Kognitiv-baserede proteser for at forbedre greb og rækkevidde efter SCI
Kognitiv-baseret rehabiliteringsplatform for håndgreb efter rygmarvsskade ved brug af Virtual Reality og instrumenterede wearables
Rehabilitering af funktionelle bevægelser efter rygmarvsskade (SCI) kræver engagement og engagement i fysioterapiens processer. Resultaterne kan forbedres med teknikker, der styrker kognitive forbindelser mellem brugere og fysioterapiøvelser.
Efterforskerne vil undersøge kombinationer af virtual reality og innovativ bærbar teknologi for at fremskynde genoptræning af håndgreb og rækkevidde. Disse enheder bruger multisensorisk feedback til at forbedre følelsen af handlefrihed eller følelse af kontrol og bedre træne bevægelser under fysiske rehabiliteringsøvelser. Efterforskerne vil måle effekten af disse enheder på at forbedre hastigheden, effektiviteten og nøjagtigheden af udførte bevægelser hos veteraner med SCI.
Studieoversigt
Status
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljeret beskrivelse
Rygmarvsskade (SCI) på livmoderhalsniveau svækker håndfunktionen i alvorlig grad kompromitterer udførelsen af daglige aktiviteter. Den fysiske rehabiliteringsproces kræver engagement fra deltagerens side for at opnå meningsfulde gevinster i funktion. Rehabiliteringstilgange, der er kognitivt engagerende, kan facilitere større engagement i praksis og forbedret bevægelseslæring.
Efterforskerne foreslår at udvikle innovative platforme, der bruger virtual reality (VR) og instrumenterede wearables, der forbedrer kognitive faktorer under motorisk indlæring af håndgreb og rækkevidde efter SCI. Disse faktorer omfatter større følelse af handlefrihed eller opfattelse af kontrol og multi-sensorisk feedback. Sense of agency er impliceret med større bevægelseskontrol, og forskellige sensoriske feedback-modaliteter (visuel, audio og haptisk) er bevist effektive i bevægelsestræning. Disse faktorer er dog ikke velovervejede i traditionelle fysioterapitilgange.
Efterforskerne har udviklet to nye kognitivt-baserede platforme til rehabilitering af greb og rækkevidde og foreslår at teste hver platform i veteraner med kronisk SCI på livmoderhalsniveau.
Mål 1 vil undersøge, hvordan "kognitionshandsken" kan forbedre funktionelt greb. Denne handske inkluderer kraft- og flexsensorer, der giver input til en maskinlæringsalgoritme, der er trænet til at forudsige, hvornår sikkert greb er opnået. Handsken advarer brugeren om sikkert greb gennem indbyggede sensoriske moduler, der giver visuel (LED), lyd (bipper) og taktil (vibrator) feedback. Under træningen gives feedback med gradvist kortere tidsintervaller for gradvist at fremkalde handlefrihed baseret på det neurovidenskabelige princip om 'forsætlig binding'. Dette princip antyder, at man med større handlefrihed opfatter deres handling (dvs. sikker greb) er mere koblet i tid til en sensorisk konsekvens (dvs. handskefeedback). Handsken er brugerklar og har nu kompatibilitet med tilpassede VR-applikationer for at give forbedret sensorisk feedback gennem engagerende og tilpassede visuelle og lydadvarsler. Efterforskerne antager, at forbedret feedback i VR vil give endnu større forbedringer i grebsydelsen end feedback ombord alene.
Mål 2 vil undersøge, hvordan veteraner med SCI kan lære større armmuskelkontrol under virtuel rækkevidde, mens de bruger en "sensorisk" bøjle, der giver isometrisk modstand til den ene arm for at fremkalde elektromyografi (EMG) mønstre, der kan drive en virtuel arm. Personen modtager visuel feedback fra VR og muskelsenens haptisk feedback fra bøjlen under træning. Senestimulation kan fremkalde bevægelsesfornemmelser, der modulerer muskelaktiveringsmønstre. VR-feedbacken vil give bevidste bevægelsestræningssignaler, mens vibrationsfeedback ubevidst vil fremkalde mere distinkte EMG-mønstre baseret på klyngeanalyse. Efterforskerne antager, at fremme af distinkte EMG-mønstre, opnået ved at maksimere afstande mellem grupperne, vil forbedre udførelsen af en rækkevidde-til-berøringsopgave.
Det er vigtigt, at konceptet med at styrke kognitiv handlekraft og læring af bevægelse ved hjælp af bærbar teknologi, multisensorisk feedback og virtuel virkelighed under fysisk træning vil være anvendeligt på alle former for neuromuskulær svækkelse, inklusive slagtilfælde og traumatisk hjerneskade ud over SCI.
