Virtual reality is veelbelovend voor de vroege detectie van evenwichtsproblemen bij patiënten met multiple sclerose
Datum gepubliceerd:KAPEL HEUVEL – Mensen met multiple sclerose (MS) hebben vaak een sterk verhoogd risico om te vallen en zichzelf te verwonden, zelfs als ze het gevoel hebben normaal te kunnen lopen.
Nu heeft een team onder leiding van wetenschappers van de UNC School of Medicine aangetoond wat een relatief eenvoudige methode zou kunnen zijn voor de vroege detectie van dergelijke problemen.
De onderzoekers, in een studie gepubliceerd in PLoS Eén, gebruikte een virtual reality (VR)-systeem om proefpersonen te laten denken dat ze vielen terwijl ze op een loopband liepen. De wetenschappers vonden duidelijke verschillen in reacties tussen mensen met MS en mensen van dezelfde leeftijd zonder MS. Deze verschillen waren niet duidelijk tussen de groepen als ze op een normale manier liepen zonder de ‘vallende’ illusie.
De onderzoekers zijn van mening dat een VR-gebaseerde test als deze, na verdere studie en ontwikkeling, draagbaar kan worden gemaakt en op grote schaal kan worden gebruikt in neurologische klinieken om MS-patiënten eerder te waarschuwen voor hun evenwichtsstoornissen, waardoor ze maatregelen kunnen nemen om hun risico op vallen te verminderen.
“Onze veelbelovende resultaten suggereren dat je VR kunt gebruiken om evenwichtsproblemen op te sporen die gewoonlijk onopgemerkt blijven totdat het individu thuis of op het werk echte valpartijen begint te ervaren”, zegt hoofdonderzoeker Jason Franz, PhD, assistent-professor bij de UNC/NC State Joint Department. van Biomedische Technologie.
MS is een hersenziekte die ongeveer 400.000 mensen in de Verenigde Staten en meer dan 2 miljoen mensen wereldwijd treft. Er wordt algemeen aangenomen dat het wordt veroorzaakt door ongepaste immuuncelactiviteit in de hersenen en dat het gepaard gaat met het verlies van de isolerende laag myeline-eiwit rond zenuwvezels – een verlies dat het vermogen van de vezels om zenuwsignalen te geleiden verslechtert. Tekenen en symptomen van MS zijn onder meer vermoeidheid, gevoelloosheid en tintelingen, cognitieve stoornissen, instabiliteit van de stemming en evenwichts- en loopproblemen.
Dit laatste kan zich onverwacht manifesteren. Mensen die MS hebben en weinig of geen handicap vertonen, lopen gemiddeld al tweemaal zoveel risico om te vallen vergeleken met mensen die geen MS hebben. Uit onderzoek is ook gebleken dat mensen met de diagnose MS gemiddeld minstens één keer per jaar vallen. Veel van deze valpartijen vinden plaats tijdens activiteiten zoals wandelen.
Franz en zijn collega's probeerden een test te ontwikkelen die evenwichts- en loopstoornissen aan het licht zou brengen, zelfs bij mensen met MS die zich mogelijk niet bewust zijn van deze problemen of deze vertonen tijdens normaal lopen.
“Als we rondlopen, gebruiken onze hersenen een verscheidenheid aan sensorische feedbackkanalen, waaronder krachtsensoren in onze voeten, om onze bewegingen te begeleiden en correcties aan te brengen van de ene stap naar de volgende,” zei Franz. "Maar bij mensen met MS kunnen die krachtsensoren minder betrouwbaar worden, dus mensen moeten meer op andere kanalen vertrouwen, vooral op het gezichtsvermogen."
Franz en collega's gebruikten een VR-apparaat dat de experimentele manipulatie van visuele perceptie mogelijk maakt. Hun laboratoriumapparaat lijkt op een halfrond theaterscherm waar proefpersonen naar kijken terwijl ze op een loopband lopen. De VR-scène beeldde een gang af waar de proefpersoon doorheen leek te lopen, met dezelfde snelheid als de proefpersoon op de loopband. Soms creëerden zij-aan-zij-schommelingen in de scène bij elke proefpersoon de illusie dat hij of zij instabiel werd, wat een corrigerende reactie teweegbracht die gemeten kon worden als een verandering in het lopen en de plaatsing van de voeten. De hypothese van Franz was dat de MS-proefpersonen met evenwichtsstoornissen duidelijk zouden verschillen van normale proefpersonen in deze corrigerende reacties.
De wetenschappers testten 14 mensen met MS en 14 niet-MS-deelnemers van dezelfde leeftijd. Ze ontdekten dat er inderdaad een duidelijk verschil was tussen de groepen in hun reacties, maar dit werd pas duidelijk bij het gebruik van de VR-balanschallenge.
“Tijdens normaal lopen zonder VR – zelfs met onze geavanceerde laboratoriumapparatuur, waaronder een batterij 3D motion capture-camera’s – konden we mensen met MS niet effectief onderscheiden van gezonde individuen van dezelfde leeftijd,” zei Franz. "Deze verstoorde loopbenadering zou dus veel belangrijke klinische en translationele toepassingen kunnen hebben."
Hij en zijn collega's zijn nu hun systeem aan het aanpassen voor gebruik met VR-headsets van consumentenkwaliteit als een routinematig diagnostisch hulpmiddel dat in de klinieken van neurologen kan worden gebruikt om evenwichtsstoornissen op te sporen die anders niet zouden worden herkend.
Ze hopen ook het VR-systeem te ontwikkelen als hulpmiddel voor fysiotherapie om MS-patiënten te helpen hun evenwicht te verbeteren en zo het risico op vallen te verminderen.
Het werk was een samenwerking tussen de UNC/NC State Joint Department of Biomedical Engineering, het Center for Rehabilitation Care van de UNC School of Medicine en de Universiteit van Illinois.
Het onderzoek werd ondersteund door een subsidie van de National MS Society.
De co-auteurs van de studie naast Jason Franz waren Brian Selgrade, PhD, en Diane Meyer van UNC, en Jacob Sosnoff, PhD, van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign.