Ruumiillinen virtuaalitodellisuus krooniseen kipuun

Noin 1 viidestä sairastuneesta henkilöstä krooninen kipu on uskomattoman laajalle levinnyt maailmanlaajuisesti. Valitettavasti tavallinen opioiderginen hoito ei johdonmukaisesti anna riittävää helpotusta, ja se on usein sidottu haittatapahtumiin. Virtuaalitodellisuus (VR) on uusi ja innovatiivinen lähestymistapa kivunhallintaan, ja se luo interaktiivisia, multimodaalisia aistiärsykkeitä, jotka ovat osoittaneet huomattavaa menestystä kivun vähentämisessä. Paljon tutkimusta on keskittynyt VR:n kykyyn siirtää potilaiden huomio pois kivusta; nämä menetelmät tarjoavat kuitenkin vain ohimenevää helpotusta häiriötekijöiden avulla eivätkä sen vuoksi tarjoa pitkäaikaista kipua lievittävää hoitoa. Erilainen ja lupaava terapeuttinen lähestymistapa on käyttää VR:ää ruumiillistuneena simulointitekniikkana, jossa virtuaalisia kehon illuusioita voidaan käyttää parantamaan kehon havaitsemista ja tuottamaan mahdollisesti kestävämpää analgesiaa.

Kehon havainnointihäiriöt (eli muutokset kehon havaitsemisessa) tunnustetaan yhä useammin kroonisen kivun olennaiseksi piirteeksi. Terveisiin yksilöihin verrattuna kroonisesta kivusta kärsivillä potilailla on muutoksia kehon havaitsemiseen liittyvillä hermoalueilla. Subjektiivisesti kroonista kipua sairastavat potilaat raportoivat poikkeavuuksista kehon havaitsemisessa, joihin sisältyy muutoksia havaitussa muodossa, koossa tai värissä, jotka poikkeavat objektiivisesta arvioinnista (esim. kipeiden ruumiinosien kokeminen laajentuneena, kiertyneenä tai muuten vääristyneenä). Lisäksi kehon havainnon vääristymisen aste korreloi positiivisesti kivun kanssa, jolloin voimakkaammasta kivusta kärsivät raportoivat myös laajemmista kehon havaintohäiriöistä. Mielenkiintoista on, että interventiot, joilla pyritään vähentämään kehon havainnon vääristymistä vastaavasti lievittämään kipua, ja useat tutkimukset ovat osoittaneet, että kehon havainnoinnin modulointi (ei-virtuaalisia) kehon illuusioita (eli havaitun suoritusmuodon moniaistisia modulaatioita) avulla voi saada aikaan merkittävää ja jopa jatkuvaa analgesiaa kroonista kipua kärsiville potilaille. Vääristynyt käsitys kehosta muodostaa siksi lupaavan kohteen kivun modulaatiolle. Viimeaikaiset kokeelliset ja kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet kehon illuusioiden analgeettisen tehon useissa kroonisissa kiputiloissa, mukaan lukien (mutta ei rajoittuen) nivelrikkoon (OA), monimutkaiseen alueelliseen kipuoireyhtymään (CRPS) ja neuropaattiseen kipuun. Esimerkiksi käsien näennäinen venyttely OA-potilailla vähensi kipua 40 %. Lisäksi yhden illuusion jälkeisen kivunlievityksen on osoitettu jatkuvan useista minuuteista 10 viikkoon, mikä viittaa siihen, että useat kehon illuusioiden istunnot voivat vähentää aivokuoren vääristymistä ajan myötä ja johtaa pitkäaikaiseen analgesiaan.

Immersive VR-moniaistinen palautekoulutus merkitsee lupaavaa uutta väylää mahdollisille tuleville lähestymistavoille, jotka tähtäävät kroonisen kivun hallintaan tukemalla kohdennettujen virtuaaliympäristöjen suunnittelua muuttamaan (vääristyneitä) kehon havaintoja. VR:n multimodaalinen ärsykkeiden hallinta mahdollistaa illuusion siirtämisen fyysisestä kehosta virtuaaliseen, jolloin syntyy tunne, että virtuaalikeho on oma. Nämä virtuaalikehon illuusiot voivat muokata kehon havaintoa helposti, ja niitä voidaan siksi käyttää muuttamaan kivun havaittuja ominaisuuksia: kroonista kipua sairastavien potilaiden häiriintynyttä kehon havaitsemista voidaan siten parantaa mukauttamalla virtuaalikehoa tavoilla, jotka eivät olisi mahdollisia fyysisellä kivulla. kehon. Nykyinen tutkimus voidaan luokitella riskiluokkaan A, koska siihen liittyy vain minimaalisia riskejä ja rasitteita (eli mahdollista mutta epätodennäköistä ohimenevää huimausta ja pahoinvointia VR:ssä).

