14 Setembro, 2020

Terapia de realidade virtual para reabilitação vestibular

  1. Mecanismos de equilíbrio e distúrbios vestibulares

O equilíbrio é a capacidade de manter o centro de massa do corpo sobre a sua base de suporte. O equilíbrio é alcançado e mantido por um conjunto complexo de sistemas de controlo sensório-motor (Figura 1 – esquerda) que incluem informações sensoriais da visão, proprioceção (tato) e sistema vestibular (movimento, equilíbrio, orientação espacial); integração dessas entradas sensoriais; e saída motora para os músculos dos olhos e do corpo  [1]. Quando qualquer um desses sistemas se encontra lesionado ou deteriorado, o equilíbrio pode ser fortemente afetado.

Em particular, o sistema vestibular tem um papel fundamental na sensação e perceção da posição e movimento do corpo, bem como dos movimentos dos olhos durante o movimento da cabeça. É composto por três canais semicirculares e dois sacos cheios de líquido (dentro do vestíbulo), localizados no ouvido interno (Figura 1 – direita). O fluido muda conforme os movimentos da cabeça, o que estimula os recetores das células ciliadas vestibulares que comunicam as alterações de posição para o cérebro, agindo como um sensor de gravidade [2].

Quando o aparelho vestibular é danificado por qualquer patologia, surgem diversas manifestações clínicas, como tontura ou vertigens, aumentando o risco de queda e de lesões. Pacientes com disfunção vestibular também apresentam desconforto, diminuição da capacidade motora e sofrimento psicológico, o que leva a uma diminuição funcional nas tarefas diárias, principalmente aquelas que requerem equilíbrio, rotação rápida da cabeça e boa acuidade visual dinâmica. Outros sintomas podem incluir náuseas e vómitos, diarreia, mudanças na frequência cardíaca e pressão arterial, visão embaçada e até desorientação. Os sintomas podem surgir em curtos intervalos temporais ou durar muito tempo, o que leva à fadiga e à depressão. Várias condições podem contribuir para a disfunção vestibular, sendo as mais diagnosticadas:

  • Vertigem posicional paroxística benigna (VPPB)
  • Enxaqueca vestibular
  • Labirintite (inflamação do ouvido interno)
  • Doença de Ménière
  • Neurite vestibular (infeção viral do nervo vestibular)
  • Lesão cerebral traumática ou concussão
  • Acidente vascular cerebral

Figura 1 – (Esquerda) Mecanismos de equilíbrio [1], e (direita) anatomia do sistema vestibular [2].

 

  1. Terapia de reabilitação vestibular

Um dos tratamentos para as disfunções vestibulares é a reabilitação vestibular. A reabilitação vestibular visa a recuperação do equilíbrio através de exercícios, utilizando mecanismos de neuroplasticidade do sistema nervoso central – compensação, habituação e adaptação – de forma a atenuar ou eliminar os sintomas do paciente. Os principais elementos de um tratamento de reabilitação vestibular são:

  • Exercícios de habituação – baseados na repetição de exercícios que desencadeiam vertigens, até que a adaptação seja alcançada por meio de repetição e habituação;
  • Aumento do ganho do reflexo vestíbulo-ocular e estabilização do olhar – por meio de estímulo visual (como a estimulação optocinética) para aumentar a capacidade adaptativa do sistema vestibular a fim de recuperar as respostas dinâmicas vestíbulo-oculares;
  • Controlo postural – utilização de estratégia motora adequada e a integração dos sistemas visual, vestibular e somatossensorial, identificar estratégias posturais adequadas;
  • Melhorar o estado geral do paciente (qualidade de vida) – retornar às atividades da vida diária, estimular a atividade física e o controlo do stress [3].

 

  1. Realidade Virtual na Reabilitação Vestibular

A realidade virtual (RV) é um sistema que permite uma experiência simulada em tempo real e interativa com o mundo virtual, por meio de diversos canais sensoriais, como a visão, a audição e o tato. Os sistemas mais conhecidos usam headsets VR que consistem num Head-Mounted Display (HMD) com dois pequenos ecrãs (OLED ou LCD) de alta resolução em frente aos olhos, exibindo um mundo virtual tridimensional (3D), e com sensores de rastreamento de movimento da cabeça em tempo real.

Na última década, a RV tornou-se geralmente aceite como uma ferramenta terapêutica para pacientes neurológicos, envolvendo simulações em tempo real e interações entre os canais sensoriais, motores e cognitivos. A RV pode ser configurada para ser fortemente imersiva, no sentido de que o ambiente possa parecer real e 3D. Permite ao profissional de saúde testar uma ampla variedade de estímulos, com maior especificidade em relação aos métodos tradicionais de reabilitação vestibular, apresentando ao paciente conflitos sensoriais em diferentes níveis de dificuldade num ambiente seguro, confortável e padronizado. Além disso, a RV permite a repetição rápida de exercícios de habituação e manipulação que perturbam o equilíbrio, forçando o paciente a adquirir estratégias para o recuperar, sem qualquer risco.

