Telerehabilitacja wzrokowa u dzieci, młodzieży i młodych dorosłych z hemianopsją w następstwie guza mózgu (HHREHAB)

Guzy ośrodkowego układu nerwowego są drugim pod względem częstości występowania nowotworem złośliwym u dzieci. Guz mózgu i jego leczenie mogą wpływać na układ wzrokowy na różnych poziomach, od nerwów wzrokowych (poprzez ucisk lub naciek), przez struktury podkorowe, takie jak wzgórek górny (SC) i jądra kolankowate boczne (LGN), aż po drogi wzrokowe, promieniowanie wzrokowe i kora wzrokowa. U dzieci z guzami mózgu mogą występować zaburzenia widzenia, takie jak zmniejszona ostrość wzroku i wrażliwość na kontrast, utrata widzenia kolorów i utrata pola widzenia, takie jak hemianopsja. Osoby z hemianopsją mają trudności z wykrywaniem bodźców w wadliwym polu widzenia i wykazują wadliwe skanowanie i eksplorację. Ponadto wykazują rotację i kompresję przestrzeni słuchowej, co prowadzi do nieprecyzyjnej lokalizacji dźwięku w obu półprzestrzeniach. U pacjentów z hemianopsją w naturalny sposób rozwijają się strategie oculo-3D-MOTor, aby kompensować utratę pola widzenia, ale nadal należy opracować procedurę rehabilitacji wzrokowej, aby zoptymalizować/poprawić percepcję wzrokową w polu ślepym. Kilka badań wykazało, że osoby z hemianopsją mogą poprawić percepcję wzrokową w uszkodzonej półpolu po procedurze stymulacji, podczas której bodźce słuchowe i wzrokowe były skorelowane czasowo i przestrzennie. Takie powtarzalne programy stymulacji audiowizualnej powodują funkcjonalną i anatomiczną reorganizację łączności wzrokowej w strukturach podkorowych i korowych w czasie, za pośrednictwem uczenia się percepcyjnego i plastyczności synaptycznej.

Badacze opracowali procedurę stymulacji audiowizualnej wykorzystującą immersyjną rzeczywistość wirtualną (IVR) na wyświetlaczu montowanym na głowie (HMD) jako platformę przekazu. IVR to nowe i bardzo obiecujące podejście do rehabilitacji wzrokowej i słuchowej. Obecnie istnieją ograniczone praktyczne wyniki dotyczące tego, czy technologia ta nadaje się do stosowania w domu przez pacjentów słabowidzących i czy można ją zastosować na dużą skalę. Kilka opisów przypadków/badań serii sugerowało potencjalną skuteczność IVR w zakresie percepcji wzrokowej u nastolatków i młodych dorosłych, ale potrzebnych jest więcej informacji na temat potencjału zastosowania i skuteczności tej technologii.

Pomiar w czasie rzeczywistym wykonania zadania i sygnałów neurofizjologicznych po zanurzeniu w wirtualnej rzeczywistości może przynieść wiele korzyści, od monitorowania czynników związanych z doświadczeniem po rozwój bio/neuromarkerów. W przypadku śledzenia wielu obiektów w 3D (3D-MOT) wizualne śledzenie i wykrywanie zależy bezpośrednio od prędkości kul i jest dostosowywane do wydajności uczestników przy użyciu dostosowanego projektu, aby skutecznie osiągnąć próg percepcji, w związku z czym stale stanowi wyzwanie dla zdolności percepcyjnych pacjenta . Postępy uczestników można oceniać na podstawie pomiarów w czasie rzeczywistym, takich jak prędkość kul, procent pozytywnych trafień i czas reakcji. Wyniki te naturalnie zwiększają się w trakcie sesji w ramach efektu uczenia się (zwykle około 5-6 sesji w naszych ustawieniach), ale następnie szybko się stabilizują. Dalszy postęp w zakresie wyników jest związany z poprawą widzenia, ponieważ w naszych badaniach pilotażowych zaobserwowano silną korelację między wynikami w badaniu 3D-MOT a wynikami widzenia funkcjonalnego.

Śledzenie wzroku mierzy położenie i ruch oczu na podstawie położenia źrenic, aby wywnioskować fiksację, czas trwania spojrzenia, prędkości sakadyczne i amplitudy sakadyczne, co w sumie ujawnia strategie prowadzące do skutecznego wykrywania i śledzenia. Śledzenie wzroku było szeroko stosowane podczas zadania 3D-MOT do opisu strategii alokacji uwagi podczas śledzenia wizualnego. Pomiary śledzenia celu/głowy/oczu (pozycje rejestrowane co 14 ms – 90 Hz) zostaną wykorzystane do zbadania strategii wizualnych (ruchy głowy, sakady, fiksacja, płynny pościg) opracowanych przez uczestników w celu śledzenia celów w 3D-MOT.

