation aufhört. Die Ermittler werden den Teilnehmer 24 Stunden lang telefonisch oder per E-Mail nachverfolgen und den Schweregrad der UE mithilfe des VRISE-Fragebogens beurteilen.

Statistische Methoden:

Die Analyse erfolgt nach einem Intention-To-Treat (ITT)-Ansatz. Die Ergebnisse werden anhand deskriptiver Statistiken (einschließlich Häufigkeitsverteilungen, einem Maß für die zentrale Tendenz und einem Maß für die Streuung) des primären Ergebnisses, der durchschnittlichen VRISE-Werte und der sekundären Ergebnisse gemeldet. Die Daten werden mit der Statistiksoftware JASP analysiert. Der statistische Vergleich zwischen den beiden Gruppen und Schichten für das primäre Ergebnis wird unter Verwendung einer bayesschen und frequentistischen Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen durchgeführt.