Cercetări referitoare la principale opțiuni metodologice în intervenții mediate prin realitate virtuală, pentru tratament recuperator, în tulburări… [307646]

UNIVERSITATEA DE MEDICINA ȘI FARMACIE

„CAROL DAVILA”, [anonimizat], în tulburări de echilibru la adolescenți cu paralizie cerebrală (PC)

RECUPERARE, MEDICINĂ FIZICĂ ȘI BALNEOLOGIE

2017-2021

Kinetoterapeut Drd. Radu-Mihai Avram

Coordonator științific Prof. Dr. Gelu Onose

Capitolul I

[anonimizat]-a lungul anilor în literatura de specialitate ([anonimizat]/ [anonimizat]-uri de specialitate etc.) sunt prezentate mai multe materialeʼ în care importanța Realității Virtuale (RV) [anonimizat]ʼ cinematografie, medicinăʼʼ, fitness – explicând și demonstrândʼ importanța, aplicațiile și beneficiileʼ – [anonimizat]ʼ și controlul motor\selectiv – cu studii bazate pe dovezi.ʼʼ

Demersul de cercetare doctorală pe care ni-l [anonimizat]: “dozajul” ʼʼʼ, [anonimizat]ṭi – cu paralizie cerebrală (PC), în contextul unei abordări comprehensive a modalităṭilor fiziatrice de tratament recuperator pentru tulburările de echilibru în patologia menṭionată.

[anonimizat]: [anonimizat] – [anonimizat] (eficientă/[anonimizat] – necesară activităṭ[anonimizat] (activities of daily living) sau și lucrative), reprezintă o trăsătură și totodată o determinantă, cheie, a funcționării umane.

“…[anonimizat] – rămane problema gestionării și\sau menținerii echilibrului… Recuperarea echilibrului fiind o componentă importantă pentru prevenția căderii;” parte a [anonimizat] (P.C.).

Paralizia Cerebrală (P.C.)

“Ilustrează o [anonimizat]ṭii, generate de leziuni nonprogresive ale creierului din perioada fetală sau a [anonimizat] -.

Tulburările motorii sunt adesea însoṭ[anonimizat]ṭie, cognitive, [anonimizat].”ʼʼ

[anonimizat] – prenatal – în timpul nașterii\perinatal, la scurt timp de la naștere sau în primii 3 [anonimizat]: spastică, atetoidă\diskinetica, mixtă și ataxică.

[anonimizat] – [anonimizat]:

[anonimizat] – [anonimizat], senzație de greață.

[anonimizat] a lezării receptorilor propioceptivi.

Simptomele ataxice pot fi:

Afectarea generală a echilibrului și coordonării prin incoordonare a membrelor superioare și inferioare caracterizat prin: ʼ

– [anonimizat]

– [anonimizat] – scris, mâncat, închiderea nasturilor, șireturilor

– limbaj dificil – adesea incoerent

– mișcări oculare lente – nistagmus

– atrofie optică

– erori de refracție

– ambliopie

– strabism

– dificultăți la inghițire – deglutiție

Tulburările de tip ataxic disfuncționalizează (suplimentar) pacienții cu PC în efectuarea majorității actelor motorii de la nivelul trunchiului și membrelor, în special inferioare, contribuind astfel semnificativ la invaliditatea cu care se confruntă astfel de pacienți, inclusiv sub aspectul riscului de căderi cu alterarea consecutivă a autonomiei și calității vieții acestora.

În cadrul de clasificare topologica a zonelor afectate, acestea se regasesc sub patru forme:

Monoplegie – afectarea unui singur membru.

Hemiplegie – afecatrea hemicorpului stang\drept.

Paraplegie – afecatarea membrelor inferioare.

Tetraplegia – membrele superioape si inferioare afectate în egală măsură.

Diplegia – membrele superioare usor afectate – predominant membrele inferioare.

Trebuie menționat că, adolescenții cu PC prezintă instabilitate posturală generată de specificul tonusului muscular, controlul motor – ce augumentează astfel tulburarile de echilibru prin deficitul motor elementar din cadrul acestei afecțiuni.

Trei sisteme senzoriale/senzitiveʼ sunt implicate în menținerea echilibrul și a posturii umane: sistemul vizual, sistemul vestibular și sistemul somatosenzorial reprezentat de mecanoreceptori și proprioceptori.

Este important de știut că aceste sisteme furnizează mecanisme de reacție care generează un cuplaj de corecție adecvat, bazat pe modul în care:

1) sistemele senzoriale vestibulare – detectează deviațiile orientării capului de la verticală (gravitația)

2) proprioceptorii – detectează orientarea corpului în raport cu suprafața de suport

3) senzorii vizuali – detectează orientarea capului în raport cu câmpul vizual. În acest fel, receptorii vizuali, proprioceptorii și mecanoreceptorii sunt calea directă a inputurilor de intrare furnizate de mediile virtuale.

Așadar refacerea controlului, coordonării și echilibrului corpului reprezintă un obiectiv primordial, cu cât perioada de imobilizare a fost mai lungă sau afectarea controlului motor mai severă.

Capitolul II

Noțiuni sintetice de fiziologie a echilibrului static și dinamic și a motricității active, la nivel segmentar (membre – superioare, predominant inferioare – și trunchi) la adolescent

Situația unui corp, care, spontan sau în urma exercitării asupra sa a unei forțe exterioare, nu-și modifică, în spațiu, starea de repaus sau de mișcare, poartă denumirea de echilibru.

Pentru a putea vorbi de un echilibru bun, este necesară, în general la animale și în special la om (legat de bipedism ce presupune dificultăṭi suplimentare din acest punct de vedere), abordarea aspectelor legate de control și coordonare.ʼ

Un rol important în menṭinerea controlului și a echilibrului îl ocupă cerebelul și nucleii bazali:

Cerebelul controlează tonusul și mișcările mușchilor implicați în echilibru și postură, inclusiv coordonarea mișcărilor fine – el fiind compus din:

Vestibulocerebellum – controlează tonusul și mișcările mușchilor implicați în echilibru și postură. Aceștia primesc impulsuri de la aparatul vestibular.

