L'effetto della manipolazione della velocità del flusso ottico e il livello di immersione sul modello di andatura nelle persone dopo l'ictus

PROGETTAZIONE DI STUDIO

Questo studio è uno studio sperimentale, a 2 gruppi, multicentrico in cui le persone post-ictus e le persone sane eseguiranno 2 diverse sessioni di camminata su tapis roulant. Le 2 sessioni si svolgeranno in 2 giorni separati entro 10 giorni. Entrambe le sessioni saranno identiche, differirà solo il sistema VR utilizzato per manipolare la velocità del flusso ottico. L'ordine delle 2 sessioni e la manipolazione della velocità del flusso ottico saranno randomizzati.

MATERIALI

Sistema GRAIL: The Gait Real-time Interactive Lab (GRAIL) è un sistema integrativo di acquisizione del movimento costituito da 10 telecamere di movimento ottiche (Vicon Inc., Oxford, Regno Unito), un tapis roulant a doppia cinghia con piastre di forza integrate, una proiezione cilindrica a 180 gradi sistema di schermatura e software D-Flow (Motekforce Link, Amsterdam, Paesi Bassi). Il tapis roulant del sistema GRAIL ha due modalità: velocità di camminata fissa o autoapprendimento. Per questo studio, il tapis roulant sarà autoregolato, il che significa che il paziente ha il controllo e può scegliere la velocità di camminata. Il tapis roulant seguirà la velocità di deambulazione del paziente, che consentirà al paziente di iniziare, fermarsi e cambiare velocità a piacimento. Lo schermo di proiezione del sistema GRAIL assicurerà un ambiente virtuale semi-immersivo. Il sistema GRAIL si trova nello Smart Space lab (UZ Gent) e sarà messo a disposizione dei ricercatori della VUB/UZ Brussel.

Display montato sulla testa (HMD): il sistema HMD VR 'Oculus Rift S' (Oculus, LLS, USA) è un HMD a basso costo che integra completamente l'utente nell'ambiente virtuale bloccando la percezione del mondo reale. "Oculus Rift S" assicurerà un ambiente virtuale completamente immersivo. I ricercatori della VUB/UZ Brussel sono in possesso dell'HMD 'Oculus Rift S' e lo metteranno a disposizione per lo studio.

PROCEDURA

Entrambe le sessioni si svolgeranno nel laboratorio Smart Space presso l'Ospedale Universitario di Ghent (Corneel Heymanslaan 10, 9000 Gent) dove si trova il sistema GRAIL.

Prima dell'inizio di entrambe le sessioni, dovranno essere fatti alcuni preparativi per quanto riguarda le misure di esito:

• Ai pazienti verrà chiesto di compilare un questionario (il Simulator Sickness Questionnaire-Pre).
• Gli elettrodi di superficie saranno posizionati bilateralmente su M. rectus femoris, M. vastus lateralis, M. bicips femoris, M. tibialis anterior, M. gastrocnemius medialis, M. deltoideus parte anteriore, M. deltoideus parte posteriore, M. latissimus dorsi. Il posizionamento degli elettrodi seguirà le linee guida SENIAM. La pelle sottostante l'elettrodo verrà rasata e pulita con alcool per migliorare il contatto elettrodo-pelle e ridurre l'impedenza.
• Marcatori riflettenti saranno posizionati su punti fissi degli arti inferiori e superiori del paziente. Il posizionamento dei marcatori seguirà il modello completo del corpo dell'andatura plug-in (VICON). Per questo modello, l'investigatore dovrà misurare in anticipo le seguenti cose: lunghezza del corpo, peso corporeo, lunghezza della gamba, larghezza del ginocchio, larghezza della caviglia, offset della spalla, larghezza del gomito, larghezza del polso, spessore della mano.

Dopo questi preparativi, i pazienti inizieranno a camminare sul tapis roulant del sistema GRAIL. Solo per sicurezza, i pazienti cammineranno con l'imbracatura di sicurezza. I pazienti saranno prima abituati a camminare sul tapis roulant per 8 minuti senza alcuna forma di VR. I pazienti hanno bisogno di questa prova di assuefazione per abituarsi al sistema di tapis roulant di autoapprendimento. Dopo questi 8 minuti, il tapis roulant verrà fermato e i pazienti saranno seduti per un periodo di riposo di 5 minuti. Durante il periodo di riposo, ai pazienti verrà chiesto di compilare due brevi questionari (il Simulator Sickness Questionnaire-1, le scale VAS).

