拡張現実のコンテキストでのタスク固有のトレーニングがけいれん性脳性麻痺の小児の上肢機能と活動に及ぼす影響 (INTERACT)

脳性麻痺（CP）は、胎児または発達中の脳に対する非進行性脳損傷によって引き起こされる、運動および姿勢発達の永続的な障害のグループとして定義されます。 有病率は、低所得国および中所得国で生まれた子供1,000人あたり2.3～3.7人、先進国では生まれた子供1,000人あたり1.6～2.9人です。

CP の小児に存在する運動障害は、上肢でより複雑であると考えられており、固有受容の変化、選択的運動制御、痙性の存在、関節可動域の減少、筋力、運動調整障害などによって表されます。 これらの構造的および機能的障害は、手を伸ばしたり掴んだりすること、物体を操作すること、日常生活の活動などの活動の実行に制限をもたらします。

CP の子供には上肢の運動機能の欠陥があることを認識し、適切な介入を行うことが重要です。 この場合、理学療法はCP児のリハビリテーションにおいて重要な役割を果たしますが、強く推奨されるアプローチを実施する必要があります。 文献では、CPのある小児および青少年の運動機能と課題パフォーマンスを改善するための証拠のレベルが指摘されており、特定の課題トレーニングが強調されており、科学的証拠の緑色の信号と推奨の強い強度で示されています。

したがって、CPを持つ小児の上肢に関わる機能や運動活動を回復させるためのリハビリテーションは、日常生活や目標に向けた実際の環境で使用される特定のタスクの実践に焦点を当てる必要があります。 しかし、最近の推奨事項では、補助介入を特定の課題トレーニングと組み合わせると、より良い結果が得られることが示されています。 リハビリテーションのためのテクノロジーを拡張し、特定のタスクのトレーニングと関連付けることができる新しい介入形式は、拡張現実 (AR) 療法です。 AR は、現実世界とデジタル コンテンツ世界の間の動機と相互作用を促進し、両者が相互に補完し合うため、効果的な介入戦略となっています。 AR トレーニングは運動能力を向上させ、低コストのリハビリテーションの機会を提供することが報告されており、自宅でも行うことができます。 ただし、AR に関する研究は不足しており、埋める必要のある文献のギャップが明らかになっていることを強調することが重要です。

これらのギャップを埋める必要性を考慮して、この研究の目的は、拡張現実に関連した特定の課題トレーニング プロトコル (INTERACT プロトコル) が、痙性脳性麻痺と診断された小児の上肢の機能と活動に及ぼす影響を検証することです。

したがって、この研究は、CPを持つ子供の機能訓練に関する新しい証拠に貢献するでしょう。 INTERACT という用語は、個別化された演習のプロトコル (I - Individualized) である英語の頭字語に由来しています。タスク固有 (T - タスク固有);環境エンリッチメント付き (E - 環境エンリッチメント)。拡張現実と現実（RA - 現実と拡張現実）を利用する。積極的に実施します（アクト - アクティブトレーニング）。 INTERACT プロトコルは運動学習の原理に従い、リハビリテーション用に開発された低コストの AR 機器と、治療環境に現実および仮想オブジェクトを挿入する環境エンリッチメントの提案を使用して実行されます。

具体的な目標:

痙性 CP の小児に対する INTERACT プロトコルの効果を従来の理学療法治療と比較するには、次の手順を実行します。

1. 手動リーチ動作の時空間パラメータと角度パラメータについて。
2. 上肢を含むレクリエーション活動 (UL) について。
3. 上肢を含む日常活動のパフォーマンスの向上による学習の伝達について。
4. 運動学習の保持については、介入なしの 2 か月の追跡期間後。
5. 座位から立位までの動作（二重運動課題の有無にかかわらず）および立位での機能的到達時の姿勢の揺れについて。

仮説:

INTERACT プロトコル グループの参加者は次のことを行うことが期待されます。

1. 手動リーチ動作の時空間パラメータと角度パラメータを改善し、モーター制御の向上を示します。
2. 上肢を使ったレクリエーション活動を改善します。
3. 上肢を含む活動のパフォーマンスを向上させます（学習を日常活動に移す）。
4. トレーニング後 2 か月後も運動学習を維持します。
5. 座位から立位までの動作中、二重運動タスク中、および立位での機能的到達中の姿勢の揺れを軽減します。

計算例:

それは、G*Power ソフトウェアを使用して先験的に実行されました。 効果量は、Malick らの研究で得られたデータ (DASH スケール) に基づいて決定されました。 (2022a)、上肢活動に対する AR 介入が実行されました。 したがって、サンプル計算では、独立測定 t 検定分析で、効果サイズ 1.03、統計検出力 90%、信頼区間 85%、統計的有意性 5% が考慮されました。 サンプル計算の結果、参加者は合計 34 名となりました。 研究終了時に十分な数の参加者を確保するために、約 10% の推定減少率を考慮して、さらに 4 名の参加者を追加することが確立されました。 したがって、2 つのグループのそれぞれに 19 人の参加者の割り当てが決定されました。

参加者：

この研究は、医学的に片側および両側の痙性CPと診断され、GMFCS（粗大運動機能分類システム）レベルIおよびIIを有し、男女とも6歳から12歳までの小児で構成されます。

ランダム化:

