IVR en Rehabilitación Motora (IVR_MOT)

ANTECEDENTES Las lesiones deportivas son un obstáculo importante tanto para el rendimiento deportivo como para el mantenimiento de un estilo de vida saludable que implique una actividad física continua y regular. En Italia, cada año hay aproximadamente 300.000 admisiones en urgencias entre 20 millones de personas que practican deportes.

En lo que respecta al deporte de competición, los horarios de competición densos, los ritmos vertiginosos y la presión creciente que experimentan los deportistas determinan el aumento de la frecuencia de las lesiones. Las lesiones resultan en períodos de abstención de competencias y afectan el equilibrio psicofísico de los atletas. Por estos motivos, las lesiones deportivas tienen importantes costes directos e indirectos y la fisioterapia pretende recuperar la función motora para garantizar la vuelta a la práctica deportiva de la forma más rápida y segura.

Cualquier forma de rehabilitación motriz, tanto en los casos de daño del sistema nervioso central como en los relacionados con problemas periféricos (como en la mayoría de las lesiones deportivas), se basa en los conceptos de plasticidad y compensación. En otras palabras, la posibilidad de recuperación implica que el sistema pueda reorganizarse. En términos prácticos, la ciencia de la rehabilitación en su forma actual intenta promover directamente el ejercicio activo y repetitivo del sistema (motor) dañado. Esta lógica, es decir, el proceso que se basa principalmente en la ejecución de la acción, tiene un límite intrínseco importante que obstaculiza el tratamiento: trabaja directamente con el funcionamiento motor que, sin embargo, está comprometido, incluso en forma severa. Sin embargo, se ha sugerido recientemente que el sistema motor puede activarse simplemente observando el propio cuerpo realizando los movimientos, sin ninguna ejecución real del movimiento. En línea con ello, y aprovechando el carácter multisensorial y la sensación de presencia y corporeidad que proporciona la realidad virtual inmersiva (IVR), se ha demostrado que es posible crear una experiencia ilusoria en la que un cuerpo virtual en movimiento (avatar) se desplaza temporalmente. se convirtió en el propio cuerpo en movimiento (la llamada encarnación). Además, esta experiencia activa el sistema motor de una manera similar a la activación de los propios movimientos reales. Por lo tanto, en tales condiciones, los movimientos (ilusorios) del cuerpo virtual encarnado se integran en el sistema motor del participante.

Con base en estas consideraciones teóricas, el presente proyecto propone emplear el IVR para probar un posible cambio drástico en el enfoque de rehabilitación que evitaría/limitaría el problema de la (deficiente) ejecución motora. La hipótesis principal es que la simple observación de un cuerpo virtual en movimiento, que es percibido como propio, permitiría acceder al sistema motor hasta el punto de promover la recuperación funcional. En otras palabras, el objetivo es acceder al funcionamiento motor a través del sistema somatosensorial (intacto), más que a través del motor (dañado). Además, dicho procedimiento brinda la posibilidad de realizar al menos una parte del tratamiento de forma remota.

OBJETIVOS

El presente proyecto de investigación sobre rehabilitación deportiva tiene los siguientes objetivos:

1. Validar un protocolo de rehabilitación en realidad virtual inmersiva (IVR) para la restauración de funciones motoras tras lesiones periféricas de miembros inferiores. El protocolo se basaría en la observación de las acciones más que en su ejecución. La lógica detrás de esta idea es que la activación indirecta del sistema motor a través de la observación del "propio" cuerpo virtual que realiza ejercicios físicos reclutaría los mismos mecanismos neurocognitivos que los involucrados en el control motor real y la ejecución de la acción. Esto mejoraría la recuperación motora potenciando significativamente la rehabilitación física.
2. Desarrollar un protocolo estándar que combinaría el enfoque neurocientífico basado en IVR y los estándares de rehabilitación deportiva y crearía un nuevo enfoque que complementaría la rehabilitación clásica y podría ejecutarse de forma remota en casa.