Tutkijat olettavat, että virtuaalitodellisuus vähentää kivun voimakkuutta ennen virtuaalitodellisuusistuntoa sen jälkeiseen aikaan. Virtuaalikehon illuusioiden odotetaan kuitenkin johtavan voimakkaampaan kivunlievitykseen, koska virtuaalikehon illuusioiden tavoitteena on lisäksi kohdistaa ja normalisoida krooniseen kipuun liittyviä kehon havaitsemishäiriöitä. Vaikka kivunlievitystä odotetaan välittömästi VR-häiriön jälkeen kontrolliryhmässä, kumulatiivisia parannuksia tai jatkuvaa analgesiaa eikä kehon havaintohäiriöiden paranemista ei odoteta. Lisäksi tutkijat olettavat siksi myös, että virtuaalikehon illuusiot, mutta eivät virtuaalinen häiriötekijä, vähentävät kehon havaitsemishäiriöitä.

Tämä yhden keskuksen hanke koostuu kansallisella tasolla tehdystä vahvistavasta kvantitatiivisesta tutkimuksesta. Virtuaalitodellisuuden käyttöä (eli virtuaalitodellisuutta häiriötekijänä verrattuna suoritusmuotoon) tarkastellaan moduloivana interventiotyökaluna kivun hallintaan erilaisissa kiputiloissa, mukaan lukien monimutkainen alueellinen kipuoireyhtymä, ääreishermovaurio ja nivelrikko. Tätä tarkoitusta varten kontrolliehto koostuu tähän asti säännöllisesti käytetystä virtuaalisesta häiriötekijästä (eli rentouttavasta virtuaalisesta kohtauksesta metsäisellä alueella, joka häiritsee osallistujia kivusta), jossa heidät upotetaan useiden istuntojen aikana kokeelliseen tilaan verrattuna, jossa osallistujat voivat sekä valita useista virtuaalikehon illuusioista tunnistaakseen, mikä parhaiten vähentää heidän kipua ja kehon havaitsemishäiriöitä, että uppoutua haluttuun/valittuun virtuaalikehon illuusioon useiden istuntojen aikana.

Jokaisen kipuoireyhtymän osallistujat jaetaan koe- tai kontrolliryhmään peräkkäin tasapainotetulla tavalla. Osallistujat ryhmitellään yhteen heidän kiputilansa mukaan ja jaetaan sitten kokeelliseen tai kontrolliryhmään peräkkäin tasapainotetulla tavalla sen varmistamiseksi, että kustakin kiputilasta kärsivät yksilöt ovat tasavertaisesti edustettuina molemmissa ryhmissä. Sokkoutusmenetelmiä ei tarvita, koska kontrolli- ja koeryhmät erotetaan selvästi.

Jokaisen sukupuolen virtuaalinen avatar konfiguroidaan vastaamaan osallistujien sukupuolta. Osallistujien käsien liikkeiden seurantaan käytetään visuomotorista seurantajärjestelmää, joka vastaa virtuaalikehon liikkeitä virtuaalisen avatarin illusorisen omistuksen lisäämiseksi. Oculus Quest 2 (www.oculus.com) käytetään virtuaaliympäristöjen HMD:nä, jossa on 6 Gt RAM-muistia ja 1832 x 1920 pikseliä silmää kohden. Se painaa 503 grammaa, sen näytön virkistystaajuus on 72 Hz käynnistettäessä, ja se käyttää sisäisiä kameroita raajojen seuraamiseen. Ohjelmisto sekä koe- että kontrolliryhmälle ohjelmoidaan Unityssä (Unity Technologies, San Francisco); yleisesti käytetty ohjelmisto virtuaalisten skenaarioiden ohjelmointiin (empiiriseen tutkimukseen).