子どもたちは、電子割り当てシステム (www.sealedenvelope.com) を使用して 2 つの介入グループにランダムに割り当てられます。 子供たちは、GMFCS および MACS レベルによって階層化された 6 つのブロックのランダム化によってグループに割り当てられます。

一般的な手順:

各参加者が評価されます。 まず、保護者にインフォームド・コンセント・フォームが提示され、保護者の同意とプロジェクトへの子供の参加が正式に表明されます。 また、子供たちは、学習手順全体と子供が通過するステップをそれほど複雑ではない方法で説明し、子供が同意する必要があるインフォームド・コンセント・フォームに署名します。 両介入グループのボランティアは、フェイスブック、インスタグラム、ラジオなどのソーシャルメディア上の広告を通じて、またチラシを配布して研究を宣伝することに同意した理学療法クリニックを通じて研究への参加を呼びかけられる。 子どもたちとその保護者が興味を持った場合、クリニックは研究者の連絡先情報を提供し、興味のある人が研究者に連絡できるようにします。

介入：

従来の理学療法治療と実験的治療（INTERACTプロトコル）はどちらも、神経小児科の経験があり、このプロトコルの訓練を受けた理学療法士によって、1日あたり1時間20分のトレーニングを伴い、週3回、4週間にわたって実施されます。 週 3 回のトレーニング セッションの頻度の選択は、ブラジルのリハビリテーション現場で通常使用されるトレーニングに基づいており、子供とその家族にとって実行可能であると考えられることを強調することが重要です。 この周波数の選択は、Bailes らによる推奨事項などの文献に記載されている推奨事項にも基づいています。 (2008) およびマッコイら。 (2020)、週に少なくとも 2 回のセッションを推奨しています。

治療プロトコル:

まず、目標を選択します。 PEDI-CAT 機器 (日常活動およびモビリティ領域) のアプリケーション マニュアルには、目標の選択と視覚化に使用される画像が含まれています。

対話プロトコル:

このプロトコルは、BRAINN_XR と呼ばれる拡張現実ソフトウェアを介して拡張現実ゲームを使用して実行されます。 このソフトウェアは、電子コンポーネントとセンサーを備えたツールである RGB カメラを使用しており、子供のジェスチャーや動きをリアルタイムで追跡できます。 子供は最初、RGB カメラから 1.8 メートルから 2.5 メートルの距離、地面から 0.6 メートルから 1.2 メートルの高さにいて、体を追跡してゲーム インターフェイスと対話します。 子どもの実像がゲーム内に投影され、ゲームと子どもの両方を画面上で視覚化することができます。

ソフトウェアにはパズルゲームを含むさまざまなゲームがあります。 ゲームはプロジェクターを使用して壁に投影され、子供とゲームとの距離に応じて、たとえば、距離が離れると、ピースがより遠く、より高く、より低くなり、しゃがむ、棒を踏むなど、より複雑な体の動きを指示します。ステップ、側方歩行、サポートベースを超えた機能的なリーチ。 これにより、体全体を使ったアクティビティのバリエーションが可能になります。 このゲームでは、各ピースが取り付けられたときやヒット数、ゲーム終了時の「おめでとう」という音声フィードバックも提供されます。

ゲームの手順:

まず、参加者の好みに応じてテーマ、つまりゲームの遊びの部分を設定します。

ゲームを開始するには、参加者は右または左のどちらの手足で遊び始めたいかを選択し、研究者はピースの数、ピースの位置、仮想空間に現実のオブジェクトを挿入することによる環境の強化などの課題を選択します。階段、さまざまな高さのベンチ、パズルのピースなどのゲーム。

ゲームの一例：画面下部にあるピースを拾い、画面上部のはめ込み位置に持っていくなどの動作が必要な仮想パズル。 参加者は仮想環境と対話しながら、ゲームの要求に応じて全身でさまざまな動きを行い、周囲を探索することもできます。

コントロールグループの介入:

このグループは介入クリニックを担当する理学療法士から治療を受けます。 この治療は強化、積極的なストレッチ、生体力学的調整を目的としています。 使用されるリソースは、スイス ボール、ベンチ、ダンベル、ウォール バー、ローラーなど、理学療法クリニックで通常使用されるものです。 クリニックの許可を得て、参加者の記録は毎週監視され、参加者が行っている運動の種類を確認することになる。 評価された結果に関してより高い効率が実証された場合、このグループに INTERACT 治療を提供します。

データ分析 SPSS 17 ソフトウェアが使用されます。 研究の主な焦点は、介入の開始時と終了時のグループ間の結果を比較することです。

治療意図分析が適用されます (治療遵守率に関係なく、すべての参加者を含みます)。 連続データと離散データ (平均値と標準偏差 (SD)) に対して記述分析が実行されます。 データ変換後でも正規分布に従わない連続データと離散データは、ノンパラメトリック手法を使用して分析されます。

MANOVA は、実験的治療と従来の治療の結果の平均を比較するために適用されます。 両方のグループで、関心のある変数ごとに、介入の終了と開始の間の変化のデルタ (最終スコア - 初期スコア) が計算されます。 デルタはすべての比較分析で使用されます。 3 つの評価にわたるグループ内の変更には、反復測定 MANOVA が使用されます。 Tukey の事後検査が使用されます (治療前、治療後の評価、および保持 (治療終了後 2 か月) の比較)。 統計的有意性のレベルは 5% に設定されます。