IVR em Reabilitação Motora (IVR_MOT)

ANTECEDENTES As lesões desportivas são um obstáculo importante tanto para o rendimento desportivo como para a manutenção de um estilo de vida saudável que implique uma actividade física contínua e regular. Na Itália, a cada ano, ocorrem aproximadamente 300.000 admissões no PS entre 20 milhões de pessoas que praticam esportes.

No desporto competitivo, os calendários de competição densos, os ritmos acelerados e a pressão crescente sentida pelos atletas determinam o aumento da frequência de lesões. As lesões resultam em períodos de abstinência de competições e afetam o equilíbrio psicofísico dos atletas. Por esses motivos, as lesões esportivas têm custos diretos e indiretos significativos e a fisioterapia visa recuperar a função motora para garantir o retorno mais rápido e seguro ao esporte.

Qualquer forma de reabilitação motora, tanto nos casos de lesões do sistema nervoso central como nos relacionados com problemas periféricos (como na maioria das lesões desportivas), baseia-se nos conceitos de plasticidade e compensação. Em outras palavras, a possibilidade de recuperação implica que o sistema possa se reorganizar. Em termos práticos, a ciência da reabilitação em sua forma atual tenta promover diretamente o exercício ativo e repetitivo do sistema (motor) danificado. Essa lógica, ou seja, o processo que se baseia prioritariamente na execução da ação, tem um grande limite intrínseco que dificulta o tratamento: trabalha diretamente com o funcionamento motor que está, porém, comprometido, até de forma severa. No entanto, foi sugerido recentemente que o sistema motor pode ser ativado simplesmente observando o próprio corpo realizar os movimentos, sem qualquer execução real do movimento. Alinhado a isso, e aproveitando a natureza multissensorial e o senso de presença e corporificação que a realidade virtual imersiva (IVR) fornece, foi demonstrado que é possível criar uma experiência ilusória que um corpo virtual em movimento (avatar) temporariamente tornou-se o próprio corpo em movimento (a chamada incorporação. Além disso, essa experiência ativa o sistema motor de maneira semelhante à ativação dos próprios movimentos reais. Portanto, em tais condições, os movimentos (ilusórios) do corpo virtual incorporado são integrados no sistema motor do participante.

Com base nessas considerações teóricas, o presente projeto propõe empregar o IVR para testar uma possível mudança drástica na abordagem de reabilitação que contornaria/limitaria o problema da execução motora (deficiente). A hipótese principal é que a simples observação de um corpo virtual em movimento, percebido como próprio, permitiria acessar o sistema motor a ponto de promover a recuperação funcional. Em outras palavras, o objetivo é acessar o funcionamento motor por meio do sistema somatossensorial (intacto), e não pelo motor (danificado). Além disso, tal procedimento oferece a possibilidade de realizar pelo menos uma parte do tratamento remotamente.

MIRA

O presente projeto de investigação em reabilitação desportiva tem os seguintes objetivos:

1. Validar um protocolo de reabilitação em realidade virtual imersiva (IVR) para restaurar as funções motoras após lesões periféricas dos membros inferiores. O protocolo seria baseado na observação de ações ao invés de sua execução. O raciocínio por trás dessa ideia é que a ativação indireta do sistema motor por meio da observação do "próprio" corpo virtual que realiza exercícios físicos recrutaria os mesmos mecanismos neurocognitivos envolvidos no controle motor real e na execução da ação. Isso melhoraria a recuperação motora, melhorando significativamente a reabilitação física.
2. Desenvolver um protocolo padrão que combinasse a abordagem neurocientífica baseada em IVR e os padrões de reabilitação esportiva e criasse uma nova abordagem que complementasse a reabilitação clássica e pudesse ser executada remotamente em casa.

AMOSTRA Os participantes serão recrutados nos centros de fisioterapia HastaFisio e Centro di Medicina Preventiva e dello Sport dell'Università degli Studi di Torino; a amostra será composta por adultos (faixa etária de 18 a 65 anos) que foram submetidos a entorse do joelho e/ou cirurgia dos ligamentos do joelho e/ou menisco após lesões musculoesqueléticas do joelho. O tamanho da amostra foi estimado com base na análise de poder a priori para ANOVA 3x3 de efeitos mistos com Tempo (Pré, Meio e Pós) como fator dentro do sujeito e Grupo (Experimental, Controle Ativo, Sem VR) como fator entre os sujeitos. Para atingir um poder de 0,80 com tamanho de efeito médio (f = 0,25) e nível alfa definido em 0,05, o tamanho amostral necessário é 36 (12 participantes por grupo). O estudo recrutará 45 participantes (15 por grupo) para contabilizar possíveis desistências.

MÉTODOS A primeira sessão experimental ocorrerá dentro de duas semanas após a cirurgia do joelho e a intervenção de treinamento IVR terá duração de seis semanas, em paralelo com a primeira fase da reabilitação física padrão. O protocolo de treino IVR implica a observação de um avatar virtual na perspetiva da primeira pessoa (Grupo Experimental), ou na perspetiva da terceira pessoa (Grupo de controlo ativo); outro grupo de controle (sem treinamento IVR) será submetido apenas ao treinamento físico padrão. No cenário virtual, o avatar realizará uma série de exercícios de reabilitação (veja detalhes abaixo). Antes (T0), no meio (T1) e após (T2) a intervenção, as funções neuromusculares serão avaliadas com uma bateria de testes clínicos padrão (ver detalhes abaixo). Além disso, para avaliar a eficácia do procedimento IVR, a incorporação será medida por meio de um questionário ad hoc nos mesmos pontos de tempo.

