Effetto della formazione specifica per attività in un contesto di realtà aumentata sulla funzione e sulle attività degli arti superiori nei bambini con paralisi cerebrale spastica (INTERACT)

La paralisi cerebrale (CP) è definita come un gruppo di disturbi permanenti del movimento e dello sviluppo della postura, causati da lesioni cerebrali non progressive al feto o al cervello in via di sviluppo. La prevalenza è compresa tra 2,3 e 3,7 ogni mille bambini nati nei paesi a basso e medio reddito e tra 1,6 e 2,9 ogni mille bambini nei paesi sviluppati.

I disturbi motori presenti nei bambini con paralisi cerebrale sono considerati più complessi negli arti superiori e sono rappresentati da cambiamenti nella propriocezione, controllo motorio selettivo, presenza di spasticità, ridotto range di movimento articolare, forza muscolare e deficit di coordinazione motoria. Questi disturbi strutturali e funzionali citati portano a limitazioni nell'esecuzione di attività, come raggiungere e afferrare, manipolare oggetti e attività della vita quotidiana.

Sapendo che i bambini con paralisi cerebrale presentano deficit nella funzione motoria degli arti superiori, è importante effettuare interventi adeguati. In questo caso, la fisioterapia gioca un ruolo importante nella riabilitazione dei bambini con paralisi cerebrale, ma è necessario implementare approcci altamente raccomandati. La letteratura indica il livello di evidenza per migliorare la funzione motoria e la prestazione lavorativa nei bambini e negli adolescenti con paralisi cerebrale, evidenziando l'addestramento al compito specifico, che è indicato con un segnale verde di evidenza scientifica e una forte forza di raccomandazione.

Pertanto, la riabilitazione per il recupero delle funzioni e delle attività motorie che coinvolgono gli arti superiori dei bambini con paralisi cerebrale dovrebbe concentrarsi sulla pratica di compiti specifici utilizzati nella vita quotidiana e in ambienti reali mirati ad obiettivi. Tuttavia, recenti raccomandazioni indicano che gli interventi ausiliari, se combinati con la formazione su compiti specifici, presentano risultati migliori. Una nuova forma di intervento che sta espandendo la tecnologia per la riabilitazione e che può essere associata a compiti specifici di formazione è la terapia della realtà aumentata (AR). L’AR è diventata una strategia di intervento efficace perché promuove la motivazione e l’interazione tra il mondo reale e l’universo dei contenuti digitali, dove entrambi si completano a vicenda. È stato riferito che l’allenamento AR migliora le capacità motorie e offre l’opportunità di una riabilitazione a basso costo, che può essere effettuata anche a casa. Tuttavia, è importante evidenziare che gli studi sull’AR sono scarsi e rivelano lacune nella letteratura che devono essere colmate.

Data la necessità di colmare queste lacune, l’obiettivo di questo studio è verificare gli effetti di uno specifico protocollo di task training associato alla realtà aumentata (protocollo INTERACT) sulla funzione e sulle attività degli arti superiori nei bambini con diagnosi di paralisi cerebrale spastica.

Pertanto, lo studio fornirà nuove prove a favore dell’allenamento funzionale nei bambini con paralisi cerebrale. Il termine INTERACT deriva dall'acronimo inglese, essendo un protocollo di esercizi individualizzati (I - individualizzato); specifico dell'attività (T - specifico dell'attività); con arricchimento ambientale (E - arricchimento ambientale); utilizzare realtà aumentate e reali (RA - real and augmented reality); e condotto attivamente (atto - formazione attiva). Il protocollo INTERACT seguirà i principi dell'apprendimento motorio, e sarà effettuato con un'attrezzatura AR a basso costo sviluppata per la riabilitazione, e una proposta di arricchimento ambientale con l'inserimento di oggetti reali e virtuali nell'ambiente terapeutico.

Obiettivi specifici:

Confrontare gli effetti del protocollo INTERACT con il trattamento fisioterapico convenzionale nei bambini con paralisi cerebrale spastica:

1. Sui parametri spazio-temporali e angolari del movimento manuale;
2. Sulle attività ricreative che coinvolgono gli arti superiori (UL);
3. Sul trasferimento degli apprendimenti, attraverso il miglioramento dello svolgimento delle attività quotidiane che coinvolgono gli arti superiori;
4. Sulla ritenzione dell'apprendimento motorio, dopo un periodo di follow-up di due mesi senza intervento;
5. Sull'oscillazione posturale durante il movimento sit-to-stand (con e senza compiti motori duali) e durante il raggiungimento funzionale in piedi.

