2-wymiarowe i 3-wymiarowe szkolenie w wirtualnej rzeczywistości w BPPV

Układ przedsionkowy, wzrokowy i somatosensoryczny są ważne w utrzymaniu postawy. Wiele struktur ośrodkowego układu nerwowego przetwarza i integruje aferenty z tych systemów. Układ przedsionkowy ma kluczowe znaczenie dla utrzymania statycznej i dynamicznej postawy oraz równowagi. Układ przedsionkowy składa się z dwóch struktur, obwodowej i centralnej. Obwodowy układ przedsionkowy znajduje się w obrębie kości skalistej i składa się z kanałów półkolistych, łagiewki i worka w uchu wewnętrznym, które są wrażliwe na ruchy głowy. Kanały półkoliste składają się z trzech części: przednich, tylnych i bocznych kanałów półkolistych. Kanały półkoliste, które są wypełnione lepkim płynem zwanym endolimfą, znajdują się względem siebie pod kątem prostym i pomagają dostrzec ruchy kątowe głowy. Poprzez nerw przedsionkowy przekazuje informacje o obwodowym układzie przedsionkowym i ruchach głowy do układów centralnych. W ten sposób zapewnia regulację ruchów głowy, ciała, kończyn i gałek ocznych.

BPPV (łagodne napadowe położeniowe zawroty głowy) to stan, który atakuje ucho wewnętrzne i jest spowodowany dysfunkcją kanału półkolistego. Ponieważ otolity są umieszczane w kanale półkolistym i mogą upośledzać ich swobodny ruch, anatomiczne umiejscowienie kanałów ma kluczowe znaczenie. BPPV jest jedną z najczęstszych chorób układu przedsionkowego obwodowego, występującą u 20-40%. Pierwszym elementem patogenetycznym jest kamica kanalikowa, definiowana jako oddzielenie otokonii od błony otolitycznej i jej swobodny ruch w endolimfie, co obserwuje się u 80% chorych. Kamica kielichowa to występowanie zawrotów głowy (zawrotów głowy) i oczopląsu specyficznych dla dotkniętego kanału z powodu przylegających do kanału kryształów węglanu wapnia. Ze względu na swoje anatomiczne położenie kanał półkolisty tylny BPPV obserwuje się w 80-90% przypadków, kanał półkolisty boczny BPPV w 10-20% przypadków, a kanał półkolisty przedni BPPV jest mniej rozpowszechniony. BPPV jest często leczony za pomocą manewrów zmiany położenia cząstek po zidentyfikowaniu zaangażowanego kanału. Manewry te mają na celu przeniesienie cząstek otokonii z zajętego kanału z powrotem do przedsionka, gdzie ulegają rozpuszczeniu.

Rehabilitacja przedsionkowa to kolejna niefarmakologiczna interwencja w przypadku BPPV. Rehabilitacja przedsionkowa może poprawić ogólną równowagę, w tym chód, spojrzenie i stabilność postawy, mobilność fizyczną i funkcjonowanie z codziennymi czynnościami, poprzez integrację funkcji proprioceptywnych, wzrokowych i resztkowych przedsionka. Rehabilitacja układu przedsionkowego wykorzystuje ośrodkowe mechanizmy neuroplastyczności w celu poprawy interakcji wzrokowo-przedsionkowych oraz przywrócenia statycznej i dynamicznej stabilności postawy w sytuacjach, w których bodźce sensoryczne są sprzeczne. Rehabilitacja układu przedsionkowego obejmuje ćwiczenia adaptacyjne, przyzwyczajeniowe i zastępcze. Ćwiczenia adaptacyjne opierają się na zdolności układu przedsionkowego do zmiany wielkości odruchu przedsionkowo-ocznego (VOR) w odpowiedzi na określony bodziec (ruch głowy). Ćwiczenia habituacyjne, w przeciwieństwie do ćwiczeń adaptacyjnych, opierają się na założeniu, że częsta ekspozycja na bodźce prowokujące, takie jak ruchy głowy, zmniejszy objawy wywołane ruchem. Ćwiczenia zastępcze łączą sygnały wzrokowe i somatosensoryczne z sygnałami przedsionkowymi, aby poprawić wzrok i stabilność postawy poprzez wzmocnienie programowania centralnego. Wykazano, że manewry są bardziej skuteczne niż rehabilitacja przedsionkowa w krótkim okresie, chociaż połączenie tych dwóch jest przydatne do długoterminowej regeneracji funkcjonalnej w BPPV. Jednak nie ma wystarczających dowodów, aby rozróżnić różne rodzaje rehabilitacji przedsionkowej.

