Список сокращений

ВР — вестибулярная реабилитация

VR — виртуальная реальность

ВОР — вестибулоокулярный рефлекс

Вестибулярная реабилитация (ВР) является важным компонентом лечения пациентов с головокружением и нарушением равновесия. В понятие ВР входит комплекс лечебных упражнений для развития адаптации, сенсорного замещения и привыкания (габитуации). Согласно результатам клинических исследований, положительная динамика после курса ВР отмечается у 50—80% пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией, причем у 30—40% удается добиться полной компенсации нарушения вестибулярной функции [1—3]. Теоретической базой для разработки приемов ВР (адаптации, замещения и привыкания) являются механизмы нейропластичности головного мозга. Задачами ВР являются: 1) повышение статической и динамической устойчивости, 2) улучшение походки и вестибулоокулярного взаимодействия, 3) уменьшение головокружения и, в конечном итоге, 4) улучшение качества жизни пациента [4, 5]. На эффективность ВР, помимо срока начала медикаментозной поддержки и своевременности постановки диагноза, влияют правильность выполнения заданных упражнений, общая активность и мотивированность пациента [6].

В последние годы в методики ВР все больше внедряются новые технологии [7—10], в том числе на основе принципа виртуальной реальности (VR), особенно для реабилитации пациентов с периферическими вестибулярными нарушениями [11].

VR — это технология, позволяющая воспроизводить в виртуальном пространстве любую визуальную среду, предоставляя человеку возможность контактировать с ней. Тренировки в VR дают возможность проводить реабилитацию пациентов в среде, максимально приближенной к реальной [12]. Кроме того, условия VR обеспечивают возможность пациенту контролировать свои действия в этой среде и давать им оценку [13].

Введение VR в традиционную программу реабилитации повышает мотивацию пациента, превращая занятия в увлекательную игру (принцип «геймификации») и привнося разнообразие и позитивный эмоциональный компонент в тренировки [14]. Можно считать, что уже есть свидетельства эффективности использования VR в обучении пациентов двигательным навыкам [15].

Физиологические основы проведения нейрореабилитации при помощи технологий VR были заложены в 2004 г. в работе A. Viau и соавт. [16]. В этой работе показано, что области мозга, которые вовлекаются в программирование движений, выполняемых в реальном пространстве и VR, практически не различаются [17—19]. Также отмечено, что во время перемещения в VR-среде отмечаются увеличение коннективности правой теменной и височной областей и усиление кортико-гиппокампального взаимодействия [20, 21]. В результате проведенных исследований был сделан вывод, что мозг человека в VR-среде программирует движения человека неотличимо от реального пространства. Этот результат может служить нейрофизиологическим обоснованием для использования VR в реабилитационной практике, так как очень часто в реальном пространстве человек просто не в состоянии двигаться, например при вестибулярной дисфункции [22, 23]. В определенной степени, VR напоминает принцип идеомоторной активности, когда представляемое мысленное движение вызывает активацию отделов мозга, как при реальном движении.

На сегодняшний день существуют два основных технических способа отражения VR: 1) на экране компьютера (или на большом экране на стене) с помощью компьютерных программ, 2) на дисплее специального шлема (шлем виртуальной реальности). Особенностью экранного способа является то, что периферическим зрением пользователь все же будет улавливать события окружающей реальной действительности. Это существенно уменьшает ощущение погружения в VR. При использовании шлема любая информация, не относящаяся к VR, исключается из поля зрения, что, собственно, и приводит к более полному погружению в виртуальную среду [12]. Для усиления эффекта присутствия можно добавлять и другие сенсорные модальности, такие как проприоцептивная и/или обонятельная, слуховая, вестибулярная [24]. Немаловажным моментом методики VR с использованием шлема является то, что она также обеспечивает пациенту свободу перемещения. Имитация вестибулоокулярного рефлекса (ВОР) в шлеме виртуальной реальности реализуется за счет движения визуального изображения в направлении, противоположном поворотам головы [25]. Можно сказать, что VR, создаваемая при помощи шлема, более «объемная» и приближенная к реальности.

Еще одна методика представления VR заключается в безмаркерном видеозахвате тела человека и «переносе» его модели на экран монитора, где испытуемый может наблюдать свои действия в качестве стороннего субъекта («третьего лица»), причем в зеркальном отображении, но в реальном времени [12]. В основе этого метода — регистрация объекта при помощи видеокамер, но без использования световозвращающих сфер. Многие известные корпорации — «Reality Fusion’s Game Cam», «Intel’s Me2Cam Virtual Game System», «Sony», «Nintendo Co.» разработали игры на основе метода видеорегистрации движения. Корпорация «Sony» выпустила серию игр Eye Toy с приставкой, которая нашла применение в нейрореабилитации [26, 27]. Игровая консоль Nintendo Wii от международной компании «Nintendo Co., Ltd». (Япония) с платформой Wii Balance Board по сути является виртуальным тренажером и успешно применяется в процессе ВР пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией. Так, результаты когортного исследования, в которое вошел 71 пациент с диагнозом «вестибулярный нейронит», доказали более высокую эффективность тренировок баланса с помощью системы Nintendo Wii Balance Board, чем с использованием традиционных методик. Оценка результатов исследования проводилась по данным теста сенсорной организации, с помощью опросника и шкалы симптомов головокружения [28]. I. Sparrer и соавт. (2013) также отметили высокую эффективность раннего начала таких тренировок баланса у пациентов с вестибулярным нейронитом с помощью системы Nintendo Wii Balance Board, а также комфортность проведения ВР в виртуальной среде [29].

Разработанный компанией «Microsoft» прибор Kinect, выпущенный в 2010 г. для игровой консоли Xbox 360, почти сразу же нашел применение в нейрореабилитации [30, 31]. Сенсорный блок Kinect имеет две видеокамеры, благодаря чему видеозахват движений человека происходит в трехмерном пространстве. В 2014 г. вместе с консолью Xbox One вышла новая версия устройства Kinect, названная соответственно Kinect 2.0. На сегодняшний день Kinect 2.0 является последней версией прибора, у которой устранены недостатки, присущие более ранней его версии. Опубликованы обнадеживающие результаты применения данной технологии в реабилитации постинсультных больных [32]. Теоретически это открывает перспективы использования технологии Kinect и в других областях нейрореабилитации, например в реабилитации пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией. Хотя этот вопрос требует отдельного экспериментального исследования, а не простого переноса результатов применения технологии у пациентов с центральной вестибулярной дисфункцией на пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией.

Hsu Su-Yi и соавт. (2017) обследовали 70 пациентов с некомпенсированной формой болезни Меньера, из которых 34 применялись приемы традиционной ВР, а остальным — приемы технологий VR. Установлено, что по параметрам статокинезиограммы лучшие результаты были в группе больных, реабилитация которых осуществлялась с применением технологий VR. Авторы пришли к выводу, что VR может с успехом применяться в программе реабилитации пациентов с болезнью Меньера на ее ранних стадиях, и в тех ситуациях, когда хирургическое лечение оказалось неэффективным [33]. Конечно, более выраженные изменения функции равновесия наблюдаются на более поздних стадиях болезни Меньера, однако реабилитация VR и на ранних стадиях все же имеет смысл.

Очень важным представляется вопрос длительности и кратности тренировок в VR. Проведенный M. Bergeron и соавт. (2015) метаанализ публикаций по эффективности реабилитации с помощью VR среди пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией показал, что минимальное общее время воздействия для достижения эффекта должно составлять 120—150 мин. При этом фактор суммарного времени, проведенного в VR, имел большее значение, чем кратность сеансов, т.е. более длительные сеансы реабилитации за меньшее их количество оказались наиболее эффективным способом применения VR у пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией [34].

Важным моментом, ограничивающим применение технологий VR в реабилитации, является болезнь киберпространства (cybersickness). Это состояние развивается вследствие применения неестественных, противоречивых мультисенсорных стимулов интерактивной визуальной среды. Симптомы болезни киберпространства подобны состоянию укачивания, т.е. наблюдаются тошнота, рвота, нарушение баланса [35—37]. Так, K. Alahmari и соавт. (2014) отметили, что во время выполнения реабилитационных упражнений в VR у части пациентов регистрируется усиление вестибулосенсорных и вестибуловегетативных реакций. При этомстепень усиления этих реакций была прямо пропорциональна скорости оптического потока в VR [38]. Аналогичные реакции могут возникать у пациентов при выполнении упражнений на стабилизацию взора и во время выполнения традиционных упражнений в рамках ВР [5]. Однако S. Whitney и соавт. (2009) отметили, что после курса тренировок выраженность вестибулярных реакций в ответ на предъявляемую в VR визуальную стимуляцию значительно снижалась. Такой эффект авторы объясняли развитием у пациентов феномена габитуации (привыкания) [39].

Столь большое разнообразие технологий VR дает возможность подобрать именно тот метод, который будет максимально соответствовать целям и задачам ВР в каждом конкретном случае. Так, у части пациентов может самостоятельно развиться «неправильная» стратегия компенсации нарушенной функции равновесия, т.е. для построения движения будет непропорционально сильно задействована визуальная или проприоцептивная информация вместо вестибулярной информации. В этом случае можно даже говорить о «зрительной» или «проприоцептивной» зависимости пациента. Поэтому с целью развития «правильной» сенсорной адаптации рекомендуется помещать больного в VR с конфликтующими сенсорными входами, что даст сбалансированное соотношение всех стимулов — зрительных, вестибулярных и проприоцептивных. Моделью такого тренажера может быть совмещение стабилоплатформы, перемещающейся в переднезаднем направлении, с фронтальным оптическим потоком. В частности, E. Keshner и соавт. (2004) отметили достоверное улучшение способности у пациентов с вестибулярной дисфункцией поддерживать равновесие после серии таких тренировок [40]. С другой стороны, D. Meldrum и соавт. (2015), сравнивая результаты ВР, проведенной при помощи традиционных методик и с помощью VR-технологий у пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией, не выявили значимых отличий [41]. Тем не менее показано, что комбинация методик традиционной ВР с тренировками в VR все же дает лучший результат, чем их раздельное использование [42].

Таким образом, внедрение технологий, основанных на VR, в реабилитацию пациентов с периферической вестибулярной дисфункцией имеет серьезное нейрофизиологическое обоснование и многообещающие предварительные результаты. Важным является тот факт, что VR-технология обеспечивает более комфортные условия для реабилитации, поскольку предоставляет пациентам интерактивную, динамичную и легко адаптируемую среду, а врачам дает новый инструмент, позволяющий мотивировать пациентов к реабилитации. Этот вывод подтверждается тем, что, хотя международная методологическая комиссия на сегодняшний день и оценила состояние клинических исследований реабилитации в области VR как «Дикий Запад» с «отсутствием четких руководств и стандартов», но все же признала их перспективность и необходимость проведения масштабных исследований и разработок стандартов и клинических рекомендаций [43].

Данная работа выполнена в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (17.7302.2017/6.7) и программы развития опорного университета (ПетрГУ, 2017-2021).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.