De impact van virtual reality op de bovenste ledematen bij verschillende leeftijden van proefpersonen met de ziekte van Parkinson

De ziekte van Parkinson (PD) wordt gekenmerkt als een complexe neurologische aandoening, met klassieke motorische symptomen die voornamelijk verband houden met de ontwikkeling van Lewy-lichaampjes in zenuwcellen en met het verlies van dopaminerge neuronen in de substantia nigra. Tot de meest kenmerkende motorische symptomen van de ziekte behoren tremor, rigiditeit, bradykinesie, houdingsinstabiliteit en moeilijk lopen. Bijgevolg hebben dergelijke motorische comorbiditeiten een directe invloed op het leven van de patiënt, waardoor de kwaliteit van leven wordt aangetast, het risico op vallen toeneemt en de onafhankelijkheid in het algemeen afneemt. PD is momenteel de tweede meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte (na de ziekte van Alzheimer), met een percentage van 14 per 100.000 inwoners; wanneer rekening wordt gehouden met de bevolking ouder dan 65 jaar, stijgen de waarden tot 160 getroffenen per 100.000 inwoners. Elk jaar worden in de Verenigde Staten ongeveer 60.000 nieuwe gevallen van PD gediagnosticeerd, naast de meer dan een miljoen reeds gediagnosticeerde gevallen. In Brazilië hebben naar schatting 200.000 personen PD in de algemene bevolking, met een hoge prevalentie bij mensen tussen 60 en 79 jaar. Elk jaar doen zich in het land ongeveer 36.000 nieuwe gevallen voor. De incidentie van mannen-vrouwen varieert tussen 1,3 en 2,0 in de meeste geregistreerde gegevens. In 2012 hebben Noyce et al. analyseerde 30 omgevingsfactoren die verband kunnen houden met de ontwikkeling van PD, waaronder zeer significante: blootstelling aan pesticiden, eerder letsel aan de schedelregio, leven op het platteland, gebruik van bètablokkers. , arbeiders op het platteland en verbruik van water uit putten. Onder de gevonden beschermende factoren zijn: roken, gebruik van niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen, cafeïneconsumptie, gebruik van calciumantagonisten en alcoholconsumptie. Tot de genetische factoren die het best in de literatuur worden beschreven, behoren de SNCA-genen, die coderen voor het alfa-synucleïne-eiwit; mutaties in LRRK2; mutaties in het GBA-gen, dat codeert voor het bèta-glucocerebrosidase-enzym, dat tot dan toe de belangrijkste genetische risicofactor is voor de ontwikkeling van PD.

Lewy-lichaampjes werden voor het eerst beschreven in 1912 door Friedrich Henrich Lewy en werden een belangrijke pathologische marker van PD. Ze worden gevonden in neuronen en bestaan ​​uit neurofilamenten met aggregaten van alfa-synucleïne en ubiquitine. In 2007 toonde hij door het onderzoek van Wakabayashi aan dat Lewy-lichaampjes niet direct verband hielden met de oorzaken van de ziekte van Parkinson, maar met de symptomen ervan.

Over het algemeen wordt de pathofysiologie van PD gekenmerkt door een progressief neuronaal verlies van het compacte deel van de substantia nigra van de middenhersenen, waarbij een verlies van meer dan 60% nodig is om de belangrijkste symptomen van de ziekte te laten verschijnen. Naast het tekort in de dopaminerge route kunnen echter ook andere neurotransmitters betrokken zijn bij de pathofysiologie van PD. In het noradrenerge systeem, de locus coeruleus, vertoont het verlies van 50 tot 80% van de gepigmenteerde neuronen, naast de vermindering van neuronen in de dorsale nervus nucleus en in de supraoptische en paraventriculaire hypothalamische kernen, vergezeld van een afname van de functie van de noradrenerge projecties; In het serotonergische systeem wordt een vermindering van 57,8% van de neuronen in de dorsale raphe-kern waargenomen; En in het cholinerge systeem werd een vermindering van 50 tot 60% van de cholinerge neuronen in de dorsale raphe-kern waargenomen.

