Virtual-Reality-basierte Rehabilitation im Vergleich zur konventionellen Therapie bei Patienten mit chronischen Kreuzschmerzen

Chronische Kreuzschmerzen gehören zu den weltweit häufigsten muskuloskelettalen Erkrankungen und stellen aufgrund ihrer hohen sozioökonomischen Belastung sowie ihrer Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit, Lebensqualität und Arbeitsfähigkeit ein bedeutendes Problem der öffentlichen Gesundheit dar. Neben körperlichen Einschränkungen zeigen Patienten mit chronischen Kreuzschmerzen häufig psychosoziale Faktoren wie Bewegungsangst (Kinesiophobie), Stress, Angst und depressive Symptome, die zur Aufrechterhaltung von Schmerzen und Behinderung beitragen können.

Die konventionelle Physiotherapie bleibt ein Eckpfeiler in der Behandlung chronischer Kreuzschmerzen. Die Behandlung umfasst in der Regel therapeutische Übungen zur Verbesserung der Wirbelsäulenbeweglichkeit, Haltungskontrolle, Muskelkraft, Balance und funktioneller Bewegungsmuster. Trotz der Wirksamkeit der bewegungsbasierten Rehabilitation kann die Aufrechterhaltung der Patient:innenmotivation und der langfristigen Therapietreue schwierig sein, insbesondere bei Personen mit anhaltenden Symptomen.

In den letzten Jahren wurden Virtual-Reality-Technologien zunehmend als unterstützende Werkzeuge in der Rehabilitation untersucht. VR-Systeme ermöglichen die Erstellung interaktiver therapeutischer Umgebungen, die Echtzeit-Feedback in visueller und auditiver Form bieten. Diese Art von Feedback kann das motorische Lernen erleichtern, die Bewegungsqualität verbessern und das Patient:innenengagement während der Therapie steigern.

Ziel dieser Studie ist es, die Wirksamkeit einer durch Virtual Reality unterstützten Rehabilitation im Vergleich zur konventionellen Physiotherapie bei Patienten mit chronischen Kreuzschmerzen zu bewerten. Die Studie wird als prospektive randomisierte kontrollierte Studie durchgeführt und umfasst 80 Teilnehmer im Alter von 40-65 Jahren, bei denen chronische Kreuzschmerzen seit mindestens drei Monaten diagnostiziert wurden.

Die Altersspanne von 40-65 Jahren wurde gewählt, um die funktionelle Heterogenität innerhalb der Studienpopulation zu reduzieren und den Einfluss altersbedingter Faktoren auf Balance, Mobilität und Haltungskontrolle zu begrenzen. Personen dieser Altersgruppe repräsentieren eine häufig von chronischen Kreuzschmerzen betroffene Population, die in der Regel über ausreichende funktionelle Kapazitäten verfügt, um an einem strukturierten Rehabilitationsprogramm teilzunehmen.

Die Teilnehmer werden einer von zwei Gruppen zugeteilt: einer experimentellen Gruppe, die eine konventionelle Rehabilitation ergänzt durch nicht-immersives Virtual-Reality-Training erhält, und einer Kontrollgruppe, die ausschließlich konventionelle Rehabilitation erhält. Das Rehabilitationsprogramm wird vier Wochen dauern.

Die Teilnehmer werden während des Rehabilitationsprogramms auf potenzielle unerwünschte Ereignisse überwacht. Besondere Aufmerksamkeit wird Symptomen gewidmet, die möglicherweise mit der Nutzung von Virtual Reality in Verbindung stehen, wie Schwindel, Übelkeit, visuelles Unbehagen oder verstärkte Schmerzen. Alle von Teilnehmern berichteten oder von der Physiotherapeutin beobachteten unerwünschten Ereignisse werden dokumentiert.

