Virtual reality in rehabilitation of sensorineural hearing loss in adults

Cover Page

Abstract

Objectives – to study the influence of the individual characteristics of a patient with chronic sensorineural hearing loss on the perception of VR technique.

Material and methods. The perception of VR was studied in 77 people in relation to their gender, age, auditory function, psychological and cognitive status.

Results. All the patients positively evaluated the use of the virtual reality method. The level of perception of VR in adults is determined by the degree of auditory impairment. A negative correlation was revealed between the indicators of cognitive and psychological status of the examined persons and the level of perception of VR.

Conclusion. The VR technique can improve the existing aural rehabilitation methods, especially in the group of people with socially significant hearing impairments.

Full Text

ХСНТ – хроническая сенсоневральная тугоухость; ВР – виртуальная реальность; АД – артериальное давление; ЧСС – частота сердечных сокращений.

ВВЕДЕНИЕ

Нарушение слуховой функции, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, остается важной социальной и медицинской проблемой в различных возрастных группах, составляя 4–7% среди населения с преобладанием у взрослых (17,6 на 1000), распространенность у детей составляет 1,2 на 1000 [1]. Наиболее часто нарушение слуха у взрослых обусловлено хронической сенсоневральной тугоухостью (ХСНТ) различной степени выраженности [2]. При социально значимой потере слуха (свыше 40 дБ) процент лиц, активно использующих слуховые аппараты или иные способы коррекции слуха, согласно данным литературы, явно недостаточен [3, 4]. Причинами этого могут быть как низкая информированность населения относительно последствий нарушения слуховой функции, так и выраженность мотивации пациента к использованию подобранного слухового аппарата [5]. Все это определяет важность развития современных подходов к проведению реабилитации слуха, включая этап диагностики и подбора средств электроакустической коррекции слуха и последующую тренировку слуха. Технологии виртуальной реальности (ВР-технологии) все активнее внедряются в процесс медицинской и социальной реабилитации пациентов в различных областях медицины. Современные обзоры инновационных решений в реабилитации все чаще включают публикации по практическому применению ВР [6, 7, 8], в то же время возможность их использования в сурдологической практике при хронической сенсоневральной тугоухости у взрослых требует исследования, особенно учитывая восприятие ВР у пациентов с данной патологией.

ЦЕЛЬ

Оценить влияние индивидуальных особенностей пациента с хронической сенсоневральной тугоухостью на восприятие методики ВР.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследование проводилось на выборке из 77 пациентов, находящихся на стационарном лечении в ГБУЗ «Самарский областной клинический госпиталь для ветеранов войн» в октябре 2019 года. Для анализа в качестве факторов, влияющих на восприятие виртуальной реальности, были использованы пол, возраст пациентов, наличие у них хронической сенсоневральной тугоухости различной степени, состояние когнитивного, психологического и вегетативного статуса.

Условия проведения исследования соответствовали этическим стандартам, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (2000 г.) и Правилами клинической практики в РФ, утвержденными приказом Минздрава РФ №266 (2003 г.). От участников было получено добровольное письменное информированное согласие на обследование.

Для формирования обследуемой группы пациентам проводилась оценка жалоб, анамнеза, данных отокопической картины. Исследование слуха выполнялось сурдологом в соответствии с ISO 8253-1:2010 в расширенном диапазоне частот (до 20 кГц) на клиническом аудиометре Interacoustics АС-40 в изолированной комнате с минимальным уровнем шума, в наушниках Sennheiser HDA-300. С учетом средних порогов слуха на частотах 500, 1000, 2000, 4000 Гц пациенты были разделены на две группы: первая группа с социально значимой потерей слуха – выше 40 дБ (хроническая сенсоневральная тугоухость II, III, IV степени) и вторая группа с социально не значимой потерей слуха (порог слуха 26–40 дБ) (хроническая сенсоневральная тугоухость I степени).

