Realtà virtuale incarnata per il dolore cronico

Con circa 1 persona su 5 colpita, il dolore cronico è incredibilmente diffuso su scala globale. Sfortunatamente, il trattamento oppioidergico standard non fornisce costantemente un sollievo adeguato ed è spesso legato a eventi avversi. Come approccio nuovo e innovativo nella gestione del dolore, la realtà virtuale (VR) crea stimoli sensoriali interattivi e multimodali che hanno dimostrato un notevole successo nella riduzione del dolore. Molte ricerche si sono concentrate sulla capacità della realtà virtuale di distogliere l'attenzione dei pazienti dal dolore; tuttavia, questi metodi forniscono solo un sollievo transitorio attraverso mezzi di distrazione e quindi non offrono una cura analgesica a lungo termine. Un approccio terapeutico diverso e promettente consiste nell'utilizzare la realtà virtuale come tecnica di simulazione incarnata, in cui le illusioni del corpo virtuale possono essere utilizzate per migliorare la percezione del corpo e produrre un'analgesia potenzialmente più duratura.

I disturbi nella percezione del corpo (cioè le alterazioni nel modo in cui il corpo viene percepito) sono sempre più riconosciuti come una caratteristica pertinente del dolore cronico. Rispetto agli individui sani, i pazienti affetti da dolore cronico mostrano alterazioni nelle aree neurali coinvolte nella percezione del corpo. Soggettivamente, i pazienti con dolore cronico riportano aberrazioni nella percezione del corpo che includono alterazioni nella forma, dimensione o colore percepiti che differiscono dalla valutazione oggettiva (per es. Inoltre, il grado di distorsione della percezione corporea si correla positivamente con il dolore, dove coloro che soffrono di dolore più grave riportano anche disturbi della percezione corporea più estesi. È interessante notare che gli interventi mirati a ridurre la distorsione della percezione corporea migliorano corrispondentemente il dolore, e diversi studi hanno dimostrato che la modulazione della percezione corporea con l'uso di illusioni corporee (non virtuali) (cioè modulazioni multisensoriali dell'incarnazione percepita) può suscitare un'analgesia significativa e persino prolungata in pazienti con dolore cronico. Le percezioni distorte del corpo costituiscono quindi un bersaglio promettente per la modulazione del dolore. Recenti ricerche sperimentali e cliniche hanno dimostrato l'efficacia analgesica delle illusioni corporee in una serie di condizioni di dolore cronico, tra cui (ma non solo) l'artrosi (OA), la sindrome dolorosa regionale complessa (CRPS) e il dolore neuropatico. Ad esempio, lo stiramento illusorio delle mani nei pazienti con OA ha ridotto il dolore del 40%. Inoltre, è stato dimostrato che il sollievo dal dolore dopo una singola illusione persiste da alcuni minuti fino a 10 settimane, suggerendo che più sessioni di illusioni corporee potrebbero ridurre la falsa rappresentazione corticale nel tempo e portare a analgesia a lungo termine.

La formazione di feedback multisensoriale VR immersiva rappresenta una nuova strada promettente per potenziali approcci futuri mirati alla gestione del dolore cronico, supportando la progettazione di ambienti virtuali mirati per alterare le percezioni corporee (distorte). Il controllo multimodale dello stimolo della realtà virtuale consente illusioni di trasferimento del corpo da fisico a virtuale, con conseguente sensazione che il corpo virtuale sia il proprio. Queste illusioni del corpo virtuale possono modulare la percezione del corpo con facilità e potrebbero quindi essere utilizzate per alterare le proprietà percepite del dolore: la percezione del corpo disturbata nei pazienti con dolore cronico può quindi essere migliorata adattando il corpo virtuale in modi che non sarebbero possibili con il fisico corpo. Il presente studio può essere classificato come categoria di rischio A, poiché comporta solo rischi e oneri minimi (vale a dire, potenziali ma improbabili capogiri transitori e nausea in VR).

Gli investigatori ipotizzano che la realtà virtuale ridurrà le valutazioni dell'intensità del dolore dalla sessione di realtà pre-virtuale a quella post-virtuale. Tuttavia, si prevede che le illusioni del corpo virtuale porteranno a un'analgesia più forte, poiché le illusioni del corpo virtuale mirano inoltre a mirare e normalizzare i disturbi della percezione del corpo associati al dolore cronico. Mentre l'analgesia è prevista immediatamente dopo la distrazione VR nel gruppo di controllo, non sono previsti miglioramenti cumulativi o analgesia prolungata, né miglioramenti nei disturbi della percezione corporea. Inoltre, gli investigatori ipotizzano quindi anche che le illusioni del corpo virtuale, ma non la distrazione virtuale, ridurranno i disturbi della percezione del corpo.