Spinocerebellum – coordonează majoritatea mișcărilor extremităților distale ale membrelor, precum mișcările rapide (în asociere cu cerebrocerebellum) și totodată mișcările sacadate ale ochilor. El primește impulsuri de la proprioceptorii din mușchi, tendoane și articulații, receptori tactili, vizuali, auditivi.

Corticocerebellum – coordonează programarea și planificarea în mișcările secvențiale ca: scrisul, alergatul, vorbitul, etc. – prin intemrediul cortexului cerebral (conexiunilor cerebro-cerebelo-cerebrale).

Nucleii bazali sunt un grup de corpi neuronali localizaṭi de o parte și de alta a talamusului, dedesubtul girusului cingulat, în afara și deasupra sistemului limbic.

Un rol important este reprezentat de contribuirea la reglarea iniṭierii și finalizării mișcărilor. Tulburările acestora duc la anomalii de mișcare, tonus muscular și de postură.

Figura 1:http://www.docfoc.com/control-coordonare-echilibru

Funcția vestibulară este indispensabilă în asigurarea abilității de a sta în poziție/echilibrat, de a stabiliza poziția ochilor în timpul mișcărilor simple/complexe ale capului. Asocierea de vertij și surditate desemnează o afecțiune de organ (labirintic sau/și Corti) sau de nerv VIII, care implică conexiunile primare și secundare a nervului VIII.

NERVII SENZORIALI

VESTIBULO-COHLEARI/ ACUSTICO-VESTIBULARI (PERECHEA a VIII-a)

Tabel 1: Reprezentare nervilor senzoriali

Capitolul III

Principale mecanisme fiziopatologice în tulburările de echilibru și conexe de motricitate, la copii și adolescenți cu PC ʼʼʼʼ

Prin urmare demersurile terapeutico-recuperatorii actuale, referitoare la PC, trebuie să fie complexe/multimodale (pe măsura severității acestui tip de patologie care, asemenea practic tuturor suferințelor sistemului nervos central-SNC-nu are pȃnă în prezent vindecare).

Ȋn cadrul acestor demersuri, abordările kinetologice, inclusiv bazate pe evaluări posturologice folosind dispozitive aparatuale de testare, cu protocoale standardizate și în special cele care pot obiectiva eventuale contribuṭii recuperatorii în domeniu, aduse de utilizarea realității virtuale (RV), reprezintă o componentă majoră în recuperare.ʼ

Existența tulburărilor de sensibilitate, complică starea pacientului, generează riscul de căderi, alterând astfel autonomia și calitatea vieții pacienților afectați și creează dificultăți privind programele de recuperare.

Patologia echilibrului în atingerea analizatorului vestibular

Atingerea unilaterală labirintică – are efecte observabile asupra staticii, dând naștere

următoarelor manifestări:

– senzație de vertij giratoriu;

– tulburare de echilibru static\dinamic;

– nistagmus (în general orizonto – rotatoriu);

– manifestări neurovegetative (greață, vărsături).

Atingerea bilaterală și simetrică a labirintelor – uneori insesizabilă – ea putând fi depistată la închiderea ochilor.

Sindromul vestibular de origine periferică

Cauza este reprezentată de leziunile de la nivelul labirintului și nervului vestibular.

Factorii declanșatori sunt afecțiunile urechii interne și ale nervului vestibular:

hemoragii labirintice, traumatisme, labirintite (gripale).

Se caracterizează prin prezența celor trei simptome:

Vertijul este intens, frecvent rotator și însoțit de manifestări neurovegetative (grețuri,

vărsături etc.) – sensul este de aceeași parte cu leziunea.

Nistagmusul, orizontal sau orizonto-rotator, tinde spre urechea sănătoasă, iar secusa

lentă, spre partea labirintului lezat.

În cazul în care leziunile labirintice sunt bilaterale putem vorbi și de nistagmus vertical.

Tuburările de echilibru – vertij paroxistic benign poziṭional (VPPB), labirintita, boala

Menière, durere, fistula vestibulară, sindrom de aterizare (MdDS).

Sindromul vestibular de origine centrală

Cauza este reprezentată de leziunile nucleilor și căilor vestibulare, având origini:

hemoragii de diverse etiologii, boli degenerative, procese vasculare de tip ischemic sau hemoragic etc.

Principalele simptome sunt:

– Vertij de mică intensitate, însoțit frecvent de o stare anxioasă – bolnavul reușește să se deplaseaze fără sprijin.

– Nistagmusul vertical și rotator este caracteristic, totuși il regăsim și bilateral, cu secuse multidirecționale, amplu și frecvent.

– Tulburările de echilibru nu sunt sistematizate.

– Poziția capului nu influențează echilibrul.

Patologia echilibrului în atingerea analizatorului proprioceptiv

Lipsa de feedback proprioceptiv determină tulburări de coordonare, echilibru și control al mișcării.

Exemplu: ataxia locomotorie din tabes, pacientul resimte solul elastic, instabil, nu mai controlează poziția membrelor inferioare și nu mai ordonează mișcările.

În formele accentuate poziția ortostatică este imposibilă/dificilă.

Patologia echilibrului în atingerea analizatorului vizual

Realizarea orientării în spațiu este îngreunată, putând conduce la vertij și dezechilibru prin:

– tulburări ale vederii binoculare (convergența, oculomotricitate);

– tulburări de refracție incorect corectate;

– tulburări de tonus ocular (cefalee).

Patologia echilibrului în atingerea cerebelului

Sindromul cerebelos se manifestă prin tulburări în menținerea echilibrului static cât și în timpul locomoției, a tonusului muscular, coordonării în selecția mișcărilor fine.

Sunt reprezentate în trei forme:

Sindromul arhicerebelos caracterizat de perturbări a echilibrului cu oscilații ale corpului în sens antero-posterior. Apare în procesele lezionale care interesează lobul floculo-nodular.

Sindromul paleocerebelos caracterizat de perturbări a echilibrului static și mersului, deviere de la verticală și evantual cădere, asociat deseori cu tremor static al capului și\sau al întregului corp – observabil în leziunile vermisului anterior.

Sindromul neocerebelos manifestat prin hipotonie cu pasivitate, incoordonare, ataxie stato-kinetică, disartrie, adiadocokinezie, asinergie și tremurătura intențională (preponderența în coordonarea mișcărilor fine).

