모터 재활의 IVR (IVR_MOT)

배경 스포츠 부상은 스포츠 성과와 지속적이고 규칙적인 신체 활동을 의미하는 건강한 라이프스타일을 유지하는 데 중요한 장애물입니다. 이탈리아에서는 매년 스포츠 활동을 하는 2,000만 명의 사람들 중 약 300,000명이 응급실에 입학합니다.

경쟁 스포츠의 경우, 빡빡한 경기 일정, 빠르게 진행되는 리듬 및 운동 선수가 경험하는 압박감 증가로 인해 부상 빈도가 증가합니다. 부상은 경기를 자제하는 기간을 초래하고 선수의 정신-신체 균형에 영향을 미칩니다. 이러한 이유로 스포츠 부상은 상당한 직간접 비용이 발생하며 물리 치료는 가장 빠르고 안전한 스포츠 복귀를 보장하기 위해 운동 기능을 회복하는 것을 목표로 합니다.

중추 신경계 손상의 경우와 말초 문제(대부분의 스포츠 부상에서와 같이)와 관련된 모든 형태의 운동 재활은 가소성과 보상의 개념을 기반으로 합니다. 즉, 복구 가능성은 시스템이 자체적으로 재구성될 수 있음을 의미합니다. 실제적으로 현재 형태의 재활 과학은 손상된 (운동) 시스템의 능동적이고 반복적인 운동을 직접적으로 촉진하려고 시도합니다. 이 논리, 즉 주로 행동 실행을 기반으로 하는 프로세스에는 치료에 장애가 되는 주요 고유한 제한이 있습니다. 그러나 심각한 정도로 손상되는 모터 기능과 직접 작동합니다. 그러나 최근에는 실제 동작을 수행하지 않고 단순히 자신의 몸이 동작을 수행하는 것을 관찰함으로써 모터 시스템을 활성화할 수 있다고 제안되었습니다. 이에 맞춰 IVR(Immersive Virtual Reality)이 제공하는 다감각적 특성과 현존감, 구현화를 활용해 일시적으로 움직이는 가상의 몸(아바타)이 움직이는 착각적 경험을 만들어낼 수 있음을 보여주었다. 스스로 움직이는 몸이 되었다(이른바 화신. 또한 이 경험은 자신의 실제 움직임에서 활성화되는 것과 유사한 방식으로 운동 시스템을 활성화합니다. 따라서 이러한 조건에서 구현된 가상 신체의 (환상적인) 움직임은 참가자의 운동 시스템에 통합됩니다.

이러한 이론적 고려 사항을 기반으로 현재 프로젝트는 IVR을 사용하여 (부족한) 모터 실행 문제를 우회/제한하는 재활 접근 방식에 대한 가능한 급격한 변화를 테스트할 것을 제안합니다. 주요 가설은 자신의 것으로 인식되는 움직이는 가상 신체를 단순히 관찰하면 기능 회복을 촉진하는 정도까지 운동 시스템에 접근할 수 있다는 것입니다. 다시 말해, 목적은 (손상된) 모터 시스템이 아니라 (손상되지 않은) 체감각 시스템을 통해 기능하는 모터에 접근하는 것입니다. 또한 이러한 절차는 치료의 적어도 일부를 원격으로 수행할 수 있는 가능성을 제공합니다.

목표

스포츠 재활에 관한 현재 연구 프로젝트의 목표는 다음과 같습니다.

1. 하지의 말초 손상 후 운동 기능을 회복하기 위한 몰입형 가상 현실(IVR)에서 재활 프로토콜을 검증합니다. 프로토콜은 실행보다는 행동 관찰을 기반으로 합니다. 이 아이디어의 근거는 신체 운동을 수행하는 자신의 "자신의" 가상 신체 관찰을 통한 운동 시스템의 간접적인 활성화가 실제 운동 제어 및 행동 실행과 관련된 것과 동일한 신경인지 메커니즘을 모집한다는 것입니다. 이것은 신체 재활을 크게 향상시켜 운동 회복을 향상시킬 것입니다.
2. IVR에 기반한 신경과학적 접근 방식과 스포츠 재활 표준을 결합하고 기존 재활을 보완하고 집에서 원격으로 실행할 수 있는 새로운 접근 방식을 만드는 표준 프로토콜을 개발합니다.

