Legemliggjort virtuell virkelighet for kronisk smerte

Med omtrent 1 av 5 berørte individer, er kronisk smerte utrolig utbredt på global skala. Dessverre gir ikke standard opioidergisk behandling konsekvent tilstrekkelig lindring og er ofte knyttet til uønskede hendelser. Som en ny og innovativ tilnærming innen smertebehandling, skaper virtuell virkelighet (VR) interaktive, multimodale sensoriske stimuli som har vist betydelig suksess med å redusere smerte. Mye forskning har fokusert på VRs evne til å flytte pasienters oppmerksomhet bort fra smerte; disse metodene gir imidlertid bare forbigående lindring gjennom distraksjon og tilbyr derfor ikke langsiktig smertestillende remediering. En annerledes og lovende terapeutisk tilnærming er å bruke VR som en legemliggjort simuleringsteknikk, der virtuelle kroppsillusjoner kan brukes til å forbedre kroppsoppfatningen og produsere potensielt mer varig analgesi.

Forstyrrelser i kroppsoppfatningen (dvs. endringer i måten kroppen oppfattes på) blir i økende grad anerkjent som et relevant trekk ved kronisk smerte. Sammenlignet med friske individer, viser pasienter som lider av kronisk smerte endringer i nevrale områder involvert i kroppsoppfatning. Subjektivt rapporterer pasienter med kroniske smerter avvik i kroppsoppfatning som inkluderer endringer i oppfattet form, størrelse eller farge som skiller seg fra objektiv vurdering (f. Videre korrelerer graden av kroppsoppfatningsforvrengning positivt med smerte, hvor de som har mer alvorlig smerte også rapporterer om mer omfattende kroppsoppfatningsforstyrrelser. Intervensjoner rettet mot å redusere kroppsoppfatningsforvrengning lindre smerte tilsvarende, og flere studier har vist at modulerende kroppsoppfatning ved bruk av (ikke-virtuelle) kroppsillusjoner (dvs. multisensoriske moduleringer av oppfattet legemliggjøring) kan fremkalle betydelig og til og med vedvarende analgesi i pasienter med kroniske smerter. Forvrengte oppfatninger av kroppen utgjør derfor et lovende mål for smertemodulering. Nylig eksperimentell og klinisk forskning har vist den smertestillende effekten av kroppsillusjoner i en rekke kroniske smertetilstander, inkludert (men ikke begrenset til) slitasjegikt (OA), komplekst regionalt smertesyndrom (CRPS) og nevropatisk smerte. For eksempel reduserte illusorisk strekking av hendene hos pasienter med OA smerte med 40 %. Videre har smertelindring etter en enkelt illusjon vist seg å vedvare mellom flere minutter og opp til 10 uker, noe som tyder på at flere økter med kroppsillusjoner kan redusere kortikale feilrepresentasjoner over tid og føre til langvarig analgesi.

Oppslukende VR multisensorisk tilbakemeldingstrening betyr en lovende ny vei for potensielle fremtidige tilnærminger rettet mot behandling av kronisk smerte ved å støtte utformingen av målrettede virtuelle miljøer for å endre (forvrengte) kroppsoppfatninger. Den multimodale stimuluskontrollen til VR muliggjør fysisk-til-virtuelle overføringsillusjoner av kroppen, noe som resulterer i følelsen av at den virtuelle kroppen er ens egen. Disse virtuelle kroppsillusjonene kan enkelt modulere kroppsoppfatning og kan derfor brukes til å endre de opplevde egenskapene til smerte: forstyrret kroppsoppfatning hos pasienter med kronisk smerte kan dermed forbedres ved å tilpasse den virtuelle kroppen på måter som ikke ville vært mulig med den fysiske. kropp. Den nåværende studien kan klassifiseres som risikokategori A, siden den kun innebærer minimal risiko og belastning (dvs. potensiell, men usannsynlig forbigående svimmelhet og kvalme i VR).

Etterforskerne antar at virtuell virkelighet vil redusere smerteintensitetsvurderinger fra før- til post-virtuell virkelighet-økt. Det forventes imidlertid at virtuelle kroppsillusjoner vil føre til sterkere analgesi, siden de virtuelle kroppsillusjonene i tillegg tar sikte på å målrette og normalisere kroppsoppfatningsforstyrrelser som er assosiert med kronisk smerte. Mens analgesi forventes umiddelbart etter VR-distraksjonen i kontrollgruppen, forventes ikke kumulative forbedringer eller vedvarende analgesi, og heller ikke noen forbedringer i kroppsoppfatningsforstyrrelser. I tillegg antar etterforskerne derfor også at virtuelle kroppsillusjoner, men ikke virtuell distraksjon, vil redusere kroppsoppfatningsforstyrrelser.