Capitolul IV

Recuperarea și noile abordări tehnologice de RV. în patologia pacienților “neurologici”

IV.1. Scurt istoric

Realitatea Virtuală a fost dezvoltată și utilizată începând cu perioada celui de Al Doilea Război Mondial, în industria aeronautică a Statelor Unite ale Americii și imediat în decada următoare a crescut rapid atât ca tehnologie cât și ca arie de implementare în domeniul medicinei.

S-a pornit de la o realitate virtuală complementară (care aduce doar un mic strat din mediul înconjurător), spre cea imersivă – capabilă de a livra/oferi cea mai bună experientă (un univers complet simulat).

Figura 2: http://tiny.cc/yg1m7y Figura 3: http://tiny.cc/vj1m7y

Anii ’50 l-a avut ca protagonist pe “pionerul” în domeniu, Morton Leonard Heilig, care a conceput un dispozitiv cinematografic, numit Sensorama, fiind construit în vederea stimulării simțurilor exteroceptive (auz, văz, miros, tactil, vânt), combinând acestea cu proiecția filmului.

Figura 4: https://me.me/i/sensofalma-scifiseries-sensorama-virtual-reality-sixties-style-1962-5de33a475909445cbeb514b31e4c3cfa

Aruncând o privire în prezent, observăm ca potențialul realității virtuale comparat cu tehnologia secolului anterior (atât interfața cât și realismul erau primitive și greu de utilizat), a înregistrat o creștere semnificatică – atât în performanță cât și în abordările recuperatorii medicale – fapt recunoscut la nivel mondial de numeroși cercetători din domenii diferite.

Figura 5:https://medcitynews.com/2019/09/the-benefits-of-ar-in-healthcare/?rf=1

Aceste arii au fost explorate și utilizate în domeniul medical pentru a folosi în recuperarea persoanelor cu afecțiuni ale membrelor superioareʼʼʼ, inferioareʼʼ, în urma diferitelor leziuni corticale, crescând șansele de recuperare și timpul alocat – motivând pacienții în participarea lor activă la programele terapeutice.

IV.2. Ce presupune mai exact RV?

Acest concept de realitate virtuală derivă din termenii: realitate și virtual. Virtualul presupune absența unor limite vizuale, palpabile – practic este legat de imaginație și minte.

Astfel, realitatea virtuală ar putea fi tradusă prin realitatea imaginativă, a viselor. Asta poate presupune multe opțiuni dar și o emulare specifică a realității.

Din punct de vedere tehnic

Realitatea virtuală reprezintă conceptul ce descrie un mediu tridimensional generat de computer, un mediu de interacțiune și explorare pentru ființele umane.

Acea persoană devine o parte a lumii virtuale care devine “scufundat\ă” în acest mediu, iar cât timp este acolo are puterea de a manipula obiecte sau de a acționa conform unei palete simple\complexe specifice.

Dincolo de distragerea atenției și divertismentul creat, ca mijloc complementar – realitatea virtuală poate oferi un mediu psihologic și fiziologic corectiv și poate facilita\susține recuperarea pacienților pediatrici care suferă de dizabilități cu sau fără dureri cronice, vizând recuperarea funcțională – neuromotorie în patologiile pediatrice: paralizie cerebrală, amiotrofiile spinale, traumatismele cranio-cerebrale și\sau vertebro-medulare.

IV.3. Clasificarea Realității Virtuale

Realitatea virtuală urmareste doua ținte:

1) Populatia specifica a pacientilor.

2) Importanța aplicarii unui protocol de recuperare.

La baza realitatii virtuale se regasesc doua caracteristici principale:

Interacțiunea

Imersivitatea

Interacțiunea și imersia sunt două caracteristici cheie ale tuturor aplicațiilor de realitate virtuală.

Interacțiunea sistemică se realizează printr-o varietate de canale multisenzoriale (auz, văz, atingere și miros), permițând utilizatorului să interacționeze cu lumea virtuală în timp real.

Imersia este gradul în care o persoană se poate simți infăsurată în lumea virtuală printr-o interfață definită.

Dispozitivele de interfață cu realitate virtuală, cum ar fi Locomat-ul, cu ochelari montati pe cap ilustrând afișaje proiectate ce permit interacțiunea și imersia în medii ireale create de calculator. Mediile virtuale sunt extrem de interactive, generând o mare activare a sistemului vizual, vestibular și proprioceptiv în timpul executării unui joc video – în plus, acestea sunt distractive și relativ sigure pentru utilizatori, atâta timp cat sunt supravegeați -.

Recent, încorporarea scopurilor terapeutice în dispozitivele de realitate virtuală au condus spre utilizarea lor în recuperarea pacienților – de exemplu, dezvoltarea echilibrului și a stabilității dinamice cu rezultate favorabile -.

Îmbunătățirile observate au arătat modificari favorabile prin schimbări în reorganizarea rețelelor neuronale ale creierului si o bună funcționalitate generală a corpului, contribuind la calitatea vieții acestora.

Mai mulți cercetători ʹʹ ʼ au evidențiat trei factori-cheie privind realitatea virtuală și aplicarea acesteia în timpul recuperarii/învătării motorii.

(1) Repetarea: plasticitatea depinde de practică și determină schimbări în organizarea neurală în creier. Repetarea imbunătățește deprinderea abilitătilor motorii și funcționale.

(2) Feedback senzorial: simularea multisenzorială în recuperarea pacientului pediatric poate aduce o modificare semnificativă în dezvoltarea globală – stimularea maximă a rețelelor neuronale putând fi obtinută prin repetare pe canale senzoriale diferite – care este necesară pentru a induce restructurarea (neuroplasticitatea) cortexului.

(3) Motivația individuală: se obține prin implementarea și concentrarea acestuia la activităti diferite care modelează programul recuperator într-o manieră plăcută și atrăgătoare.

Unii autori ʼau definit realitatea virtuală ca tehnologie computerizată care oferă feedback senzorial artificial – caracteristica modelului de mișcare – în sensul că utilizatorul obține experiențe similare cu activitățile și evenimentele care au loc în viața reală:

1) Interacțiunea centrată pe feedback

Acest tip de interacțiune om-calculator este tipic unidimensională și variază numai cantitativ.