In 2003 heeft een studie ontwikkeld door Braak et al. toonde aan dat PD begint in de autonome plexus van de maag van Meissner en in de neurale reukuiteinden, en zich voortplant naar de hersenstam (middenhersenen), precies in de dorsale nervus vagus, glossofaryngeale kern, reuk en in het tussengebied. Van daaruit wordt de evolutie verdeeld in nog 5 stadia, namelijk: 1 - raphe kernen, gigantocellulaire kern en locus coeruleus; 2 - compact deel van de substantia nigra; 3 - voorhersenengebieden van de temporale mesocortex; 4 - associatiegebieden van de frontale neocortex; 5 - neocortex-associatiegebieden, premotorische en motorische gebieden.

De belangrijkste motorische symptomen van PD zijn bradykinesie, hypokinesie, akinesie, tremor en rigiditeit, evenals evenwichts- en loopstoornissen. Bovendien zijn vaak cognitieve stoornissen, geheugenstoornissen, problemen gerelateerd aan visueel-ruimtelijke disfunctie, moeilijkheden bij het uitvoeren van sequentiële en repetitieve bewegingen, bevriezing en langzame psychologische reacties aanwezig. Verminderd schrijven en problemen met de stem en het slikken van individuen kunnen ook worden waargenomen. Een van de belangrijkste klinische symptomen van PD is tremor, die in ongeveer 50% van de gevallen begint in de distale ledematen. In rustsituaties is de afname of verdwijning van dit symptoom merkbaar, wat terugkeert als het individu een langere actie of houding aanhoudt. Bradykinesie (traagheid van beweging) is het gevolg van een onevenwichtigheid tussen de remmende en exciterende systemen, als gevolg van de afwezigheid van dopamine in het striatum, wat voornamelijk automatische bewegingen beïnvloedt, waardoor een algemene bewegingsarmoede en frequente klachten over zwakte ontstaan. Patiënten met de ziekte van Parkinson hebben een grote kans om een ​​houding aan te nemen met hun zwaartepunt naar voren, waardoor een gebogen of gebogen houding ontstaat. Er is ook een afname van houdingsreflexen, zoals beschermende extensie, balans en oprichtende reacties. De gang presenteert zich als een langzame, schuifelende gang met een kortere paslengte.

Farmacologische behandeling bestaat uit geneesmiddelen die de intracerebrale concentraties van dopamine verhogen of de receptoren ervan stimuleren. In de eerste lijn van behandeling is Levodopa, wat overeenkomt met een directe voorloper van dopamine, dat, in tegenstelling tot het, de bloed-hersenbarrière kan passeren. Bromocriptine, Lissuride, Pergolide en Paramixepol zijn dopaminereceptor (D-2)-agonisten, zijnde dopaminomimetica, die alleen of in combinatie met levodopa worden gebruikt. Cardidopa wordt meestal geassocieerd met levodopa om de werking van het medicijn op het centrale zenuwstelsel te vergemakkelijken, waardoor de bijwerkingen, zoals misselijkheid, braken, verlies van eetlust en versnelde hartslag, worden verminderd, naast het vergroten van de therapeutische effectiviteit. In de tweede lijn van behandeling bevinden zich centrale anticholinergica, die hun therapeutische effecten uitoefenen door de centrale cholinerge overdracht van acetylcholine te blokkeren, waardoor het evenwicht met dopamine wordt hersteld. In de derde lijn van behandeling bevinden zich de catechol-o-methyltransferase (COMT)-remmers, die werken door de omzetting van levodopa in 3-O-methyldopa te blokkeren, waardoor de halfwaardetijd in plasma en de fractie van de dosis die bereikt wordt verlengd. de hersenen. Ook in de derde lijn van behandeling zijn onomkeerbare remmers van het MAO-enzym type B, die ook de heropname van dopamine uit de synaptische ruimte remmen.

