慢性疼痛のための具体化された仮想現実

約 5 人に 1 人が罹患しており、慢性疼痛は世界規模で信じられないほど広まっています。 残念ながら、標準的なオピオイド治療は一貫して適切な緩和を提供するわけではなく、しばしば有害事象に結びついています. 痛みの管理における斬新で革新的なアプローチとして、仮想現実 (VR) は、痛みを軽減する上でかなりの成功を収めた、インタラクティブでマルチモーダルな感覚刺激を生み出します。 多くの研究は、患者の注意を痛みから遠ざける VR の能力に焦点を当てています。しかし、これらの方法は気を散らす手段による一時的な緩和のみを提供するため、長期的な鎮痛治療を提供しません。 別の有望な治療アプローチは、VR を具現化されたシミュレーション手法として利用することです。この手法では、バーチャル ボディ イリュージョンを使用して身体知覚を改善し、潜在的により永続的な鎮痛を生み出すことができます。

身体知覚の障害 (つまり、身体の知覚方法の変化) は、慢性疼痛に関連する特徴としてますます認められています。 健常者と比較して、慢性疼痛に苦しむ患者は、身体知覚に関与する神経領域に変化を示します。 主観的に、慢性疼痛の患者は、客観的評価とは異なる認識された形、サイズ、または色の変化を含む、身体知覚の異常を報告します（例えば、痛みを伴う身体部分が拡大、ねじれ、またはその他の形で歪んでいると経験しています. さらに、身体知覚の歪みの程度は痛みと正の相関があり、より深刻な痛みを感じている人は、より広範な身体知覚障害も報告しています。 興味深いことに、身体知覚の歪みを軽減することを目的とした介入は、それに対応して痛みを改善し、いくつかの研究では、(非仮想) 身体錯覚 (つまり、知覚された具現化の多感覚的調節) を使用して身体知覚を調節すると、有意で持続的な鎮痛さえ誘発できることが証明されています。慢性的な痛みのある患者。 したがって、体のゆがんだ認識は、痛みの調節の有望なターゲットを構成します。 最近の実験的および臨床的研究は、変形性関節症 (OA)、複合性局所疼痛症候群 (CRPS)、および神経因性疼痛を含む (ただしこれらに限定されない) さまざまな慢性疼痛状態における体の錯覚の鎮痛効果を実証しています。 たとえば、OA 患者の手の錯覚的ストレッチは、痛みを 40% 軽減しました。 さらに、1回の錯覚による痛みの軽減は、数分から10週間持続することが示されており、体の錯覚の複数のセッションが時間の経過とともに皮質の誤った表現を減らし、長期的な鎮痛につながる可能性があることを示唆しています.

没入型 VR 多感覚フィードバック トレーニングは、対象を絞った仮想環境の設計をサポートして (歪んだ) 身体認識を変更することにより、慢性疼痛の管理を目的とした潜在的な将来のアプローチへの有望な新しい手段を意味します。 VR のマルチモーダルな刺激制御により、物理から仮想の身体への伝達錯覚が可能になり、仮想の身体が自分のものであるかのような感覚が得られます。 これらの仮想身体の錯覚は、身体知覚を容易に調整できるため、知覚される痛みの特性を変更するために使用できます。慢性疼痛患者の身体知覚の乱れは、物理的な方法では不可能な方法で仮想身体を適応させることで改善できます。体。 現在の研究はリスク カテゴリ A に分類できます。これは、リスクと負担が最小限であるためです (つまり、VR での一時的なめまいや吐き気の可能性はありますが、そうではない可能性があります)。

研究者は、バーチャル リアリティがバーチャル リアリティ セッションの前から後の痛みの強さの評価を下げるという仮説を立てています。 ただし、バーチャル ボディ イリュージョンは、慢性的な痛みに関連する身体知覚障害をターゲットにして正常化することも目的としているため、バーチャル ボディ イリュージョンはより強力な鎮痛につながることが期待されます。 対照群ではVR気晴らしの直後に鎮痛が期待されますが、累積的な改善または持続的な鎮痛も、身体知覚障害の改善も期待されていません。 さらに、研究者は仮想身体錯覚が身体知覚障害を軽減するが、仮想気晴らしは減少しないという仮説も立てています。