Sessione GRAIL: Dopo il periodo di riposo di 5 minuti, i pazienti cammineranno per altri 3 volte 8 minuti con la VR. I pazienti ora camminano guardando un ambiente virtuale proiettato sullo schermo di proiezione del dispositivo GRAIL (semi-immersivo). Il flusso ottico sarà diverso durante ogni 8 minuti di cammino. Tra ogni passeggiata, i pazienti riposeranno per 5 minuti e durante ogni periodo di riposo, ai pazienti verrà chiesto di compilare un breve questionario (il Simulator Sickness Questionnaire-2,-3).

Sessione HMD: dopo il periodo di riposo di 5 minuti, i pazienti cammineranno per altri 3 volte 8 minuti con la VR. I pazienti ora camminano mentre indossano l'HMD "Oculus Rift" e sono completamente immersi in un ambiente virtuale (completamente immersivo). Il flusso ottico sarà diverso durante ogni 8 minuti di cammino. Tra ogni passeggiata, i pazienti riposeranno per 5 minuti e durante ogni periodo di riposo, ai pazienti verrà chiesto di compilare un breve questionario (il Simulator Sickness Questionnaire-2,-3).

Per concludere entrambe le sessioni, ai partecipanti verrà chiesto di compilare 3 questionari (il Simulator Sickness Questionnaire-Post, le scale VAS e l'Igroup Presence Questionnaire).

RANDOMIZZAZIONE

Innanzitutto, il tipo di sessione sarà randomizzato con 2 possibili opzioni: GRAIL - HMD o HMD - GRAIL. In secondo luogo, la manipolazione della velocità del flusso ottico (corrispondente, lenta, veloce) all'interno della sessione sarà randomizzata. L'ordine della manipolazione sarà lo stesso in entrambe le sessioni. I primi 8 minuti di ogni sessione saranno sempre quelli senza VR. Successivamente, la velocità del flusso ottico sarà manipolata. Ci sono 6 possibili opzioni per la randomizzazione della manipolazione della velocità del flusso ottico: matched - slow - fast / matched - fast - slow / slow - fast - matched / slow - matched - fast / fast - slow - matched / fast - matched - slow . Le randomizzazioni verranno effettuate tramite randomizzazione a blocchi in Microsoft Excel®.

ANALISI DI STUDIO

Questo studio esaminerà (1) l'effetto della manipolazione della velocità del flusso ottico e (2) l'effetto del livello di immersione (sistema GRAIL semi-immersivo con HMD full-immersive).

L'effetto che la velocità del flusso ottico ha sui parametri spaziotemporali del cammino, la cinematica, la cinetica e l'attività muscolare saranno confrontati con il cammino senza VR. In una prima fase, i dati saranno visualizzati utilizzando il livellamento LO(W)ESS (livellamento del grafico a dispersione pesato localmente) per esplorare gli effetti osservati nel tempo (per condizione e risultato), consentendo flessibilità utilizzando questo approccio quasi non parametrico. Successivamente, verranno estratti i valori rilevanti che esprimono l'insorgenza, l'entità e la durata dell'effetto:

• Insorgenza: punto/i temporale/i in cui viene superata la differenza minima clinicamente importante (MCID). Nel caso in cui l'MCID sia sconosciuto, verrà utilizzata una soglia del 10%.
• Magnitudo: grandezza del massimo (o dei massimi) e punto/i temporale/i in cui viene raggiunto il massimo
• Durata: tempo che intercorre tra l'insorgenza e il momento in cui il MCID (o la soglia del 10%) non viene più superato

Questi valori saranno confrontati tra le condizioni in un ANOVA a misure ripetute a due vie (velocità del flusso ottico * dispositivo). Se del caso (sulla base delle analisi esplorative), ulteriori statistiche approfondite, come l'analisi dei dati funzionali, saranno eseguite sotto la guida del Dipartimento di Statistica e Analisi dei dati della nostra università.