Maar zelfs met een adequate farmacologische behandeling voor het beheer van de ziekte van Parkinson kan de patiënt nog steeds aanzienlijke functionele verliezen vertonen, die rechtstreeks van invloed zijn op hun activiteiten van het dagelijks leven en hun deelname aan de samenleving. De fysiotherapeutische behandeling heeft tot doel de persoon met de ziekte van Parkinson in staat te stellen zijn maximale activiteit en mobiliteit te behouden, als aanvullende therapie bij de geïsoleerde farmacologische behandeling. Fysiotherapie toegepast op patiënten met de ziekte van Parkinson richt zich uiteindelijk voornamelijk op: houdingsaanpassingen, transfermanoeuvres, verbetering van de functie van de bovenste ledematen, evenwicht, fysieke capaciteit, cognitieve capaciteit en gang; altijd op zoek naar de onafhankelijkheid van de patiënt en het verbeteren van hun kwaliteit van leven. Onder enkele van de adjuvante therapieën die al zijn bestudeerd bij de ziekte van Parkinson, kunnen we noemen: geïnduceerde inperkingstherapie, dans, vechtsporten, nordic walking, aquatische therapieën en muziektherapie. Disfuncties van de bovenste ledematen komen vaak voor bij personen met de ziekte van Parkinson. Onder de eerste motorische tekenen kunnen we microfoto en tremor in rust benadrukken. Tremor in rust wordt gedefinieerd als een tremor met een frequentie van 4 tot 6 Hertz in een ledemaat die volledig in rust is, die tijdelijk verdwijnt tijdens beweging en kan verergeren tijdens situaties van emotionele stress. Vergezeld van een traagheid en steeds kleinere bewegingen (hypokinesie) die kenmerkend zijn voor bradykinesie, en een onwillekeurige stijfheid tijdens een passieve beweging van een gewricht (tandradfenomeen). Er wordt ook een groot verlies aan handvaardigheid waargenomen, onafhankelijk van de aanwezigheid van bradykinesie of tremor. Dit fenomeen wordt bedacht als "Kinetische apraxie van de ledemaat", wat een verlies van fijne motoriek is dat niet wordt verklaard door elementaire motorische stoornissen, zoals zwakte of ataxie.

Naarmate de ziekte voortschrijdt, hebben dergelijke disfuncties uiteindelijk invloed op taken in het dagelijkse leven, zoals aankleden, tanden poetsen, eten, knopen dichtknopen, mobiele telefoons gebruiken, en als gevolg daarvan zien we een verslechtering van de kwaliteit van leven van mensen met de ziekte van Parkinson. Bovendien is aangetoond dat, ondanks de bekende voordelen van dopaminerge therapie voor de behandeling van PD-symptomen, het niet effectief is bij het verbeteren van gecoördineerde arm- en handbewegingen, die het functionele bereik en de grijpbewegingen van het individu beïnvloeden.

Onder de in de literatuur gepresenteerde behandelingen voor het beheersen van stoornissen van de bovenste ledematen bij personen met de ziekte van Parkinson zijn technieken gebaseerd op herhalingstraining in enkele en dubbele taken; spiegel therapie; terughoudendheid geïnduceerde therapie; en sensomotorische training. Evenals verschillende publicaties in de afgelopen jaren hebben het gebruik van VR voor de behandeling van stoornissen van de bovenste ledematen bij patiënten met de ziekte van Parkinson in beeld gebracht, met veelbelovende resultaten in het gebied.

De laatste jaren groeit de belangstelling voor Virtual Reality (VR) exponentieel, maar de technologie wordt al enkele decennia gebruikt. VR was een term die in 1989 werd voorgesteld en gepopulariseerd door Jaron Laurier. VR wordt gegenereerd door grafische computerverwerking, waarbij simulaties van objecten, ruimtes en gebeurtenissen worden aangeboden aan het gezichtsveld van de gebruiker om een ​​echte ervaring na te bootsen. Naast het visuele aanbod kan een auditieve, tactiele of zelfs olfactorische component aanwezig zijn om een ​​grotere multisensorische prikkel te garanderen samen met de mogelijkheid van real-time interactie daartussen. Er is dan een directe relatie tussen het aantal sensorische kanalen dat door de computer wordt gegenereerd en dat aan de gebruiker wordt aangeboden en het gegenereerde niveau van onderdompeling, dat kan variëren afhankelijk van het type hardware dat wordt gebruikt. De virtuele omgeving kan aan de gebruiker worden geleverd via traditionele displays in twee dimensies (2D), geprojecteerd door een bril in drie dimensies (3D) of in apparaten die Head-mounted display (HMD) worden genoemd.

