Effekt av oppgavespesifikk trening i en kontekst med utvidet virkelighet på funksjon og aktiviteter i øvre ekstremiteter hos barn med spastisk cerebral parese (INTERACT)

Cerebral parese (CP) er definert som en gruppe permanente forstyrrelser i bevegelses- og holdningsutvikling, forårsaket av ikke-progressive hjerneskader på fosterets eller utviklende hjerne. Prevalensen er 2,3 til 3,7 per tusen barn født i lav- og mellominntektsland, og 1,6 til 2,9 per tusen barn i utviklede land.

De motoriske svekkelsene som er tilstede hos barn med CP anses som mer komplekse i de øvre lemmer og er representert av endringer i propriosepsjon, selektiv motorisk kontroll, tilstedeværelse av spastisitet, redusert rekkevidde av leddbevegelser, muskelstyrke og motoriske koordinasjonsmangler. Disse siterte strukturelle og funksjonelle svekkelsene fører til begrensninger i utførelsen av aktiviteter, som å nå og gripe, objektmanipulering og dagliglivets aktiviteter.

Når man vet at barn med CP har mangler i motorisk funksjon i øvre lemmer, er det viktig å gjennomføre passende intervensjoner. I dette tilfellet spiller fysioterapi en viktig rolle i rehabilitering av barn med CP, men det er nødvendig å implementere sterkt anbefalte tilnærminger. Litteraturen peker på bevisnivået for å forbedre motorisk funksjon og oppgaveytelse hos barn og unge med CP, og fremhever spesifikk oppgavetrening, som er indikert med et grønt signal om vitenskapelig bevis og sterk anbefaling.

Rehabilitering for gjenoppretting av funksjon og motoriske aktiviteter som involverer de øvre lemmer hos barn med CP bør derfor fokusere på utøvelse av spesifikke oppgaver som brukes i dagliglivet og virkelige miljøer som er målrettet. Nyere anbefalinger indikerer imidlertid at hjelpeintervensjoner, kombinert med spesifikk oppgavetrening, gir bedre resultater. En ny form for intervensjon som utvider teknologi for rehabilitering og kan assosieres med spesifikk oppgavetrening er augmented reality (AR) terapi. AR har blitt en effektiv intervensjonsstrategi fordi den fremmer motivasjon og interaksjon mellom den virkelige verden og det digitale innholdsuniverset, der begge utfyller hverandre. Det er rapportert at AR-trening forbedrer motorikken og gir mulighet for rimelig rehabilitering, som også kan gjennomføres hjemme. Det er imidlertid viktig å markere at studier på AR er knappe og avdekker hull i litteraturen som må fylles.

Gitt behovet for å fylle disse hullene, er målet med denne studien å verifisere effekten av en spesifikk oppgavetreningsprotokoll assosiert med utvidet virkelighet (INTERACT-protokollen) på funksjonen og aktivitetene til de øvre lemmer hos barn diagnostisert med spastisk cerebral parese.

Dermed vil studien bidra med ny evidens for funksjonell trening hos barn med CP. Begrepet INTERACT er avledet fra det engelske akronymet, som er en protokoll for individualiserte øvelser (I - individualisert); oppgavespesifikk (T - oppgavespesifikk); med miljøberikelse (E - miljøberikelse); å bruke utvidede og reelle realiteter (RA - reelle og utvidede realiteter); og drives aktivt (akt - aktiv trening). INTERACT-protokollen vil følge prinsippene for motorisk læring, og vil bli gjennomført med et lavkost AR-utstyr utviklet for rehabilitering, og et forslag til miljøberikelse med innsetting av virkelige og virtuelle objekter i det terapeutiske miljøet.

Spesifikke mål:

For å sammenligne effekten av INTERACT-protokollen med konvensjonell fysioterapibehandling hos barn med spastisk CP:

1. På de spatio-temporelle og vinkelparametrene for manuell rekkeviddebevegelse;
2. Om fritidsaktiviteter som involverer de øvre lemmer (UL);
3. På overføring av læring, gjennom gevinst i ytelse av daglige aktiviteter som involverer de øvre lemmer;
4. På motorisk læringsretensjon, etter en to måneders oppfølgingsperiode uten intervensjon;
5. På postural svai under sitte-til-stå-bevegelsen (med og uten dobbeltmotoriske oppgaver) og under funksjonell rekkevidde i stående.

