Effect van taakspecifieke training in een Augmented Reality-context op de functie en activiteiten van de bovenste ledematen bij kinderen met spastische hersenverlamming (INTERACT)

Cerebrale parese (CP) wordt gedefinieerd als een groep permanente stoornissen in de bewegings- en houdingsontwikkeling, veroorzaakt door niet-progressief hersenletsel van de foetale of zich ontwikkelende hersenen. De prevalentie bedraagt ​​2,3 tot 3,7 per duizend kinderen geboren in lage- en middeninkomenslanden, en 1,6 tot 2,9 per duizend kinderen in ontwikkelde landen.

De motorische stoornissen bij kinderen met CP worden als complexer beschouwd in de bovenste ledematen en worden vertegenwoordigd door veranderingen in proprioceptie, selectieve motorische controle, aanwezigheid van spasticiteit, verminderd bewegingsbereik van de gewrichten, spierkracht en motorische coördinatiestoornissen. Deze genoemde structurele en functionele beperkingen leiden tot beperkingen in de uitvoering van activiteiten, zoals reiken en grijpen, objectmanipulatie en activiteiten in het dagelijks leven.

Wetende dat kinderen met CP tekortkomingen vertonen in de motorische functie van de bovenste ledematen, is het belangrijk om passende interventies uit te voeren. In dit geval speelt fysiotherapie een belangrijke rol bij de revalidatie van kinderen met CP, maar het is noodzakelijk om sterk aanbevolen benaderingen te implementeren. De literatuur wijst op het bewijsniveau voor het verbeteren van de motorische functie en taakprestaties bij kinderen en adolescenten met CP, waarbij specifieke taaktraining wordt benadrukt, die wordt aangegeven met een groen signaal van wetenschappelijk bewijs en een sterke aanbeveling.

Rehabilitatie voor het herstel van functie- en motorische activiteiten waarbij de bovenste ledematen van kinderen met CP betrokken zijn, moet zich dus richten op het oefenen van specifieke taken die in het dagelijks leven en in reële omgevingen worden gebruikt en die doelgericht zijn. Recente aanbevelingen geven echter aan dat aanvullende interventies, in combinatie met specifieke taaktraining, betere resultaten opleveren. Een nieuwe vorm van interventie die de technologie voor revalidatie uitbreidt en kan worden geassocieerd met specifieke taaktraining is augmented reality (AR)-therapie. AR is een effectieve interventiestrategie geworden omdat het de motivatie en interactie bevordert tussen de echte wereld en het universum van digitale inhoud, waar beide elkaar aanvullen. Er is gemeld dat AR-training de motorische vaardigheden verbetert en de mogelijkheid biedt voor goedkope revalidatie, die ook thuis kan worden uitgevoerd. Het is echter belangrijk om te benadrukken dat onderzoeken naar AR schaars zijn en hiaten in de literatuur aan het licht brengen die moeten worden opgevuld.

Gezien de noodzaak om deze lacunes op te vullen, is het doel van deze studie het verifiëren van de effecten van een specifiek taaktrainingsprotocol geassocieerd met augmented reality (INTERACT-protocol) op de functie en activiteiten van de bovenste ledematen bij kinderen met de diagnose spastische hersenverlamming.

De studie zal dus nieuw bewijs leveren voor functionele training bij kinderen met CP. De term INTERACT is afgeleid van het Engelse acroniem, zijnde een protocol van geïndividualiseerde oefeningen (I - geïndividualiseerd); taakspecifiek (T - taakspecifiek); met milieuverrijking (E - milieuverrijking); gebruik maken van augmented en real reality (RA - real and augmented reality); en actief uitgevoerd (act - actieve training). Het INTERACT-protocol zal de principes van motorisch leren volgen en zal worden uitgevoerd met goedkope AR-apparatuur die is ontwikkeld voor revalidatie, en een voorstel voor omgevingsverrijking door het inbrengen van echte en virtuele objecten in de therapeutische omgeving.

Specifieke doelstellingen:

Om de effecten van het INTERACT-protocol te vergelijken met conventionele fysiotherapiebehandeling bij kinderen met spastische CP:

1. Over de spatio-temporele en hoekparameters van handmatige reikbewegingen;
2. Over recreatieve activiteiten waarbij de bovenste ledematen betrokken zijn (UL);
3. Over de overdracht van leren, door de winst in de uitvoering van dagelijkse activiteiten waarbij de bovenste ledematen betrokken zijn;
4. Over retentie van motorisch leren, na een follow-upperiode van twee maanden zonder interventie;
5. Over posturale schommelingen tijdens de zit-naar-stand-beweging (met en zonder dubbelmotorische taken) en tijdens functioneel bereik in stand.