MUESTRA Los participantes serán reclutados en los centros de fisioterapia HastaFisio y Centro di Medicina Preventiva e dello Sport dell'Università degli Studi di Torino; la muestra estará compuesta por adultos (rango de edad de 18 a 65 años) que se sometieron a un esguince de rodilla y/o cirugía de ligamentos y/o meniscos de la rodilla después de lesiones musculoesqueléticas de la rodilla. El tamaño de la muestra se estimó en función de un análisis de potencia a priori para ANOVA 3x3 de efectos mixtos con el tiempo (pre, medio y posterior) como factor dentro del sujeto y el grupo (experimental, control activo, sin VR) como factor entre sujetos. Para alcanzar una potencia de 0,80 con un tamaño del efecto medio (f = 0,25) y nivel alfa fijado en 0,05, el tamaño de muestra necesario es de 36 (12 participantes por grupo). El estudio reclutará a 45 participantes (15 por grupo) para dar cuenta de posibles abandonos.

MÉTODOS La primera sesión experimental tendrá lugar dentro de las dos semanas posteriores a la cirugía de rodilla y la intervención de entrenamiento IVR tendrá una duración de seis semanas, en paralelo con la primera fase de rehabilitación física estándar. El protocolo de entrenamiento IVR implica observar un avatar virtual en perspectiva en primera persona (Grupo Experimental), o en perspectiva en tercera persona (Grupo Control Activo); otro grupo de control (sin entrenamiento IVR) se someterá solo al entrenamiento físico estándar. En el escenario virtual, el avatar realizará una serie de ejercicios de rehabilitación (ver detalles a continuación). Antes (T0), en medio (T1) y después (T2) de la intervención, se evaluarán las funciones neuromusculares con una batería de pruebas clínicas estándar (ver detalles a continuación). Además, para evaluar la eficacia del procedimiento IVR, la realización se medirá a través de un cuestionario ad hoc en los mismos momentos.

Medidas:

En T0, T1 y T2 se recogerá la siguiente batería de pruebas:

1. Antes de la sesión de entrenamiento de IVR:

   • escala IKDC (formulario de evaluación subjetiva de la rodilla del comité internacional de documentación de la rodilla);
   • Sentido de posición articular medido con GyKo (herramienta de medición inercial);
   • Rango de movimiento de extensión de rodilla medido con GyKo (herramienta de medición inercial);
   • Fuerza máxima de los extensores de la rodilla medida mediante dinamómetro manual;
   • Escala analógica visual (EVA) para el dolor después de la contracción máxima.

2. Durante la sesión de entrenamiento de IVR:

   - Cuestionario de realización una vez finalizados los ejercicios.

3. Después de la sesión de entrenamiento de IVR:

   • Familiaridad subjetiva con cada ejercicio presentado en el entrenamiento IVR;
   • Comentarios subjetivos generales sobre la sesión de IVR. Tenga en cuenta que las medidas fisiológicas clínicas (sentido de la posición de las articulaciones, extensión de la rodilla, fuerza máxima de los extensores de la rodilla) se registrarán para ambas piernas.

Capacitación:

Todos los grupos de participantes seguirán dos veces por semana el protocolo estándar de entrenamiento físico que incluirá ejercicios de fuerza, equilibrio y flexibilidad. Además, los grupos de control Experimental y Activo participarán en el entrenamiento IVR administrado los mismos días que el entrenamiento físico, siempre antes del mismo. El entrenamiento IVR se administrará a través de una pantalla montada en la cabeza que permite presentar entornos 3D inmersivos con un campo de visión de 360°. La escena virtual contendrá un gimnasio con algunos equipos estándar y un avatar virtual en tamaño natural, del mismo género que los participantes. El avatar se verá ya sea desde la perspectiva de primera persona (es decir, como si el avatar reemplazara el cuerpo real; Grupo experimental), o desde la perspectiva de tercera persona (es decir, como si fuera otra persona observada de lado; Grupo activo). grupo de control). Después de la fase inicial de familiarización e inmersión, el avatar realizará una serie de ejercicios (extensión de rodilla sentado, sentadilla, estocada hacia adelante, subir y bajar de un escalón, sentadilla dividida, prueba de equilibrio en Y de alcance anterior), 3 circuitos con 8 repetición de cada ejercicio, que imitan una sesión de rehabilitación física real. El avatar realizará los ejercicios del lado de la pierna lesionada (en los casos en que los ejercicios sean con una sola pierna).