Die Therapietreue wird durch Aufzeichnung der Anwesenheit bei jeder Therapiesitzung in einem standardisierten Therapieprotokoll überwacht, das von der behandelnden Physiotherapeutin geführt wird. Das Protokoll dokumentiert die Anzahl der abgeschlossenen Sitzungen sowie versäumte Sitzungen. Teilnehmer, die das vierwöchige Rehabilitationsprogramm nicht abschließen, werden nicht in die abschließende Analyse einbezogen.

Das Rehabilitationsprogramm wird für alle Teilnehmer standardisiert sein. Ein vordefiniertes Rehabilitationsprotokoll wird verwendet, um die Konsistenz der therapeutischen Verfahren über alle Teilnehmer und Behandlungssitzungen hinweg sicherzustellen. Alle Übungen werden unter Aufsicht einer im Studienprotokoll geschulten Physiotherapeutin durchgeführt. Struktur, Dauer und Intensität der Rehabilitationssitzungen werden zwischen den Gruppen vergleichbar sein, wobei der einzige Unterschied darin besteht, dass in der experimentellen Gruppe ein Teil der konventionellen Übungen durch Virtual-Reality-basiertes Training ersetzt wird.

In der experimentellen Gruppe wird ein Teil der konventionellen Übungen durch Training mit dem Tecnobody Homing Studio-System ersetzt, einer nicht-immersiven Virtual-Reality-Plattform, die mit einer dreidimensionalen Kamera zur markerlosen Bewegungsanalyse ausgestattet ist. Das System ermöglicht die Echtzeit-Visualisierung der Patient:innenbewegungen und bietet visuelles und auditives Biofeedback bezüglich Bewegungssymmetrie, Gelenkbeweglichkeit und Rumpfkontrolle während aufgabenorientierter Übungen.

Ein nicht-immersives Virtual-Reality-System wurde ausgewählt, um die Kompatibilität mit routinemäßigen klinischen Rehabilitationsumgebungen sicherzustellen und eine kontinuierliche Überwachung durch die Physiotherapeutin zu ermöglichen. Im Gegensatz zu immersiven Head-Mounted-Display-Systemen ermöglicht nicht-immersives VR den Patienten, den visuellen Kontakt mit der realen Umgebung aufrechtzuerhalten, was die Bewegungsverbesserung erleichtert und die Wahrscheinlichkeit von Desorientierung oder Cybersickness verringert. Darüber hinaus ermöglicht diese Art von System eine natürlichere Ausführung von Übungen, die Ganzkörperbewegungen und Haltungskontrolle beinhalten, was bei Patienten mit chronischen Kreuzschmerzen besonders relevant ist.

Die Virtual-Reality-Übungen konzentrieren sich auf die Verbesserung der Bewegungsqualität, Haltungsstabilität, Koordination und funktionellen Bewegungskontrolle. Übungen, die in der virtuellen Umgebung durchgeführt werden, entsprechen hinsichtlich Bewegungsmustern, beteiligten Körpersegmenten und Übungsintensität denen, die in der Kontrollgruppe mit konventionellen therapeutischen Übungen durchgeführt werden.

Um die Vergleichbarkeit zwischen den Gruppen sicherzustellen, ersetzt das Virtual-Reality-Training einen Teil der konventionellen Übungen, anstatt als zusätzliche Intervention hinzugefügt zu werden. Dieser Ansatz wurde gewählt, um eine vergleichbare Gesamtdauer und Intensität der Rehabilitation in beiden Gruppen beizubehalten und den Einfluss von Unterschieden in der Therapiedosis auf die Studienergebnisse zu minimieren.

Die geschätzte Stichprobengröße von 80 Teilnehmern wurde bestimmt, um ausreichende statistische Power zu bieten, um klinisch bedeutsame Unterschiede zwischen den Studiengruppen zu erkennen.

Ergebnisbewertungen werden zu drei Zeitpunkten durchgeführt: vor Beginn der Intervention, unmittelbar nach Abschluss des vierwöchigen Rehabilitationsprogramms und bei einer Nachuntersuchung nach acht Wochen. Die Nachuntersuchung wurde eingeschlossen, um zu bewerten, ob die während der Rehabilitation erzielten Effekte nach Abschluss der Therapie aufrechterhalten werden.