Психологический статус анализировался с использованием опросника GDS-15 (гериатрическая шкала депрессии) [9]. Суммарная оценка баллов (от 0 до 15) позволяла определять степень выраженности депрессии. Когнитивный статус пациентов изучали при помощи теста MMSE (Mini-mental state examination) [10]. В баллах оценивали показатели когнитивных функций, при этом более суммарный балл 28–30 свидетельствовал о высокой сохранности когнитивных функций, баллы ниже 27 свидетельствовали о возможных когнитивных нарушениях различной степени выраженности.

Объективные измерения восприятия ВР включали исследование биомаркеров – физиологических (ЧСС, АД) и поведенческих реакций пациента на аудиовизуальную ситуацию (городская среда) [11]. Регистрацию физиологических реакций (ЧСС, АД) проводили при помощи медицинского пульсоксиметра «Armed» YX 301 и тонометра «Omron M2 Basic» с универсальной манжетой и адаптером. Поведенческие реакции пациента записывали на веб-камеру.

В качестве дополнительных инструментов для измерения восприятия ВР использовали методику анкетирования (анкета IPQ) [12]. Переносимость ВР оценивалась по среднему баллу (>2 баллов – хорошая переносимость, <2 баллов – неудовлетворительная переносимость).

Исследование слуха в пространстве с использованием технологий ВР проводили при помощи «Программы для оценки речевых, пространственных и качественных характеристик слуха с применением виртуальной реальности» (патент №2019619948 от 26.07.2019 г.) [13]. Статистический анализ полученных результатов проводился с использованием программного пакета MedCalc и табличного редактора Microsoft Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Среди обследованных преобладали лица женского пола – 44 человека (57,2%), мужчин было 33 человека (42,8%). Возраст обследованных пациентов варьировал от 37 до 97 лет (средний возраст составил 76,07±22,47 года). С учетом классификации ВОЗ пациенты были разделены на следующие возрастные группы: до 59 лет – средний возраст, 60–74 лет – пожилые, 75–89 лет – старческий возраст, > 90 лет – долгожители.

По данным объективной регистрации измерения восприятия ВР по физиологическим биомаркерам и поведенческим реакциям пациента на аудиовизуальную ситуацию (городская среда), все 77 пациентов независимо от степени потери слуха адекватно реагировали на использование технологии ВР, у 2 пациентов наблюдалось учащение пульса (до 85 ударов в минуту) и повышение артериального давления (на 5 мм рт. ст.) в течение первых 5 минут использования очков виртуальной реальности. Анализ поведенческих реакций пациентов показал умеренную и хорошую адаптированность пациентов с хронической сенсоневральной тугоухостью к условиям эксперимента (исследование слуха при помощи разработанной нами программы с применением виртуальной реальности).

Данные по восприятию ВР в обозначенных возрастных группах отражены в таблице 1. Минимальный средний балл по анкете восприятия ВР (IPQ) составил 3,37 балла у лиц среднего возраста, максимальный балл в 3,45 был зарегистрирован в группе долгожителей. У мужчин средний балл по анкете восприятия ВР составлял 3,15 балла в минимальном значении, 3,52 балла – в максимальном значении. Женщины воспринимали методику ВР лучше (средний минимальный балл по анкете IPQ 3,17, максимальный – 3,61 балла).

 

Возрастная группа, лет

Общее количество человек

Результат

по анкете IPQ, средний балл

Количество мужчин

Количество женщин

IPQ, средний балл

у мужчин

IPQ, средний балл

у женщин

< 59

10

3,37

9

1

3,40

3,17

60–74

20

3,43

9

11

3,52

3,36

75–89

33

3,40

8

25

3,15

3,48

> 90

14

3,45

7

7

3,30

3,61

Таблица 1. Результаты восприятия ВР у взрослых с учетом возраста и пола пациентов

Table 1. The characteristics of VR perception in adults depending on the age and gender

 

Данные по восприятию ВР у обследованных при различной степени хронической сенсоневральной туго-ухости отражены в таблице 2.