Postuluje się, że odzyskanie i przywrócenie pola widzenia po hemianopsji następuje zarówno w wyniku poprawy funkcji tkanki okołonerkowej, jak i rekrutacji dodatkowych struktur korowych, które przejmą funkcję trwale uszkodzonych ośrodków. Brakuje jednak badań podłużnych szczegółowo opisujących zmiany funkcjonalne i strukturalne w układzie wzrokowym przed i po leczeniu. Zapisy EEG u osób z hemianopsją ujawniły pewną resztkową aktywność w V1. W tym przypadku aktywność mózgu w V1 będzie mierzona przed i po leczeniu oraz w porównaniu pomiędzy grupą kontrolną i grupą leczoną przy użyciu wzrokowo wywołanego potencjału (VEP). Zmiany anatomiczne siatkówki zostaną zbadane w grupie kontrolnej i grupie leczonej poprzez pomiar integralności kompleksu komórek zwojowych (GCC) i grubości warstwy włókien nerwowych siatkówki (RNFL), wskazujących na atrofię komórek zwojowych siatkówki, za pomocą optycznej tomografii koherentnej w domenie widmowej (SD-OCT), nieinwazyjna technika obrazowania. Skany mózgu (MRI dyfuzyjne, retinotopia) zostaną wykonane przy użyciu 3T MRI w placówce w Toronto (Advanced MRI, Toronto Western Hospital, University Health Network) w celu wizualizacji integralności (promieniowanie optyczne) i aktywności (główna kora wzrokowa) układu wzrokowego pomiędzy grupą kontrolną a grupą leczoną.

Hipoteza: Domowy program audiowizualnej stymulacji 3D-MOT IVR poprawi percepcję wzrokową (główny wynik badania pola obuocznego Estermana, +3 postrzegane punkty) w polu ślepym osób z hemianopsją oraz zwiększy czułość kontrastu, stabilność fiksacji, szybkość czytania i jakość życie (efekty drugorzędne).

Zgodnie z modelem ORBIT, przeprowadzono badanie fazy IIa/b, z pojedynczą ślepą próbą (do oceniającego), prospektywne, randomizowane, kontrolowane, wieloośrodkowe, krzyżowe badanie obejmujące 5 ośrodków akademickich w Kanadzie (St Justine – Montreal, CHUL – Quebec, Alberta Children’s Hospital – Calgary, BC Children’s Hospital – Vancouver i Hospital for Sick Children – Toronto). Uczestnicy zostaną losowo podzieleni na 2 grupy: Grupa 1 nie będzie poddawana żadnemu leczeniu przez pierwsze 8 tygodni, a następnie rozpocznie program 3D-MOT IVR. Grupa 2 rozpoczyna od 3D-MOT IVR, a następnie przechodzi na okres obserwacji trwający 8 tygodni. Stosując ten projekt krzyżowy, pomiary wyników w 8. tygodniu (W8 – Okres 1) pozwolą ocenić skuteczność stymulacji 3D-MOT pomiędzy grupą kontrolną nietraktowaną (G 1) i grupą leczoną (G 2) (pomiary niezależne). Ocena wyników pierwotnych w 16. tygodniu (W16 – Okres 2) będzie mierzyć skuteczność 3D-MOT IVR w Grupie 1 (kontrola wewnętrzna, powtarzane pomiary) i trwałość leczenia w Grupie 2 (powtarzane pomiary). Oceny wizualne zostaną przeprowadzone na początku badania, w 8. i 16. tygodniu, a kontrole po 20. i 40. tygodniu (T21, T42).

Populacja:

Mężczyźni i kobiety w wieku 10–40 lat, u których zdiagnozowano hemianopsję w następstwie guza mózgu, bez wcześniejszych interwencji w zakresie rehabilitacji wzrokowej.

Interwencja:

3D-MOT w wciągającej wirtualnej rzeczywistości:

• 1 sesja co 2 dni (± 1 dzień) przez 8 tygodni (łącznie 28 sesji)
• 1 sesja = 3 bloki po 15 zadań stymulacji audiowizualnej (2-minutowa przerwa pomiędzy każdym blokiem).
• 1 zadanie = 20 sekund audiowizualnej stymulacji IVR (3D-MOT + dźwięk skorelowany). Czas odpoczynku wynosi 30 sekund. do 2 min. pomiędzy blokami. 1 sesja trwa 19 min. Czas trwania udziału uczestnika wynosi 8 miesięcy, łącznie z kontynuacją. Okres leczenia: 8 tygodni Okres obserwacji: 6 miesięcy Oczekiwana częstotliwość i czas trwania wizyt studyjnych (przewidywany nakład czasu) dla uczestników badania Wizyta przesiewowa/włączająca: 2-3 godziny (wizyta 1) Wizyta zmieniająca okres: 1,5 godziny (wizyta 2 ) Wizyta końcowa: 2 godziny (wizyta 3) Wizyta kontrolna 1 miesiąc: 1,5 godziny (wizyta 4) Wizyta kontrolna 6 miesięcy: 1,5 godziny (wizyta 5)

Podstawowy wynik, obuoczne badanie terenowe Estermana, zostanie przeprowadzone w klinice okulistycznej uczestniczących ośrodków na początku badania, w 8., 16. tygodniu oraz podczas kontroli w 21. i 42. tygodniu.