Onder de elementen waarin VR is gemodelleerd, vertegenwoordigt "Interactiviteit" het vermogen van de gebruiker om actief deel te nemen aan de ervaring die door VR wordt gegenereerd. Het wordt beïnvloed door het reactievermogen van het systeem, afbeeldingen, geluiden en vrijheidsgraden die aan de gebruiker worden geboden in de virtuele omgeving (AV). "Aanwezigheid" is de perceptie dat de omgeving en virtuele objecten er echt zijn en dat de gebruiker ertussen zit; Waarin er niets is dat de "ik" en de AV scheidt. Een ander kenmerk is "waargenomen realiteit", waarin de AV tot op zekere hoogte vergelijkbaar is met de echte wereld. Ten slotte kan onderdompeling ook worden versterkt wanneer er een emotionele en/of cognitieve affectieve component is tijdens de ervaring, die verband houdt met intrinsieke factoren van de gebruiker, waaronder fysiologische parameters zoals hartslag, huidgeleiding en psychologische factoren, zoals persoonlijkheidskenmerken van de gebruiker. de gebruiker.

Daarom kan de term Virtual Reality meer gerelateerd zijn aan de gebruikerservaring dan aan een apparaat zelf.

In 1997 stelden Mel Slater & Sylvia Wilbur ook vijf kenmerken voor waarnaar ze een virtuele omgeving (VE) structureren: (a) Inclusief; verwijst naar een AV die signalen elimineert die wijzen op het bestaan ​​van een fysieke wereld gescheiden van de virtuele wereld (bijv. externe ruis, joystickgewicht); (b) uitgebreid; verwijst naar het aantal gestimuleerde zintuiglijke modaliteiten (bijv. tactiel, auditief); (c) Omringend; verwijst naar de visuele presentatie van het AV, inclusief het oculaire gezichtsveld (CVO) en de mate waarin de echte wereld wordt uitgesloten (bijv. Head-mounted Display, computerscherm). (d) Levendig; verwijst naar de resolutie en getrouwheid van het beeld dat door het apparaat wordt gegenereerd (bijv. visuele informatie); e) correspondent; verwijst naar hoe de VE wordt aangepast in reactie op het perspectief en de acties van de gebruiker. Het gebruik van VR is op verschillende gebieden gebruikt, op het gebied van entertainment, professionele training, militair gebied, onder de meest uiteenlopende toepassingen. De eerste vermelding van het gebruik ervan op medisch gebied dateert uit het begin van de jaren negentig, en momenteel wordt het op grote schaal gebruikt, zowel voor onderwijs op gezondheidsgebied als voor de klinische praktijk, waarbij veelbelovende resultaten worden gevonden op het gebied van fysieke en intellectuele revalidatie.

Het motorische revalidatieproces wordt beïnvloed door drie belangrijke factoren: (a) vroege interventie; (b) taakgerichte training; (c) intensiteit en herhaling. Taken die verschillende zintuiglijke processen omvatten (horen, proprioceptie, zien, aanraken) zijn noodzakelijk om een ​​verbetering van de functie te bevorderen. Een andere belangrijke factor voor het succes van de behandeling is gebaseerd op de betrokkenheid van de patiënt bij de op hem gerichte taken en zijn motivatie om deze uit te voeren. De betrokkenheid van patiënten bij traditionele neurologische revalidatieprogramma's lijkt echter laag te zijn, en vaak lijkt de intensiteitsdosis die tijdens sessies wordt gebruikt onvoldoende om de grootst mogelijke klinische verbetering te genereren. Niet-therapietrouw kan, naast het genereren van een lage effectiviteit in het resultaat, hoge economische kosten met zich meebrengen.

In deze context blijkt revalidatietherapie met behulp van VR een levensvatbaar alternatief te zijn voor de neurologische populatie, omdat het in sommige gevallen effectiever is dan de conventionele therapie die tegenwoordig algemeen wordt gebruikt. VR onderscheidt zich als een aanbevolen technologische benadering om het leren van bewegingen te verbeteren, door middel van visuele, auditieve of tactiele feedback kan de gebruiker zowel motorische als cognitieve processen tegelijkertijd uitvoeren, in een uitdagende en motiverende omgeving. . Een van de voordelen van VR is de mogelijkheid om de VE aan te passen voor scenario's van echte patiëntsituaties en om de behandelingsbehoeften te individualiseren. Bovendien kan een externe waarnemer de activiteit activeren en de volledige uitvoering van de aan de gebruiker voorgestelde taak registreren, en zo zijn voortgang analyseren. Ook in het afgelopen decennium is VR met succes gebruikt in het kader van telerevalidatie, een modaliteit waar de afgelopen jaren constant vraag naar was.