 

Возрастная группа, лет

Группа пациентов с социально значимым снижением слуха

Группа пациентов с социальноне значимым снижением слуха

Общее количество человек

IPQ, средний балл

Общее количество человек

IPQ, средний балл

< 59

2

3,54

8

3,28

60–74

9

3,51

6

3,26

75–89

26

3,24

12

3,64

> 90

13

3,47

1

3,33

Таблица 2. Восприятие ВР у взрослых пациентов с учетом уровня слуха

Table 2. VR perception in adult patients depending on the hearing level

 

В первой группе из 50 человек (71,4% выборки) преобладали женщины – 29 человек (58%), мужчин было 21 человек (42%). Среди обследованных пациентов второй группы из 27 человек (28,6% выборки) также преобладали женщины – 15 человек (55,5%), мужчин было 12 человек (45,5%). Больше всего пациентов в обеих группах было в возрасте 75–89 лет (26 человек и 12 человек соответственно). Меньше всего пациентов в первой группе было младше 59 лет, причем в данной возрастной группе были только мужчины – 2 человека (4%), во второй группе меньше всего пациентов было в группе долгожителей (старше 90 лет), причем в данной возрастной группе была только 1 женщина (3,3%). Средний балл по восприятию ВР и его колебания (3,24–3,54 балла) у пациентов с социально значимой потерей слуха был ниже (таблица 2).

Анализ восприятия ВР с учетом когнитивного статуса пациентов (таблица 3) выявил при практически равном количественном соотношении 37 пациентов (48,05%) с высокой сохранностью когнитивной функции и 40 человек (51,95%) с когнитивным дефицитом следующую закономерность. Несмотря на наличие когнитивных нарушений минимальный средний балл по восприятию ВР был достаточно высоким и составил 2,92 балла в группе пациентов среднего возраста (при условии хорошего восприятия >2,0 балла), но оказался ниже, чем у пациентов без когнитивных нарушений – 3,17 балла в группе лиц пожилого возраста. Интересно, что максимальный средний балл по восприятию ВР наблюдался в группе долгожителей и у пациентов с когнитивными нарушениями оказался выше (3,65 балла и 3,46 балла соответственно).

 

Возрастная группа, лет

Группа пациентов с когнитивными нарушениями

Группа пациентов

без когнитивных нарушений

Общее количество человек

IPQ, средний балл

Общее количество человек

IPQ, средний балл

< 59

2

3,04

8

3,46

60–74

11

3,65

9

3,17

75–89

15

3,42

18

3,39

> 90

9

3,59

5

3,20

Таблица 3. Восприятие ВР у взрослых пациентов с учетом показателя когнитивного статуса

Table 3. VR perception in adult patients depending on the cognitive status indicator

 

Проведенный анализ состояния психологического статуса у пациентов показал, что психологические нарушения наблюдались у 1/5 части всех обследованных – 20 человек (25,97%), у остальных – 57 человек (74,03%) психологических нарушений не наблюдалось. При этом умеренная степень депрессии была диагностирована у 10 пациентов, легкая и высокая степень депрессии определялась у одинакового количества оставшихся в группе – по 5 человек (25%). Результаты восприятия ВР у пациентов с учетом психологического статуса отражены в таблице 4. Минимальный средний балл по восприятию ВР был ниже у лиц с депрессией и составил 2,92 балла, в отличие от пациентов без психологических нарушений – 3,43 балла. Максимальный средний балл по восприятию ВР был выше в группе лиц с депрессией и составил 3,59 балла, в группе пациентов без психологических нарушений максимальный средний балл по восприятию ВР составил 3,56 балла.

 

Возрастная группа, лет

Группа пациентов

с психологическими нарушениями

Группа пациентов без психологических нарушений

Общее количество человек

IPQ, средний балл

Общее количество человек

IPQ, средний балл

< 59

1

2,92

9

3,43

60–74

4

3,42

16

3,44

75–89

10

3,04

23

3,56

> 90

5

3,59

9

3,43

Таблица 4. Восприятие ВР и психологический статус

Table 4. VR perception and psychological status

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Проведенное нами исследование открыло возможность внедрения технологии ВР в комплекс инновационных реабилитационных мероприятий у лиц со слуховыми нарушениями. Это подтверждают данные нашего исследования: все пациенты оценивали методику применения ВР положительно. Согласно литературным источникам [14, 15], на восприятие ВР оказывают влияние индивидуальные особенности человека, возраст, пол. Так, женщины воспринимают ВР лучше, чем мужчины, что может быть связано с гормональными различиями [16].