Osallistujille kerrotaan, että tutkimuksen tavoitteena on verrata virtuaalisen häiriötekijän ja virtuaalisen suoritusmuodon tehokkuutta kivun havaitsemiseen ja että vaikka sekä virtuaalinen häiriötekijä että virtuaalinen suoritusmuoto ovat osoittaneet analgeettista tehokkuutta aiemmin, ne kohdistetaan vain johonkin seuraavista ryhmät. Intervention aikana osallistujat istuu tuolilla, molemmat kädet lepäävät pöydällä edessään ja tutustutaan ensin virtuaaliympäristöön. Virtuaalisessa kohtauksessa he kokevat yhteensopivan virtuaalipöydän, joka sijoittuu rentouttavaan virtuaalikohtaukseen, joka vastaa ohjaustilan virtuaalista kohtausta - eli metsän virtuaalista kohtausta, sekä virtuaalisen kehon ensimmäisestä henkilön näkökulmasta. Osallistujia pyydetään liikuttamaan käsiään puolelta toiselle synkronisen visuomotorisen seurannan aikaansaamiseksi virtuaalisen ja fyysisen kehon välillä ja siten virtuaalisen kehon illusorisen omistamisen aikaansaamiseksi.

Ensimmäisen virtuaalikehon illuusioiden aikana osallistujat (sekä kokeelliset että kontrolliryhmät) kokeilevat ensin erilaisia ​​kehon illuusioita, joita tarjotaan - eli virtuaalikehon venyttelyä, kutistamista, synkronista vilkkumista sykkeen, läpinäkyvyyden tai sinisen kanssa. värin muokkaus. Venytysilluusio koostuu normaalista käsivarresta tai kädestä, joka venyy fyysisten rajojensa yli ja sitten kutistuu takaisin normaalitilaansa. Kutistuvassa illuusiossa raajan koko pienenee ennen kuin se kasvaa jälleen normaalikokoiseksi. Toinen illuusio sisältää sykkeen visuaalisen kuvauksen, jossa virtuaalinen ruumiinosa vilkkuu tahdissa osallistujan sydämenlyöntien kanssa. Läpinäkyvyysehto koostuu raajan, joka lisää ja pienentää läpinäkyvyyttä, kun taas värimuutos sisältää raajan, jota voidaan jäähdyttää vaihtamalla väri siniseksi. Tämä mahdollistaa yksilöllisen lähestymistavan, jossa koeryhmän osallistujat voivat ensin kokeilla ja sitten siirtyä eteenpäin havaitsemansa virtuaalisen illuusion kanssa vähentääkseen kipuaan tehokkaimmin. Vertailuryhmän osallistujat täydentävät myös näitä alkuperäisiä virtuaalikeho-illuusioita lisätäkseen tilastollista tehoa tutkia erityyppisten virtuaalikehon illuusioiden tehokkuutta. Siirtymisvaikutusten minimoimiseksi erityyppiset virtuaalikehon illuusiot esitetään tasapainoisesti. Kutakin illuusiota esitellään 45 sekunnin ajan, mikä on linjassa aikaisempien tutkimusten kanssa, joissa on käytetty kehon illuusioita kroonisen kivun hoitoon.

Ennen kutakin illuusiota ilmestyy kivun voimakkuuden numeerinen arviointiasteikko (NRS) ja kirjallinen ohje, jossa osallistujia pyydetään arvioimaan kipunsa voimakkuutta asteikolla 0 (ei kipua) 10:een (pahin mahdollinen kipu). Jokainen virtuaalikehon illuusio esitellään kolme kertaa, ja jokaisen illuusion jälkeen ilmestyy toinen kivun intensiteetin NRS, joka pyytää osallistujia arvioimaan kipuaan. Lisäksi kunkin kehon illuusion tyypin jälkeen osallistujia pyydetään arvioimaan virtuaalisen avatarin ja oman kehonsa ilmentymisaste (ruumiiltuvuuskysely - pitkä versio: 1. Kuinka vahvasti osallistuja koki olevansa läsnä virtuaaliympäristössä? 2. Kuinka paljon osallistuja koki virtuaalisen käsivarren olevan hänen oma käsivartensa? 3. Kuinka vahvasti virtuaalisen käden liikkeet tuntuvat olevan osallistujan omia liikkeitä? 4. Kuinka paljon osallistuja kokee virtuaalikäsivarren olevan eri henkilö? 5. Kuinka suurelta osalta hänen kehoaan osallistujan fyysinen ruumiinosa tuntuu? 6. Kuinka tietoinen osallistuja on fyysisen raajansa fyysisestä asennosta? 7. Kuinka paljon huomiota osallistuja tällä hetkellä kiinnittää fyysiseen raajaansa? 8. Kuinka vahvoja emotionaalisia tunteita heillä on raajaansa kohtaan? Kysymykset 5-8 on mukautettu Bath CRPS Body Perception Disturbance Scale -asteikosta. Kaikkiin kysymyksiin vastataan visuaalisella analogisella asteikolla (VAS) "ei ollenkaan" - "erittäin paljon", paitsi kysymykseen 8, johon vastataan "erittäin negatiivisesta" "erittäin positiiviseen"). Osallistujille annetaan kahden minuutin tauko kunkin virtuaalisen kehon illuusion tyypin välillä.