샘플 참가자는 HastaFisio 및 Centro di Medicina Preventiva e dello Sport dell'Università degli Studi di Torino 물리 치료 센터에서 모집됩니다. 샘플은 무릎의 근골격 손상 후 무릎 염좌 및/또는 무릎 인대 및/또는 반월상연골 수술을 받은 성인(연령 범위 18-65세)으로 구성됩니다. 샘플 크기는 개체 내 요인으로 시간(사전, 중간 및 사후)을 사용하고 개체 간 요인으로 그룹(실험, 활성 제어, VR 없음)을 사용하는 혼합 효과 3x3 ANOVA에 대한 선험적 전력 분석을 기반으로 추정되었습니다. 중간 효과 크기(f = 0.25)와 0.05로 설정된 알파 수준으로 0.80의 검정력에 도달하기 위해 필요한 샘플 크기는 36(그룹당 참가자 12명)입니다. 이 연구는 탈락 가능성을 고려하여 45명의 참가자(그룹당 15명)를 모집합니다.

방법 첫 번째 실험 세션은 무릎 수술 후 2주 이내에 진행되며 IVR 훈련 개입은 표준 신체 재활의 첫 번째 단계와 병행하여 6주 동안 지속됩니다. IVR 교육 프로토콜은 가상 아바타를 1인칭 시점(실험 그룹) 또는 3인칭 시점(능동 제어 그룹)으로 관찰하는 것을 의미합니다. 다른 대조군(IVR 훈련 없음)은 표준 신체 훈련만 받습니다. 가상 시나리오에서 아바타는 일련의 재활 운동을 수행합니다(자세한 내용은 아래 참조). 중재 전(T0), 중간(T1), 중재 후(T2)에 신경근 기능이 일련의 표준 임상 테스트로 평가됩니다(아래 세부 정보 참조). 또한, IVR 절차의 유효성을 평가하기 위해 실시예는 동일한 시점에서 임시 설문지를 통해 측정될 것이다.

측정:

다음 테스트 배터리는 T0, T1 및 T2에서 수집됩니다.

1. IVR 교육 세션 전:

   • IKDC 척도(국제 무릎 기록 위원회 주관적 무릎 평가 양식);
   • GyKo(관성 측정 도구)로 측정한 관절 위치 감지;
   • GyKo(관성 측정 도구)로 측정한 무릎 신전 운동 범위;
   • 휴대용 동력계를 통해 측정된 무릎 신근의 최대 힘;
   • 최대 수축 후 통증에 대한 시각적 아날로그 척도(VAS).

2. IVR 교육 세션 중:

   - 연습이 완료된 후 구현 설문지.

3. IVR 교육 세션 후:

   • IVR 교육에서 제공되는 각 운동에 대한 주관적인 친숙도
   • IVR 세션에 대한 일반적인 주관적 피드백입니다. 임상 생리학적 측정(관절 위치 감각, 무릎 확장, 무릎 신근의 최대 힘)은 양쪽 다리에 대해 등록됩니다.

훈련:

참가자의 모든 그룹은 주당 2회 근력, 균형 및 유연성에 대한 운동을 포함하는 표준 신체 훈련 프로토콜을 따릅니다. 또한 실험군과 능동 대조군은 신체 훈련과 같은 날 실시되는 IVR 훈련에 항상 선행하여 참여하게 됩니다. IVR 교육은 360° 시야로 몰입형 3D 환경을 제공할 수 있는 헤드 마운트 디스플레이를 통해 관리됩니다. 가상 장면에는 일부 표준 장비가 있는 체육관과 자연스러운 크기의 가상 아바타가 포함되며 참가자와 성별이 일치합니다. 아바타는 1인칭 시점(즉, 아바타가 실제 신체를 대체한 것처럼, 실험군) 또는 3인칭 시점(즉, 측면에서 관찰된 다른 사람인 것처럼, 활성 대조군). 초기 친숙화 및 몰입 단계 후 아바타는 일련의 운동(앉은 상태에서 무릎 확장, 스쿼트, 포워드 런지, 스텝 업 및 다운, 스플릿 스쿼트, Y-밸런스 테스트의 전방 도달), 8회로 3회로 수행합니다. 실제 신체 재활 세션을 모방하는 각 운동의 반복. 아바타는 부상당한 다리 쪽에서 운동을 수행합니다(운동이 한쪽 다리인 경우).

