Belichaamde virtuele realiteit voor chronische pijn

Met ongeveer 1 op de 5 getroffen personen is chronische pijn ongelooflijk wijdverspreid op wereldschaal. Helaas biedt standaard opioïdergische behandeling niet consistent voldoende verlichting en is vaak gekoppeld aan bijwerkingen. Virtual reality (VR) is een nieuwe en innovatieve benadering van pijnbestrijding en creëert interactieve, multimodale zintuiglijke prikkels die aanzienlijk succesvol zijn gebleken bij het verminderen van pijn. Veel onderzoek heeft zich gericht op het vermogen van VR om de aandacht van patiënten af ​​te leiden van pijn; deze methoden bieden echter slechts voorbijgaande verlichting door middel van afleiding en bieden daarom geen pijnstillend herstel op de lange termijn. Een andere en veelbelovende therapeutische benadering is om VR te gebruiken als een belichaamde simulatietechniek, waarbij virtuele lichaamsillusies kunnen worden gebruikt om de lichaamsperceptie te verbeteren en potentieel duurzamere analgesie te produceren.

Verstoringen in de perceptie van het lichaam (d.w.z. veranderingen in de manier waarop het lichaam wordt waargenomen) worden steeds meer erkend als een relevant kenmerk van chronische pijn. Vergeleken met gezonde personen vertonen patiënten met chronische pijn veranderingen in neurale gebieden die betrokken zijn bij lichaamsperceptie. Subjectief rapporteren patiënten met chronische pijn afwijkingen in lichaamsperceptie, waaronder veranderingen in waargenomen vorm, grootte of kleur die verschillen van objectieve beoordeling (bijv. pijnlijke lichaamsdelen ervaren als vergroot, verdraaid of anderszins vervormd. Bovendien correleert de mate van vervorming van de lichaamsperceptie positief met pijn, terwijl degenen met ernstigere pijn ook uitgebreidere stoornissen in de lichaamsperceptie melden. Interessant is dat interventies gericht op het verminderen van de vervorming van de lichaamsperceptie dienovereenkomstig pijn verlichten, en verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat het moduleren van de lichaamsperceptie met behulp van (niet-virtuele) lichaamsillusies (d.w.z. multisensorische modulaties van waargenomen belichaming) significante en zelfs aanhoudende analgesie kan opwekken in patiënten met chronische pijn. Vervormde percepties van het lichaam vormen daarom een ​​veelbelovend doelwit voor pijnmodulatie. Recent experimenteel en klinisch onderzoek heeft de pijnstillende werkzaamheid van lichaamsillusies aangetoond bij een reeks chronische pijnaandoeningen, waaronder (maar niet beperkt tot) osteoartritis (OA), complex regionaal pijnsyndroom (CRPS) en neuropathische pijn. Het illusoire strekken van de handen bij patiënten met artrose verminderde bijvoorbeeld de pijn met 40%. Bovendien is aangetoond dat pijnverlichting na een enkele illusie enkele minuten tot 10 weken aanhoudt, wat suggereert dat meerdere sessies van lichaamsillusies in de loop van de tijd corticale verkeerde voorstelling van zaken zouden kunnen verminderen en tot langdurige analgesie zouden kunnen leiden.

Meeslepende VR-multisensorische feedbacktraining betekent een veelbelovende nieuwe weg voor mogelijke toekomstige benaderingen gericht op het beheer van chronische pijn door het ontwerp van gerichte virtuele omgevingen te ondersteunen om (vervormde) lichaamspercepties te veranderen. De multimodale stimuluscontrole van VR maakt illusies van overdracht van fysiek naar virtueel lichaam mogelijk, wat resulteert in het gevoel dat het virtuele lichaam van iemand is. Deze virtuele lichaamsillusies kunnen de lichaamsperceptie gemakkelijk moduleren en kunnen daarom worden gebruikt om de waargenomen eigenschappen van pijn te veranderen: een verstoorde lichaamsperceptie bij patiënten met chronische pijn kan daardoor worden verbeterd door het virtuele lichaam aan te passen op een manier die met het fysieke lichaam niet mogelijk zou zijn. lichaam. Het huidige onderzoek kan worden geclassificeerd als risicocategorie A, omdat het slechts minimale risico's en lasten met zich meebrengt (d.w.z. mogelijke maar onwaarschijnlijk voorbijgaande duizeligheid en misselijkheid bij VR).

