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Virtual-Reality-Therapie für die vestibuläre Rehabilitation
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1. Gleichgewichtsmechanismen & Vestibuläre Störungen
Gleichgewicht ist die Fähigkeit, den Schwerpunkt des Körpers über seiner Stützbasis zu halten. Das Gleichgewicht wird durch einen komplexen Satz sensomotorischer Kontrollsysteme erreicht und aufrechterhalten (Abbildung 1 - links), die den sensorischen Input des Sehens (Sehen), der Propriozeption (Berührung) und des Gleichgewichtssystems (Bewegung, Gleichgewicht, räumliche Orientierung), die Integration dieses sensorischen Inputs und den motorischen Output an Augen- und Körpermuskeln umfassen [1]. Wenn eines dieser Systeme verletzt oder mangelhaft ist, kann das Gleichgewicht merklich beeinträchtigt werden.
Insbesondere das vestibuläre System spielt eine fundamentale Rolle bei der Wahrnehmung und Wahrnehmung von Körperposition und -bewegung sowie der Augenbewegungen bei Kopfbewegungen. Es besteht aus drei halbkreisförmigen Kanälen und zwei flüssigkeitsgefüllten Säcken (im Vestibulum), die sich im Innenohr befinden (Abbildung 1 - rechts). Die Flüssigkeit verschiebt sich bei Kopfbewegungen, wodurch die vestibulären Haarzellrezeptoren stimuliert werden, die die Positionsänderungen an das Gehirn senden und als Schwerkraftsensor fungieren [2].
Wenn der Vestibularapparat durch irgendeine Pathologie beschädigt ist, treten mehrere klinische Manifestationen auf, wie Schwindel oder Vertigo, wodurch das Risiko eines Sturzes und/oder einer Verletzung steigt. Patienten mit vestibulärer Dysfunktion zeigen auch Unbehagen, verminderte motorische Kapazität und psychische Belastung, was zu einer funktionellen Abnahme der täglichen Aufgaben führt, insbesondere derjenigen, die Gleichgewicht, schnelle Kopfdrehung und gute dynamische Sehschärfe erfordern. Weitere Symptome können Übelkeit und Erbrechen, Durchfall, Veränderungen der Herzfrequenz und des Blutdrucks, verschwommenes Sehen und Verwirrung oder Desorientierung sein. Die Symptome können in kurzer Zeit kommen und gehen oder lange andauern, was zu Müdigkeit und Depressionen führt. Mehrere Erkrankungen können zu einer vestibulären Dysfunktion beitragen, einige der am häufigsten diagnostizierten sind
Gutartiger paroxysmaler Lagerungsschwindel (BPPV),
Vestibuläre Migräne,
Labyrinthitis (Entzündung des Innenohrs),
Ménière-Krankheit,
Vestibularisneuritis (Virusinfektion des Nervus vestibularis),
Traumatische Hirnverletzung oder Gehirnerschütterung,
Schlaganfall.
2. Vestibuläre Rehabilitationstherapie
Eine der Behandlungsmethoden für vestibuläre Störungen ist die vestibuläre Rehabilitation. Die vestibuläre Rehabilitation zielt auf die Wiederherstellung des Gleichgewichts durch Bewegung ab, wobei die neuroplastischen Mechanismen des Zentralnervensystems - Kompensation, Gewöhnung und Anpassung - genutzt werden, um die Symptome des Patienten zu lindern oder zu beseitigen. Die Hauptelemente einer vestibulären Rehabilitationsbehandlung sind 1) Gewöhnungsübungen - basierend auf der Wiederholung von Übungen, die Schwindel auslösen, bis die Anpassung durch Wiederholung und Gewöhnung erreicht ist; 2) Steigerung der vestibulo-okularen Reflexverstärkung und Blickstabilisierung - durch visuelle Stimulation (wie optokinetische Stimulation) zur Steigerung der Anpassungsfähigkeit des vestibulären Systems, um die vestibulo-okulare dynamische Reaktion wiederherzustellen; 3) posturale Kontrolle - Anwendung einer adäquaten motorischen Strategie und die Integration des visuellen, vestibulären und somatosensorischen Systems, Identifizierung geeigneter posturaler Strategien; 4) Verbesserung des Allgemeinzustands (Lebensqualität) des Patienten - Rückkehr zu Aktivitäten des täglichen Lebens, Förderung körperlicher Aktivität und Stresskontrolle [3].
3. Virtuelle Realität in der Vestibularen Rehabilitation
Virtuelle Realität (VR) ist ein System, das eine in Echtzeit simulierte Erfahrung und Interaktion mit einer virtuellen Welt über verschiedene Sinneskanäle, wie Sehen, Hören und Tasten, ermöglicht. Die bekanntesten Systeme verwenden VR-Headsets, die aus einem Head-Mounted-Display (HMD) mit zwei kleinen hochauflösenden OLED- oder LCD-Displays vor den Augen bestehen, die eine dreidimensionale (3D) virtuelle Welt darstellen, mit Echtzeit-Head-Tracking-Sensoren.
In den letzten zehn Jahren hat sich VR als therapeutisches Instrument für neurologische Patienten allgemein durchgesetzt, das Echtzeit-Simulationen und Interaktionen zwischen sensorischen, motorischen und kognitiven Kanälen umfasst. VR kann so eingerichtet werden, dass sie stark immersiv ist, d.h. die Umgebung real und 3D erscheint. Sie ermöglicht es dem Gesundheitspersonal, eine Vielzahl von Stimuli mit größerer Spezifität im Vergleich zu den traditionellen vestibulären Rehabilitationsmethoden zu geben und dem Patienten sensorische Konflikte auf verschiedenen Schwierigkeitsstufen in einer sicheren, komfortablen und standardisierten Umgebung zu präsentieren. Darüber hinaus ermöglicht die VR eine schnelle Wiederholung von Gewöhnungsübungen und Umgebungsmanipulation auf eine Weise, die das Gleichgewicht stört oder stört und den Patienten zwingt, Strategien zur Wiederherstellung des Gleichgewichts zu erlernen, ohne den Patienten zu gefährden.