Kun osallistujat ovat valinneet virtuaalisen kehon illuusion, joka voimakkaimmin vähentää heidän kipuintensiteettiään NRS, tai sen, jonka kanssa he tuntevat olonsa mukavimmaksi, heille annetaan 15 minuutin tauko. Tauon jälkeen osallistujat aloittavat ensimmäisen istunnon valitsemallaan virtuaalikehoilluusiolla. Virtuaalikehon illuusiot esitetään lohkoina, joista yksi koostuu 3 x 45 sekunnin virtuaalikehon illuusio-istunnoista. Jokaisen lohkon 45 sekunnin virtuaalisen kehon illuusion välillä on 10 sekunnin tauko kehon illuusiosta. Ennen ensimmäistä ja kunkin lohkon jälkeen osallistujat arvioivat kipunsa kivun voimakkuuden NRS perusteella. Osallistujat suorittavat yhteensä viisi virtuaalisen kehon illuusiolohkoa, joiden välillä on 2 minuutin tauko. Kun kaikki viisi lohkoa on suoritettu, osallistujat täyttävät uudelleen suoritusmuotokyselyn, jonka jälkeen HMD poistetaan. Osallistujat viettävät yhteensä noin 20 minuuttia virtuaalitodellisuudessa viiden lohkon aikana.

Vertailuryhmän osallistujat perehdytään vastaavasti HMD:hen ja virtuaalitodellisuuteen, ja he suorittavat myös lähtötilanteen, jossa he kokevat samat virtuaalikehon illuusioita kuin koeryhmä, ja raportoivat kipuvoimansa NRS:stä. VR-intro-istunnon jälkeen he saavat myös 15 minuutin tauon. Kontrolliryhmän osallistujat eivät jatka virtuaalikehon illuusioiden kanssa; sen sijaan he altistuvat vain rentouttavalle virtuaaliselle kohtaukselle ilman vartaloa, joka on identtinen kontrolli- ja koeryhmän välillä. Osallistujat vastaavat kivun intensiteetin NRS:ään vertailukelpoisin aikavälein koeryhmän kanssa, joten he suorittavat samalla tavalla yhden esikipuvoimakkuuden NRS:n ennen virtuaalitodellisuuden häiriötekijäistunnon aloittamista ja 5 "jälkeen" kivun voimakkuuden NRS:ää. Siksi kontrollitilan osallistujat viettävät saman verran aikaa (noin 20 minuuttia) virtuaalitodellisuudessa. Vastaavasti he täyttävät myös ruumiillistumakyselyn, paitsi lyhyt versio, joka ei sisällä suoritusmuotokyselyn kysymyksiä 2-4 - pidempi versio, vaan sen sijaan arvioivat vain kehon havaintoja fyysisestä kehostaan ​​(runkokyselylomake - lyhyt versio: 1 . Kuinka vahvasti osallistuja koki olevansa läsnä virtuaaliympäristössä? 2. Kuinka suurelta osan heidän kehostaan ​​vaikuttaa heidän fyysiseen kehonsa osaan? 3. Kuinka tietoinen osallistuja on fyysisen raajansa asennosta? 4. Kuinka paljon huomiota osallistuja tällä hetkellä kiinnittää fyysiseen raajaansa? 5. Kuinka voimakkaita heillä on raajaansa kohtaan?