Двухмерное и трехмерное игровое обучение виртуальной реальности в BPPV

Вестибулярная, зрительная и соматосенсорная системы играют важную роль в поддержании осанки. Множественные структуры центральной нервной системы обрабатывают и интегрируют афферентные сигналы от этих систем. Вестибулярная система имеет решающее значение для поддержания статической и динамической позы и равновесия. Вестибулярная система состоит из двух структур: периферической и центральной. Периферический вестибулярный аппарат расположен внутри каменистой кости и состоит из полукружных каналов, маточки и мешочка во внутреннем ухе, которые чувствительны к движениям головы. Полукружные каналы состоят из трех частей: переднего, заднего и латерального полукружных каналов. Полукружные каналы, заполненные вязкой жидкостью, называемой эндолимфой, расположены под прямым углом друг к другу и помогают воспринимать угловые движения головы. Он передает информацию о периферической вестибулярной системе и движениях головы в центральные системы через вестибулярный нерв. Таким образом, он обеспечивает регуляцию движений головы, тела, конечностей и глаз.

ДППГ (доброкачественное пароксизмальное позиционное головокружение) — это состояние, поражающее внутреннее ухо и вызываемое дисфункцией полукружных каналов. Поскольку отолиты располагаются в полукружном канале и могут препятствовать их свободному движению, анатомическое расположение каналов имеет решающее значение. ДППГ является одним из наиболее частых периферических вестибулярных заболеваний с распространенностью 20-40%. Первым патогенетическим звеном является каналолитиаз, определяемый как отслоение отокония от отолитической мембраны и свободное движение его в эндолимфе, что наблюдается у 80% больных. Купулолитиаз — это возникновение головокружения (головокружения) и нистагма, специфичных для пораженного канала из-за прилипших к каналу кристаллов карбоната кальция. Из-за своего анатомического расположения ДППГ заднего полукружного канала наблюдается в 80-90% случаев, ДППГ латерального полукружного канала наблюдается в 10-20% времени, а ДППГ переднего полукружного канала встречается реже. ДППГ часто лечат маневрами репозиции частиц после того, как идентифицирован пораженный канал. Предполагается, что эти маневры перемещают частицы отокония из пораженного канала обратно в преддверие, где они растворяются.

Вестибулярная реабилитация является еще одним немедикаментозным вмешательством при ДППГ. Вестибулярная реабилитация может улучшить общую функцию равновесия, в том числе походку, взгляд и постуральную устойчивость, физическую подвижность и функцию в повседневной жизни, путем интеграции проприоцептивной, зрительной и остаточной вестибулярной функций. Вестибулярная реабилитация использует центральные механизмы нейропластичности для улучшения зрительно-вестибулярных взаимодействий и восстановления статической и динамической постуральной стабильности в ситуациях, когда сенсорный ввод противоречив. Вестибулярная реабилитация включает в себя адаптацию, привыкание и заместительные упражнения. Адаптационные упражнения основаны на способности вестибулярной системы изменять величину вестибулоокулярного рефлекса (ВОР) в ответ на определенный раздражитель (движение головы). Упражнения на привыкание, в отличие от упражнений на адаптацию, основаны на представлении о том, что частое воздействие провоцирующих стимулов, таких как движения головой, уменьшает симптомы, спровоцированные движением. Замещающие упражнения сочетают зрительные и соматосенсорные сигналы с вестибулярными сигналами, чтобы улучшить стабильность взгляда и позы за счет усиления центрального программирования. Показано, что в краткосрочной перспективе маневры более эффективны, чем вестибулярная реабилитация, хотя их сочетание полезно для долгосрочного функционального восстановления при ДППГ. Однако недостаточно доказательств, чтобы различать разные типы вестибулярной реабилитации.

