MUDr. Šárka Baníková, MBA1,2, doc. MUDr. Ondřej Volný, Ph.D.2,3

1 – Klinika léčebné rehabilitace a tělovýchovného lékařství Fakultní nemocnice Ostrava, Ostrava, ČR

2 – Centrum klinických neurověd, Lékařská fakulta Ostravské univerzity, Ostrava, ČR

3 – Neurologická klinika Fakultní nemocnice Ostrava, Ostrava, ČR

Korespondující autor:

doc. MUDr. Ondřej Volný, Ph.D.

Neurologická klinika Fakultní nemocnice Ostrava, 17. listopadu 1790/5, 708 00 Ostrava-Poruba, email: ondrej.volny@fno.cz

Úvod

Po prodělané cévní mozkové příhodě (CMP) dochází k podstatnému ovlivnění (snížení) kvality života. Uvádí se, že 33-42 % pacientů potřebuje tři až šest měsíců po CMP pomoc při každodenních aktivitách. Z nich 36 % má trvalé následky i po pěti letech od CMP. Kromě motorických deficitů se u více než 40 % osob, které CMP přežily, objevují kognitivní poruchy. Smyslové poruchy, poruchy řeči, únava, deprese, polykací obtíže, poruchy chůze, narušení rovnováhy a koordinace patří mezi další následky způsobené CMP (Khan, Podlasek et Somaa, 2021).

Obecným cílem neurorehabilitace je zlepšení aktivit v běžném životě a zvýšení sociální integrace. K podpoře neuroplasticity je nezbytné včasné zahájení rehabilitace, vysoký počet opakování (repetice) a vysoká intenzita úkolově specifického tréninku (task-specific training). Metody založené na tréninku jsou však často únavné, náročné na lidské zdroje a vyžadují specializované zařízení nebo vybavení (Lee, Park et Park, 2019).  Úspěch tzv. konvenční rehabilitace vyžaduje jak aktivní účast na terapii, tak dodržování pravidelného cvičení v domácím prostředí. Proces rehabilitace se může prodloužit, pokud pacient ztratí zájem a je-li nedostatek lidských a technických zdrojů. V této souvislosti může mít kombinace tradičních rehabilitačních technik s využitím nových technologií (např. robotiky, rozhraní mozek-počítač, neinvazivních mozkových stimulátorů, neuroprotéz a nositelných zařízení pro analýzu pohybu) pozitivní dopad na rehabilitaci motorických a kognitivních funkcí (Massetti et al., 2018).

Metodika

Cílem příspěvku je náhled do problematiky neurorehabilitace ve virtuální realitě (VR) po prodělané CMP. Podkladem byla provedená rešerše v databázích PubMed, SAGE Journals a Cochrane v období od roku I/2016 do roku XII/2022.

Podstata virtuální reality

V posledních dvou desetiletích se odborná veřejnost ve snaze řešit náklady a zvýšit zapojení pacientů do procesu rehabilitace obrací k VR a herním přístupům (Karamians et al., 2019). VR je definována jako "využití interaktivních simulací vytvořených pomocí počítačového hardwaru a softwaru, které uživatelům umožňují zapojit se do prostředí, které vypadá a působí podobně jako objekty a události v reálném světě" (Lee, Park et Park, 2019). Terapie VR může být realizována prostřednictvím tzv. plně imerzivního zážitku (úplná integrace jedince do virtuálního prostředí prostřednictvím trojrozměrné technologie s použitím displeje umístěného na hlavě), může být také semiimerzivní (trojrozměrná technologie s použitím vysoce výkonného grafického počítačového systému spojeného s velkou plochou pro zobrazení vizuální scény bez použití displeje umístěného na hlavě) nebo neimerzivní (dvojrozměrná technologie s klávesnicí, myší, snímači pohybu a dalšími externími zařízeními) (Wiley et al., 2020). Prostřednictvím simulovaného prostředí ve VR jsou poskytovány různé formy zpětné vazby – vnitřní (hmatové, proprioceptivní a kinestetické informace) a vnější (zraková a sluchová) v reálném čase se získáním okamžitých výsledků, které vedou ke zvýšení prožitku a zlepšení motorického učení. VR umožňuje vytvořit individualizovaný motorický trénink s vysokou úrovní opakování a variability (de Rooji, van de Port, Meijer, 2016). 

VR v neurorehabilitaci

Zásadním poznatkem pro vývoj neurorehabilitace v prostředí VR byl objev neuronů se zrcadlovými vlastnostmi nacházejícími se v rozsáhlých oblastech mozku souvisejících s motorikou a to včetně suplementární motorické oblasti (SMA), premotorické kůry, primární motorické kůry a kortikální oblasti primárně nesouvisející s motorikou, včetně středního frontálního gyru, horního a dolního temenního gyru (Mekbib, Zhao et al., 2020). Jak uvádí Rizzolatti a Sinigaglia (2016), zrcadlový mechanismus je základním principem fungování mozku.  Zrcadlové neurony jsou aktivovány jak při provádění určité motorické činnosti, tak při pozorování jejího provádění jinou osobou (Rizzolatti et al., 2016).