Figura 6: Arhivă personală

2) Interacțiunea bazată pe punctaj

Potrivit lui Wang și Reid există două sisteme de bază disponibile cu aceste capacități: cele concepute special în scopul recuperării și cele concepute pentru divertisment. Toate aceste sisteme de captare a mișcării permit utilizatorilor să privească spre ele în mediul virtual în timp ce desfășoară anumite activități.

Ele includ camere și senzori specializati care captează mișcările ale unei ținte (de exemplu, corpul uman) în timpul unei activități. Apoi, în timp real, imaginea capturată este proiectată pentru a facilita interacțiunea dintre țintă și mediul virtual. De exemplu: Sistemul Nirvana.

Figura 7: https://www.physiomed.ro/product/bts-nirvana/Figura 8: Arhivă personală

3) Interacțiunea bazată pe stimuli tactiliʼ

Acest tip de sistem de RV se caracterizează prin utilizarea stimulilor tactili și a mediului virtual. Cu alte cuvinte, interfețele tactile permit utilizatorului să perceapă stimulii mecanici în interiorul unui mediu virtual. În acest fel folosim sistemul vizual – care captează imagini ale elementelor, locurilor, oamenilor -, sistemul vestibular – prin medii care își schimbă poziția sau orientarea -, și feedback-ul olfactiv – include feedback somatosenzorial (mecanic) către sistemul nervos central al utilizatorului.

Interfețele tactile tradiționale cuprind diferite tipuri de dispozitive, de la un mouse clasic la un ecran tactil. În ultimii ani s-au dezvoltat sisteme tactile complexe, inclusiv mănuși senzoriale și sisteme tactile robotizate pentru membrele superioare.

Centrul de Prelucrare Avansată a Informației, Rutgers, împreuna cu personalul de la Universitatea de Stat din New Jersey, a proiectat mănușa Rutgers Master II-ND, ce reprezintă o interfață tactilă ce conduce la interacțiunea mâinii utilizatorului cu mediu virtual.

Această interfață permite utilizatorului să-și miște toate degetele în mod independent și oferă o forță de reacție de până la 16 N. În acest fel, utilizatorul cunoaște feedback-ul tipic realității virtuale combinat cu stimuli somato-senzoriali în timp real.

Figura 9: .Bouzit M, Burdea G, Popescu G, Boian R. The rutgers master II-new design force-feedback glove.

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2002;7:256–263)

Dispozitive de interfață pentru realitatea virtuală folosite în dezvoltarea echilibrului

Echilibrul poate fi afectat de cauze patologice și non-patologice. Cauzele patologice includ afecțiunile neurologiceʹ – paralizii cerebrale, accident vascular cerebral, traumatisme craniocerebrale, boala vestibulară (sindromul labirintic unilateral) sau ortopedice\musculo-scheletice (de exemplu: instabilitatea articulației talocrurală), în timp ce cauzele non-patologice includ rezultatul procesului de imbătranire fiziologică.

Alternativele curente de tratament pentru antrenarea echilibrului sunt conservatoare, cum ar fi o placă rudimentară construită din lemn sau un wobble board din comerț (placă de echilibru). Aceste metode pot fi nesigure și neatractive pentru pacientul tânăr.

Programele de recuperare includ activități și utilizarea interfețelor/dispozitivelor care provoacă echilibrul pacienților, prin încorporarea informațiilor senzoriale (vizuale, vestibulare și somatosenzoriale) și integrarea lor în sistemul nervos central pentru a generarea modele de mișcare coordonate. Atunci când există o deteriorare a acestei abilități motorii, apare dezechilibrul; cu alte cuvinte, pacientul pierde capacitatea de a menține centrul de masă în interiorul bazei de suport.

Afișaje montate pe cap – head mounted display – HMD

Acest dispozitiv purtat pe capul pacientului – oferă imagini la cea mai mare rezoluție posibilă, datorită apropierii lor față de ochi. Acesta constă într-un sistem monocular sau binocular și rolul lui constă în urmărirea mișcărilor, făcându-le să se simtă integrate în mediul virtual creat de calculator.

Milhalik și colaboratorii au realizat un studiu în care au testat greutatea ochelarilor cu afișaj (HMD) – dacă purtarea lor influențează in mod negativ performanța la testele și tratamentul recuperator al echilibrului.

Figura 10: Arhivă personală

În urma studiului ei au observat că echilibrul persoanelor care au utilizat HMD nu a fost afectat de purtarea acstor ochelari – deopotrivă ei au înregistrat rezultate favorabile.

Peștera virtuală

Acesta sistem este considerat un mediu imersiv din cadrul RV, cunoscut pentru rezoluția sa înaltă, cu caracteristici video și audio tridimensionale, montate într-un spațiu pardosit cu trei pereți (un perete frontal și două laterale).

Este utilizat în studiul organizării răspunsurilor posturale dinamice, stabilind dacă controlul postural în cadrul sistemului nervos, poate stabili limite de mișcare în fiecare segment al corpului, și nu condiționate ghidate de sistemul vizual.

Figura 11: https://en.wikipedia.org/wiki/Techn ical_drawing

In literatura de specialitate mai regăsim:

1. Realitate virtuală pe desktop/augumentată și\sau realitate augumentată cu facilități tehnologice interactive (imaginile apar pe un ecran: calculator sau display și pacienții pot interacționa prin intermediul instrumentelor it: mouse, tastatura, joystick, smart ball sau placă de echilibru, fără a fi izolați/ decuplați senzorial de mediul real).

Figura 12 și 13: Arhivă personală

2. Realitate virtuală imersivă (momentul în care pacientul este cu totul “scufundat” în mediul virtual – astfel încât toate mișcările sunt controlate de acțiunea directă a capului – sunt implicate miltiple device-uri pentru a transforma mediul virtual într-unul cat mai real).

Ex: pacientul are atașat pe cap o cască cu display sau o pereche de ochelari speciali care îl conduc pe pacient într-un mediu virtual 3 D și îl determină să simtă mediul ca unul real.ʹ

Figura 14 și 15: Arhivă personală

Recent, VR imersivă s-a dovedit a fi eficientă și cu rezultate favorabile în recuperarea mersului, prin îmbunătățirea parametrilor spațio-temporali (lungimea pasului, simetria, cadența, faza de propulsie, faza de stationare uni-laterală, timp si distanța parcursă).

