Gli Effetti di un Sistema di Terapia allo Specchio Basato sulla Realtà Aumentata in Pazienti con Ictus

L'obiettivo di questo studio è sviluppare un sistema di terapia dello specchio basato sulla realtà aumentata, MirrARm, fondato sui principi del tracciamento basato su sensori e della riflessione visiva, e indagare i suoi effetti sul recupero motorio dell'arto superiore e sui livelli di attività funzionale nei pazienti con ictus.

In questo studio, gli individui con ictus che soddisfano i criteri di inclusione saranno assegnati casualmente in due gruppi utilizzando una stratificazione basata su età, sesso e punteggi Fugl-Meyer dell'Arto Superiore. I gruppi saranno il gruppo di Terapia dello Specchio Basata sulla Realtà Aumentata (AR-MT) e il gruppo di Terapia dello Specchio Convenzionale (C-MT). Tutti i partecipanti riceveranno un allenamento di fisioterapia convenzionale per 30 minuti per sessione, tre giorni alla settimana, per otto settimane. I partecipanti del gruppo AR-MT riceveranno inoltre 30 minuti di allenamento fisico utilizzando il sistema MirrARm tre giorni alla settimana per otto settimane, mentre i partecipanti del gruppo C-MT riceveranno un allenamento fisico utilizzando la terapia dello specchio convenzionale per la stessa durata e frequenza.

In questo studio, l'allenamento di terapia dello specchio basato sulla realtà aumentata sarà erogato utilizzando il sistema MirrARm. Il sistema MirrARm consisterà in un monitor per computer da 27 pollici, un sensore di tracciamento del movimento Leap Motion Controller e un computer portatile. Il monitor sarà posizionato su un tavolo da lavoro e visualizzerà le immagini trasmesse dal computer portatile collegato. Il sensore Leap Motion sarà anch'esso collegato al computer portatile e posizionato sul tavolo di fronte al monitor. Il sensore Leap Motion sarà utilizzato per trasferire i movimenti della mano dei partecipanti allo schermo in tempo reale. Attraverso le sue caratteristiche software, il sistema MirrARm visualizzerà i movimenti eseguiti con una mano sullo schermo come se fossero eseguiti dalla mano opposta.

L'infrastruttura software del sistema MirrARm sarà sviluppata utilizzando il motore di gioco Unity 6.1. I movimenti della mano dei partecipanti saranno tracciati con alta precisione in un ambiente tridimensionale utilizzando i kit di sviluppo software (SDK) ufficiali e le librerie del dispositivo Leap Motion. Le applicazioni saranno progettate utilizzando asset Unity predefiniti o personalizzati posizionati all'interno di un sistema di coordinate tridimensionale nell'ambiente Unity, e interazioni fisiche realistiche saranno fornite attraverso il motore fisico di Unity basato su NVIDIA PhysX. Il funzionamento dell'applicazione sarà controllato attraverso script personalizzati basati su MonoBehaviour sviluppati utilizzando il linguaggio di programmazione C#. Questi script manipoleranno dinamicamente le proprietà del componente Transform degli oggetti della scena, inclusi posizione, rotazione e scala; elaboreranno le interazioni dell'utente attraverso trigger basati su eventi; ed eseguiranno funzioni predefinite all'interno del ciclo di gioco. Gli oggetti che richiedono interazione fisica saranno assegnati al componente Rigidbody di Unity per fornire proprietà fisiche come massa, gravità e risposte alle collisioni, e le regioni di interazione saranno definite utilizzando componenti Collider.

Durante le sessioni di allenamento utilizzando il sistema MirrARm, i partecipanti con ictus saranno seduti di fronte allo schermo su una sedia con supporto per la schiena ed eseguiranno i compiti inclusi nelle attività terapeutiche ludificate utilizzando il loro arto superiore non affetto, osservando questi movimenti sullo schermo come se fossero eseguiti dall'arto superiore affetto.

Quattro diverse attività da utilizzare nel sistema MirrARm sono state progettate dai ricercatori sulla base di movimenti considerati importanti per la funzionalità dell'arto superiore dopo l'ictus. Ogni attività è stata progettata con tre livelli di difficoltà. I partecipanti eseguiranno ogni livello per due minuti, con un periodo di riposo di 30 secondi tra i livelli. Le attività orientate al compito del sistema MirrARm sono le seguenti:

• Attività di impilamento cubi (focalizzata sull'elevazione della spalla)
• Attività di raggiungimento (focalizzata sull'estensione del gomito)
• Attività di supinazione-pronazione
• Attività dell'anello orizzontale (focalizzata sull'estensione del polso)

Tutti i partecipanti inclusi nello studio saranno valutati tre volte durante il periodo di intervento (Settimana 0, Settimana 4 e Settimana 8) utilizzando misure di esito primarie e secondarie da un valutatore in cieco.

Tutte le analisi statistiche dei dati ottenuti dai partecipanti saranno eseguite utilizzando SPSS versione 27.0 (IBM Corp., Armonk, NY, USA). Le variabili continue saranno riportate come media ± deviazione standard quando l'assunzione di distribuzione normale è soddisfatta e come mediana (intervallo interquartile) quando non lo è. Le variabili categoriche saranno riportate come numero (N) e percentuale (%). I controlli delle assunzioni includeranno il test di Shapiro-Wilk per la normalità, il test di Levene per l'omogeneità delle varianze e il test di Mauchly per la sfericità; in caso di violazione della sfericità, verrà applicata la correzione di Greenhouse-Geisser. Quando le assunzioni sono soddisfatte, per ciascuna misura di esito verrà condotta un'analisi della varianza (ANOVA) a disegno misto a due vie (2×3). Saranno testati gli effetti principali del tempo e del gruppo, nonché l'interazione tempo × gruppo, e saranno eseguiti confronti multipli utilizzando la correzione di Bonferroni. Le dimensioni dell'effetto saranno riportate come eta quadro parziale (η²p), con intervalli di confidenza al 95% e un livello di significatività fissato a p = 0,05. Quando le assunzioni non sono soddisfatte, i cambiamenti all'interno del gruppo attraverso i tre punti temporali saranno analizzati utilizzando il test di Friedman, seguito da test di Wilcoxon a coppie corretti con Bonferroni se significativi. I confronti tra gruppi saranno eseguiti utilizzando il test U di Mann-Whitney basato sui punteggi di cambiamento attraverso i punti temporali. I risultati non parametrici saranno riportati con dimensioni dell'effetto, intervalli di confidenza al 95% e un livello di significatività di p = 0,05.