Снижение слуха как один из признаков сенсорной депривации приводит к отсутствию полноценного общения, социальной изоляции [17] и как следствие – к недостаточному усваиванию новых знаний и навыков. Наше исследование показало, что пациенты с социально значимой потерей слуха (>40 дБ, II–IV степень) воспринимали ВР хуже в отличие от группы пациентов с начальными формами хронической сенсоневральной тугоухости (<40 дБ, 0–I степень).

Методика ВР применяется в лечении психологических расстройств, при социальной адаптации [18]. Мы выявили, что максимальный средний балл по восприятию ВР у лиц с когнитивными и психологическими нарушениями был выше аналогичных показателей у пациентов без подобных нарушений. Это подтверждает возможность использования ВР для повышения эффективности реабилитации слуха среди пациентов с ментальными нарушениями.

ВЫВОДЫ

  1. Проведенное исследование демонстрирует возможность использования новых решений в реабилитации слуха у пациентов с хронической сенсоневральной тугоухостью.
  2. Методика ВР одинаково хорошо воспринимается во всех исследованных возрастных группах (средний балл по анкете IPQ составил 3,42±0,6), при этом у женщин восприятие ВР лучше.
  3. Степень слуховых нарушений влияет на восприятие ВР, наиболее низкий средний балл с большими его колебаниями отмечен в группе с социально значимой потерей слуха.

Существует вероятность влияния когнитивного и психологического статуса пациента на эффективность восприятия ВР. У пациентов с когнитивным дефицитом и депрессией восприятие ВР по данным анкетирования было сходным с минимальным баллом 2,92, в то время как у лиц без подобных нарушений минимальный балл составлял 3,17 балла и 3,43 балла соответственно. Однако максимальный средний бал по восприятию ВР у лиц с когнитивными и психологическими нарушениями был выше аналогичных показателей у пациентов без подобных нарушений и составил 3,65 балла и 3,59 балла. Этот факт наводит нас на мысль по активному привлечению технологии ВР в реабилитацию слуха у взрослых пациентов (с акцентом на старшую возрастную группу) с имеющимися нарушениями в когнитивном и психологическом статусе с целью повышения эффективности проводимых мероприятий.

×

About the authors

Tatyana Yu. Vladimirova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: vladimirovalor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1221-5589

PhD, Associate Professor, Head of the Otorhinolaryngology Department and Clinic named after academician I.B. Soldatov

Russian Federation, Samara

Lubov V. Aizenshtadt

Samara State Medical University

Email: vladimirovalor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9303-3818

postgraduate student of the Otorhinolaryngology Department named after academician I.B. Soldatov

Russian Federation, Samara

Alexandr V. Kurenkov

Samara State Medical University

Email: vladimirovalor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8385-6407

teaching assistant of the Otorhinolaryngology Department named after academician I.B. Soldatov

Russian Federation, Samara

Anastasia B. Martynova

Samara State Medical University

Email: vladimirovalor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5851-5670

resident of the Otorhinolaryngology Department named after academician I.B. Soldatov