Tehnologiile senzoriale ale realității virtuale care utilizează sisteme interactive generate de calculator, ce pot fi purtate extracorporeal – sunt din ce în ce mai utilizate pentru îmbunătățirea interacțiunii creier-corp și a integrării senzorial-motorii/controlului motor.

Stimularea echilibrului static și dinamic (proprioceptiv) cu dispozitivul PRO-KIN 252

Prin intermediul sistemului stabilometric evaluăm poziția statică nemișcată (testul Romberg) și dinamică (Indicele de stabilitate bazat pe echilibrare bipodală orizontală), și îl folosim în tratamentul complex al echilibrului static și dinamic.

Figura 16: https://www.physiomed.ro/product/pro-kin-252/Figura 17 și 18: Arhivă personală

Stimularea echilibrului: bipodal sau monopodal.

Figura 19: Arhivă personală

Evaluare\antrenament – static sau dinamic – monopodal\bipodal

Figura 20: http://tiny.cc/k12m7y

Recuperarea prin intermediul aplicațiilor – Programul de recuperare furnizează continuu traseul ideal pe care pacientul trebuie să îl urmeze.

Figura 21: http://tiny.cc/k12m7y

A.T.E – reprezintă linia de eroare a urmei – abatere de la traseu ideal.

Beneficii posibile și efecte secundare ale RV

– promovează: imaginea motorie, imaginația si mișcarea generală

– efecte secundare: tulburari de mișcare (amețeli,greață,vărsături), riscul de accidentare cu obiectele din imediata apropiere.

Abordarea noilor proceduri clinice privind realitatea virtuală în viața pacienților prin stimularea motorie și cognitivă aferentă, folosind jocuri de la simplu la complex, aplicate pentru fiecare pacient în funcție de abilitățile sale, demonstrează eficiența acestora prin feedback-ul pozitiv. Acesta e dat de către pacient și totodată de rezultatele obținute – îmbunătăṭite, obiectivate prin teste standardizate, privind raportul generat automat de către dispozitiv aparatual de evaluare, în urma sesiunilor de antrenament.

Totuși un item încă nerezolvat până în prezent rămâne dozajul acestei terapii și ne dorim să-l clarificăm pe parcursul acestui studiu!

''Totul este otravă, numai doza face

ca o anumită substanță (formă de energie – n.n.) să nu fie otravă'' – Paracelsus

V. Metodologia de cercetare

V.1 Material și Metoda

Studiul aferent părṭii speciale/de contribuṭie personală a tezei de doctorat se desfășoară din trimestrul patru 2017 – avizul a fost obținut de la comisia de etică Nr: 7661 din data de 19/10/2017 – în cadrul Centrului Național Clinic de Recuperare Neuropsihomotorie pentru Copii (CNCRNC) "Dr. Nicolae Robănescu", București și va viza adolescenṭii cu PC, în vederea abordării recuperatorii tulburărilor de echilibru, propunându-ne să aducem ca mijloc terapeutic un instrument cheie important în motivarea/integrarea și participarea acestora prin intermediul RV, cu stabilirea elementelor optime de dozaj aferent.

Ne propunem ca studiul să se desfășoare pe trei loturi, lotul martor: 30 de pacienți (constituit retrosectiv), lotul I de studiu: 40 de pacienți – cu dozaj de administrare total al intervențiilor terapeutico-recuperatorii incluse în algoritm de 75 minute (vezi tabelul 2), constituit prospectiv – și lotul II de studiu: 40 de pacienți – cu dozaj de administrare total al intervențiilor terapeutico-recuperatorii incluse în algoritm de 90 de minute (vezi tabelul 2), constituit prospectiv – cu vârste cuprinse între 13/19 ani (vezi definirea și încadrarea, conform datelor specifice de literatură a plajei de vârstă corespunzătoare adoleșcenței – mai sus precizată); fiecare lot va beneficia de tratament standardizat ca durată, intensitate și proceduri aplicate.

Tabel 2: Enumerarea și durata intervențiilor aplicate pe loturi

Criterii de includere:

diagnosticat cu PC de către un neurolog

varsta cuprinsa intre 13-19 ani

pacient cooperant – capabil și dispus să participe la studiu;

Criterii de excludere:

orice afecțiuni neurologice altele decât PC;

prezintă boli musculo-scheletice sau cardiopulmonare majore;

tulburări cognitive\comportamentale care pot afecta desfășurarea actului terapeutic;

intervenții chirurgicale într-o perioadă mai mică de 12 luni

Obiective urmărite:ʹ

“Stabilizarea și antrenarea echilibrului“ , “Inhibarea spasticității membrului inferior“ , “Asuplizare musculară“ , “Disociere musculară“ , “Coordonare musculară“ , “Mișcarea controlată“ , “Dobândirea abilității“ , “Stabilizarea trunchiului“ , “Reeducare neuromotorie“.

In urma obiectivelor amintite mai sus, care fac subiectul lucrarii, evidențiem și interesul în recuperarea neuromotorie a pacienților neurologici, colectând metode și tehnici din literatura de specialitate – așadar am conceput un protocol standardizat de aplicare a procedurilor clasice și de intervenție în PC.

Tabel 3:PROTOCOL METODOLOGIC DE APLICARE A PROCEDURILOR TERAPEUTICE

Pentru cuantificarea statusului funcțional al pacienṭiilor înrolaṭi în studiu și pentru a evalua obiectiv eficienṭa programelor aplicate se vor efectua măsurători standardizate, cu ajutorul a nouă scale (față de cele prezentate, din acest punct de vedere în cadrul expunerii de la colocviu de admitere al proiectului de cercetare doctorală – de anul trecut – pe baza experienței practice suplimentar acumulate în acest domeniu de cercetare, am redus numarul total al scalelor ce vor fi utilizate, de la zece la nouă; concret: am renunțat la deplasarea mediei radiale, coeficientul de difuzie pe termen scurt, măsurarea urmei centrului de presiune și viteza maxima a platformei, întrucat softul dispozitivului utilizat nu s-a dovedit a furniza valori de calcul compatibile cu modalități fezabile și fiabile de prelucare statistică; în schimb, am introdus aria elipsei și viteza medie a centrului de presiune, precum și respectiv Indicele de stabilitate bazat pe echilibrare bipodală orizontală – varianta modificată, adecavată, a parametrului viteza maximă a platformei.