Hypoteser:

Det forventes at deltakere i INTERACT-protokollgruppen vil:

1. Forbedre spatio-temporale og vinkelparametre for manuell rekkeviddebevegelse, noe som indikerer bedre motorkontroll;
2. Forbedre i rekreasjonsaktiviteter som involverer de øvre lemmer;
3. Forbedre ytelsen i aktiviteter som involverer de øvre lemmer (overføring av læring til daglige aktiviteter);
4. Behold motorisk læring etter to måneder etter trening;
5. Reduser postural svai under bevegelse i sittende og stå og med doble motoriske oppgaver og under funksjonell rekkevidde i stående.

Eksempel på beregning:

Det ble utført på forhånd ved å bruke G*Power-programvaren. Effektstørrelsen ble bestemt basert på dataene (DASH-skala) oppnådd i studien av Malick et al. (2022a), hvor en AR-intervensjon for aktiviteter i øvre ekstremiteter ble utført. For prøveberegningen ble således en effektstørrelse på 1,03, en statistisk styrke på 90 %, et konfidensintervall på 85 % og en statistisk signifikans på 5 % vurdert, i en uavhengig mål t-testanalyse. Utvalgsberegningen resulterte i totalt 34 deltakere. For å sikre et tilstrekkelig antall deltakere ved slutten av studien, ble det etablert inkludering av 4 flere deltakere, for å utgjøre en estimert utmattelsesrate på omtrent 10 %. Dermed ble fordelingen av 19 deltakere i hver av de to gruppene bestemt.

Deltakere:

Studien vil bestå av barn med medisinsk diagnose unilateral og bilateral spastisk CP, med GMFCS (Gross Motor Function Classification System) nivå I og II, av begge kjønn, og i alderen mellom 6 og 12 år.

Randomisering:

Barn vil bli tilfeldig fordelt til de to intervensjonsgruppene ved hjelp av et elektronisk tildelingssystem: www.sealedenvelope.com. Barna vil bli tildelt gruppen ved blokkrandomisering av 6, stratifisert etter GMFCS- og MACS-nivåer.

Generelle prosedyrer:

Hver deltaker vil bli vurdert. Først vil foreldrene få presentert skjemaet for informert samtykke, som formaliserer deres samtykke og barnets deltakelse i prosjektet. Barna vil også signere skjemaet for informert samtykke, som forklarer, på en mindre kompleks måte, hele studieprosedyren og trinnene barnet skal gjennom, og barnet må samtykke. Frivillige fra begge intervensjonsgruppene vil bli invitert til å delta i studien gjennom annonser på sosiale medier, som Facebook, Instagram og radio, samt fysioterapiklinikker som godtar å publisere forskningen ved å distribuere flyers. Dersom det er interesse fra barna og deres foresatte, vil klinikken gi forskernes kontaktinformasjon, slik at interesserte kan kontakte forskerne.

Innblanding:

Både den konvensjonelle fysioterapibehandlingen og den eksperimentelle behandlingen (INTERACT-protokollen) vil gjennomføres over en periode på 4 uker, 3 ganger i uken, med 1 time og 20 minutter trening per dag, av fysioterapeuter med erfaring fra nevropediatri og opplært i denne protokollen. Det er viktig å understreke at valg av frekvens på 3 treningsøkter per uke er basert på treningen som vanligvis brukes i rehabiliteringsmiljøer i Brasil, som anses som mulig for barn og deres familier. Dette valget av frekvens var også basert på anbefalinger funnet i litteraturen, slik som de av Bailes et al. (2008) og McCoy et al. (2020), anbefaler minst 2 økter per uke.

Behandlingsprotokoller:

Først vil målene bli valgt. PEDI-CAT-instrumentet (daglige aktiviteter og mobilitetsdomener) har bilder i applikasjonsmanualen som skal brukes til valg og visualisering av mål.

INTERACT-protokoll:

Protokollen vil bli utført ved hjelp av augmented reality-spill gjennom augmented reality-programvare kalt BRAINN_XR. Programvaren bruker et RGB-kamera, et verktøy med elektroniske komponenter og sensorer, som er i stand til å spore barnets bevegelser og bevegelser i sanntid. Barnet vil i utgangspunktet være i en avstand på 1,8 m til 2,5 m fra RGB-kameraet, med en høyde på 0,6 m til 1,2 m fra bakken, for å få kroppen sporet og samhandle med spillgrensesnittet. Det virkelige bildet av barnet projiseres inn i spillet, slik at både spillet og barnet kan visualiseres på skjermen.

Programvaren har forskjellige spill, inkludert puslespillet. Spillet vil bli projisert på veggen ved hjelp av en projektor, og avhengig av barnets avstand fra spillet, for eksempel større avstand, vil brikkene være lenger og høyere eller lavere, og lede mer komplekse kroppsbevegelser som å sitte på huk, tråkke på en trinn, lateral gange og funksjonell rekkevidde utenfor støttebasen. Dette gir mulighet for variasjoner i aktiviteter som involverer hele kroppen. Spillet gir også auditiv tilbakemelding når hver brikke er montert og antall treff og "Gratulerer" på slutten av spillet.

Spilltrinn:

Først vil temaet, eller den lekende delen av spillet, settes i henhold til deltakerens preferanser.

For å starte spillet vil deltakeren velge hvilket lem de vil begynne å spille med, høyre eller venstre, og forskeren vil velge utfordringene med antall brikker, plassering av brikkene, miljøberikelse ved å sette inn ekte objekter i den virtuelle spill, som trinn, benker i forskjellige høyder, puslespillbrikker, blant annet.

Et eksempel på et spill: et virtuelt puslespill som krever bevegelser som å plukke opp en brikke nederst på skjermen og ta den til det passende stedet øverst på skjermen. Mens deltakeren samhandler med det virtuelle miljøet, kan de også utforske omgivelsene sine, utføre forskjellige bevegelser med hele kroppen, i henhold til spillets krav.

Kontrollgruppeintervensjon:

Denne gruppen vil få behandling av fysioterapeut ansvarlig for intervensjonsklinikken. Behandlingen vil ta sikte på styrking, aktiv strekking og biomekanisk justering. Ressursene som brukes vil være de som vanligvis brukes i fysioterapiklinikker, for eksempel sveitsiske baller, benker, manualer, veggstenger og ruller, etc. Med klinikkens autorisasjon vil deltakernes journaler overvåkes ukentlig for å sjekke hvilke typer øvelser de utfører. Vi vil tilby INTERACT-behandlingen til denne gruppen dersom den viser større effektivitet med hensyn til de vurderte resultatene.

Data Analysis SPSS 17 programvare vil bli brukt. Hovedfokuset for studien er sammenligning av utfall mellom gruppene ved begynnelsen og slutten av intervensjonen.

En intention-to-treat-analyse vil bli brukt (inkludert alle deltakere, uavhengig av prosentandelen av tilslutning til behandlingen). Deskriptiv analyse vil bli utført for kontinuerlige og diskrete data (gjennomsnitt og standardavvik (SD)). Kontinuerlige og diskrete data som ikke følger en normalfordeling, selv etter datatransformasjon, vil bli analysert ved bruk av ikke-parametriske metoder.

En MANOVA vil bli brukt for å sammenligne metodene for resultatene av de eksperimentelle og konvensjonelle behandlingene. I begge grupper, for hver variabel av interesse, vil deltaet til endringen mellom slutten og begynnelsen av intervensjonen (Final score - Initial score) beregnes. Deltaet vil bli brukt i alle sammenligningsanalyser. Intragruppeendringer på tvers av de tre vurderingene vil bruke gjentatte tiltak MANOVA. Tukeys post hoc test vil bli brukt (sammenligning mellom vurdering før behandling, etter behandling og retensjon (2 måneder etter avsluttet behandling)). Nivået for statistisk signifikans vil bli satt til 5 %.