Dette enkeltsenterprosjektet vil bestå av bekreftende kvantitativ forskning utført på nasjonalt nivå. Bruken av virtuell virkelighet (dvs. virtuell virkelighet som en distraksjon versus legemliggjøringsmodalitet) vil bli undersøkt som et modulerende intervensjonsverktøy for smertebehandling ved forskjellige smertetilstander, inkludert komplekst regionalt smertesyndrom, perifer nerveskade og slitasjegikt. For dette formål vil kontrolltilstanden bestå av den hittil regelmessig brukte virtuelle distraksjonen (dvs. en avslappende virtuell scene av et skogsområde for å distrahere deltakerne fra smerte), der de vil bli nedsenket over flere økter, kontra en eksperimentell tilstand, hvor deltakerne både vil kunne velge mellom flere virtuelle kroppsillusjoner for å identifisere hvilken som best reduserer smerten og kroppsoppfatningsforstyrrelsene deres, og bli fordypet i den foretrukne/valgte virtuelle kroppsillusjonen over flere økter.

Deltakere av hvert smertesyndrom vil bli tildelt den eksperimentelle eller kontrollgruppen på en sekvensiell motvekt måte. Deltakerne vil bli gruppert sammen i henhold til deres smertetilstand, og deretter tilordnet den eksperimentelle eller kontrollgruppen på en sekvensiell motbalansert måte for å sikre at individer fra hver smertetilstand er like representert i begge gruppene. Ingen blendende prosedyrer vil være nødvendig, siden kontrollgruppene og eksperimentelle gruppene er tydelige.

En virtuell avatar av hvert kjønn vil bli konfigurert for å matche kjønnet til deltakerne. Et visuomotorisk sporingssystem vil bli brukt til å spore bevegelsene til deltakernes armer, som vil matche bevegelsene til den virtuelle kroppen for å øke illusorisk eierskap til den virtuelle avataren. The Oculus Quest 2 (www.oculus.com) vil bli brukt som en HMD for de virtuelle miljøene, som har 6 GB RAM og 1832 x 1920 piksler per øye. Den veier 503 gram, har en skjermoppdateringsfrekvens på 72 Hz ved lansering, og bruker interne kameraer for å spore lemmene. Programvaren for både den eksperimentelle og kontrollgruppen vil bli programmert i Unity (Unity Technologies, San Francisco); en ofte brukt programvare for programmering av virtuelle scenarier (for empirisk forskning).

Deltakerne vil bli informert om at målet med studien er å sammenligne effekten av virtuell distraksjon versus virtuell legemliggjøring på smerteoppfatning, og at mens både virtuell distraksjon og virtuell legemliggjøring har vist smertestillende effekt i det siste, vil de bare bli allokert til en av gruppene. Under intervensjonen vil deltakerne bli sittende i en stol med begge armene hvilende på et bord foran seg og vil først bli kjent med det virtuelle miljøet. I den virtuelle scenen vil de oppleve et matchende virtuelt bord som vil være plassert i en avslappende virtuell scene som matcher den virtuelle scenen for kontrolltilstanden - dvs. en virtuell scene av en skog, samt en virtuell kropp sett fra en første- personperspektiv. Deltakerne vil bli bedt om å bevege armene fra side til side for å indusere synkron visuomotorisk sporing mellom den virtuelle og fysiske kroppen og derfor indusere illusorisk eierskap til den virtuelle kroppen.

I løpet av den første økten med virtuelle kroppsillusjoner vil deltakerne (både eksperimentelle og kontrollgrupper) først eksperimentere med de forskjellige typene kroppsillusjoner som tilbys - det vil si strekking, krymping, synkron blinking av den virtuelle kroppen med hjertefrekvens, gjennomsiktighet eller blått fargemodifisering. Strekkillusjonen vil bestå av en normal arm eller hånd som strekker seg utover dens fysiske grenser, for så å krympe tilbake til normal tilstand. I den krympende illusjonen vil lemmen krympe i størrelse før den øker til normal størrelse igjen. En annen illusjon vil inkludere visuell skildring av hjertefrekvensen, der den virtuelle kroppsdelen vil blinke synkront med hjerterytmen til deltakeren. Transparenstilstanden vil bestå av at en lem øker og minker i gjennomsiktighet, mens fargemodifikasjonen vil inkludere en lem som kan avkjøles ved å endre fargen til blå. Dette vil tillate en individualisert tilnærming, der deltakerne i eksperimentell gruppen først kan eksperimentere med og deretter gå videre med den virtuelle illusjonen de oppfatter for å mest effektivt redusere smerten. Deltakerne i kontrollgruppen vil også fullføre disse innledende virtuelle kroppsillusjonene for å øke den statistiske kraften til å undersøke effektiviteten til de forskjellige typene virtuelle kroppsillusjoner. For å minimere overførselseffekter vil de forskjellige typene virtuelle kroppsillusjoner presenteres på en motvekt måte. Hver illusjon vil bli presentert i 45 sekunder, noe som er i tråd med tidligere forskning som bruker kroppsillusjoner for kroniske smerter.