Așadar vom utiliza patru măsuratori de tip posturografic (1."Aria elipsei“ , 2.“Deviația standard a trunchiului“ , 3.“Viteza medie a centrului de presiune“, 4. "Indicele de stabilitate bazat pe echilibrare bipodală orizontală"), 5. Gross Motor Function Classification (GMFCS) – compatibilizat cifric pentru prelucrare statistica, singurul accesibil evaluarii pentru lotul martor, constituit retrospectiv –, 6. Gross Motor Function Measure (GMFM), 7. Six Minute Walk Test (MWK) , 8. Time up and go test (TUG), 9. Pediatric Balance Scale (PBS).

Masuratorile de tip posturografic se vor extrage prin intermediul testelor aparatuale “Romberg“, “Indicele de Stabilitate” (bazat pe echilibrare bipodala orizontala), efectuate cu ajutorul Dispozitivului Avansat Pro-kin, prevăzu cu: platforma, 4 celule de forță care măsoară activitatea COP (center of pressure) și un senzor aplicat pe apendicele xifoid al pacientului, care generează date despre mișcările COM (centrului de masă corporală). Datele sunt eșantionate la o frecvență de 20 Hz.

V.2 Semnificația teoretică a testelor utilizate

Masurători de tip posturigrafic – Pro-kin

Poziția de testare standardizată: din ortostatism, cu picioarele pe platforma stabilă de forță prevăzită cu 4 celule.

Picioarele pacienților sunt abduse 10 cm și călcâiele separate medio-lateral la o distanță de 3 cm. În timpul testării pacienții mențin brațele relaxate pe langă corp urmaresc un punct fix orientat pe ecran în fața lor, la o distanța de aproximativ 1 metru.

Figura 22: http://tiny.cc/fy2m7y

“Testul Romberg“ (evaluarea echilibrului static) – analizează poziția statică nemișcată a corpului într-un proces de 60" de secunde (30" cu ochii deschiși și 30" ochii închiși).

Din el putem extrage primele trei masurători posturografice: 1. “Aria elipsei“ , 2.“Deviația standard a trunchiului“ , 3.“Viteza medie a centrului de presiune.

Figura 23: Arhivă personală

“Testul Index de Stabilitate“ (evaluarea echilibrului dinamic) – analizează distanța dintre centrul de masă al pacienților și centrul plăcii într-un proces de 30"

Acest parametru permite ințelegerea dezechilibrului global al pacientului în raport cu centrul plăcii.

Din acest test putem extrage ce-a de-a patra măsuratoare posturografică – 4. "Indicele de stabilitate bazat pe echilibrare bipodală orizontală".

Figura 24: http://tiny.cc/k12m7y

5. GMFCS Gross Motor Function Classification Scale

Acest sistem se bazează pe aprecierea mișcărilor voluntare și independente, ce pune accent pe aprecierea abilităților de realizare a mișcărilor incluse în activitățile din viața cotidiană, cum este poziția șezând, transferul, mobilitatatea.

Cele 5 grade se bazează pe nivelul de deficiență funcțională ce conferă o evaluare și o estimare cât mai corectă a acestor abilități.

Figura 25: https://www.pinterest.es/pin/277604764508198069/?lp=true

6. GMFM (GROSS MOTOR FUNCTION MEASURE)

Instrument conceput în vederea evaluării schimbărilor ce survin în funcția motorie grosieră a pacienților cu P.C. . Există două versiuni: GMFM 88- cuprinde 88 de itemi ce acoperă spectrul de activități de la rostogolire și până la mers, sărit și alergat, și GMFM 66- cuprinde 66 de itemi, oferă informații detaliate cu privire la nivelul de dificultate al fiecărui element.

Figura 26: GMFM

7. 6-MWT- Testul de mers pe jos timp de 6 minute

El urmareste masura capacitatii functionale a pacientului si reprezinta acel predictor pentru morbiditate si mortaliotate cauzate de bolile cardiopulmonare – In studiul nostru utilizam testul 6 MWT pentru a urmari evolutia privind anduranța la efort.

Figura 27: Arhivă personală

Aprecierea rezultatelor testului 6MWT:

NYHA – New York Heart Association Functional Classification:

<150 m – foarte joasa ( corespunde IC clasei functionale IV NYHA)

151-300 m- joasa (corespunde IC clasei functionale III NYHA)

301-425 m- moderata (corespunde IC clasei functionale II NYHA)

426-549 m- inalta (corespunde IC clasei functionale I NYHA)

>550 m- IC clasa functionala 0 NYHA

8. Testul Timed Up and Go

Un test de tranziție a activității ambulatorii – se aplică pacintilor afectați neurologic. Testul poate fi cuantificat pe scala 0-1-2-3

0 – incapabil

1-realizează cu dificultate și ajutor din partea kinetoterapeutului

2 -realizează singur cu dificultate

3 -realizează fără dificultate

Timpul (secunde) necesar pentru a se ridica de pe un scaun, mers 3 metri întoarcerea (9-10 cm), mers înapoi la scaun, așezarea pe scaun purtând încălțăminte obișnuită și utilizând un dispozitiv asistiv dacă este necesar.

Testul notează timpii necesari realizării activităților.

≤ 10 secunde = normal

≤ 20 secunde = mobilitate buna, mers independent, fara dispozitive de mers.

≤ 30 secunde = probleme, nu poate pasi singur, necesita ajutor pentru mers/dispozitive.

Un scor de ≥ 14 secunde indica un risc ridicat de cadere.

9. Pediatric Balance Scale

Este forma modificată a testului Berg, pentru copii cu dificultăți motorii.

Conține 14 itemi, cu punctaj de la 0 (minim) până la 4 (maxim).

Figura 28: Arhivă personală

În funcție de numărul total atins:

41-56= risc mic de cădere

21-40= risc mediu de cădere

0-20= risc major de cădere.

V.3 Descrierea abordării recuperatorii tehnologice moderne

Recuperarea prin intermediul jocului în învătarea motorie și a controlului motor cu dispozitive care permit ajustarea individuală în funcție de nevoile terapeutice a individului afectat.

