Visuell telerehabilitering hos barn, ungdomar och unga vuxna med hemianopsi efter en hjärntumör (HHREHAB)

Tumörer i centrala nervsystemet är de näst vanligaste maligniteterna i barndomen. En hjärntumör och dess behandling kan påverka synsystemet på olika nivåer, från synnerverna (genom kompression eller infiltration), till subkortikala strukturer som colliculus superior (SC) och laterala geniculate nuclei (LGN) till optiska kanaler, optisk strålning och synbark. Barn med hjärntumörer kan uppvisa synnedsättningar som minskad synskärpa och kontrastkänslighet, förlust av färgseende och synfältsförlust som hemianopsier. Individer med hemianopsi uppvisar svårigheter att upptäcka stimuli i det defekta synfältet och visar defekt skanning och utforskning. Dessutom visar de en rotation och kompression av det auditiva utrymmet som leder till oprecis lokalisering av ljud över båda hemispaces. Hemianopsiapatienter utvecklar naturligt oculo-3D-MOTor-strategier för att kompensera för synfältsförlust, men synrehabiliteringsproceduren måste fortfarande utvecklas för att optimera/förbättra visuell perception i det blinda fältet. Flera studier visade att individer med hemianopsi kunde förbättra synuppfattningen i det skadade hemifältet efter en stimuleringsprocedur där auditiva och visuella stimuli var tidsmässigt och spatialt korrelerade. Sådana repetitiva audiovisuella stimuleringsprogram inducerar en funktionell och anatomisk omorganisation av den visuella anslutningen i subkortikala och kortikala strukturer över tid förmedlad av perceptuell inlärning och synaptisk plasticitet.

Utredarna har utvecklat en audiovisuell stimuleringsprocedur med hjälp av immersive virtual reality (IVR) i huvudmonterad display (HMD) som en leveransplattform. IVR är ett framväxande och mycket lovande tillvägagångssätt för visuell och auditiv rehabilitering. Det finns för närvarande begränsade praktiska resultat om denna teknik är lämplig för patienter med nedsatt syn att använda hemma och om den kan användas i stor skala. Ett fåtal fallrapporter/seriestudier antydde en potentiell effektivitet av IVR på visuell perception hos tonåringar och unga vuxna, men mer information om potentialen för användning och effektivitet av denna teknik är nödvändig.

Realtidsmätning av uppgiftsprestanda och neurofysiologiska signaler medan de är nedsänkta i virtuell verklighet kan ge många fördelar, från övervakning av erfarenhetsrelaterade faktorer till utveckling av bio/neuromarkörer. I Multiple Object Tracking i 3D (3D-MOT) påverkas visuell spårning och detektering direkt av sfärernas hastighet och är skräddarsydd efter deltagarnas prestanda med hjälp av en anpassad design för att effektivt nå perceptuell tröskel, vilket ständigt utmanar patientens perceptuella förmågor. . Deltagarnas framsteg kan utvärderas efter mätningar i realtid som sfärernas hastighet, andel positiva träffar och reaktionstid. Dessa resultat ökar naturligtvis över sessioner som en inlärningseffekt (vanligtvis runt 5-6 sessioner i våra inställningar) men stabiliseras sedan snabbt. Ytterligare framsteg av prestationsförmåga är relaterad till förbättring av synen eftersom en stark korrelation mellan prestanda vid 3D-MOT och funktionella synresultat observeras i våra pilotstudier.

Eye-tracking mäter ögonposition och rörelse med hjälp av pupillposition för att sluta sig till fixering, blickvaraktighet, saccadic hastigheter och saccadic amplituder som sammantaget avslöjar strategier som leder till framgångsrik detektering och spårning. Eye-tracking har använts i stor utsträckning under 3D-MOT-uppgiften för att beskriva strategierna för uppmärksamhetsallokering under visuell spårning. Mål/huvud/ögonspårningsåtgärder (positioner registrerade var 14:e ms - 90 Hz) kommer att användas för att undersöka de visuella strategierna (huvudrörelser, saccader, fixering, jämn jakt) utvecklade av deltagarna för att spåra målen i 3D-MOT.

Synfältsåtervinning och återställande från hemianopsi har antagits ske från både förbättrad funktion av perilesionell vävnad och rekrytering av ytterligare kortikala strukturer för att överta funktionen av de permanent skadade centra. Longitudinella studier som beskriver funktionella och strukturella förändringar i synsystemet före och efter behandling saknas dock. EEG-inspelningar hos individer med hemianopsi avslöjade viss kvarvarande aktivitet i V1. Här kommer hjärnaktiviteten i V1 att mätas före och efter behandling och i jämförelse mellan kontroll och behandlad grupp med hjälp av visuellt framkallad potential (VEP). Retinala anatomiförändringar kommer att undersökas mellan kontrollgruppen och den behandlade gruppen genom att mäta integriteten av ganglioncellkomplexet (GCC) och tjockleken på näthinnans nervfiberskikt (RNFL), vilket tyder på retinal gangliecellatrofi med hjälp av spektral domän optisk koherenstomografi (SD-OCT), en icke-invasiv avbildningsteknik. Hjärnskanningar (Diffusion MRI, Retinotopy) kommer att utföras med hjälp av en 3T MRI på Toronto-platsen (Advanced MRI, Toronto Western Hospital, University Health Network) för att visualisera integriteten (optisk strålning) och aktiviteten (primär visuell cortex) i det visuella systemet mellan kontroll och behandlad grupp.

Hypotes: Hembaserat audiovisuellt 3D-MOT IVR-stimuleringsprogram kommer att förbättra visuell perception (primärt resultat Esterman binokulärt fälttest, +3 poäng uppfattat) i det blinda fältet hos individer med hemianopsi och öka kontrastkänsligheten, fixeringsstabiliteten, läshastigheten och kvaliteten på liv (sekundära resultat).

Efter ORBIT-modellen, en fas IIa/b, enkelblind (till bedömare), prospektiv, randomiserad, kontrollerad, multicenter, cross-over-studie som involverar 5 akademiska centra i Kanada (St Justine - Montreal, CHUL - Quebec, Alberta Children's Hospital - Calgary, BC Children's Hospital - Vancouver och Hospital for Sick Children - Toronto) kommer att utföras. Deltagarna kommer att randomiseras i 2 grupper: Grupp 1 får ingen behandling under de första 8 veckorna och startar sedan 3D-MOT IVR-programmet. Grupp 2 börjar med 3D-MOT IVR och går sedan över till en observationsperiod på 8 veckor. Med hjälp av denna överkorsningsdesign kommer resultatmått vid vecka 8 (W8 - Period 1) att bedöma effektiviteten av 3D-MOT-stimulering mellan kontrollgrupperna som inte behandlats (G 1) och de behandlade (G 2) grupperna (oberoende mått). Utvärdering av primära resultat vid vecka 16 (W16 - Period 2) kommer att mäta effektiviteten av 3D-MOT IVR inom Grupp 1 (intern kontroll, upprepade åtgärder) och hållbarheten av behandlingen i Grupp 2 (upprepade åtgärder). Visuella bedömningar kommer att utföras vid baslinjen, 8 och 16 veckor med uppföljningar vid 20 och 40 veckor (W21, W42).

Befolkning:

Manliga och kvinnliga individer i åldrarna 10 - 40 år diagnostiserade med hemianopsi i följd av en hjärntumör utan föregående synrehabiliteringsingrepp.

Intervention:

3D-MOT i uppslukande virtuell verklighet:

• 1 session varannan dag (± 1 dag) i 8 veckor (28 sessioner totalt)
• 1 session = 3 block med 15 audiovisuella stimuleringsuppgifter (2 min paus mellan varje block).
• 1 uppgift = 20 sekunder audiovisuell IVR-stimulering (3D-MOT + korrelerat ljud). Vilotiden är 30 sek. till 2 min. mellan blocken. 1 pass varar 19 min. Varaktigheten av ämnets deltagande är 8 månader, inklusive uppföljning. Behandlingsperiod: 8 veckor Uppföljningsperiod: 6 månader Förväntad frekvens och längd av studiebesök (förväntat tidsåtgång) för studiedeltagare Screening/inklusionsbesök: 2-3 timmar (besök 1) Periodbytesbesök: 1,5 timmar (besök 2) ) Slutbesök: 2 timmar (besök 3) Efterbesök 1 månad: 1,5 timmar (besök 4) Efterbesök 6 månader: 1,5 timmar (besök 5)

Primärt resultat, Esterman kikare fälttestning kommer att utföras på oftalmologikliniken vid de deltagande klinikerna vid baslinjen, vecka 8, vecka 16 och uppföljning vid vecka 21 och vecka 42.

Det finns inga risker för deltagare som är inskrivna i studien. Användning av IVR kan orsaka måttlig yrsel, illamående eller desorientering för kontinuerlig stimulering över 10 minuter. Om illamående, yrsel eller desorientering upplevs under IVR-stimulering, återställer det normala tillståndet omedelbart genom att stoppa VR-stimuleringen.

Deltagarna kommer att bedömas för IVR-känslighet med hjälp av Virtual Reality Induced Symptoms and Effects (VRISE) frågeformulärpoäng vid inkludering (uteslutningskriterier: tre (3) på varandra följande VRISE-poäng <25). Kontinuerlig VR-stimulering hemma kommer att vara 5 minuters kontinuerlig stimulering, under den kritiska 10-minuterströskeln som inducerar effekter och symtom.

Bias minimering:

• Urvalsbias kommer att åtgärdas genom att slumpmässigt tilldela deltagare till behandlings- eller referensgrupp med hjälp av en permuterad blockrandomiseringsmetod (blockstorlek = 2).
• Attrition bias kommer att åtgärdas genom att inkludera alla deltagare som randomiserades in i studien (intention-to-treat-analys).
• Prestanda- och detektionsbias kommer att kontrolleras delvis eftersom primära resultatbedömare kommer att vara blinda för den tilldelade gruppen (enkelblindning).
• Rapportbias kommer att minimeras genom att rapportera alla statistiskt och kliniskt signifikanta och icke-signifikanta resultat i publikationer.

Rutiner för övervakning av ämnesefterlevnad. Efterlevnad kommer att övervakas i realtid efter varje block av uppgifter. Data skickas till dedikerad och säker laboratoriedator via Wi-Fi i en .csv fil som innehåller datum, tid, varaktighet och prestanda för den 3D-MOT IVR-stimulering som utförs. Om inga filer har mottagits under 72 timmar kommer forskargruppen att kontakta deltagarna via telefon och/eller e-post för att fråga om frånvaron av mottagna data. Åtgärder kommer att vidtas i enlighet med detta. Erfarenheten har visat att huvudorsaken till frånvaron av data under 72 timmar är en förlorad Wi-Fi-anslutning. Så snart Wi-Fi-anslutningen har återställts kommer all icke-sänd data att skickas automatiskt med tidsstämpel.

Säkerhetsparametrar:

AE kommer att vara säkerhetsslutpunkterna. Kända biverkningar inducerade av IVR-stimulering är illamående, yrsel och desorientering. Allvarligheten av dessa biverkningar kommer att bedömas med hjälp av det validerade VRISE-frågeformuläret40. Tre (3) på varandra följande VRISE-poäng <25 betraktas som en AE.

VRISE-frågeformuläret kommer att spelas in elektroniskt (.csv-fil) efter varje hembaserad session (varannan dag) och skickas via Wi-Fi till en dedikerad och säker laboratoriedator i realtid.

AE-rapportering börjar vid tidpunkten för undertecknandet av det informerade samtycket (screening) och kommer att fortsätta tills utskrivningen från studien. AE kommer att framkallas av:

• spontananmälan från deltagare, partner/vårdgivare och/eller vårdpersonal,
• med 3 på varandra följande VRISE-poäng < 25,
• genom observation (av utredarna och/eller vårdpersonal). AE på grund av IVR-stimulering försvinner så snart stimuleringen upphör. Utredarna kommer att följa upp deltagaren inom 24 timmar via telefon eller e-post för att bedöma svårighetsgraden av biverkningarna med hjälp av VRISE-enkäten.

Statistiska metoder:

Analys kommer att utföras enligt en Intention-To-Treat (ITT) tillvägagångssätt. Resultaten kommer att rapporteras med hjälp av beskrivande statistik (inklusive frekvensfördelningar, ett mått på central tendens och ett mått på spridning) av det primära resultatet, genomsnittliga VRISE-poäng och sekundära utfall. Data kommer att analyseras med hjälp av statistisk programvara JASP. Statistisk jämförelse mellan de två grupperna och strata för det primära resultatet kommer att göras med Bayesian och frekventist tvåvägs ANOVA med upprepade mätningar.