Atualmente, existem diversos estudos científicos em desenvolvimento que combinam a reabilitação vestibular com a RV. Micarelli et al. [4] mostraram que esta combinação é eficaz entre pessoas com hipofunção vestibular unilateral num estudo randomizado recente. O grupo que usou o HMD melhorou o ganho do reflexo vestíbulo-ocular, o controlo postural, as tonturas e a confiança no equilíbrio. Esta ferramenta pode também melhorar a mobilidade e flexibilidade da coordenação motora, a função física e os limites de estabilidade (LOS), ao mesmo tempo que motiva o paciente durante um tratamento agradável e envolvente [5-7].

A Sensing Future Technologies apresenta no seu portfólio de produtos uma solução robusta dedicada a este segmento (Figura 2):

Figura 2 – Solução da Sensing Future para reabilitação vestibular com exemplo de dados do centro de pressão (COP) obtidos com a plataforma de forças e alguns dos estímulos imersivos disponíveis no software.

 

Este sistema é composto por uma plataforma de forças, um headset de RV e um software dedicado, que permite avaliação funcional e tratamento de reabilitação vestibular utilizando um sistema de realidade virtual imersiva de altíssima qualidade. Os exercícios têm como objetivo melhorar a estabilidade do olhar, aumentar a estabilidade postural, melhorar a sensação de vertigem e também as atividades diárias, por meio de diversos estímulos totalmente customizados (sacádicos, nistagmo optocinético, perseguição suave, efeito supermercado, entre outros!). O conjunto fornece input consistente e monitoriza com precisão as respostas do paciente através dos movimentos do equipamento VR + os dados da plataforma de forças – centro de pressão (COP), permitindo verificar o progresso ao longo das sessões de reabilitação.

 

O uso de soluções como esta pode aumentar a eficácia do tratamento de reabilitação vestibular, ao mesmo tempo em que motiva e incentiva continuamente os pacientes que se submetem à terapia.

 

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Bibliografia

[1]        L. M. Luxon and D.-E. Bamiou, “CHAPTER 27 – VESTIBULAR SYSTEM DISORDERS,” in Neurology and Clinical Neuroscience, A. H. V. Schapira, E. Byrne, S. DiMauro, R. S. J. Frackowiak, R. T. Johnson, Y. Mizuno, M. A. Samuels, S. D. Silberstein, and Z. K. Wszolek, Eds. Philadelphia: Mosby, 2007, pp. 337–352.

[2]        N. L. Strominger, R. J. Demarest, and L. B. Laemle, “Auditory and Vestibular Systems,” in Noback’s Human Nervous System, Seventh Edition: Structure and Function, N. L. Strominger, R. J. Demarest, and L. B. Laemle, Eds. Totowa, NJ: Humana Press, 2012, pp. 277–296.

[3]        B. I. Han, H. S. Song, and J. S. Kim, “Vestibular Rehabilitation Therapy: Review of Indications, Mechanisms, and Key Exercises,” J Clin Neurol, vol. 7, no. 4, pp. 184–196, Dec. 2011, doi: 10.3988/jcn.2011.7.4.184.

[4]        A. Micarelli, A. Viziano, I. Augimeri, D. Micarelli, and M. Alessandrini, “Three-dimensional head-mounted gaming task procedure maximizes effects of vestibular rehabilitation in unilateral vestibular hypofunction: a randomized controlled pilot trial,” Int J Rehabil Res, vol. 40, no. 4, pp. 325–332, Dec. 2017, doi: 10.1097/MRR.0000000000000244.

[5]        A. P. Garcia, M. M. Ganança, F. S. Cusin, A. Tomaz, F. F. Ganança, and H. H. Caovilla, “Vestibular rehabilitation with virtual reality in Ménière’s disease,” Brazilian Journal of Otorhinolaryngology, vol. 79, no. 3, pp. 366–374, May 2013, doi: 10.5935/1808-8694.20130064.

[6]        E. Viirre and R. Sitarz, “Vestibular rehabilitation using visual displays: preliminary study,” Laryngoscope, vol. 112, no. 3, pp. 500–503, Mar. 2002, doi: 10.1097/00005537-200203000-00017.

[7]        A. Nehrujee, L. Vasanthan, A. Lepcha, and S. Balasubramanian, “A Smartphone-based gaming system for vestibular rehabilitation: A usability study,” J Vestib Res, vol. 29, no. 2–3, pp. 147–160, 2019, doi: 10.3233/VES-190660.

 

Cláudia Tonelo

Sensing Future Technologies