Das Bewertungsprotokoll umfasst Messungen von Balance, Haltung, Körperzusammensetzung, Gelenkbeweglichkeit, Kraft und Ausdauer der unteren Extremitäten, Schmerzintensität, Druckschmerzschwelle, Kinesiophobie, wahrgenommenem Stress, Angst und Depression, funktioneller Behinderung, Lebensqualität und Motivation für körperliche Aktivität.

Funktionelle Bewertungen umfassen Balancetests mit dem Modified Clinical Test of Sensory Interaction on Balance (mCTSIB), Haltungsbewertung durch visuelle Analyse unterstützt durch Bewegungsanalysesoftware, Messung der Körperzusammensetzung mit einem Tanita-Körperzusammensetzungsanalysator, Bewertung der Gelenkbeweglichkeit durch digitale Goniometrie und den Otto-Schober-Test sowie Bewertung von Kraft und Ausdauer der unteren Extremitäten mit dem Sit-to-Stand-Test. Die Schmerzintensität wird mit der Numerischen Rating-Skala (NRS) bewertet, während die Druckschmerzschwelle mit einem digitalen Algomesser gemessen wird.

Psychosoziale Variablen umfassen Kinesiophobie bewertet mit der Tampa Scale of Kinesiophobia (TSK-11), wahrgenommenen Stress gemessen mit der Perceived Stress Scale (PSS-10), Angst und Depression bewertet mit der Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), funktionelle Behinderung bewertet mit dem Oswestry Disability Index (ODI) und dem Roland-Morris Disability Questionnaire (RMDQ), Lebensqualität gemessen mit dem WHOQOL-BREF-Fragebogen und Motivation für körperliche Aktivität bewertet mit einem adaptierten Fragebogen zur intrinsischen Motivation.

Die statistische Analyse wird mit geeigneten deskriptiven und inferentiellen statistischen Methoden durchgeführt, wobei das Signifikanzniveau auf p < 0,05 festgelegt ist. Zusätzlich zu den primären Vergleichen zwischen den Gruppen werden explorative Analysen durchgeführt, um potenzielle Zusammenhänge zwischen psychosozialen Faktoren (einschließlich Kinesiophobie und wahrgenommenem Stress) und Veränderungen in funktionellen motorischen Ergebnissen zu untersuchen. Design, Durchführung und Berichterstattung der Studie folgen den Consolidated Standards of Reporting Trials (CONSORT)-Richtlinien für randomisierte kontrollierte Studien.

Alle erhobenen Daten werden anonymisiert und sicher gespeichert. Der Zugriff auf den Datensatz wird auf autorisierte Mitglieder des Forschungsteams beschränkt, um die Vertraulichkeit der Teilnehmerinformationen zu gewährleisten.

Die Ergebnisse der Studie werden voraussichtlich zur wachsenden Evidenzbasis über den Einsatz von Virtual Reality in der muskuloskelettalen Rehabilitation beitragen und können die Integration von VR-basiertem Training in evidenzbasierte Rehabilitationsprogramme für Patienten mit chronischen Kreuzschmerzen unterstützen.

Die Teilnehmer werden mithilfe einer computergenerierten Randomisierungssequenz mit einem 1:1-Verhältnis zufällig entweder der experimentellen oder der Kontrollgruppe zugewiesen. Die Verdeckung der Zuteilung wird durch versiegelte, undurchsichtige, fortlaufend nummerierte Umschläge sichergestellt, die von einem unabhängigen Forscher vorbereitet werden, der nicht an der Teilnehmerrekrutierung oder Ergebnisbewertung beteiligt ist. Nach der Basisbewertung wird der Umschlag entsprechend der Sequenznummer des Teilnehmers geöffnet, um die Gruppenzuteilung zu offenbaren.