Ipotesi:

Si prevede che i partecipanti al gruppo del protocollo INTERACT:

1. Migliorare i parametri spazio-temporali e angolari del movimento di portata manuale, indicando un migliore controllo motorio;
2. Miglioramento delle attività ricreative che coinvolgono gli arti superiori;
3. Migliorare la performance nelle attività che coinvolgono gli arti superiori (trasferimento degli apprendimenti alle attività quotidiane);
4. Conservare l'apprendimento motorio dopo due mesi dopo l'allenamento;
5. Ridurre l'oscillazione posturale durante il movimento da seduto a in piedi e con compiti motori duali e durante il raggiungimento funzionale in piedi.

Calcolo di esempio:

È stato eseguito a priori utilizzando il software G*Power. La dimensione dell'effetto è stata determinata sulla base dei dati (scala DASH) ottenuti nello studio di Malick et al. (2022a), dove è stato eseguito un intervento AR per le attività degli arti superiori. Pertanto, per il calcolo del campione, in un'analisi t-test di misure indipendenti sono state considerate una dimensione dell'effetto di 1,03, una potenza statistica del 90%, un intervallo di confidenza dell'85% e una significatività statistica del 5%. Il calcolo del campione ha prodotto un totale di 34 partecipanti. Per garantire un numero sufficiente di partecipanti alla fine dello studio, è stata stabilita l'inclusione di altri 4 partecipanti, per tenere conto di un tasso di abbandono stimato di circa il 10%. Pertanto è stata determinata l'assegnazione di 19 partecipanti in ciascuno dei due gruppi.

Partecipanti:

Lo studio sarà composto da bambini con diagnosi medica di PCI spastica unilaterale e bilaterale, con un GMFCS (Gross Motor Function Classification System) di livello I e II, di entrambi i sessi, e di età compresa tra 6 e 12 anni.

Randomizzazione:

I bambini verranno assegnati in modo casuale ai due gruppi di intervento utilizzando un sistema di assegnazione elettronico: www.sealedenvelope.com. I bambini verranno assegnati al gruppo mediante randomizzazione a blocchi di 6, stratificati per livelli GMFCS e MACS.

Procedure generali:

Ogni partecipante verrà valutato. Innanzitutto verrà presentato ai genitori il Modulo di Consenso Informato, che formalizzerà il loro consenso e la partecipazione del bambino al progetto. I bambini firmeranno anche il Modulo di Assenso Informato, che spiega, in modo meno complesso, tutta la procedura di studio e i passaggi che il bambino dovrà percorrere, e il bambino dovrà dare il proprio assenso. I volontari di entrambi i gruppi di intervento saranno invitati a partecipare allo studio attraverso pubblicità sui social media, come Facebook, Instagram e radio, nonché cliniche di fisioterapia che accettano di pubblicizzare la ricerca distribuendo volantini. Se c'è interesse da parte dei bambini e dei loro tutori, la clinica fornirà le informazioni di contatto dei ricercatori, consentendo alle parti interessate di contattare i ricercatori.

Intervento:

Sia il trattamento fisioterapico convenzionale che quello sperimentale (protocollo INTERACT) saranno condotti nell'arco di 4 settimane, 3 volte a settimana, con 1 ora e 20 minuti di allenamento al giorno, da fisioterapisti esperti in neuropediatria e formati a questo protocollo. È importante sottolineare che la scelta della frequenza di 3 sessioni di allenamento a settimana si basa sulla formazione tipicamente utilizzata nei contesti riabilitativi in ​​Brasile, che è considerata fattibile per i bambini e le loro famiglie. Questa scelta della frequenza si è basata anche su raccomandazioni presenti in letteratura, come quelle di Bailes et al. (2008) e McCoy et al. (2020), raccomandando almeno 2 sessioni a settimana.

Protocolli di trattamento:

Per prima cosa verranno selezionati gli obiettivi. Lo strumento PEDI-CAT (attività quotidiane e ambiti di mobilità) contiene immagini nel manuale dell'applicazione che verranno utilizzate per la selezione e la visualizzazione degli obiettivi.