Questo progetto di centro unico consisterà in una ricerca quantitativa di conferma condotta a livello nazionale. L'uso della realtà virtuale (cioè la realtà virtuale come distrazione rispetto alla modalità di incarnazione) sarà esaminato come strumento interventistico modulatore per la gestione del dolore in diverse condizioni di dolore, tra cui la sindrome dolorosa regionale complessa, la lesione del nervo periferico e l'osteoartrite. A tal fine, la condizione di controllo consisterà nella distrazione virtuale finora utilizzata regolarmente (ovvero, una scena virtuale rilassante di un'area boschiva per distrarre i partecipanti dal dolore), in cui saranno immersi per diverse sessioni, rispetto a una condizione sperimentale, in cui i partecipanti saranno in grado sia di scegliere tra diverse illusioni corporee virtuali per identificare quale riduca meglio il dolore e i disturbi della percezione del corpo, sia di essere immersi nell'illusione corporea virtuale preferita/scelta per diverse sessioni.

I partecipanti di ciascuna sindrome dolorosa saranno assegnati al gruppo sperimentale o di controllo in modo sequenziale controbilanciato. I partecipanti saranno raggruppati in base alla loro condizione di dolore e quindi assegnati al gruppo sperimentale o di controllo in modo sequenziale controbilanciato per garantire che gli individui di ciascuna condizione di dolore siano equamente rappresentati in entrambi i gruppi. Non saranno necessarie procedure di accecamento, poiché i gruppi di controllo e sperimentali sono chiaramente distinti.

Un avatar virtuale di ogni genere sarà configurato per corrispondere al sesso dei partecipanti. Verrà utilizzato un sistema di tracciamento visuomotorio per tracciare i movimenti delle braccia dei partecipanti, che corrisponderanno ai movimenti del corpo virtuale per aumentare la proprietà illusoria dell'avatar virtuale. The Oculus Quest 2 (www.oculus.com) verrà utilizzato come HMD per gli ambienti virtuali, che ha 6 GB di RAM e 1832 x 1920 pixel per occhio. Pesa 503 grammi, ha una frequenza di aggiornamento dello schermo di 72 Hz al momento del lancio e utilizza telecamere interne per tracciare gli arti. Il software sia per il gruppo sperimentale che per quello di controllo sarà programmato in Unity (Unity Technologies, San Francisco); un software comunemente impiegato per la programmazione di scenari virtuali (per la ricerca empirica).

I partecipanti saranno informati che lo scopo dello studio è confrontare l'efficacia della distrazione virtuale rispetto all'incarnazione virtuale sulla percezione del dolore e che mentre sia la distrazione virtuale che l'incarnazione virtuale hanno dimostrato efficacia analgesica in passato, saranno assegnate solo a uno di i gruppi. Durante l'intervento, i partecipanti saranno seduti su una sedia con entrambe le braccia appoggiate su un tavolo di fronte a loro e saranno prima familiarizzati con l'ambiente virtuale. Nella scena virtuale, sperimenteranno un tavolo virtuale corrispondente che si troverà in una scena virtuale rilassante che corrisponde alla scena virtuale della condizione di controllo - cioè, una scena virtuale di una foresta, così come un corpo virtuale visto da un primo prospettiva della persona. Ai partecipanti verrà chiesto di muovere le braccia da un lato all'altro per indurre il tracciamento visuomotorio sincrono tra il corpo virtuale e quello fisico e quindi indurre la proprietà illusoria del corpo virtuale.

Durante la prima sessione di illusioni corporee virtuali, i partecipanti (sia i gruppi sperimentali che quelli di controllo) sperimenteranno prima i diversi tipi di illusioni corporee fornite, ad esempio allungamento, restringimento, lampeggiamento sincrono del corpo virtuale con la frequenza cardiaca, trasparenza o blu modifica del colore. L'illusione di allungamento consisterà in un normale braccio o mano che si estende oltre i suoi confini fisici, per poi ridursi al suo stato normale. Nell'illusione di restringimento, l'arto si ridurrà di dimensioni prima di tornare a dimensioni normali. Un'altra illusione includerà la rappresentazione visiva della frequenza cardiaca, in cui la parte del corpo virtuale lampeggerà in sincronia con il battito cardiaco del partecipante. La condizione di trasparenza consisterà in un arto che aumenta e diminuisce in trasparenza, mentre la modifica del colore includerà un arto che può essere raffreddato cambiando il colore in blu. Ciò consentirà un approccio individualizzato, in cui i partecipanti al gruppo sperimentale possono prima sperimentare e poi andare avanti con l'illusione virtuale che percepiscono per ridurre in modo più efficace il loro dolore. I partecipanti al gruppo di controllo completeranno anche queste iniziali illusioni del corpo virtuale per aumentare il potere statistico per esaminare l'efficacia dei diversi tipi di illusioni del corpo virtuale. Per ridurre al minimo gli effetti di trascinamento, i diversi tipi di illusioni del corpo virtuale saranno presentati in modo controbilanciato. Ogni illusione sarà presentata per 45 secondi, il che è in linea con la ricerca precedente che utilizzava illusioni corporee per il dolore cronico.

Prima di ogni illusione, apparirà una scala di valutazione numerica dell'intensità del dolore (NRS) con l'istruzione scritta che chiede ai partecipanti di giudicare l'intensità del loro dolore su una scala che va da 0 (nessun dolore) a 10 (peggior dolore possibile). Ogni illusione del corpo virtuale verrà presentata tre volte e, dopo ogni illusione, apparirà un altro NRS di intensità del dolore che chiederà ai partecipanti di valutare il proprio dolore. Inoltre, seguendo ogni tipo di illusione corporea, ai partecipanti verrà chiesto di valutare il grado di incarnazione dell'avatar virtuale e del proprio corpo (questionario di incarnazione - versione lunga: 1. Quanto fortemente il partecipante ha sentito di essere presente nell'ambiente virtuale? 2. Quanto il partecipante si è sentito come se il braccio virtuale fosse il proprio braccio? 3. Con quanta forza sembra che i movimenti del braccio virtuale siano i movimenti del partecipante? 4. Quanto il partecipante sente che il braccio virtuale è una persona diversa? 5. Quanto una parte del proprio corpo sente la parte del corpo fisica interessata del partecipante? 6. Quanto è consapevole il partecipante della posizione fisica del proprio arto fisico? 7. Quanta attenzione sta attualmente prestando il partecipante al proprio arto fisico? 8. Quanto sono forti i sentimenti emotivi che provano per il loro arto? Le domande 5-8 sono adattate dalla Bath CRPS Body Perception Disturbance Scale. A tutte le domande verrà data risposta su una scala analogica visiva (VAS) da "per niente" a "molto", ad eccezione della domanda 8, a cui verrà data risposta da "molto negativo" a "molto positivo"). Ai partecipanti verrà concessa una pausa di due minuti tra ogni diverso tipo di illusione del corpo virtuale.

Dopo che i partecipanti hanno scelto l'illusione del corpo virtuale che riduce maggiormente l'intensità del dolore NRS, o quella con cui si sentono più a loro agio, verrà concessa una pausa di 15 minuti. Dopo la pausa, i partecipanti inizieranno la prima sessione con l'illusione corporea virtuale scelta. Le illusioni del corpo virtuale saranno presentate in blocchi, con un blocco composto da 3 sessioni di illusione del corpo virtuale da 45 secondi. Tra i 45 secondi di illusione corporea virtuale di ogni blocco, ci sarà una pausa di 10 secondi dall'illusione corporea. Prima del primo e dopo ogni blocco, i partecipanti valuteranno il loro dolore in base all'intensità del dolore NRS. In totale, i partecipanti completeranno cinque blocchi di illusioni corporee virtuali, con una pausa di 2 minuti tra ogni blocco. Dopo il completamento di tutti e cinque i blocchi, i partecipanti completeranno nuovamente il questionario di incarnazione, dopodiché l'HMD verrà rimosso. In totale, i partecipanti trascorreranno circa 20 minuti nella realtà virtuale durante i cinque blocchi.

Allo stesso modo, i partecipanti al gruppo di controllo acquisiranno familiarità con l'HMD e la realtà virtuale e completeranno anche la linea di base in cui sperimenteranno le stesse illusioni del corpo virtuale del gruppo sperimentale e riporteranno la loro intensità del dolore NRS. Dopo la sessione introduttiva VR, avranno anche una pausa di 15 minuti. I partecipanti al gruppo di controllo non continueranno con le illusioni del corpo virtuale; invece, saranno esposti solo alla scena virtuale rilassante senza corpo mostrato, che sarà identico tra il gruppo di controllo e quello sperimentale. I partecipanti risponderanno all'NRS sull'intensità del dolore a intervalli di tempo paragonabili al gruppo sperimentale, quindi completando allo stesso modo una NRS pre-intensità del dolore prima di iniziare la sessione di distrazione della realtà virtuale e 5 NRS "post" sull'intensità del dolore. Pertanto, i partecipanti alla condizione di controllo trascorreranno una quantità di tempo simile (circa 20 minuti) nella realtà virtuale. Allo stesso modo, completeranno anche un questionario sull'incarnazione, tranne una versione più breve che non includerà le domande 2-4 del questionario sull'incarnazione - versione più lunga, e invece valuteranno solo le percezioni corporee dei loro corpi fisici (questionario sull'incarnazione - versione breve: 1 . Quanto fortemente il partecipante ha sentito di essere presente nell'ambiente virtuale? 2. Quanto sente una parte del corpo la parte del corpo interessata? 3. Quanto è consapevole il partecipante della posizione fisica del proprio arto fisico? 4. Quanta attenzione sta attualmente prestando il partecipante al proprio arto fisico? 5. Quanto sono forti i sentimenti emotivi che provano per il loro arto?).