분석:

위에서 설명한 테스트 및 설문지에서 얻은 데이터는 시간이 있는 3x3 혼합 효과 ANOVA를 사용하여 세 그룹(실험, 활성 제어 및 IVR 교육 없음)과 세 시점(T0, T1, T2) 내에서 비교됩니다. 개체 내 요인 및 개체 간 요인으로 그룹으로. 가설은 실험 그룹이 활성 대조군 및 IVR 없음 훈련 그룹보다 부상당한 사지의 기능적 성능에서 더 큰 개선을 보일 것이라는 것입니다.

프로젝트의 의미 이론적 관점에서 프로젝트는 말초 부상의 운동 재활에서 자신의 몸을 의식적으로 표현하는 신경인지 메커니즘의 근본적인 역할에 대한 증거를 제공하는 최초의 프로젝트가 될 것입니다. 실제로, 현재로서는 단순히 몸을 자신의 것으로 표현하는 것(동작을 수행할 필요 없이)이 운동 시스템에 영향을 미친다는 연구는 소수에 불과합니다. 이것이 운동 기능에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사한 연구는 단 한 건뿐이었습니다. 그러나 이러한 결과는 말초 병변이 아닌 뇌 병변이 있는 환자에서 수집되었습니다. 이러한 이유로 이 프로젝트는 기존의 이론적 지식에 의해 잘 뒷받침되지만 실험적으로 탐구되지 않은 가설에 기반한 재활에 대한 새로운 접근 방식을 제공합니다. 자신의 몸이 움직이고 있다는 환상이 운동 계획 및 실행(예: 스포츠 재활 운동의 계획 및 실행)과 관련된 뇌 영역의 활성화를 촉진할 수 있으며 따라서 결함이 있는 운동 기능을 개선할 수 있다는 것을 입증하는 것은 새로운 과학적 발견이 될 것입니다. . 또한, 말초 손상의 경우에도 가상 신체의 속성을 통해 신체와 관련된 신호를 통해 운동 시스템이 영향을 받을 수 있음을 입증함으로써 보다 일반적인 운동 재활의 맥락에서 새로운 기회를 창출합니다.

재활 과학에 미치는 영향 측면에서 프로젝트 결과의 효과는 스포츠 재활 접근 방식에 대한 근본적인 변화를 제안하기 때문에 여러 수준에서 나타날 것입니다. 스포츠 부상으로 인한 운동 기능의 상실은 일련의 부정적인 결과를 초래하는 쇠약한 사건입니다. 재활의 최신 기술에는 움직임의 실행을 기반으로 하고 적절한 장비를 갖춘 구조(재활 센터의 체육관)에서 수행되어야 하는 표준 프로토콜이 포함됩니다. 첫째, IVR 교육은 물리적인 움직임 실행이 필요하지 않으므로 표준 재활 프로토콜에 귀중한 추가 기능을 제공하거나 일부 물리적 재활 세션을 대체할 수도 있습니다. 둘째, IVR 교육은 환자가 원격으로 자율적으로 수행할 수 있으며, 이는 특히 전 세계적 유행병의 현재 상황에 비추어 볼 때 모든 유형의 개입에 중요한 이점입니다. 이 두 가지 요소는 부상에서 회복하는 데 투자되는 누적 시간과 노력을 크게 줄일 수 있습니다. 셋째, 이러한 접근법은 본질적으로 매우 유연하며 특정 요구에 따라 다른 기술 및 운동 행동 측정(예: 운동 운동학, 뇌 전기 활동, 자율 신경계 활동 측정 등)으로 보완될 수 있습니다. 복잡성 수준.