Medidas:

A seguinte bateria de exames será coletada em T0, T1 e T2:

1. Antes da sessão de treinamento IVR:

   • Escala IKDC (Formulário de Avaliação Subjetiva do Joelho do Comitê Internacional de Documentação do Joelho);
   • Sentido da posição articular medido com GyKo (ferramenta de medição inercial);
   • Amplitude de movimento da extensão do joelho medida com GyKo (ferramenta de medição inercial);
   • Força máxima dos extensores do joelho medida por meio de dinamômetro de mão;
   • Escala Visual Analógica (EVA) para dor após contração máxima.

2. Durante a sessão de treinamento IVR:

   - Questionário de incorporação após a conclusão dos exercícios.

3. Após a sessão de treinamento IVR:

   • Familiaridade subjetiva com cada exercício apresentado no treinamento IVR;
   • Feedback subjetivo geral sobre a sessão IVR. Observe que as medidas fisiológicas clínicas (senso de posição articular, extensão do joelho, força máxima dos extensores do joelho) serão registradas para ambas as pernas.

Treinamento:

Todos os grupos de participantes seguirão duas vezes por semana o protocolo de treinamento físico padrão que incluirá exercícios de força, equilíbrio e flexibilidade. Além disso, os grupos Experimental e Controle Ativo participarão do treinamento IVR administrado nos mesmos dias do treinamento físico, sempre precedendo-o. O treinamento IVR será administrado por meio de um head-mounted display que permite apresentar ambientes 3D imersivos com um campo de visão de 360°. A cena virtual conterá uma academia com alguns equipamentos padrão e um avatar virtual em tamanho natural, pareado por gênero com os participantes. O avatar será visto na perspectiva da primeira pessoa (ou seja, como se o avatar substituísse o corpo real; Grupo experimental) ou na perspectiva da terceira pessoa (ou seja, como se fosse outra pessoa observada de lado; Ativo grupo de controle). Após a fase inicial de familiarização e imersão, o avatar realizará uma série de exercícios (extensão do joelho sentado, agachamento, estocada para frente, subida e descida de um degrau, agachamento dividido, alcance anterior do teste de equilíbrio em Y), 3 circuitos com 8 repetição de cada exercício, que imitam uma sessão de reabilitação física da vida real. O avatar realizará os exercícios do lado da perna lesionada (nos casos em que os exercícios são unilaterais).

Análise:

Os dados obtidos nos testes e questionários descritos acima serão comparados entre os três grupos (Experimental, Controle Ativo e Sem treinamento IVR) e dentro dos três momentos (T0, T1, T2) usando uma ANOVA de efeitos mistos 3x3 com Tempo como fator intra-sujeito e grupo como fator inter-sujeito. A hipótese é que o grupo Experimental apresentará maior melhora no desempenho funcional do membro lesionado do que o grupo Controle Ativo e o grupo Sem treinamento IVR.

IMPLICAÇÕES DO PROJETO Do ponto de vista teórico, o projeto será o primeiro a evidenciar o papel fundamental dos mecanismos neurocognitivos subjacentes à representação consciente do próprio corpo na reabilitação motora de lesões periféricas. De fato, no momento, apenas alguns estudos sugerem que a simples representação de um corpo como próprio (sem a necessidade de realizar movimentos) influencia o sistema motor. Apenas um estudo examinou se isso poderia ter uma influência positiva no funcionamento motor; no entanto, esses resultados foram coletados em pacientes com lesões cerebrais, e não periféricas. Por estas razões, o projeto oferece uma nova abordagem à reabilitação que se baseia em hipóteses bem suportadas pelo conhecimento teórico existente, mas que permanecem inexploradas experimentalmente. Demonstrar que a ilusão de que o próprio corpo está se movendo pode promover a ativação de áreas cerebrais envolvidas no planejamento e execução motora (por exemplo, planejamento e execução de exercícios de reabilitação esportiva) e, portanto, melhorando a funcionalidade motora deficiente, seria uma descoberta científica inédita . Além disso, demonstrar que o sistema motor pode ser afetado pelos sinais relacionados ao corpo através das propriedades de um corpo virtual, mesmo em caso de lesões periféricas, abre novas oportunidades no contexto mais geral da reabilitação motora.

Em termos de impacto na ciência da reabilitação, os efeitos dos resultados do projeto aparecerão em vários níveis, uma vez que propõe uma mudança radical na abordagem da reabilitação esportiva. A perda do funcionamento motor como resultado de lesões esportivas é um evento debilitante com uma cascata de consequências negativas. O estado da arte da reabilitação inclui protocolos padronizados que se baseiam na execução de movimentos e que devem ser executados em estruturas adequadamente equipadas (academias de centros de reabilitação). Em primeiro lugar, o treinamento IVR não requer nenhuma execução de movimento físico e, portanto, pode servir como uma adição valiosa aos protocolos de reabilitação padrão ou até mesmo substituir algumas sessões de reabilitação física. Em segundo lugar, o treino de IVR pode ser realizado de forma remota e autónoma pelo paciente, o que é uma vantagem importante para qualquer tipo de intervenção, especialmente face à atual situação de pandemia global. Esses dois elementos podem reduzir bastante o tempo e o esforço cumulativos investidos na recuperação de lesões. Em terceiro lugar, tal abordagem é altamente flexível por natureza e pode ser complementada por outras técnicas e medidas do comportamento motor (por exemplo, cinemática do movimento, atividade elétrica cerebral, medidas da atividade do sistema nervoso autônomo, etc.), dependendo das necessidades específicas e nível de complexidade.