Realitate virtuală augumentată cu dispozitiv Pro-kin 252

Este bine cunoscută importanța jocului în învă educarea și disciplinarea copilului, care îi dezvoltă capacitatea și abilitățile de comunicare, socializare și învățare.

Importanța jocului în educarea și disciplinarea copilului/adoleșcentului, îi dezvoltă capacitatea și abilitățile de comunicare, socializare și învățare.

Jocul îl face pe copil/adoleșcent să se simtă fericit, să aibă o părere bună despre sine, dobândind încrederea în forṭele proprii.

Astfel copilul/adoleșcent va putea pune în practică exercițiile cerute în kinetoterapie cu mai multă bucurie, ușurință și motivație.

Figura 29: Arhivă personală

Stimularea multisenzorială și dispozitivele aparatuale avansate, toate sunt menite și performate în scopul de a deservi ariei de recuperare si divertisment, cu obiectivul de a obține motivașia și interesul pacientului patologic aflat în dificultate, făcându-se mari eforturi în a raspunde realelor sale necesități, în vederea îmbunătățirii calității vietii.

Figura 30: Arhivă personală

Terapie Ocupațională (TO) cu RV augumentată – MYRO-

Folosită cu succes ca mijloc în recuperarea funcțională – contribuie la coordonarea mână-ochi – feedback Lissajous -, dezvoltarea abiliăṭilor senzoriale și integrare socială – poate fi asociată in paralel cu kinetoterapia clasică.

Tehnologia Myro prevede o suprafață de terapie interactivă cu senzori de mișcare și presiune, pentru antrenamentul activităților cotidiene (culesul fructelor, îndepărtarea picăturilor de ploaie) unilateral și bilateral, interacțiunea mâinilor – gestualitate – viteză de reacție cu presiunea mâinilor la apariția diferitelor forme geometrice pe ecran.

Figura 31: Arhivă personală

Terapie RV augumentată – NIRVANA –

Reabilitarea neuromotorie care vizează stimularea multisenzorială în deficiențele senzitivo-motorii.

Sistemul permite crearea de exerciții predefinite pentru controlul membrelor și al trunchiului.

Figura 32: Arhivă personală

Terapie motorie cu sisteme robotice și imersie în RV- GE-O EVOLUTION

Acest sistem robotic ajută pacienții prin susținerea mișcării corecte atât în timpul mersului căt și în activități mai complexe ca urcatul și coborâtul scărilor.

Dispozitivul aparatual contribuie la corectarea pattern-urilor de mișcare într-un mediu virtual imersiv – cu sarcină dublă – prin aplicarea ochelarilor de realitate virtuală 3D.

Figura 33: http://www.hipocrat2000.ro/hipocrat/robot_pentru_recuperarea_mersului_geo_evolution

34: Arhivă personală

Descrierea procedurilor aplicate de RVca plan recuperator

Tabel 4. Procedurile aplicate consecutiv 1\2 din timpul acordat lotului specific de tratament.

(”… in a virtual learning environment have the advantage that patients can experience success during training, increasing motivation for intensive and long-term active motor training, and allow for independent training as well”) ʼ

Tratamentul medicamentos și\sau fizical

Medicația este suplimentar conexă kinetoterapiei, având la bază toxina botulinică ca mijloc adjuvant al relaxării musculare, baclofen, mydocalm, clorzoxazonă, miorelaxante și anti-anxietate, precum Valium (calmează tremorul, folosit și în cazurile de epilepsie, deficit de atenție ADHD, incontinență urinară).

Tot pentru combaterea spasticităṭii în CNCRNC există cea mai consistenṭă expertiza clinică practică în utilizarea la copii/ adolescenṭi cu PC, a terapiei cu unde (balistice emise) extracorporeal, de șoc – TUES – fundamentată inclusiv știinṭifico metodologic printr-o valoroasă teză de doctorat.

În concluzie obiectivele finale ale studiului sunt:

Obiectiv primar:

Stabilirea dozei optime pentru administrarea de RV la adolescenṭii cu PC

Obiectiv secundar:

Evidenṭierea siguranṭei în administrarea procedurilor de RV.

V.4 Măsurile privind respectarea normelor de bioetica în cercetarea doctorală

Studiul aferent partii speciale/de contribuṭie personală a tezei de doctorat, se desfășoară începând, din trimestrul patru 2017 – s-a obṭinut avizul de la comisia de etică cu numarul 7661 din data de 19-10-2017– în cadrul Centrului Național Clinic de Recuperare Neuropsihomotorie pentru Copii (CNCRNC) "Dr. Nicolae Robănescu", București și vizează adolescenṭii cu PC, în vederea abordării recuperatorii tulburărilor lor de echilibru, propunându-ne să aducem ca mijloc terapeutic un instrument/cheie important în motivarea/participarea/integrarea acestora prin intermediul RV, cu stabilirea elementelor optime de dozaj aferent .

Figura 35: Arhivă personală

Ȋnrolarea pacienṭiilor în lotul de stiudiu se face pe baza acceptului copiilor/aparṭinătorilor încunoștiinṭaṭi și aderenṭi la studiu pe baza consinṭământului informat, standardizat.

Toṭi pacienṭii sunt informați în prealabil în legătură cu potențialele beneficii și cu efectele secundare/adverse posibile (amețeală, greață, vărsături), și vor fi înregistrate în dosarul medical și/sau fișă. Pacientii vor fi informați despre potențialele reacții adverse care au legatura cu terapia și sunt rugați să raporteze orice manifestare/schimbare. Fiecare reacṭie adversă care este corelată cu RV va fi menṭionată in fișa pacientului.

Dacă severitatea acestor reacṭii va impune încetarea tratamentului, studiul se va termina pentru pacientul respectiv, cu excluderea din studiu, și se va folosi mijloacele medicale posibile necesare pentru protejarea vieṭii acestuia.

Tipurile și frecvenṭa intervenṭiei, dacă este cazul-și efectele adverse, vor fi incluse în raportul de studiu final.

Figura 36: Arhivă personală

Datele colectate și organizarea lor

Tabel 5: Panel/decalog/protocol actual/unitar/extins contextual (adaptat obiectivelor specific de măsurat din studiul nostru clinic)

Prelucrarea datelor obținute

Analiza statistică: Datele primare au fost prelucrate folosind software-ul „Pachetul Statistic pentru Științe Sociale” (SPSS 24), pentru Windows (acces utilizare/ verificare: 14.10.2015) și Microsoft Excel 2010.