Pozytywny wpływ rehabilitacji przedsionkowo-wzrokowej na równowagę opiera się na mechanizmach związanych z plastycznością nerwową ośrodkowego układu nerwowego, a jej celem jest stabilizacja wzrokowa, poprawa interakcji przedsionkowo-wzrokowej podczas ruchów głowy, a tym samym poprawa stania i dynamicznej stabilności posturalnej w warunkach wytwarzają sprzeczne informacje sensoryczne i zmniejszają wrażliwość na ruchy głowy. Zidentyfikowano jednak wiele aspektów, które mają niekorzystny wpływ na wyniki rehabilitacji przedsionkowej, w tym złe wykonanie ćwiczeń, konieczność aktywnego wysiłku i chęci pacjentów. Biorąc pod uwagę wady związane z czasochłonnymi, powtarzalnymi, monotonnymi i niewymagającymi wyzwania aspektami rehabilitacji układu przedsionkowego, jako potencjalną alternatywę zaproponowano bardziej wydajne i opłacalne rodzaje leczenia. Obecnie aplikacje rzeczywistości wirtualnej (VR) można wyposażyć w symulacje w czasie rzeczywistym, funkcje interaktywne i funkcje gier, aby umożliwić bardziej zmotywowaną rehabilitację układu przedsionkowego.

Wiele badań sugeruje, że angażowanie komponentów rzeczywistości wirtualnej może przyczynić się do pomyślnych wyników. Uważa się, że umożliwia interakcję wzrokowo-przedsionkową z dużą liczbą bodźców wzrokowych, co skutkuje optymalnym środowiskiem dla lepszej wydajności VR. Sugeruje się, że jest to spowodowane aktywacją uwagi zorientowanej na cel i sieci neuronowej mózgu oraz że aplikacje VR wykorzystujące algorytmy śledzenia wzroku i „okulary” mogą być skuteczne. W większości badań systemy dwuwymiarowe (np. Nintendo Wii, Play station) stosowano w leczeniu pacjentów z BPPV. Jednak ze względu na bliskość oka wyświetlacze montowane na głowie (gry 3D VR) mogą oferować obrazy o wysokiej rozdzielczości, które sprawiają, że użytkownicy czują się częścią środowiska stworzonego przez komputer. Technologie 3D były dyskutowane na temat ich negatywnych skutków, takich jak dyskomfort, zmęczenie wzroku, zawroty głowy, ból głowy, dezorientacja, choroba lokomocyjna, które wskazują na VIMS (chorobę lokomocyjną wywołaną wzrokiem). Najbardziej akceptowanym wyjaśnieniem VIMS jest klasyczna teoria konfliktu oparta na niezgodności między bodźcami wzrokowymi, proprioceptywnymi i przedsionkowymi.

Wiadomo, że krótkotrwały i nagły oczopląs pozycyjny związany ze zmianą położenia głowy względem grawitacji może czasowo upośledzać stabilność widzenia. Sygnał otolityczny powstaje w odpowiedzi na ruch, który odgrywa ważną rolę w postrzeganiu orientacji i kierunku ruchu. Kompensacyjny ruch gałek ocznych występuje po liniowym przyspieszeniu głowy, przeciwnym do kierunku ruchu głowy i jest generowany w celu stabilizacji obrazu celu w koordynacji. Wpływ dysfunkcji na VOR u pacjentów z przewlekłymi problemami przedsionkowymi wiąże się z brakiem możliwości uzyskania wyraźnego obrazu celu na siatkówce podczas ruchów głowy, co skutkuje nieostrością widzenia. Zgodnie z tymi wyjaśnieniami ruchy głowy podczas grania w gry 3D VR mogą stanowić wyzwanie (niedopasowanie sensoryczne) dla ośrodkowego układu nerwowego, który następnie próbuje rozwiązać to wyzwanie. Ćwiczenia przyzwyczajające zawarte w zadaniu gry 3D VR mogą być korzystne w przeciwdziałaniu nadmiernemu poleganiu na modalności sensorycznej, odczulaniu pacjentów na ruch wzrokowy i konflikt wzrokowo-przedsionkowy oraz zmniejszaniu powiązanych objawów.

Udowodniono, że zdolność akomodacyjna ma tendencję do wzrostu po grach 2D i 3D VR, ale w szczególności tendencja wzrostowa jest większa po graniu w gry 3D VR. Wyjaśniono, że podczas gry oczy są stymulowane obrazami stereoskopowymi, a jasność zmienia się tak, że źrenice pozostają pod ciągłą stymulacją. Dlatego głębia ostrości zmienia się odwrotnie i skutkuje to treningiem wzrokowym. W porównaniu z tradycyjną technologią gier 2D VR, która nie zapewnia głębi obiektom, technologia gier 3D VR może umożliwiać postrzeganie głębi przestrzennej. Dodatkowo zaproponowano, że rodzaj gry (akcja vs. brak akcji) jest ważny w grach 3D VR. Szczególnie gry akcji stymulują całe części mózgu, co wymaga wielozadaniowości i szybkości.

Dotychczasowe badania obejmują technologie VR w leczeniu BPPV. Jednak według naszej wiedzy nie ma badań porównujących efekty technologii gier 2D i 3D VR z grupą kontrolną. Dlatego niniejsze badanie ma na celu zbadanie wpływu różnych aplikacji rzeczywistości wirtualnej i rehabilitacji układu przedsionkowego na chód, czas reakcji, funkcje równowagi, codzienne czynności i jakość życia u osób z łagodnymi napadowymi pozycyjnymi zawrotami głowy (BPPV) z resztkowymi zawrotami głowy i równowagą problemy.