Neurorehabilitace ve VR využívá buď specifického virtuálního prostředí, robotických rozhraní nebo komerčních herních systémů (Mekbib, Han et al.). Meta-analýza z roku 2019 autorů Maier et al. prokázala dosažení většího efektu v rehabilitaci pacientů po CMP při aplikaci virtuálního systému přizpůsobeného konkrétním požadavkům na zlepšení funkce a aktivity horních končetin než konvenční rehabilitační postupy v odpovídajícím dávkování, nicméně komerční herní systémy toto nepotvrdily.

Srovnání konvenční rehabilitace a rehabilitace ve VR

Prováděné studie se zaměřují na několik aspektů týkající se účinnosti (efektu) VR v rehabilitaci po prodělané CMP.  Nejvíce studií je věnováno motorickým deficitům, zejména na horních končetinách (HK), dále poruchám chůze a rovnováhy. Byly provedeny také studie cílené na kognitivní funkce, poruchy řeči a kvalitu života.

V meta-analýze (38 studií) z roku 2019, zkoumající účinnost intervencí založených na VR a hrách na zlepšení funkce HK po CMP (Karamians et al.), bylo prokázáno téměř 29 % zlepšení, a to zejména v akutním a subakutním stadiu po CMP (méně než 6 měsíců). Výrazně větší efekt pak přinesly herní intervence než virtuální systémy, které postrádaly herní složku a poskytovaly pouze prostou zpětnou vazbu. Navzdory očekávání nedošlo k většímu zlepšení u intervencí ve VR s vyšším dávkováním (tj. počet opakování za dobu provádění úkolu a doby provádění úkolu).

Studie z roku 2020 autorů Merians et al. zmiňuje rozporuplné důkazy týkající se načasování, dávkování a způsobu aplikace zvýšené dávky robotiky, VR nebo opakovaného cvičení a naznačuje potřebu zkoumat jak trénink s vysokým objemem, tak způsob tréninku během prvních měsíců po CMP. Cílem této studie je empiricky ověřit nezodpovězené otázky týkající se parametrů intenzivního tréninku s vysokým dávkováním a optimálního načasování intenzivního robotického motorického tréninku v prvních dvou měsících po CMP především na zlepšení funkce hemiparetické ruky.

Cílem systematického review a meta-analýzy autorů Lee et al. z roku 2019 bylo zjistit u pacientů s chronickou CMP (více než 6 měsíců po CMP), zda je trénink ve VR stejně účinný na zlepšení funkce HK, dolních končetin (DK) a celkových funkčních schopností. Bylo zahrnuto 21 studií s celkem 562 pacienty, srovnány byly skupin s rehabilitací ve VR se skupinou bez ní. Rehabilitační trénink ve VR zlepšil funkce DK včetně rovnováhy a chůze v podobné míře jako funkce HK, zlepšil rovněž celkové funkční schopnosti. Poměrně silný účinek byl pozorován na svalové napětí a svalovou sílu, mírný až slabý účinek na ADL, rozsah pohybu kloubů, chůzi, rovnováhu, funkci a kinematiku. Ovšem počet studií zahrnutých do analýzy zkoumající efekt VR na ADL byl velmi malý.

V roce 2020 bylo provedeno systematické review aymeta-analýza (Ghai et al.) 32 studií (20 randomizovaných a 12 nerandomizovaných) zahrnujících celkem 809 osob. Byly hodnoceny časoprostorové parametry chůze během tréninku ve VR ve srovnání s konvenční terapií chůze. Meta-analýza sledovala, zda je kombinovaný trénink chůze pomocí VR a roboticky asistované rehabilitace (RAR) lepší než samotný trénink chůze pomocí VR nebo RAR. Z analýzy vyplynuly důkazy o větším účinku tréninku chůze ve VR, který se projevil ve všech časoprostorových parametrech chůze, jako je rychlost chůze, kroková frekvence a délka kroku (středně velké zvýšení účinku). V jedné neurozobrazovací studii autorů Xiao et al. z roku 2017 bylo zjištěno, že výraznější zlepšení výkonnosti chůze po tréninku ve VR souvisí s vyšší aktivací oblastí mozku spojených s motorickým plánováním a prováděním, konkrétně s aktivací v somatosenzoricko-motorické kůře a suplementární motorické oblasti. V mnoha zahrnutých studiích se uvádělo zlepšení statické a dynamické rovnováhy při využití VR (zlepšení v Bergové balanční škále, testu Timed Up and Go a funkčním testu dosahu). Středně velké až velké standardizované účinky terapie ve VR na rychlost chůze, délku kroku a krokovou frekvenci byly zjištěny se současným využitím RAR ve srovnání se samotnou RAR. Rovněž meta-analýza z roku 2016 autorů Li et al. zkoumající 16 randomizovaných studií se 428 účastníky, prokázala u pacientů po CMP, kteří absolvovali rehabilitaci ve VR, významné zlepšení v Bergové balanční škále a testu Timed Up and Go ve srovnání s těmi, kteří se rehabilitace ve VR neúčastnili.