Russian Federation, Samara

References

  1. Fact sheet on deafness and hearing loss. World Health Organization. Deafness and hearing loss (online) 2019. [Информационный бюллетень по: глухоте и потере слуха. Всемирная организация здравоохранения]. Available at: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/deafness-and-hearing-loss
  2. Koroleva IV. Diagnostics and correction of disorders of hearing function. SPb.: CARO, 2005. (In Russ.). [Королёва И.В. Диагностика и коррекция нарушений слуховой функции. СПб.: КАРО, 2005].
  3. Roth TN, Hanebuth D, Probst R. Prevalence of age-related hearing loss in Europe: a review. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2011 Aug;268(8):1101–1107. doi: 10.1007/s00405-011-1597-8
  4. Löhler J, Walther LE, Hansen F, et al. The prevalence of hearing loss and use of hearing aids among adults in Germany: a systematic review. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2019 Apr;276(4):945–956. doi: 10.1007/s00405-019-05312-z
  5. Laplante-Lévesque A, Hickson L, Worrall L. Factors influencing rehabilitation decisions of adults with acquired hearing impairment. Int J Audiol. 2010 Jul;49(7):497–507. doi: 10.3109/14992021003645902
  6. Gallagher R, Damodaran H, Werner WG, et al. Auditory and visual cueing modulate cycling speed of older adults and persons with Parkinson’s disease in a Virtual Cycling (V-Cycle) system. J Neuroeng Rehabil. 2016;1:77. doi: 10,1186 / s12984-016-0184-r
  7. Doniger GM, Beeri MS, Bahar-Fuchs A, et al. Virtual reality-based cognitive-motor training for middle-aged adults at high Alzheimer disease risk: a randomized controlled trial. Alzheimers. Dement. 2018;4;118–129. doi: 10.1016/j.trci.2018.02.005
  8. Huang Q, Wu W, Chen X, et al. Evaluating the effect and mechanism of upper limb motor function recovery induced by immersive virtual-reality-based rehabilitation for subacute stroke subjects: study protocol for a randomized controlled trial. Trials. 2019 Feb;20(1):104. doi: 10.1186/s13063-019-3177-y
  9. Levin OS. Algorithms for diagnosis and treatment of dementia. M., Medpress-inform, 2011. (In Russ.). [Левин О.С. Алгоритмы диагностики и лечения деменции. М., Mедпресс-информ, 2011].
  10. Lecouvey G, Morand A, Gonneaud J, et al. An Impairment of Prospective Memory in Mild Alzheimer’s Disease: A Ride in a Virtual Town. Front Psychol. 2019;10:241. doi: 10.3389/fpsyg.2019.00241
  11. Van Baren J, IJsselsteijn W. Measuring Presence: A Guide to Current Measurement Approaches. Deliverable of the OmniPres Project IST-2001-39237. 2004. Available at: https://ispr.info/about-presence-2/tools-to-measure-presence/omnipres-guide/
  12. Weech S, Kenny S, Barnett-Cowan M. Presence and Cybersickness in Virtual Reality Are Negatively Related: A Review. Front Psychol. 2019;10:158. doi: 10.3389/fpsyg.2019.00158
  13. Vladimirova TYu, Kolsanov AV, Kurenkov AV, et al. Program for evaluating speech, spatial and qualitative characteristics of hearing using virtual reality. Patent RF, №2019619948, 2019. (In Russ.). [Владимирова Т.Ю., Колсанов А.В., Куренков А.В. и др. Программа для оценки речевых, пространственных и качественных характеристик слуха с применением виртуальной реальности. Патент России №2019619948, 2019].
  14. Gamito P, Oliveira J, Morais D, et al. Training presence: the importance of virtual reality experience on the "sense of being there". Annu Rev Cyberther Telemed. 2010:128–133. PMID: 20543284
  15. Kothgassner OD, Goreis A, Kafka JX, et al. Agency and Gender Influence Older Adults' Presence-Related Experiences in an Interactive. Cyberpsychology, Behavior, and Social Networking. Vol. 21, No. 5. doi: 10.1089/cyber.2017.0691
  16. Biocca F, Harms C, Burgoon JK. Toward a more robust theory and measure of social presence: review and suggested criteria. Presence Teleoper. Virtual Environ. 2003. doi: 12 456–480. 10.1162/105474603322761270
  17. Campbell J, Sharma A. Compensatory changes in cortical resource allocation in adults with hearing loss. Front Syst Neurosci. 2013;7:71. doi: 10.3389/fnsys.2013.00071 PMID: 24478637
  18. Virtual reality technology in medicine. The popular science portal "Eternal Youth". (In Russ.). [Технологии виртуальной реальности в медицине. Научно-популярный портал «Вечная молодость»]. Available at: http://www.vechnayamolodost.ru/articles/drugie-nauki-o-zhizni/tekhnologii-virtualnoy-realnosti-v-meditsine/

Statistics

Views

Abstract: 256

PDF (Russian): 80

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2019 Vladimirova T.Y., Aizenshtadt L.V., Kurenkov A.V., Martynova A.B.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies