Legemliggjøring i virtuell virkelighet som et telemedisinsk digitalt terapeutisk middel for behandling av kroniske skuldersmerter

Denne studieprotokollen ble utført i samsvar med de etiske standardene i Helsinki-erklæringen og godkjent av ADVARRA, en uavhengig institusjonell vurderingskomité. Ti pasienter med kroniske skuldersmerter (7 kvinner, 3 menn, gjennomsnittsalder = 48,44 år) ga skriftlig informert samtykke før de deltok i studien. Åtte pasienter presenterte kroniske smerter i venstre skulder og to med kroniske smerter i høyre skulder. Pasienter ble rekruttert fra en lokal smerteklinikk. Pasienter ble ekskludert hvis de rapporterte en historie med reisesyke, en historie med anfall eller kognitive svekkelser. Totalt tjueen pasienter ble vurdert for kvalifisering. To pasienter ble ekskludert før deltakelse på grunn av en historie med vertigo eller reisesyke, og en ble ekskludert på grunn av fargeblindhet. Fire pasienter nektet å delta før behandlingen startet. Fire pasienter ble ekskludert på grunn av planlagte forestående operasjoner som ville hindre dem i å fullføre studieprotokollen (se figur 1 konsortdiagram).

Pasienter som meldte seg frivillig til å delta i studien fikk tilsendt en Oculus Quest seks-frihetsgraders trådløs hodemontert VR-skjerm (HMD) og håndkontrollere. Pasientene ble tildelt en helsecoach for å hjelpe til med bruken av VR-maskinvaren. Helsecoachen møtte pasientene via en HIPAA-kompatibel videochatplattform for telehelse. Pasientene ble instruert om sikker bruk av VR-hodesettet og håndkontrollerne og instruert om hvordan de oppretter den trygge lekevakten til Oculus Quest VR-systemet og hvordan de kobler HMD til et hjemme-wi-fi. Etter at pasientene bekreftet at de var komfortable med å bruke Oculus Quest, ble de anbefalt å gjennomføre tre økter med funksjonell rehabilitering i VR-øvelser per uke i løpet av åtte uker. Alle funksjonsrehabiliteringsøvelser ble administrert av hver pasient selv. Treneren gjennomførte telehelse videochat-økter med hver pasient en gang i uken og administrerte en strukturert læreplan som inkluderte opplæring i smertenevrovitenskap, målsetting, instruksjoner for tempo og gradering, og oppblussingshåndtering.

Funksjonelle rehabiliteringsøvelser ble levert gjennom KarunaHOME (Karuna Labs, Inc, San Francisco, CA). KarunaHOME er en virtual reality-programvare levert på oculus-oppdraget for å tilby rehabiliteringsøvelser i pasientens hjem. KarunaHOME Virtual Embodiment Training™ består av fem funksjonelle rehabiliteringsøvelser designet etter prinsippene for gradert eksponering og speilterapi.