De onderzoekers veronderstellen dat virtual reality de pijnintensiteitsbeoordelingen van pre- naar post-virtual reality-sessies zal verminderen. Er wordt echter verwacht dat illusies van een virtueel lichaam zullen leiden tot sterkere pijnstilling, aangezien de illusies van een virtueel lichaam er bovendien op gericht zijn om stoornissen in de waarneming van het lichaam die geassocieerd zijn met chronische pijn aan te pakken en te normaliseren. Hoewel analgesie wordt verwacht onmiddellijk na de VR-afleiding in de controlegroep, worden cumulatieve verbeteringen of aanhoudende analgesie, noch verbeteringen in verstoringen van de lichaamsperceptie verwacht. Bovendien veronderstellen de onderzoekers daarom ook dat virtuele lichaamsillusies, maar niet virtuele afleiding, verstoringen van de lichaamsperceptie zullen verminderen.

Dit 'single centre'-project zal bestaan ​​uit bevestigend kwantitatief onderzoek op nationaal niveau. Het gebruik van virtual reality (d.w.z. virtual reality als afleidings- versus belichamingsmodaliteit) zal worden onderzocht als een modulerend interventioneel hulpmiddel voor pijnbeheersing bij verschillende pijnaandoeningen, waaronder complex regionaal pijnsyndroom, perifere zenuwbeschadiging en osteoartritis. Hiertoe zal de controleconditie bestaan ​​uit de tot nu toe regelmatig toegepaste virtuele afleiding (d.w.z. een ontspannende virtuele scène van een bosrijk gebied om deelnemers af te leiden van pijn), waarin ze gedurende meerdere sessies worden ondergedompeld, versus een experimentele conditie, waarbij deelnemers kunnen kiezen uit verschillende virtuele lichaamsillusies om te bepalen welke het beste hun pijn en verstoringen van de lichaamsperceptie vermindert, en om gedurende meerdere sessies ondergedompeld te worden in de gewenste/gekozen virtuele lichaamsillusie naar keuze.

Deelnemers van elk pijnsyndroom zullen op een opeenvolgend evenwichtige manier worden toegewezen aan de experimentele of controlegroep. Deelnemers worden gegroepeerd op basis van hun pijnaandoening en vervolgens toegewezen aan de experimentele of controlegroep op een opeenvolgend evenwichtige manier om ervoor te zorgen dat individuen van elke pijnaandoening gelijkelijk vertegenwoordigd zijn in beide groepen. Er zijn geen verblindingsprocedures nodig, aangezien de controle- en experimentele groepen duidelijk te onderscheiden zijn.

Een virtuele avatar van elk geslacht wordt geconfigureerd om overeen te komen met het geslacht van de deelnemers. Er zal een visuomotorisch volgsysteem worden gebruikt om de bewegingen van de armen van de deelnemers te volgen, die overeenkomen met de bewegingen van het virtuele lichaam om het illusoire eigendom van de virtuele avatar te vergroten. De Oculus Quest 2 (www.oculus.com) zal worden gebruikt als een HMD voor de virtuele omgevingen, die 6 GB RAM en 1832 x 1920 pixels per oog heeft. Het weegt 503 gram, heeft een schermverversingssnelheid van 72 Hz bij de lancering en gebruikt interne camera's om de ledematen te volgen. De software voor zowel de experimentele als de controlegroep wordt geprogrammeerd in Unity (Unity Technologies, San Francisco); een veelgebruikte software voor het programmeren van virtuele scenario's (voor empirisch onderzoek).