この単一センター プロジェクトは、全国レベルで実施される確認のための定量的調査で構成されます。 複雑な局所疼痛症候群、末梢神経損傷、変形性関節症など、さまざまな疼痛状態における疼痛管理のための調節介入ツールとして、仮想現実の使用（つまり、気晴らしとしての仮想現実と具現化モダリティ）が検討されます。 この目的のために、制御条件は、これまで定期的に採用されている仮想気晴らし (すなわち、参加者を痛みからそらすための樹木が茂ったエリアのリラックスした仮想シーン) で構成され、実験条件とは対照的に、いくつかのセッションに没頭します。参加者は、いくつかの仮想身体錯覚から選択して、痛みと身体知覚障害を最も軽減するものを特定し、いくつかのセッションで好みの/選択した仮想身体錯覚に没頭することができます。

各疼痛症候群の参加者は、順次相殺される方法で実験群または対照群に割り当てられます。 参加者は、痛みの状態に応じてグループ化され、実験グループまたは対照グループに割り当てられ、順次相殺され、各痛み状態の個人が両方のグループで等しく代表されるようになります。 対照群と実験群が明確に識別されるため、盲検化の手順は必要ありません。

各性別の仮想アバターは、参加者の性別に合わせて構成されます。 視覚運動追跡システムを使用して、参加者の腕の動きを追跡します。これは、仮想体の動きと一致して、仮想アバターの幻想的な所有権を高めます。 Oculus Quest 2 (www.oculus.com) 仮想環境用の HMD として使用され、6 GB の RAM と片目あたり 1832 x 1920 ピクセルを備えています。 重量は 503 グラムで、起動時の画面のリフレッシュ レートは 72 Hz で、内蔵カメラを使用して手足を追跡します。 実験グループと対照グループの両方のソフトウェアは、Unity (Unity Technologies、サンフランシスコ) でプログラムされます。仮想シナリオをプログラミングするために一般的に使用されるソフトウェア (実証研究用)。

参加者は、この研究の目的が痛みの知覚に対する仮想気晴らしと仮想具現化の有効性を比較することであり、仮想気晴らしと仮想具現化の両方が過去に鎮痛効果を実証しているが、それらはいずれかにのみ割り当てられることを通知されます。グループ。 介入中、参加者は椅子に座り、両腕を前のテーブルに置き、最初に仮想環境に慣れます。 仮想シーンでは、制御条件の仮想シーンに一致するリラックスした仮想シーン、つまり、森の仮想シーンと、最初から見た仮想の身体に配置される、一致する仮想テーブルを体験します。人の視点。 参加者は、腕を左右に動かして仮想体と物理体の間で視覚運動の同期追跡を誘導し、仮想体の幻想的な所有権を誘導するように求められます。

バーチャル ボディ イリュージョンの最初のセッションでは、参加者 (実験グループとコントロール グループの両方) は、提供されているさまざまなタイプのボディ イリュージョンを最初に実験します。色の修正。 伸びる錯覚は、通常の腕または手が物理的な境界を超えて伸び、その後縮んで通常の状態に戻ります。 縮小錯覚では、手足は通常のサイズに戻る前にサイズが縮小します。 別のイリュー ジョンには、心拍数の視覚的描写が含まれます。ここでは、仮想体の部分が参加者の心拍と同期して点滅します。 透明度の状態は、透明度が増減するリムで構成されますが、色の変更には、色を青に変更することで冷却できるリムが含まれます。 これにより、実験グループの参加者が最初に実験してから、最も効果的に痛みを軽減するために知覚する仮想イリュージョンを進めていく、個別化されたアプローチが可能になります。 コントロール グループの参加者は、これらの最初の仮想体の錯覚を完了して、さまざまな種類の仮想体の錯覚の有効性を調べるための統計的検出力を高めます。 持ち越し効果を最小限に抑えるために、さまざまな種類のバーチャル ボディ イリュージョンが相殺される方法で提示されます。 各錯覚は 45 秒間表示されます。これは、慢性的な痛みに対して体の錯覚を使用した以前の研究と一致しています。

