Visuell telerehabilitering hos barn, ungdom og unge voksne med hemianopsi etter en hjernesvulst (HHREHAB)

Svulster i sentralnervesystemet er den nest vanligste maligniteten i barndommen. En hjernesvulst og dens behandling kan påvirke det visuelle systemet på forskjellige nivåer, fra synsnervene (gjennom kompresjon eller infiltrasjon), til subkortikale strukturer som colliculus superior (SC) og laterale geniculate nuclei (LGN) til optiske kanaler, optiske strålinger og visuelle cortex. Barn med hjernesvulster kan ha synsforstyrrelser som redusert synsstyrke og kontrastfølsomhet, tap av fargesyn og tap av synsfelt som hemianopsier. Personer med hemianopsi har problemer med å oppdage stimuli i det defekte synsfeltet og viser defekt skanning og utforskning. Dessuten viser de en rotasjon og kompresjon av det auditive rommet som fører til upresis lokalisering av lyd over begge halvrom. Hemianopsia-pasienter utvikler naturlig oculo-3D-MOTor-strategier for å kompensere for tap av synsfelt, men synsrehabiliteringsprosedyre må fortsatt utvikles for å optimalisere/forbedre visuell persepsjon i blindfelt. Flere studier viste at personer med hemianopsi kunne forbedre visuell persepsjon i det skadede halvfeltet etter en stimuleringsprosedyre der auditive og visuelle stimuli var tidsmessig og romlig korrelert. Slike repeterende audiovisuelle stimuleringsprogrammer induserer en funksjonell og anatomisk omorganisering av den visuelle tilkoblingen i sub-kortikale og kortikale strukturer over tid mediert av perseptuell læring og synaptisk plastisitet.

Etterforskerne har utviklet en audiovisuell stimuleringsprosedyre ved bruk av immersive virtual reality (IVR) i head-mounted display (HMD) som en leveringsplattform. IVR er en fremvoksende og svært lovende tilnærming for visuell og auditiv rehabilitering. Det er foreløpig begrensede praktiske resultater om denne teknologien er egnet for svaksynte pasienter å bruke hjemme og om den kan brukes i stor skala. Noen få kasusrapporter/seriestudier antydet en potensiell effektivitet av IVR på visuell persepsjon hos tenåringer og unge voksne, men mer informasjon om potensialet for bruk og effektiviteten til denne teknologien er nødvendig.

Sanntidsmåling av oppgaveytelse og nevrofysiologiske signaler mens de er nedsenket i virtuell virkelighet kan gi mange fordeler, fra overvåking av erfaringsrelaterte faktorer til utvikling av bio/nevromarkører. I Multiple Object Tracking i 3D (3D-MOT) er visuell sporing og deteksjon direkte påvirket av hastigheten til kulene og er skreddersydd til deltakernes ytelse ved å bruke et tilpasset design for å effektivt nå perseptuell terskel, og dermed konstant utfordre pasientens perseptuelle evner . Fremgang gjort av deltakerne kan evalueres etter sanntidsmålinger som hastighet på kulene, prosentandel av positive treff og reaksjonstid. Disse resultatene øker naturlig over økter som en læringseffekt (vanligvis rundt 5-6 økter i våre innstillinger), men stabiliserer seg deretter raskt. Ytterligere fremgang av ytelse er relatert til forbedring av synet, da en sterk korrelasjon mellom ytelse ved 3D-MOT og funksjonelle synsutfall er observert i våre pilotstudier.

Eye-tracking måler øyeposisjon og bevegelse ved å bruke pupillposisjon for å utlede fiksering, blikkvarighet, sakkadiske hastigheter og sakkadiske amplituder som til sammen avslører strategier som fører til vellykket deteksjon og sporing. Eye-tracking har blitt mye brukt under 3D-MOT-oppgaven for å beskrive strategiene for oppmerksomhetstildeling under visuell sporing. Mål-/hode-/øyesporingstiltak (posisjoner registrert hver 14. ms - 90 Hz) vil bli brukt til å undersøke de visuelle strategiene (hodebevegelser, saccader, fiksering, jevn forfølgelse) utviklet av deltakerne for å spore målene i 3D-MOT.

Synsfeltgjenoppretting og restaurering fra hemianopsi har blitt postulert å skje fra både forbedret funksjon av perilesjonelt vev og rekruttering av ytterligere kortikale strukturer for å overta funksjonen til de permanent skadede sentrene. Imidlertid mangler longitudinelle studier som beskriver funksjonelle og strukturelle endringer i synssystemet før og etter behandling. EEG-registreringer hos personer med hemianopsi avslørte noe gjenværende aktivitet i V1. Her vil hjerneaktivitet i V1 bli målt før og etter behandling og i sammenligning mellom kontroll og behandlet gruppe ved bruk av visuelt fremkalt potensial (VEP). Endringer i netthinnens anatomi vil bli undersøkt mellom kontrollgruppen og den behandlede gruppen ved å måle integriteten av ganglioncellekomplekset (GCC) og tykkelsen på retinal nervefiberlaget (RNFL), noe som indikerer retinal ganglioncelleatrofi ved bruk av spektral domene optisk koherenstomografi (SD-OCT), en ikke-invasiv bildeteknikk. Hjerneskanninger (diffusjons-MR, retinotopi) vil bli utført ved hjelp av en 3T-MR på Toronto-stedet (Advanced MRI, Toronto Western Hospital, University Health Network) for å visualisere integriteten (optisk stråling) og aktiviteten (primær visuell cortex) til det visuelle systemet mellom kontroll og behandlet gruppe.

Hypotese: Hjemmebasert audiovisuelt 3D-MOT IVR-stimuleringsprogram vil forbedre visuell persepsjon (primært resultat Esterman kikkertfelttest, +3 poeng oppfattet) i det blinde feltet til individer med hemianopsi og øke kontrastfølsomhet, fikseringsstabilitet, lesehastighet og kvalitet av liv (sekundære utfall).

Etter ORBIT-modellen, en fase IIa/b, enkeltblind (til assessor), prospektiv, randomisert, kontrollert, multisenter, cross-over-studie som involverer 5 akademiske sentre i Canada (St Justine - Montreal, CHUL - Quebec, Alberta Children's's Hospital - Calgary, BC Children's Hospital - Vancouver og Hospital for Sick Children - Toronto) vil bli utført. Deltakerne vil bli randomisert i 2 grupper: Gruppe 1 mottar ingen behandling de første 8 ukene og starter deretter 3D-MOT IVR-programmet. Gruppe 2 starter med 3D-MOT IVR og går deretter over til en observasjonsperiode på 8 uker. Ved å bruke dette cross-over-designet vil utfallsmål ved uke 8 (W8 - Periode 1) vurdere effektiviteten av 3D-MOT-stimulering mellom kontrollgruppene som ikke er behandlet (G 1) og de behandlede (G 2) gruppene (uavhengige mål). Primærresultatvurdering ved uke 16 (W16 - Periode 2) vil måle effektiviteten av 3D-MOT IVR innenfor gruppe 1 (internkontroll, gjentatte tiltak) og bærekraften av behandlingen i gruppe 2 (gjentatte tiltak). Visuelle vurderinger vil bli utført ved baseline, 8 og 16 uker med oppfølginger ved 20 og 40 uker (W21, W42).

Befolkning:

Mannlige og kvinnelige individer i alderen 10 - 40 år diagnostisert med hemianopsi etter en hjernesvulst uten tidligere visuelle rehabiliteringsintervensjoner.

Innblanding:

3D-MOT i oppslukende virtuell virkelighet:

• 1 økt hver 2. dag (± 1 dag) i 8 uker (totalt 28 økter)
• 1 økt = 3 blokker med 15 audiovisuelle stimuleringsoppgaver (2 min pause mellom hver blokk).
• 1 oppgave = 20 sekunder audiovisuell IVR-stimulering (3D-MOT + korrelert lyd). Hviletiden er 30 sek. til 2 min. mellom blokkene. 1 økt varer 19 min. Varigheten av fagets deltakelse er 8 måneder, inkludert oppfølging. Behandlingsperiode: 8 uker Oppfølgingsperiode: 6 måneder Forventet frekvens og varighet av studiebesøk (forventet tidsforpliktelse) for studiedeltakere Screening/inkluderingsbesøk: 2-3 timer (besøk 1) Periodeendringsbesøk: 1,5 timer (besøk 2) ) Sluttbesøk: 2 timer (besøk 3) Oppfølgingsbesøk 1 måned: 1,5 timer (besøk 4) Oppfølgingsbesøk 6 måneder: 1,5 timer (besøk 5)

Primært resultat, Esterman kikkertfelttesting vil bli utført ved øyeklinikken til de deltakende sentrene ved baseline, uke 8, uke 16 og oppfølging i uke 21 og uke 42.

Det er ingen risiko for deltakere som er registrert i studien. Bruk av IVR kan forårsake moderat svimmelhet, kvalme eller desorientering for kontinuerlig stimulering over 10 minutter. Hvis kvalme, svimmelhet eller desorientering oppleves under IVR-stimulering, vil stopp av VR-stimuleringen umiddelbart gjenopprette normal tilstand.

Deltakerne vil bli vurdert for IVR-sensitivitet ved bruk av Virtual reality-induserte symptomer og effekter (VRISE) spørreskjemascore ved inkludering (eksklusjonskriterier: tre (3) påfølgende VRISE-score <25). Kontinuerlig VR-stimulering hjemme vil være 5 minutter med kontinuerlig stimulering, under den kritiske terskelen på 10 minutter som induserer effekter og symptomer.

Bias minimering:

• Utvalgsskjevhet vil bli adressert ved å tilfeldig tildele deltakere til behandlings- eller referansegruppe ved hjelp av en permutert blokkrandomiseringstilnærming (blokkstørrelse = 2).
• Utmattelsesskjevhet vil bli adressert ved å inkludere alle deltakerne som ble randomisert inn i studien (intensjon-å-behandle-analyse).
• Ytelses- og deteksjonsskjevheter vil bli delvis kontrollert ettersom primære resultatbedømmere vil være blinde av den tildelte gruppen (enkel blinding).
• Rapporteringsskjevhet vil bli minimert ved å rapportere alle statistisk og klinisk signifikante og ikke-signifikante resultater i publikasjoner.

Prosedyrer for overvåking av fagoverholdelse. Overholdelse vil bli overvåket i sanntid etter hver blokk med oppgaver. Data sendes til dedikert og sikret laboratoriedatamaskin via Wi-Fi i en .csv fil som inneholder dato, klokkeslett, varighet og ytelse for 3D-MOT IVR-stimuleringen utført. Hvis ingen filer er mottatt i løpet av 72 timer, vil forskerteamet kontakte deltakerne på telefon og/eller e-post for å spørre om fraværet av mottatt data. Tiltak vil bli iverksatt tilsvarende. Erfaring har vist at hovedårsaken til fraværet av data i 72 timer er en tapt Wi-Fi-forbindelse. Så snart Wi-Fi-tilkoblingen er gjenopprettet, vil alle ikke-sendte data bli sendt automatisk med tidsstempel.

Sikkerhetsparametere:

AE-er vil være sikkerhetsendepunktene. Kjente bivirkninger indusert av IVR-stimulering er kvalme, svimmelhet og desorientering. Alvorlighetsgraden av disse bivirkningene vil bli vurdert ved å bruke det validerte VRISE-spørreskjemaet40. Tre (3) påfølgende VRISE-skår <25 regnes som en AE.

VRISE spørreskjema vil bli registrert elektronisk (.csv-fil) etter hver hjemmebasert økt (hver 2. dag) og sendt via Wi-Fi til en dedikert og sikret laboratoriedatamaskin i sanntid.

AE-rapportering vil begynne på tidspunktet for signering av informert samtykke (screening) og vil fortsette til utskrivelse fra studien. AE vil bli fremkalt av:

• spontanrapport fra deltakere, partner/omsorgsperson og/eller helsepersonell,
• med 3 påfølgende VRISE-score < 25,
• ved observasjon (av etterforskerne og/eller helsepersonell). AE-er på grunn av IVR-stimulering forsvinner så snart stimuleringen stopper. Etterforskere vil følge opp deltakeren innen 24 timer via telefon eller e-post for å vurdere alvorlighetsgraden av bivirkningene ved å bruke VRISE-spørreskjemaet.

Statistiske metoder:

Analyse vil bli utført etter en Intention-To-Treat (ITT) tilnærming. Resultatene vil bli rapportert ved hjelp av beskrivende statistikk (inkludert frekvensfordelinger, et mål på sentral tendens og et mål på spredning) av primærresultatet, gjennomsnittlig VRISE-skåre og sekundære utfall. Data vil bli analysert ved hjelp av den statistiske programvaren JASP. Statistisk sammenligning mellom de 2 gruppene og strata for det primære utfallet vil bli gjort ved å bruke Bayesiansk og frekventist toveis ANOVA med gjentatte mål.