Deelnemers zullen worden geïnformeerd dat het doel van het onderzoek is om de werkzaamheid van virtuele afleiding versus virtuele belichaming op pijnperceptie te vergelijken, en dat hoewel zowel virtuele afleiding als virtuele belichaming in het verleden pijnstillende werkzaamheid hebben aangetoond, ze alleen zullen worden toegewezen aan een van de de groepen. Tijdens de interventie zitten de deelnemers in een stoel met beide armen op een tafel voor zich en worden ze eerst vertrouwd gemaakt met de virtuele omgeving. In de virtuele scène zullen ze een bijpassende virtuele tafel ervaren die zich zal bevinden in een ontspannende virtuele scène die overeenkomt met de virtuele scène van de controleconditie - d.w.z. een virtuele scène van een bos, evenals een virtueel lichaam gezien vanuit een eerste- persoonsperspectief. Deelnemers wordt gevraagd hun armen heen en weer te bewegen om synchrone visuomotorische tracking tussen het virtuele en fysieke lichaam te induceren en zo een illusoir eigendom van het virtuele lichaam op te wekken.

Tijdens de eerste sessie van virtuele lichaamsillusies zullen deelnemers (zowel experimentele als controlegroepen) eerst experimenteren met de verschillende soorten lichaamsillusies die worden aangeboden - d.w.z. uitrekken, krimpen, synchroon flitsen van het virtuele lichaam met de hartslag, transparantie of blauw kleur modificatie. De uitrekkingsillusie zal bestaan ​​uit een normale arm of hand die zich buiten zijn fysieke grenzen uitstrekt en vervolgens weer ineenkrimpt tot zijn normale toestand. In de krimpende illusie zal het ledemaat in omvang krimpen voordat het weer een normale maat krijgt. Een andere illusie is een visuele weergave van de hartslag, waarbij het virtuele lichaamsdeel synchroon flitst met de hartslag van de deelnemer. De transparantieconditie bestaat uit een ledemaat die in transparantie toeneemt en afneemt, terwijl de kleurmodificatie een ledemaat omvat die kan worden gekoeld door de kleur in blauw te veranderen. Dit maakt een geïndividualiseerde aanpak mogelijk, waarbij deelnemers in de experimentele groep eerst kunnen experimenteren met en vervolgens verder kunnen gaan met de virtuele illusie die ze waarnemen om hun pijn het meest effectief te verminderen. Deelnemers aan de controlegroep zullen ook deze initiële virtuele lichaamsillusies voltooien om de statistische kracht te vergroten om de effectiviteit van de verschillende soorten virtuele lichaamsillusies te onderzoeken. Om carry-over-effecten te minimaliseren, zullen de verschillende soorten illusies van virtuele lichamen op een evenwichtige manier worden gepresenteerd. Elke illusie wordt gedurende 45 seconden gepresenteerd, wat in lijn is met eerder onderzoek met lichaamsillusies voor chronische pijn.

Voorafgaand aan elke illusie verschijnt er een numerieke beoordelingsschaal (NRS) voor pijnintensiteit met de schriftelijke instructie waarin deelnemers wordt gevraagd de intensiteit van hun pijn te beoordelen op een schaal van 0 (geen pijn) tot 10 (ergst mogelijke pijn). Elke illusie van een virtueel lichaam wordt drie keer gepresenteerd en na elke illusie verschijnt er nog een NRS voor pijnintensiteit waarin de deelnemers wordt gevraagd hun pijn te beoordelen. Bovendien wordt deelnemers na elk type lichaamsillusie gevraagd om de mate van belichaming van de virtuele avatar en hun eigen lichaam te beoordelen (belichamingsvragenlijst - lange versie: 1. Hoe sterk voelde de deelnemer zich aanwezig in de virtuele omgeving? 2. Hoeveel had de deelnemer het gevoel dat de virtuele arm zijn eigen arm is? 3. Hoe sterk voelt het alsof de bewegingen van de virtuele arm eigen bewegingen van de deelnemer zijn? 4. In hoeverre heeft de deelnemer het gevoel dat de virtuele arm een ​​andere persoon is? 5. Hoeveel lichaamsdeel voelt het aangedane fysieke lichaamsdeel van de deelnemer? 6. Hoe bewust is de deelnemer van de fysieke positie van zijn fysieke ledemaat? 7. Hoeveel aandacht besteedt de deelnemer momenteel aan zijn fysieke ledemaat? 8. Hoe sterk zijn de emotionele gevoelens die ze hebben over hun ledemaat? Vragen 5-8 zijn overgenomen van de Bath CRPS Body Perception Disturbance Scale. Alle vragen worden beantwoord op een visueel analoge schaal (VAS) van 'helemaal niet' tot 'zeer veel', behalve vraag 8, die wordt beantwoord van 'zeer negatief' tot 'zeer positief'). Deelnemers krijgen een pauze van twee minuten tussen elk ander type virtuele lichaamsillusie.