各錯覚の前に、0 (痛みなし) から 10 (最悪の痛み) までの範囲のスケールで痛みの強さを判断するように参加者に求める書面による指示とともに、痛み強度の数値評価尺度 (NRS) が表示されます。 各バーチャル ボディ イリュージョンは 3 回表示され、各イリュージョンの後、別の痛み強度 NRS が表示され、参加者に痛みの評価を求めます。 さらに、各タイプの身体錯覚に続いて、参加者は仮想アバターと自分の身体の身体化の程度を評価するよう求められます (身体化アンケート - 長いバージョン: 1. 参加者は、自分が仮想環境にいることをどの程度強く感じましたか? 2. 参加者は仮想腕が自分の腕であるとどの程度感じましたか? 3. 仮想腕の動きが参加者自身の動きであるとどの程度強く感じますか? 4. 参加者は仮想の腕が別人になったようにどの程度感じますか? 5. 参加者の影響を受けた身体の部分は、身体のどの部分を感じますか? 6. 参加者は自分の手足の物理的な位置をどの程度認識していますか? 7. 参加者は現在、自分の肢体にどの程度注意を払っていますか? 8. 手足に対する感情はどのくらい強いですか? 質問 5 ～ 8 は、Bath CRPS Body Perception Disturbance Scale を基にしています。 すべての質問は、「まったくない」から「とてもそう思う」までのビジュアル アナログ スケール (VAS) で回答されます。 参加者には、さまざまなタイプのバーチャル ボディ イリュージョンの間に 2 分間の休憩が与えられます。

参加者が、痛みの強さ NRS を最も強く軽減するバーチャル ボディ イリュージョン、または最も快適に感じるものを選択した後、15 分間の休憩が与えられます。 休憩の後、参加者は選択したバーチャル ボディ イリュージョンで最初のセッションを開始します。 バーチャル ボディ イリュージョンはブロック単位で表示され、1 つのブロックは 3 x 45 秒のバーチャル ボディ イリュージョン セッションで構成されます。 各ブロックの 45 秒間のバーチャル ボディ イリュージョンの間に、10 秒間のボディ イリュージョンの休憩があります。 各ブロックの最初と次の前に、参加者は痛みの強さ NRS で痛みを評価します。 合計で、参加者は、各ブロックの間に 2 分間の休憩を挟んで、バーチャル ボディ イリュージョンの 5 つのブロックを完了します。 5 つのブロックすべてが完了した後、参加者は実施形態のアンケートに再び回答し、その後 HMD が取り外されます。 合計で、参加者は 5 つのブロックの間、仮想現実で約 20 分間過ごします。

対照群の参加者も同様に HMD と仮想現実に慣れ、実験群と同じ仮想身体錯覚を経験するベースラインを完成させ、痛み強度 NRS を報告します。 VR イントロ セッションの後、15 分間の休憩も与えられます。 コントロール グループの参加者は、バーチャル ボディ イリュージョンを続行しません。代わりに、彼らは体が表示されていないリラックスした仮想シーンにのみさらされます。これは、コントロール グループと実験グループの間で同一になります。 参加者は、実験グループと同等の時間間隔で痛み強度 NRS に回答するため、同様に、仮想現実気晴らしセッションを開始する前に 1 つのプレ痛み強度 NRS を完了し、5 つの「ポスト」痛み強度 NRS を完了します。 したがって、コントロール条件の参加者は、仮想現実で同様の時間 (約 20 分) を費やします。 同様に、彼らは具現化アンケートの質問 2 ～ 4 を含まない短いバージョンを除いて、具現化アンケートにも記入します - 長いバージョンで、代わりに自分の身体の身体認識のみを評価します (具現化アンケート - 短いバージョン: 1 . 参加者は、自分が仮想環境にいることをどの程度強く感じましたか? 2. 影響を受けた身体の部分は、身体のどの部分を感じますか? 3. 参加者は自分の手足の物理的な位置をどの程度認識していますか? 4. 参加者は現在、自分の肢体にどの程度注意を払っていますか? 5. 手足に対する感情はどのくらい強いですか?)