Hver økt med funksjonell rehabilitering begynte med en kalibreringsøvelse som målte skulderbevegelse for fleksjon, scaption og abduksjon (Figur 2). Kalibreringsøvelsen gikk gjennom skulderfleksjon, skulderbilde og skulderabduksjon en om gangen, på hver side. Pasienten ble instruert i VR om å utføre tre repetisjoner innenfor et behagelig område. Kalibreringsøvelsen var en måling av en pasients komfortable bevegelsesområde for fleksjon, scaption og abduksjon og ble brukt til å sette grensene for påfølgende øvelser slik at pasienten ikke beveget seg utenfor sitt komfortable område i løpet av dagens økt. Den andre øvelsen var en funksjonell bevegelsesøvelse som fremmet skulderfleksjon, scaption og abduksjon mens de var engasjert i en rekkevidde og gripeoppgave. Pasienter strakte seg etter en kule i form av en flytende lotusblomst plassert foran pasienten i det virtuelle miljøet. Pasienter tok tak i kulen ved å flytte håndkontrolleren, som tilsvarte bevegelsen av den virtuelle avatarens arm, og trakk deretter avtrekkeren til Oculus Quest-håndkontrolleren ved å bruke pekefingeren for å kaste kulen inn i en dam ved å produsere enten et overhånds- eller underhåndskast bevegelse og slipp av utløseren. Den andre øvelsen inkorporerte også en speilvisuell tilbakemelding (MVF) manipulasjon der avatarens kontralaterale lem beveget seg i forhold til pasientens bevegelse. For eksempel, hvis pasienten beveget høyre arm, ville de se den kroppsliggjorte avatarens venstre arm bevege seg. MVF ble brukt i halve varigheten av hver øvelse. Den tredje øvelsen var en rekkevidde-og-grep-øvelse der pasienter strakte seg for å gripe fargerike blomster ved å bevege håndkontrollen for å plassere den virtuelle avatarens arm foran deres legemliggjorte virtuelle avatar. Målet med denne øvelsen var å matche blomster av samme farge i sett på tre eller flere. Pasienten strakk seg opp etter en blomst for å fjerne den, og deretter vil blomstene over falle på plass. Øvelsen krevde at pasientene nådde en maksimal høyde ved å fortsette å fjerne blomster. Den fjerde øvelsen var en maleøvelse designet for å fremme komplekse dynamiske skulderbevegelser. Målet med denne øvelsen var å koble sammen nummererte prikker ved å bruke håndkontrolleren til å bevege den virtuelle avatarens arm i et dynamisk mønster for å gjenskape forskjellige former på himmelen ved hjelp av en virtuell pensel. De første formene var rett foran pasienten og var enkle bevegelser som en sirkel, trekant, hjerte. Formene ble gradvis vanskeligere, og krevde større skulderbevegelse for å nå over og til siden, og utviklet seg til mer komplekse former for å koble sammen. Den siste øvelsen var en simulert hverdagsaktivitet i form av en pil og bue-opplevelse. Bevegelser ble designet for å etterligne bevegelser som er inkludert i dagliglivets aktiviteter som å ta på seg et sikkerhetsbelte eller sjamponering av hår. Det var tre forskjellige øvelser innenfor pil og bue-aktiviteten. I alle øvelsene flyttet pasienten håndkontrolleren for å flytte den virtuelle avatarens øvre ekstremiteter i en posisjon som var nødvendig for å fullføre oppgaven. Den første øvelsen krevde at pasienter nådde den berørte armen over kroppen (horisontal adduksjon) til kogger på motsatt hofte for å gripe en pil og deretter bringe pilen til buen (skulderfleksjon) og trekke seg tilbake (scapular retraksjon) og skyte mot en mål. Den andre øvelsen krevde at pasientene nådde med den berørte armen over og bak motsatt skulder til koggeret for å få en pil og deretter bringe pilen til buen (skulderfleksjon) og trekke seg tilbake (scapular retraksjon) og skyte. Den tredje øvelsen krevde at pasientene nådde over den berørte skulderen (skulderfleksjon, abduksjon og intern og ekstern rotasjon). Hver økt gikk videre fra første øvelse til siste øvelse med ett minutt med en veiledet pusteøvelse mellom hver øvelse. Pasientene gjennomførte tre økter per uke i løpet av åtte uker.

Telehelsebasert smerteopplæring og adferdshelsecoaching ble administrert en gang per uke. Den første økten varte i nitti minutter og besto av en generell introduksjon, en veiledning om sikker bruk av VR-maskinvaren i hjemmet, og generelle introduksjoner til virtuell legemliggjøringstrening. Økter to til åtte var på seksti minutter, og hver økt tok for seg emner som kunne brukes i de virtuelle legemliggjøringsøvelsene så vel som dagliglivets aktiviteter. Hver økt inkluderte diskusjoner om mål å jobbe mot, inkludert mål innenfor virtuelle legemliggjøringsøvelser. Øktene inneholdt også smertenevrovitenskapelig opplæring, instruksjoner om gradert eksponering og atferdsøvelser designet for å hjelpe pasienter med å takle sine kroniske smerter og håndtere stress med avslapning, bevissthet om følelser og smerterelaterte tanker, oppmerksomhets- og takknemlighetsbaserte øvelser. Pasientene ble oppfordret til å bruke det de lærte i adferdscoaching-øktene i trening utført i VR.

Hovedmålet med denne studien var å vurdere gjennomførbarheten av et hjemmebasert funksjonelt rehabiliteringsprogram levert i VR kombinert med telehelsebasert utdanning og coaching. Det sekundære målet var å bestemme passende utfallsmål for en eventuell større skala randomisert kontrollert studie. For å vurdere den potensielle effektiviteten av VR-telehelse levert funksjonell rehabilitering, ble et batteri av smertevurderinger administrert på tre tidspunkter (før, midt og etter), før påbegynt av åtte ukers protokollen, ved midtpunktet (uke 4) og etter fullføring åtte ukers protokollen. Spørreskjemaet Disability of the Arm, Shoulder and Hand (DASH) ble brukt til å vurdere skulderfunksjonshemming. SF-36 ble brukt til å vurdere ble administrert for å vurdere livskvalitet. Pain Catastrophizing Scale (PCS) ble brukt til å vurdere psykologiske aspekter ved smerte. Underskalaen Fear Avoidance Beliefs Questionnaire (FABQ) fysisk aktivitet ble brukt for å vurdere frykt for bevegelse på grunn av kronisk smerte. Upper Extremity Functional Index (UEFI) ble brukt til å vurdere skulderfunksjonen. Tampa Scale of Kinesiophobia (TSK) ble brukt til å vurdere frykt for bevegelse. Pain Self-Efficacy Questionnaire (PSEQ) ble brukt til å vurdere pasientens tillit. Yellow Flag Risk Form (YFRF) ble brukt til å vurdere kroniske smertemekanismer. Siden dette var en mulighetsstudie, ble ytterligere tiltak vurdert for å bestemme passende utfallsmål for en eventuell større randomisert kontrollert studie.