Systematické review a meta-analýza z roku 2021 (Khan et al.) přezkoumaly 73 studií s 1617 zúčastněnými osobami (819 ve skupině s VR, 798 v kontrolní skupině) s cílem uspořádat a porovnat dostupné údaje týkající se účinnosti různých typů VR v rehabilitaci po CMP a shrnuje jejich vliv na motorické, senzorické a kognitivní poruchy. Z analýzy bylo zjištěno, že VR zlepšuje motorické schopnosti, včetně chůze, rovnováhy, smyslových a kognitivních poruch. To však nebylo potvrzeno v kvantitativní analýze. U pacientů zařazených do studie v akutním stadiu CMP nebyly prokázány signifikantní rozdíly pro experimentální skupinu ve srovnání se skupinou s konvenční rehabilitací; na rozdíl od pacientů zařazených po 6 měsících od CMP, u kterých došlo ke zlepšení funkčních schopností. Účinnou se ukázala také teleterapie u pacientů, kteří se nemohli dostavit do rehabilitačního zařízení. Mnoho ze zahrnutých studií však přineslo pouze neutrální výsledky – a sice, že intervence ve VR má podobný přínos jako konvenční terapie nebo zjistily absenci přínosu VR ke konvenční rehabilitaci. Jedním z možných vysvětlení je heterogenita zahrnutých studií, různé definice konvenční rehabilitace, pomalý nábor pacientů do studií a ve většině studií i zahrnutí pacientů v chronickém stadiu CMP, ve kterém zotavení probíhá již pomaleji.

V roce 2020 bylo publikováno systematické review a meta-analýza, jejichž cílem bylo shrnutí důkazů srovnávajících účinnost cvičení v imerzivní, semiimerzivní a neimerzivní VR s kontrolní skupinou na zlepšení kognice u osob po CMP (Wiley et al.). Do přehledu bylo zahrnuto 8 randomizovaných studií se 196 účastníky. Meta-analýza nepřinesla důkazy, že by intervence ve VR byly efektivnější než v kontrolních skupinách a to na zlepšení globálního poznávání, pozornosti, paměti a jazyka. Limitem meta-analýzy byl malý počet zahrnutých studií a vysoká heterogenita studií, takže nebylo možné provedení analýzy pro zjištění rozdílu účinků mezi jednotlivými podtypy VR, mezi parametry intervence (frekvence, délka sezení, celková doba trvání) nebo podle různých oblastí poznávání (globální poznávání, pozornost, paměť, vizuoprostorové schopnosti, exekutivní funkce a jazyk). 

Závěr

VR skýtá velký potenciál stát se běžnou součástí neurorehabilitačních programů u pacientů po CMP. Účinnost byla prokázána v různých stádiích CMP a v různých věkových kategoriích. VR představuje bezpečnou a zároveň motivující formu terapie s celou řadou výhod. Ty spočívají např. v možnosti vytvoření reálného prostředí umožňující procvičování simulováním skutečných aktivit denního života a situací, které by ve skutečném světě představovaly pro pacienta riziko poranění či pádu.

Důležitým předpokladem účinnosti rehabilitace ve VR je výběr vhodného pacienta, který musí mj. aktivně spolupracovat a být motivovaný ke cvičení. Neměly by být přítomny závažné interní komorbidity, aktivní onkologické onemocnění, závažné ortopedické nebo jiné neurologické onemocnění ovlivňující motorické schopnosti, kognici, komunikaci anebo smyslové vnímání.

Budoucí výzkum v oblasti VR u pacientů po CMP musí cílit jak na akutní tak subakutní stadia CMP, součástí protokolů studií musí být jasně definované parametry: protokol konvenční rehabilitace, protokol VR, frekvence, intenzita a trvání rehabilitačního tréninku ve VR včetně typu VR a kombinace s dalšími moderními postupy neurorehabilitace (např. roboticky asistovaná rehabilitace).

Závěrem bychom chtěli zdůraznit, že k dosažení co možná nejlepšího funkčního stavu po CMP se v rámci konceptu moderní neurorehabilitace jeví jako nejefektivnější tzv. kombinovaný rehabilitační přístup, tedy přístup kombinující postupy konvenční rehabilitace s nástroji moderní neurorehabilitace jako jsou roboticky asistovaná rehabilitace, VR apod.

Časopis pro prevenci a léčbu cévních mozkových příhod