Før hver illusjon vil en numerisk vurderingsskala for smerteintensitet (NRS) vises sammen med den skriftlige instruksjonen som ber deltakerne om å bedømme intensiteten av smertene deres på en skala som strekker seg fra 0 (ingen smerte) til 10 (verst mulig smerte). Hver virtuell kroppsillusjon vil bli presentert tre ganger, og etter hver illusjon vil en annen smerteintensitets-NRS dukke opp som ber deltakerne om å rangere smerten sin. I tillegg, etter hver type kroppsillusjon, vil deltakerne bli bedt om å vurdere graden av legemliggjøring av den virtuelle avataren og deres egen kropp (utførelsesskjema - lang versjon: 1. Hvor sterkt følte deltakeren at de var tilstede i det virtuelle miljøet? 2. Hvor mye følte deltakeren at den virtuelle armen er deres egen arm? 3. Hvor sterkt føles det som om bevegelsene til den virtuelle armen er deltakerens egne bevegelser? 4. Hvor mye føler deltakeren at den virtuelle armen er en annen person? 5. Hvor mye av en del av deres kropp føler deltakerens berørte fysiske kroppsdel? 6. Hvor oppmerksom er deltakeren på den fysiske posisjonen til deres fysiske lem? 7. Hvor mye oppmerksomhet gir deltakeren for øyeblikket sitt fysiske lem? 8. Hvor sterke er de følelsesmessige følelsene de har om lemmet sitt? Spørsmål 5-8 er tilpasset fra Bath CRPS Body Perception Disturbance Scale. Alle spørsmål vil bli besvart på en visuell analog skala (VAS) fra 'ikke i det hele tatt' til 'veldig mye', bortsett fra spørsmål 8, som vil bli besvart fra 'svært negativt' til 'veldig positivt'). Deltakerne vil få en to-minutters pause mellom hver type virtuell kroppsillusjon.

Etter at deltakerne har valgt den virtuelle kroppsillusjonen som sterkest reduserer smerteintensiteten NRS, eller den de føler seg mest komfortable med, vil de få en 15 minutters pause. Etter pausen vil deltakerne begynne den første økten med deres valgte virtuelle kroppsillusjon. De virtuelle kroppsillusjonene vil bli presentert i blokker, med en blokk bestående av 3 x 45 sekunders virtuelle kroppsillusjonsøkter. Mellom de 45 sekunders virtuelle kroppsillusjonene i hver blokk, vil det være en 10 sekunders pause fra kroppsillusjonen. Før den første og etter hver blokk, vil deltakerne vurdere smertene sine på smerteintensiteten NRS. Totalt vil deltakerne fullføre fem blokker med virtuelle kroppsillusjoner, med en pause på 2 minutter mellom hver blokk. Etter å ha fullført alle fem blokkene, vil deltakerne igjen fylle ut utførelsesspørreskjemaet, hvoretter HMD vil bli fjernet. Totalt vil deltakerne bruke rundt 20 minutter i virtuell virkelighet i løpet av de fem blokkene.

Deltakerne i kontrollgruppen vil på samme måte bli kjent med HMD og virtuell virkelighet, og vil også fullføre baseline der de vil oppleve de samme virtuelle kroppsillusjonene som den eksperimentelle gruppen, og rapportere deres smerteintensitet NRS. Etter VR-introøkten vil de også få en 15 minutters pause. Deltakere i kontrollgruppen vil ikke fortsette med virtuelle kroppsillusjoner; i stedet vil de bare bli eksponert for den avslappende virtuelle scenen uten kropp vist, som vil være identisk mellom kontroll- og eksperimentell gruppe. Deltakerne vil svare på smerteintensitets-NRS med sammenlignbare tidsintervaller til eksperimentellgruppen, og derfor fullføre på samme måte en pre-smerteintensitets-NRS før du begynner på virtuell virkelighetsdistraksjonsøkten, og 5 "post" smerteintensitets-NRS. Derfor vil deltakere i kontrollbetingelsen bruke tilsvarende tid (ca. 20 minutter) i virtuell virkelighet. På samme måte vil de også fylle ut et utførelsesskjema, bortsett fra en kortere versjon som ikke vil inkludere spørsmål 2-4 av utførelsesskjemaet - lengre versjon, og i stedet vil de kun vurdere kroppsoppfatningen av deres fysiske kropper (utførelsesskjema - kortversjon: 1 . Hvor sterkt følte deltakeren at de var tilstede i det virtuelle miljøet? 2. Hvor mye av en del av kroppen deres føles den berørte fysiske kroppsdelen? 3. Hvor oppmerksom er deltakeren på den fysiske posisjonen til deres fysiske lem? 4. Hvor mye oppmerksomhet gir deltakeren for øyeblikket sitt fysiske lem? 5. Hvor sterke er de følelsesmessige følelsene de har om lemmet sitt?).