Hypotheses:

Er wordt verwacht dat deelnemers aan de INTERACT-protocolgroep:

1. Verbeter de spatio-temporele en hoekparameters van handmatige reikbewegingen, wat een betere motorische controle aangeeft;
2. Verbetering van recreatieve activiteiten waarbij de bovenste ledematen betrokken zijn;
3. Verbetering van de prestaties bij activiteiten waarbij de bovenste ledematen betrokken zijn (overdracht van leren naar dagelijkse activiteiten);
4. Motorisch leren behouden na twee maanden na de training;
5. Verminder houdingsschommelingen tijdens zit-naar-stand-bewegingen en bij dubbele motorische taken en tijdens functioneel reiken tijdens staan.

Voorbeeldberekening:

Het werd a priori uitgevoerd met behulp van de G*Power-software. De effectgrootte werd bepaald op basis van de gegevens (DASH-schaal) verkregen in het onderzoek van Malick et al. (2022a), waar een AR-interventie voor activiteiten van de bovenste ledematen werd uitgevoerd. Voor de steekproefberekening werd dus rekening gehouden met een effectgrootte van 1,03, een statistische power van 90%, een betrouwbaarheidsinterval van 85% en een statistische significantie van 5% in een t-testanalyse met onafhankelijke metingen. De voorbeeldberekening leverde in totaal 34 deelnemers op. Om er zeker van te zijn dat er aan het eind van het onderzoek voldoende deelnemers waren, werd besloten om nog vier deelnemers te betrekken, wat neerkomt op een geschat verloop van ongeveer 10%. Zo werd de toewijzing van 19 deelnemers in elk van de twee groepen bepaald.

Deelnemers:

Het onderzoek zal bestaan ​​uit kinderen met een medische diagnose van unilaterale en bilaterale spastische CP, met een GMFCS (Gross Motor Function Classification System) niveau I en II, van beide geslachten, en in de leeftijd tussen 6 en 12 jaar.

Randomisatie:

Kinderen worden willekeurig toegewezen aan de twee interventiegroepen met behulp van een elektronisch toewijzingssysteem: www.sealedenvelope.com. De kinderen worden aan de groep toegewezen door middel van blokrandomisatie van 6, gestratificeerd naar GMFCS- en MACS-niveaus.

Algemene procedures:

Elke deelnemer wordt beoordeeld. Eerst krijgen de ouders het formulier voor geïnformeerde toestemming, waarin hun toestemming en de deelname van het kind aan het project worden geformaliseerd. De kinderen ondertekenen ook het Informed Assent Form, waarin op een minder complexe manier de hele onderzoeksprocedure en de stappen die het kind zal doorlopen worden uitgelegd, en het kind moet ermee instemmen. Vrijwilligers uit beide interventiegroepen zullen worden uitgenodigd om deel te nemen aan het onderzoek via advertenties op sociale media, zoals Facebook, Instagram en radio, evenals op fysiotherapieklinieken die ermee instemmen het onderzoek bekend te maken door flyers te verspreiden. Als er interesse is van de kinderen en hun voogden, zal de kliniek de contactgegevens van de onderzoekers verstrekken, zodat geïnteresseerden contact kunnen opnemen met de onderzoekers.

Interventie:

Zowel de conventionele fysiotherapiebehandeling als de experimentele behandeling (INTERACT-protocol) zullen worden uitgevoerd gedurende een periode van 4 weken, 3 keer per week, met 1 uur en 20 minuten training per dag, door fysiotherapeuten met ervaring in de neuropediatrie en getraind in dit protocol. Het is belangrijk om te benadrukken dat de keuze voor de frequentie van drie trainingssessies per week gebaseerd is op de training die doorgaans wordt gebruikt in revalidatieomgevingen in Brazilië, wat haalbaar wordt geacht voor kinderen en hun gezinnen. Deze frequentiekeuze was mede gebaseerd op aanbevelingen uit de literatuur, zoals die van Bailes et al. (2008) en McCoy et al. (2020), waarbij minimaal 2 sessies per week worden aanbevolen.

Behandelingsprotocollen:

Eerst worden de doelen geselecteerd. Het PEDI-CAT-instrument (dagelijkse activiteiten en mobiliteitsdomeinen) heeft afbeeldingen in de toepassingshandleiding die zullen worden gebruikt voor de selectie en visualisatie van doelen.

INTERACT-protocol:

Het protocol zal worden uitgevoerd met behulp van augmented reality-spellen via augmented reality-software genaamd BRAINN_XR. De software maakt gebruik van een RGB-camera, een hulpmiddel met elektronische componenten en sensoren, dat de gebaren en bewegingen van het kind in realtime kan volgen. Het kind bevindt zich in eerste instantie op een afstand van 1,8 tot 2,5 meter van de RGB-camera, met een hoogte van 0,6 tot 1,2 meter vanaf de grond, zodat het lichaam gevolgd kan worden en interactie kan hebben met de spelinterface. Het echte beeld van het kind wordt in het spel geprojecteerd, waardoor zowel het spel als het kind op het scherm kunnen worden gevisualiseerd.

De software heeft verschillende spellen, waaronder het puzzelspel. Het spel wordt met behulp van een projector op de muur geprojecteerd en afhankelijk van de afstand van het kind tot het spel, bijvoorbeeld een grotere afstand, zullen de stukken verder en hoger of lager staan, waardoor complexere lichaamsbewegingen worden aangestuurd, zoals hurken, op een stoel stappen. stap, zijwaarts lopen en functioneel bereik voorbij de steunbasis. Dit maakt variaties mogelijk in activiteiten waarbij het hele lichaam betrokken is. Het spel biedt ook auditieve feedback wanneer elk stuk is geplaatst, het aantal treffers en "Gefeliciteerd" aan het einde van het spel.

Spelstappen:

Eerst wordt het thema, oftewel het speelse deel van het spel, bepaald volgens de voorkeuren van de deelnemer.

Om het spel te starten, kiest de deelnemer met welk ledemaat hij wil beginnen te spelen, rechts of links, en de onderzoeker kiest de uitdagingen van het aantal stukken, de locatie van de stukken, de verrijking van de omgeving door echte objecten in de virtuele omgeving in te voegen. spel, zoals onder andere trappen, banken van verschillende hoogtes, puzzelstukjes.

Een voorbeeld van een spel: een virtuele puzzel waarbij bewegingen nodig zijn, zoals het oppakken van een stuk onder aan het scherm en het naar de passende locatie bovenaan het scherm brengen. Terwijl de deelnemer interactie heeft met de virtuele omgeving, kan hij of zij ook de omgeving verkennen door verschillende bewegingen met het hele lichaam uit te voeren, afhankelijk van de eisen van het spel.

Controlegroepinterventie:

Deze groep krijgt behandeling van de fysiotherapeut die verantwoordelijk is voor de interventiekliniek. De behandeling zal gericht zijn op versterking, actief strekken en biomechanische uitlijning. De gebruikte middelen zijn de middelen die doorgaans in fysiotherapieklinieken worden gebruikt, zoals Zwitserse ballen, banken, halters, wandstangen en rollers, enz. Met toestemming van de kliniek worden de gegevens van de deelnemers wekelijks gecontroleerd om te controleren welke soorten oefeningen ze uitvoeren. Wij zullen de INTERACT-behandeling aan deze groep aanbieden als deze een grotere efficiëntie laat zien met betrekking tot de beoordeelde uitkomsten.

Er zal gebruik worden gemaakt van data-analyse SPSS 17-software. De belangrijkste focus van het onderzoek is de vergelijking van de uitkomsten tussen de groepen aan het begin en aan het einde van de interventie.

Er wordt een ‘intention-to-treat’-analyse toegepast (waarbij alle deelnemers betrokken zijn, ongeacht het percentage therapietrouw). Er zal een beschrijvende analyse worden uitgevoerd voor continue en discrete gegevens (gemiddelde en standaarddeviatie (SD)). Continue en discrete data die, zelfs na datatransformatie, geen normale verdeling volgen, zullen worden geanalyseerd met behulp van niet-parametrische methoden.

Er zal een MANOVA worden toegepast om de gemiddelden van de uitkomsten van de experimentele en conventionele behandelingen te vergelijken. In beide groepen wordt voor elke relevante variabele de delta van de verandering tussen het einde en het begin van de interventie (Eindscore - Beginscore) berekend. In alle vergelijkingsanalyses zal de delta worden gebruikt. Bij intragroepsveranderingen in de drie beoordelingen wordt gebruik gemaakt van herhaalde MANOVA-metingen. Er zal gebruik worden gemaakt van de post-hoc-test van Tukey (vergelijking tussen de beoordeling vóór de behandeling, na de behandeling en de retentie (2 maanden na het einde van de behandeling)). Het niveau van statistische significantie wordt vastgesteld op 5%.