Análisis:

Los datos obtenidos en las pruebas y cuestionarios descritos anteriormente se compararán entre los tres grupos (Experimental, Control activo y Sin entrenamiento IVR) y dentro de los tres puntos de tiempo (T0, T1, T2) usando un ANOVA de efectos mixtos 3x3 con Tiempo como factor intrasujeto y el grupo como factor intersujeto. La hipótesis es que el grupo Experimental mostrará una mayor mejora en el rendimiento funcional de la extremidad lesionada que el grupo de control Activo y el grupo de entrenamiento No IVR.

IMPLICACIONES DEL PROYECTO Desde la perspectiva teórica, el proyecto será el primero en evidenciar el papel fundamental de los mecanismos neurocognitivos que subyacen a la representación consciente del propio cuerpo en la rehabilitación motora de lesiones periféricas. De hecho, en el momento actual, solo unos pocos estudios sugieren que la simple representación de un cuerpo como propio (sin necesidad de realizar movimientos) influye en el sistema motor. Solo un estudio examinó si esto podría tener una influencia positiva en el funcionamiento motor; sin embargo, esos resultados se recogieron en pacientes con lesiones cerebrales y no periféricas. Por estas razones, el proyecto ofrece un nuevo enfoque de la rehabilitación que se basa en hipótesis bien sustentadas en los conocimientos teóricos existentes pero que permanecen inexploradas experimentalmente. Demostrar que la ilusión de que el propio cuerpo se mueve puede promover la activación de áreas cerebrales implicadas en la planificación y ejecución motora (p. ej., planificación y ejecución de ejercicios de rehabilitación deportiva), y por tanto, mejorar la deficiente funcionalidad motora, sería un hallazgo científico novedoso . Además, demostrar que el sistema motor puede verse afectado a través de las señales relacionadas con el cuerpo a través de las propiedades de un cuerpo virtual, incluso en caso de lesiones periféricas, crea nuevas oportunidades en el contexto más general de la rehabilitación motora.

En términos de impacto en la ciencia de la rehabilitación, los efectos de los resultados del proyecto aparecerán en varios niveles, ya que propone un cambio radical en el enfoque de la rehabilitación deportiva. La pérdida de la función motora como resultado de lesiones deportivas es un evento debilitante con una cascada de consecuencias negativas. El estado del arte de la rehabilitación incluye protocolos estándar que se basan en la ejecución de movimientos y que deben realizarse en estructuras debidamente equipadas (gimnasios de centros de rehabilitación). En primer lugar, el entrenamiento IVR no requiere la ejecución de ningún movimiento físico y, por lo tanto, puede servir como una valiosa adición a los protocolos de rehabilitación estándar, o incluso reemplazar algunas sesiones de rehabilitación física. En segundo lugar, el entrenamiento en IVR se puede realizar de forma remota y autónoma por parte del paciente, lo que supone una importante ventaja para cualquier tipo de intervención, especialmente ante la situación actual de pandemia mundial. Estos dos elementos podrían reducir en gran medida el tiempo y el esfuerzo acumulados invertidos en la recuperación de las lesiones. En tercer lugar, este enfoque es muy flexible por naturaleza y puede complementarse con otras técnicas y medidas del comportamiento motor (p. ej., cinemática del movimiento, actividad eléctrica cerebral, medidas de la actividad del sistema nervioso autónomo, etc.), según las necesidades específicas. y nivel de complejidad.