Derzeit laufen mehrere Studien, die die vestibuläre Rehabilitation mit VR kombinieren. Micarelli et al. [4] zeigten in einer kürzlich durchgeführten randomisierten Studie, dass diese Kombination bei Personen mit unilateraler vestibulärer Hypofunktion wirksam ist. Die vestibuläre okuläre Reflexverstärkung, die posturale Kontrolle, der Schwindel und das Gleichgewichtsvertrauen verbesserten sich in der HMD-Gruppe. Dieses Hilfsmittel kann auch die motorische Koordinationsmobilität, Flexibilität, körperliche Funktion und Stabilitätsgrenzen (LOS) verbessern und gleichzeitig den Patienten während einer angenehmen und engagierten Behandlung motivieren [5-7].
Sensing Future Technologies stellt in seinem Produktportfolio eine robuste Lösung für diesen Bereich vor (Abbildung 2).
Sensing Future-Lösung für die vestibuläre Rehabilitation mit Druckzentrumsdaten (COP), die mit der Kraftplattform und einigen der in der Software verfügbaren immersiven Stimuli ermittelt wurden.
Dieses System besteht aus einer Kraftplattform, einem VR-Headset und einer Softwareanwendung, die eine funktionelle Beurteilung und vestibuläre Rehabilitationsbehandlung unter Verwendung eines immersiven Virtual-Reality-Systems höchster Qualität ermöglicht. Die Übungen sind so konzipiert, dass die Blickstabilität, die Haltungsstabilität, der Schwindel und auch die täglichen Aktivitäten durch mehrere vollständig angepasste Stimuli (u.a. sakkadischer, optokinetischer Nystagmus, reibungslose Verfolgung, Supermarkt-Effekt) verbessert werden. Auf diese Weise bietet das System eine konsistente Eingabe und eine präzise Überwachung der Patientenreaktionen unter Verwendung der VR-Headset-Bewegungen und der Daten der Kraftplattform - Druckmittelpunkt (COP), was die Verfolgung des Fortschritts während der Rehabilitationssitzungen ermöglicht.
Der Einsatz solcher Lösungen kann die Wirksamkeit der vestibulären Rehabilitationsbehandlung erhöhen und gleichzeitig die Patienten, die sich einer Therapie unterziehen, kontinuierlich motivieren und ermutigen.
Bibliographie
[1] L. M. Luxon und D.-E. Bamiou, "KAPITEL 27 - STÖRUNGEN DES SESTIBULÄREN SYSTEMS", in Neurologie und Klinische Neurowissenschaften, A. H. V. Schapira, E. Byrne, S. DiMauro, R. S. J. Frackowiak, R. T. Johnson, Y. Mizuno, M. A. Samuels, S. D. Silberstein und Z. K. Wszolek, Hrsg. Philadelphia, Hrsg: Mosby, 2007, S. 337-352.
2] N. L. Strominger, R. J. Demarest und L. B. Laemle, "Auditory and Vestibular Systems", in Noback's Human Nervous System, Siebte Auflage: Struktur und Funktion, N. L. Strominger, R. J. Demarest und L. B. Laemle, Hrsg. Totowa, NJ: Humana Press, 2012, S. 277-296.
3] B. I. Han, H. S. Song und J. S. Kim, "Vestibuläre Rehabilitationstherapie: Überprüfung der Indikationen, Mechanismen und Schlüsselübungen", J Clin Neurol, Band 7, Nr. 4, S. 184-196, Dez. 2011, doi: 10.3988/jcn.2011.7.4.184.
[4] A. Micarelli, A. Viziano, I. Augimeri, D. Micarelli und M. Alessandrini, "Dreidimensionales kopfgetragenes Spielaufgabenverfahren maximiert die Effekte der vestibulären Rehabilitation bei einseitiger vestibulärer Unterfunktion: ein randomisierter kontrollierter Pilotversuch", Int J Rehabil Res, Band 40, Nr. 4, S. 325-332, Dez. 2017, doi: 10.1097/MRR.0000000000000000000244.
[5] A. P. Garcia, M. M. Ganança, F. S. Cusin, A. Tomaz, F. F. Ganança und H. H. Caovilla, "Vestibular rehabilitation with virtual reality in Ménière's disease", Brazilian Journal of Otorhinolaryngology, Band 79, Nr. 3, S. 366-374, Mai 2013, doi: 10.5935/1808-8694.20130064.
6] E. Viirre und R. Sitarz, "Vestibular rehabilitation using visual displays: preliminary study", Laryngoscope, Bd. 112, Nr. 3, S. 500-503, März 2002, doi: 10.1097/00005537-200203000-00017.
[7] A. Nehrujee, L. Vasanthan, A. Lepcha und S. Balasubramanian, "Ein Smartphone-basiertes Spielsystem für die vestibuläre Rehabilitation: Eine Studie zur Benutzerfreundlichkeit", J Vestib Res, Band 29, Nr. 2-3, S. 147-160, 2019, doi: 10.3233/VES-190660.
Cláudia Tonelo
Zukünftige Technologien erspüren