Uczestnicy biorący udział w badaniu nie są narażeni na żadne ryzyko. Stosowanie IVR może powodować umiarkowane zawroty głowy, nudności lub dezorientację w przypadku ciągłej stymulacji trwającej dłużej niż 10 minut. Jeśli podczas stymulacji IVR wystąpią nudności, zawroty głowy lub dezorientacja, natychmiastowe zatrzymanie stymulacji VR przywraca normalny stan.

Uczestnicy zostaną ocenieni pod kątem wrażliwości IVR przy użyciu wyniku kwestionariusza objawów i skutków wywołanych rzeczywistością wirtualną (VRISE) w chwili włączenia (kryteria wykluczenia: trzy (3) kolejne wyniki VRISE <25). Ciągła stymulacja VR w domu będzie trwała 5 minut ciągłej stymulacji, poniżej krytycznego progu 10 minut wywołującego skutki i objawy.

Minimalizacja odchylenia:

• Błąd selekcji zostanie rozwiązany poprzez losowe przypisanie uczestników do grupy terapeutycznej lub grupy referencyjnej przy użyciu podejścia randomizacji z permutowanymi blokami (wielkość bloku = 2).
• Błąd związany z ścieraniem zostanie rozwiązany poprzez włączenie wszystkich uczestników, którzy zostali losowo przydzieleni do badania (analiza zamiaru leczenia).
• Błędy w zakresie wydajności i wykrywania będą częściowo kontrolowane, ponieważ osoby oceniające główne wyniki nie będą widzieć przypisanej grupy (pojedyncze zaślepienie).
• Błąd w raportowaniu zostanie zminimalizowany poprzez przedstawienie w publikacjach wszystkich statystycznie i klinicznie istotnych i nieistotnych wyników.

Procedury monitorowania zgodności podmiotu. Zgodność będzie monitorowana w czasie rzeczywistym po każdym bloku zadań. Dane przesyłane są do dedykowanego i zabezpieczonego komputera laboratoryjnego poprzez Wi-Fi w formacie .csv plik zawierający datę, godzinę, czas trwania i wydajność wykonanej stymulacji 3D-MOT IVR. Jeżeli w ciągu 72 godzin nie otrzymamy żadnych plików, zespół badawczy skontaktuje się z uczestnikami telefonicznie i/lub e-mailem, aby zapytać o brak otrzymanych danych. Odpowiednio zostaną podjęte działania. Doświadczenie pokazało, że główną przyczyną braku danych przez 72 godziny jest utrata połączenia Wi-Fi. Gdy tylko połączenie Wi-Fi zostanie przywrócone, wszystkie niewysłane dane zostaną automatycznie przesłane ze znacznikiem czasu.

Parametry bezpieczeństwa:

AE będą punktami końcowymi bezpieczeństwa. Znane działania niepożądane wywołane stymulacją IVR to nudności, zawroty głowy i dezorientacja. Nasilenie tych działań niepożądanych będzie oceniane za pomocą zatwierdzonego kwestionariusza VRISE40. Trzy (3) kolejne wyniki VRISE <25 uważa się za AE.

Kwestionariusz VRISE będzie rejestrowany elektronicznie (plik .csv) po każdej sesji domowej (co 2 dni) i przesyłany w czasie rzeczywistym za pośrednictwem Wi-Fi do dedykowanego i zabezpieczonego komputera laboratoryjnego.

Zgłaszanie działań niepożądanych rozpocznie się w momencie podpisania świadomej zgody (badanie przesiewowe) i będzie kontynuowane do czasu wypisania z badania. AE zostaną wywołane przez:

• spontaniczny raport uczestników, partnera/opiekuna i/lub personelu medycznego,
• przez 3 kolejne wyniki VRISE < 25,
• na podstawie obserwacji (przez badaczy i/lub personel medyczny). Działania niepożądane spowodowane stymulacją IVR ustępują natychmiast po zakończeniu stymulacji. Badacze będą przez 24 godziny kontaktować się z uczestnikiem telefonicznie lub pocztą elektroniczną, oceniając nasilenie działań niepożądanych za pomocą kwestionariusza VRISE.

Metody statystyczne:

Analiza zostanie przeprowadzona zgodnie z podejściem zgodnym z zamiarem leczenia (ITT). Wyniki zostaną podane przy użyciu statystyk opisowych (w tym rozkładów częstotliwości, miary tendencji centralnej i miary rozproszenia) wyniku pierwotnego, średnich wyników VRISE i wyników wtórnych. Dane będą analizowane przy użyciu programu statystycznego JASP. Porównanie statystyczne pomiędzy 2 grupami i warstwami w celu uzyskania głównego wyniku zostanie przeprowadzone przy użyciu Bayesowskiej i częstościowej dwukierunkowej analizy ANOVA z powtarzanymi pomiarami.