Ontwerpsystemen ontworpen in Head-Mounted Display werden voor het eerst bedacht in de jaren zestig tijdens de transformatie in Utah door de toen eerste grafische transformatie van Ivan Sutherland. Het wordt gedefinieerd als een helm waarin, met behulp van twee lenzen, de beelden worden gezien door de persoon die ze draagt, waardoor het mogelijk wordt om ze te gebruiken voor meeslepende EV's in VR. In de afgelopen decennia, met de goedkope technologieën, heeft het gebruik van HMD's voor VR verschillende toepassingen voor het grote publiek, in het onderwijs, entertainment en op medisch gebied. Onder de HMD-modellen die beschikbaar zijn voor algemeen gebruik, kunnen we de HTC VIVE (HTC Corporation¸ Taiwan) noemen; Valve Index (Valve Corporation¸ Washington, VS); en de Meta Quest 2 (Meta Inc.¸Californië, VS). Dankzij de draagbaarheid en de lage kostprijs van de sensor is de LMC geschikt voor het uitvoeren van oefeningen in een therapeutische en thuisomgeving, zonder uitgebreid toezicht. Veel van de huidige literatuur gericht op revalidatie maakt gebruik van niet-meeslepende VR-apparaten, en beoordelingen in het gebied wijzen op een groot hiaat in onderzoeken die meer meeslepende apparaten gebruiken voor de behandeling van dergelijke aandoeningen. Het gebruik van een meer meeslepende LV voor behandeling via HMD kan veel intuïtiever zijn om mee om te gaan dan in omgevingen die op flatscreens worden geprojecteerd en betere resultaten opleveren bij de revalidatie van de bovenste ledematen, waardoor externe afleiding wordt verminderd, de focus van de ondergedompelde persoon wordt vergroot, en het genereren van een grotere gebruikersmotivatie. Vanwege het gebrek aan studies in het gebied, heeft de studie in kwestie tot doel de mogelijke voordelen te onderzoeken die een therapie op basis van een blootstellingsprotocol in verschillende graden van onderdompeling in VR beïnvloedt op de functionele aspecten van de bovenste ledematen van personen met de ziekte van Parkinson.

PD is momenteel de op een na meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte ter wereld en ondanks de vooruitgang in ziektebestrijding lijken motorische stoornissen van de bovenste ledematen weinig respons te vertonen op farmacologische behandeling. In de afgelopen jaren, met de vooruitgang van de technologie en de steeds gemakkelijkere toegang tot de algemene bevolking, heeft het gebruik van op VR gebaseerde neurologische revalidatie steeds meer bekendheid gekregen. Het gebruik van VR bij revalidatie is al een levensvatbaar, veilig alternatief gebleken, met vergelijkbare of betere resultaten dan conventionele therapieën die door fysiotherapeuten en/of ergotherapeuten worden toegepast. Onder de kenmerken van VR waarvan de literatuur het gebruik al bewijst, zijn de individualisering van de behandeling, het vermogen om deze aan te passen om alledaagse taken na te bootsen, het gebruik bij telerevalidatie en het vermogen om directe feedback te geven aan de patiënt en de therapeut, essentiële kenmerken voor meer effectiviteit in een revalidatieprotocol.

Ondanks de toenemende vooruitgang in het onderzoek, ontbreken er nog steeds studies van goede methodologische kwaliteit op dit gebied. Bovendien laten verschillende beoordelingen een hiaat zien met betrekking tot de effectiviteit van de therapie in verschillende leeftijdsgroepen. Er zijn meer kwaliteitsstudies nodig om richtlijnen te ontwikkelen voor de klinische praktijk met behulp van VR, om meer patiëntveiligheid te genereren en de kosten en effectiviteit van de behandeling te verbeteren.

Het algemene doel van de studie zal zijn om de effecten te verifiëren van een interventieprotocol met behulp van een Virtual Reality-apparaat (Leap Motion Controller) op de functionaliteit van de bovenste ledematen van personen met verschillende leeftijdsgroepen met de ziekte van Parkinson.