Nadat deelnemers de virtuele lichaamsillusie hebben gekozen die hun pijnintensiteit NRS het sterkst vermindert, of degene waarbij ze zich het prettigst voelen, krijgen ze een pauze van 15 minuten. Na de pauze beginnen de deelnemers aan de eerste sessie met hun gekozen virtuele lichaamsillusie. De virtual body illusions worden in blokken gepresenteerd, waarbij één blok bestaat uit 3 x 45 seconden virtual body illusion sessies. Tussen de 45 seconden virtuele lichaamsillusies van elk blok, zal er een pauze van 10 seconden zijn van de lichaamsillusie. Voorafgaand aan het eerste en na elk blok beoordelen de deelnemers hun pijn op de pijnintensiteit NRS. In totaal zullen deelnemers vijf blokken virtuele lichaamsillusies voltooien, met een pauze van 2 minuten tussen elk blok. Na voltooiing van alle vijf de blokken vullen de deelnemers opnieuw de belichamingsvragenlijst in, waarna de HMD wordt verwijderd. In totaal zullen de deelnemers gedurende de vijf blokken ongeveer 20 minuten in virtual reality doorbrengen.

Deelnemers aan de controlegroep zullen op dezelfde manier vertrouwd worden gemaakt met de HMD en virtual reality, en zullen ook de basislijn voltooien waarin ze dezelfde virtuele lichaamsillusies zullen ervaren als de experimentele groep, en hun pijnintensiteit NRS rapporteren. Na de VR-introsessie krijgen ze ook een pauze van 15 minuten. Deelnemers aan de controlegroep gaan niet door met virtuele lichaamsillusies; in plaats daarvan worden ze alleen blootgesteld aan de ontspannende virtuele scène zonder dat er een lichaam wordt getoond, wat identiek zal zijn voor de controlegroep en de experimentele groep. Deelnemers zullen de pijnintensiteit-NRS beantwoorden met vergelijkbare tijdsintervallen als de experimentele groep, dus op dezelfde manier één pre-pijn-intensiteit-NRS invullen voordat de virtual reality-afleidingssessie begint, en 5 "post" pijn-intensiteit-NRS. Daarom zullen deelnemers in de controleconditie een vergelijkbare hoeveelheid tijd (ongeveer 20 minuten) in virtual reality doorbrengen. Evenzo zullen ze ook een belichamingsvragenlijst invullen, behalve een kortere versie die geen vragen 2-4 van de belichamingsvragenlijst bevat - langere versie, en in plaats daarvan alleen de lichaamspercepties van hun fysieke lichaam beoordelen (belichamingvragenlijst - korte versie: 1 . Hoe sterk voelde de deelnemer zich aanwezig in de virtuele omgeving? 2. Hoeveel deel van hun lichaam voelt hun aangetaste fysieke lichaamsdeel? 3. Hoe bewust is de deelnemer van de fysieke positie van zijn fysieke ledemaat? 4. Hoeveel aandacht besteedt de deelnemer momenteel aan zijn fysieke ledemaat? 5. Hoe sterk zijn de emotionele gevoelens die ze hebben over hun ledemaat?).