Protocollo INTERACT:

Il protocollo verrà eseguito utilizzando giochi di realtà aumentata attraverso un software di realtà aumentata chiamato BRAINN_XR. Il software utilizza una telecamera RGB, uno strumento con componenti elettronici e sensori, in grado di tracciare i gesti e i movimenti del bambino in tempo reale. Il bambino si troverà inizialmente a una distanza compresa tra 1,8 e 2,5 m dalla telecamera RGB, con un'altezza compresa tra 0,6 e 1,2 m da terra, per monitorare il suo corpo e interagire con l'interfaccia di gioco. L'immagine reale del bambino viene proiettata nel gioco, permettendo la visualizzazione sia del gioco che del bambino sullo schermo.

Il software dispone di diversi giochi, incluso il puzzle game. Il gioco verrà proiettato sulla parete tramite un proiettore e, a seconda della distanza del bambino dal gioco, ad esempio maggiore, i pezzi saranno più lontani, più alti o più bassi, dirigendo movimenti del corpo più complessi come accovacciarsi, salire su un passo, camminata laterale e estensione funzionale oltre la base di supporto. Ciò consente variazioni nelle attività che coinvolgono tutto il corpo. Il gioco fornisce anche un feedback acustico quando ogni pezzo è stato inserito e il numero di colpi e "Congratulazioni" alla fine del gioco.

Passaggi del gioco:

Innanzitutto verrà impostato il tema, ovvero la parte ludica del gioco, in base alle preferenze del partecipante.

Per iniziare il gioco, il partecipante sceglierà con quale arto iniziare a giocare, destro o sinistro, e il ricercatore sceglierà le sfide del numero di pezzi, della posizione dei pezzi, dell'arricchimento ambientale inserendo oggetti reali nel virtuale gioco, come gradini, panchine di diverse altezze, pezzi di puzzle, tra gli altri.

Un esempio di gioco: un puzzle virtuale che richiede movimenti come prendere un pezzo nella parte inferiore dello schermo e portarlo nella posizione adatta nella parte superiore dello schermo. Mentre il partecipante interagisce con l'ambiente virtuale, può anche esplorare l'ambiente circostante, eseguendo diversi movimenti con tutto il corpo, a seconda delle esigenze del gioco.

Intervento del gruppo di controllo:

Questo gruppo riceverà le cure dal fisioterapista responsabile della clinica di intervento. Il trattamento mirerà al rafforzamento, allo stretching attivo e all'allineamento biomeccanico. Le risorse utilizzate saranno quelle tipicamente impiegate nelle cliniche di fisioterapia, come palle svizzere, panche, manubri, spalliera, rulli, ecc. Con l'autorizzazione della clinica, i dati dei partecipanti verranno monitorati settimanalmente per verificare il tipo di esercizi che stanno eseguendo. Offriremo il trattamento INTERACT a questo gruppo se dimostrerà una maggiore efficienza rispetto ai risultati valutati.

Verrà utilizzato il software di analisi dei dati SPSS 17. L'obiettivo principale dello studio è il confronto dei risultati tra i gruppi all'inizio e alla fine dell'intervento.

Verrà applicata un'analisi intenzionale (includendo tutti i partecipanti, indipendentemente dalla percentuale di aderenza al trattamento). L'analisi descrittiva verrà eseguita per dati continui e discreti (media e deviazione standard (SD)). I dati continui e discreti che non seguono una distribuzione normale, anche dopo la trasformazione dei dati, verranno analizzati utilizzando metodi non parametrici.

Verrà applicata una MANOVA per confrontare le medie dei risultati dei trattamenti sperimentali e convenzionali. In entrambi i gruppi, per ciascuna variabile di interesse, verrà calcolato il delta della variazione tra la fine e l'inizio dell'intervento (Punteggio finale – Punteggio iniziale). Il delta verrà utilizzato in tutte le analisi di confronto. I cambiamenti intragruppo nelle tre valutazioni utilizzeranno misure ripetute MANOVA. Verrà utilizzato il test post hoc di Tukey (confronto tra la valutazione prima del trattamento, dopo il trattamento e la ritenzione (2 mesi dopo la fine del trattamento)). Il livello di significatività statistica sarà fissato al 5%.