Virtuaalitodellisuusohjelmat lupaavat tasapaino-ongelmien varhaisen havaitsemisen multippeliskleroosista kärsivillä
Julkaisupäivä:CHAPEL HILL – Multippeliskleroosia (MS) sairastavilla ihmisillä on usein huomattavasti suurempi riski kaatua ja loukkaantua, vaikka he tuntevat pystyvänsä kävelemään normaalisti.
Nyt UNC:n lääketieteellisen korkeakoulun tutkijoiden johtama ryhmä on osoittanut, mikä voisi olla suhteellisen helppo menetelmä tällaisten ongelmien varhaiseen havaitsemiseen.
Tutkijat julkaistiin vuonna 2010 julkaistussa tutkimuksessa PLoS One, käytti virtuaalitodellisuusjärjestelmää (VR) huijatakseen koehenkilöt luulemaan, että he putosivat kävellessään juoksumatolla. Tutkijat havaitsivat selkeitä eroja MS-tautia sairastavien ja samanikäisten, joilla ei ole MS-tautia, välillä. Nämä erot eivät olleet ilmeisiä ryhmien välillä, kun he kävelivät normaalisti ilman "putoavaa" illuusiota.
Tutkijat uskovat, että tällainen VR-pohjainen testi voitaisiin jatkotutkimuksen ja -kehityksen jälkeen tehdä kannettavaksi ja käyttää laajalti neurologisissa klinikoissa varoittamaan MS-potilaita aikaisemmin heidän tasapainohäiriöistään, jolloin he voivat ryhtyä toimenpiteisiin putoamisriskin vähentämiseksi.
"Lupaavat tulokset viittaavat siihen, että VR:n avulla voidaan havaita tasapaino-ongelmia, jotka yleensä jäävät huomaamatta, kunnes henkilö alkaa kokea todellisia kaatumisia kotona tai töissä", sanoi tutkimuksen päätutkija Jason Franz, PhD, apulaisprofessori UNC/NC State Joint Departmentista. biolääketieteen tekniikasta.
MS on aivosairaus, joka vaikuttaa noin 400 000 ihmiseen Yhdysvalloissa ja yli 2 miljoonaan maailmanlaajuisesti. Sen uskotaan yleisesti johtuvan sopimattomasta immuunisolujen toiminnasta aivoissa, ja siihen liittyy hermosäikeiden ympärillä olevan myeliiniproteiinin eristävän kerroksen menetys – menetys, joka heikentää kuitujen kykyä johtaa hermosignaaleja. MS-taudin merkkejä ja oireita ovat väsymys, puutuminen ja pistely, kognitiiviset häiriöt, mielialan epävakaus sekä tasapaino- ja kävelyongelmat.
Jälkimmäinen voi ilmetä yllättäen. Ihmisillä, joilla on MS-tauti ja joilla on vain vähän tai ei ollenkaan vammaisuutta, voi jo olla keskimäärin kaksinkertainen riski kaatua verrattuna ihmisiin, joilla ei ole MS-tautia. Tutkimukset ovat myös osoittaneet, että ihmiset, joilla on MS-diagnoosi, kaatuvat keskimäärin vähintään kerran vuodessa. Monet näistä kaatumisista tapahtuvat toiminnan, kuten kävelyn, aikana.
Franz ja hänen kollegansa pyrkivät kehittämään testin, joka paljastaisi tasapaino- ja kävelyhäiriöt jopa MS-tautia sairastavilla ihmisillä, jotka eivät ehkä ole tietoisia näistä ongelmista tai eivät näytä niitä normaalin kävelyn aikana.
"Kun kävelemme ympäriinsä, aivomme käyttävät erilaisia sensorisia palautekanavia, mukaan lukien jaloissamme olevat voimaanturit ohjaamaan liikkeitämme ja tekemään korjauksia askeleesta toiseen", Franz sanoi. "Mutta MS-tautia sairastavilla ihmisillä nämä voimaanturit voivat muuttua vähemmän luotettaviksi, joten ihmisten on luotettava enemmän muihin kanaviin, erityisesti näkökykyyn."
Franz ja kollegat käyttivät VR-laitetta, joka mahdollistaa visuaalisen havainnon kokeellisen manipuloinnin. Heidän laboratoriolaitteensa on kuin puolipyöreä teatterinäyttö, jota tutkittavat katselevat kävellessään juoksumatolla. VR-kohtaus kuvasi käytävää, jota kohde näytti kävelevän samalla nopeudella kuin kohde käveli juoksumatolla. Toisinaan kohtauksen sivulta toiselle tapahtuvat heilahtelut loivat kullekin kohteelle illuusion siitä, että hänestä on tulossa epävakaa, mikä laukaisi korjaavan reaktion, joka voidaan mitata muutoksena kävelyssä ja jalkojen asennossa. Franzin hypoteesi oli, että tasapainovammaiset MS-potilaat eroavat selvästi normaaleista koehenkilöistä näissä korjaavissa reaktioissa.
Tutkijat testasivat 14 MS-tautia sairastavaa henkilöä ja 14 ikää vastaavaa ei-MS-potilasta. He havaitsivat, että ryhmien välillä oli selkeä ero heidän reaktioissaan, mutta tämä kävi selväksi vasta VR-tasapainohaastetta käytettäessä.
"Normaalin kävelyn aikana ilman VR:ää – edes kehittyneillä laboratoriolaitteistollamme, joka sisältää akun 3D-liikkeenkaappauskameroita – emme pystyneet tehokkaasti erottamaan MS-tautia sairastavia ihmisiä terveistä, samanikäisistä yksilöistä", Franz sanoi. "Joten tällä häiriintyneellä kävelyllä voi olla monia tärkeitä kliinisiä ja translaatiosovelluksia."
Hän ja hänen kollegansa mukauttavat nyt järjestelmäänsä käytettäväksi kuluttajatason VR-kuulokkeiden kanssa rutiininomaisena diagnostisena työkaluna käytettäväksi neurologien klinikoilla tasapainohäiriöiden havaitsemiseksi, joita muutoin ei tunnistettaisi.
He toivovat myös voivansa kehittää VR-järjestelmän fysioterapian työkaluksi, joka auttaa MS-potilaita parantamaan tasapainoaan ja vähentämään siten kaatumisriskiä.
Työ tehtiin yhteistyössä UNC/NC State Joint Department of Biomedical Engineering, UNC School of Medicine's Center for Rehabilitation Care ja Illinoisin yliopiston välillä.
Tutkimusta tuki National MS Societyn apuraha.
Tutkimuksen kirjoittajat Jason Franzin lisäksi olivat Brian Selgrade, PhD, ja Diane Meyer UNC:stä sekä Jacob Sosnoff, PhD Illinoisin yliopistosta Urbana-Champaignissa.