Pentru analiza datelor a fost folosită statistica descriptivă respectiv funcțiile: maxim, minim, media, mediana, deviația standard iar pentru compararea diferențelelor între datele parametrice, am folosit testul T (Student), dacă valorile au avut o distribuție normală, coeficientul de corelație Pearson.

Pentru cele cu distribuție anormală testele folosite au fost: Wilcoxon Two, (c)hi-pătrat, Mann-Whitney Fisher exact, Z al proporțiilor.

Toate valorile au fost considerate având semnificație statistică în cazul în care p <0,05, iar intervalele de confidență calculate au fost aferente nivelului de încredere de 95%.ʼ

Figura 37: Arhivă personală

Rezultate preconizate/asteptate

Modificari favorabile exprimate cuantificat si obiectivate statistic ale punctajelor, pe scalele de evaluare utilizate, cu respectarea noilor reglementări (procese bazate/derulate pe dovezi care evaluează în mod independent și obiectiv o tehnologie nouă) în sistemul de sănătate publică. ʹ

Si totodata s-a realizat sub forma de poster cu titlul “Studiu pilot privind modalitati de evaluare si kinetoterapie, aparatuale, avansate, coordonate metodologic, de abordare a tulburarilor de statică și echilibru la pacienții pediatrici cu paralizie cerebrala (PC) – rezultate preliminarii , în cadrul Al 13-lea Congres Anual al Asociației Medicale Române 18 Aprilie – 20 Aprilie 2019.

Rezumatul acestui poster:

Obiectiv – Acest studiu a examinat potențialul de utilizare, relevanță și acceptabilitate a realității virtuale, ca instrument de evaluare și intervenție in vederea îmbunătățirii echilibrului la adolescenți cu paralizie cerebrală.

Autori:

Radu Mihai Avram – Kinetoterapeut Drd.

Gelu Onose Dr. PhD, MSc, Prof. Univ.

Liliana Padure Dr. Conf. Prof. Univ

Rezultate

1) Datele au arătat ca există o corelare între datele obținute pentru „ochi închiși „ochi deschiși”. Mai precis, pentru ariile elipselor obținute la internare coeficientul de corelație Pearson este de 0.9587, semnalând o corelație foarte puternică. Iar pentru ariile elipselor obținute la externare același coeficient ia valoarea de 0.7831, semnalând și aici corelarea.

2) Testul T pereche atașează o valoare P de 0.0324 afirmației „la externare raportul ariilor obținute pentru ochi închiși vs. ochi deschiși este mai mic decât același raport la internare”. Această valoare este mai mică decât pragul de 0.05, prin urmare afirmația poate fi considerată ca semnificativă statistic.

Concluzii

In urma datelor colectate si a posterului prezent am observat ca exista imbunatatiri in ceea ce priveste raspunsul neuro-motor al pacientilor care reflecta din ariei elipsei.

Intrucât pacienții analizați au prezentat ameliorarea funcței de echilibru, obiectivată prin reducerea ariei elipsei – s-a facut pe seama imbunătățirii ansamblului propiocepție-reactivitate reflexă de control postural – ținte terapeutice abordate kinetologic.

Acest studiu a examinat potențialul de utilizare și acceptabilitate a realității virtuale și a suprafeței stabile si/sau instabile, ca instrument de evaluare și intervenție la copii cu PC.

In viitor efectele (valorile de la internare vs externare ale parametrilor măsurați) privind rezultatele ansamblului terapeutico-recuperator complex menționat cu verificarea influențelor dozei intervențiilor de RV, vor fi obiectivate și măsurate cu ajutorul instrumentelor de evaluare și a prelucării statistice, menționate și expuse pe măsură ce studiul se va derula.

V.5 CONCLUZII ȘI DIRECȚII DE PERSPECTIVĂ

În cazul în care, aplicând bazele conceptual – teoretice și metodologia de cercetare perfecționată, pe care am prezentat-o mai înainte, vom obține rezultateʹ favorabile, obiectivate prin date semnificative statistic și fiabile, programul complex cu algoritmul descris mai sus si care conține elemente de contribuție personală, ar putea fundamenta optimizări metodologice în tratamentul recuperator al tulburarilor de statică și echilibru – și funcționale, consecutive – prin îmbunătățirea parametriilor la adolescenți cu PC, în condițiile unor durate mai reduse ale intervențiilor fiziatrice aferente – deci mai confortabil pentru pacienți și aparținătorii lor și totodată mai eficiente sub aspectul indicatorului sanitar reprezentat de durata internării.

Doresc sa precizez încă de la început că sunt conștient de beneficiile și aportul pe care RV îl poate furniza și fac urmatoarea afirmație: indiferent de premisa asteptată – imbunătățirea capacității funcționale – realitatea virtuală nu poate înlocui în totalitate recuperarea clasică/convențională, de apropiere umană și relația kinetoterapeut – pacient.

Bibliografie

http://www.pediatriconcall.com/fordoctor/conference_abstracts/CP%20Etiology%20&%20Classification.pdf

http://www.docfoc.com/control-coordonare-echilibru

Ataxia

https://www.slideshare.net/farhan_aq91/physiology-of-equilibrium-balance

http://anatomie.romedic.ro/nucleii-bazali

NIRVANA

https://canchild.ca/system/tenon/assets/attachments/000/000/218/original/gmfm-88_and_66_scoresheet.pdf

www.therapybc.ca/…/Pediatric%20Balance%20Scale.doc

https://www.oarsi.org/sites/default/files/docs/…/manual.pdf

https://www.cerebralpalsy.org.au/what-is-cerebral-palsy/severity-of-cerebral-palsy/gross-motor-function-classificationn-system/

http://www.canchild.ca/en/measures/gmfcs_expanded_revised.asp

https://www.physio-pedia.com/Six_Minute_Walk_Test_/_6_Minute_Walk_Test

http://www.rehabmeasures.org/PDF%20Library/Timed%20Up%20and%20Go%20Test%20Instructions.pdf

www.therapybc.ca/…/Pediatric%20Balance%20Scale.doc