Положительное влияние вестибулярной реабилитации на равновесие основано на механизмах, связанных с нейропластичностью центральной нервной системы, и ее цели состоят в том, чтобы способствовать стабилизации зрения, улучшению вестибулярно-зрительного взаимодействия при движениях головы, тем самым улучшая стояние и динамическую постуральную стабильность в условиях, которые производят противоречивую сенсорную информацию и снижают чувствительность к движениям головы. Тем не менее, было установлено, что многочисленные аспекты оказывают пагубное влияние на результат вестибулярной реабилитации, включая плохое выполнение упражнений, необходимость активных усилий и желание пациентов. Учитывая недостатки, связанные с трудоемкими, повторяющимися, монотонными и несложными аспектами вестибулярной реабилитации, в качестве потенциальной альтернативы были предложены более эффективные и экономичные виды лечения. В настоящее время приложения виртуальной реальности (VR) могут быть оснащены симуляцией в реальном времени, интерактивными функциями и игровыми функциями, чтобы обеспечить более мотивированную вестибулярную реабилитацию.

Многие исследования показывают, что использование компонентов виртуальной реальности может способствовать достижению успешных результатов. Утверждается, что он позволяет зрительно-вестибулярному взаимодействию с большим количеством визуальных стимулов, что создает оптимальную среду для лучшей работы виртуальной реальности. Предполагается, что это связано с активацией целевого внимания и нейронной сети мозга, и что приложения виртуальной реальности, использующие алгоритмы отслеживания глаз и «очки», могут быть эффективными. В большинстве исследований двухмерные системы (например, Nintendo Wii, Playstation) использовалась для лечения пациентов с ДППГ. Однако из-за своей близости к глазам наголовные дисплеи (игры 3D VR) могут предлагать изображения с высоким разрешением, которые заставляют пользователей чувствовать себя частью созданной компьютером среды. 3D-технологии обсуждают их негативные последствия, такие как дискомфорт, зрительное утомление, головокружение, головная боль, дезориентация, укачивание, которые указывают на VIMS (визуально-индуцированное укачивание). Наиболее распространенным объяснением VIMS является классическая теория конфликта, основанная на несоответствии между зрительными, проприоцептивными и вестибулярными стимулами.

Известно, что кратковременный и внезапный позиционный нистагм, связанный с изменением положения головы относительно силы тяжести, может временно нарушать стабильность зрения. Отолитовый сигнал создается в ответ на движение, которое играет важную роль в восприятии ориентации и направления движения. Компенсационное движение глаз возникает после линейного ускорения головы, противоположного по направлению движению головы, и генерируется для согласованной стабилизации изображения цели. Влияние дисфункции на ВОР у пациентов с хроническими вестибулярными проблемами связано с невозможностью получить четкое изображение цели на сетчатке при движениях головы, что приводит к затуманиванию зрения. Согласно этим объяснениям, движения головы во время игры в 3D VR могут представлять собой проблему (сенсорное несоответствие) для центральной нервной системы, которая затем пытается решить эту проблему. Упражнения по привыканию, включенные в игровое задание 3D VR, могут быть полезны для противодействия чрезмерной зависимости от сенсорной модальности, снижения чувствительности пациентов к зрительному движению и зрительно-вестибулярному конфликту, а также для уменьшения сопутствующих симптомов.

Было доказано, что способность к адаптации имеет тенденцию к увеличению после игр в 2D и 3D VR, но, в частности, тенденция к увеличению больше после игр в 3D VR. Было объяснено, что во время игры глаза стимулируются стереоскопическими изображениями, а яркость меняется так, что зрачки остаются под постоянной стимуляцией. Поэтому глубина фокуса изменяется обратно, что приводит к тренировке зрения. По сравнению с традиционной игровой технологией 2D VR, которая не придает объектам глубины, игровая технология 3D VR может обеспечивать восприятие пространственной глубины. Кроме того, было высказано предположение, что тип игры (действие против бездействия) важен для игр 3D VR. В частности, игра в жанре экшн стимулирует общие отделы мозга, требуя навыков многозадачности и скорости.

На сегодняшний день исследования охватывают технологии VR для лечения ДППГ. Однако, насколько нам известно, нет исследований, сравнивающих эффекты игровых технологий 2D и 3D VR с контрольной группой. Таким образом, это исследование направлено на изучение влияния различных приложений виртуальной реальности и вестибулярной реабилитации на походку, время реакции, функции равновесия, повседневную активность и качество жизни у людей с доброкачественным пароксизмальным позиционным головокружением (ДППГ), имеющим остаточное головокружение и нарушение равновесия. проблемы.