Undersøgelsestype
Tilmelding (Faktiske)
Fase
- Ikke anvendelig
Kontakter og lokationer
Studiesteder
-
-
New York
-
Bronx, New York, Forenede Stater, 10468-3904
- James J. Peters VA Medical Center, Bronx, NY
-
-
Deltagelseskriterier
Berettigelseskriterier
Aldre berettiget til at studere
Tager imod sunde frivillige
Beskrivelse
Inklusionskriterier:
- SCI opstod for mere end 12 måneder siden
- SCI forekom mellem niveauerne C1-T1
- Håndsvaghed: score på 2, 3 eller 4 ud af 5 ved manuel muskeltestning af fingerekstension, fingerfleksion eller fingerabduktion i begge hænder
Ekskluderingskriterier:
- Anamnese med andre alvorlige hjerne- eller rygmarvsskader
- Historie om anfald
- Ventilator afhængighed; åben trakeostomi
- Brug af medicin, der væsentligt sænker krampetærsklen
- Historie med betydelige kognitive underskud
- Åbne hudlæsioner over ansigt, nakke, skuldre, arme eller hænder
- Graviditet
Studieplan
Hvordan er undersøgelsen tilrettelagt?
Design detaljer
- Primært formål: Enhedens gennemførlighed
- Tildeling: Ikke-randomiseret
- Interventionel model: Crossover opgave
- Maskning: Enkelt
Våben og indgreb
Deltagergruppe / Arm |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Aktiv komparator: Ingen kognitiv feedback
Udfør opgave uden kognitiv feedback.
|
Efterforskerne har udviklet og testet en funktionel prototype af en instrumenteret handske for at advare brugeren om sikker greb om genstande.
Indbyggede kraft- og flexsensorer giver input til en maskinlæringsalgoritme (kunstigt neuralt netværk, ANN) for at estimere sikker greb baseret på tidligere indsamlede træningsdata.
Handsken øger handlefriheden ved at advare brugeren om at sikre greb gennem sensoriske feedback-moduler (visuelt - LED, lyd - bipper, taktil - vibrator).
En armbøjle, der kan justeres i størrelse og position, med vægtstøtteevne og hus til vibrationsmotorer og EMG-sensorer. Positionsjustering giver fysioterapeuter mulighed for at finde og anbefale armstillinger, der er klinisk relevante for hver person. Deltageren kan derefter isometrisk skubbe/modstå mod bøjlen for at styrke målmusklerne, mens han udfører VR rækkevidde-til-berøring. Personen vil modtage visuel feedback fra det virtuelle miljø for at træne bevægelsespræstation og vibrotaktil feedback ved sener for ubevidst at justere deres muskelaktiveringsmønstre |
|
Aktiv komparator: Mellem feedback.
Udfør opgave med mellemliggende feedback.
|
Efterforskerne har udviklet og testet en funktionel prototype af en instrumenteret handske for at advare brugeren om sikker greb om genstande.
Indbyggede kraft- og flexsensorer giver input til en maskinlæringsalgoritme (kunstigt neuralt netværk, ANN) for at estimere sikker greb baseret på tidligere indsamlede træningsdata.
Handsken øger handlefriheden ved at advare brugeren om at sikre greb gennem sensoriske feedback-moduler (visuelt - LED, lyd - bipper, taktil - vibrator).
En armbøjle, der kan justeres i størrelse og position, med vægtstøtteevne og hus til vibrationsmotorer og EMG-sensorer. Positionsjustering giver fysioterapeuter mulighed for at finde og anbefale armstillinger, der er klinisk relevante for hver person. Deltageren kan derefter isometrisk skubbe/modstå mod bøjlen for at styrke målmusklerne, mens han udfører VR rækkevidde-til-berøring. Personen vil modtage visuel feedback fra det virtuelle miljø for at træne bevægelsespræstation og vibrotaktil feedback ved sener for ubevidst at justere deres muskelaktiveringsmønstre |
|
Eksperimentel: Forbedret feedback
Udfør opgave med virtual reality og/eller haptisk feedback.
|
Efterforskerne har udviklet og testet en funktionel prototype af en instrumenteret handske for at advare brugeren om sikker greb om genstande.
Indbyggede kraft- og flexsensorer giver input til en maskinlæringsalgoritme (kunstigt neuralt netværk, ANN) for at estimere sikker greb baseret på tidligere indsamlede træningsdata.
Handsken øger handlefriheden ved at advare brugeren om at sikre greb gennem sensoriske feedback-moduler (visuelt - LED, lyd - bipper, taktil - vibrator).
En armbøjle, der kan justeres i størrelse og position, med vægtstøtteevne og hus til vibrationsmotorer og EMG-sensorer. Positionsjustering giver fysioterapeuter mulighed for at finde og anbefale armstillinger, der er klinisk relevante for hver person. Deltageren kan derefter isometrisk skubbe/modstå mod bøjlen for at styrke målmusklerne, mens han udfører VR rækkevidde-til-berøring. Personen vil modtage visuel feedback fra det virtuelle miljø for at træne bevægelsespræstation og vibrotaktil feedback ved sener for ubevidst at justere deres muskelaktiveringsmønstre |
Hvad måler undersøgelsen?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Foranstaltningsbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Procentændring i tiden for at opnå sikker greb (kun kognitionshandske)
Tidsramme: Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Procentændring i tid (sekunder) for at opnå et sikkert greb.
Lavere tid er bedre.
|
Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
|
Procentændring i tiden for at afslutte afhentning og placering af objekt-kognitionshandske
Tidsramme: Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Procentændring i tid (sekunder) for at hente og genindføre objekt.
Lavere tid er bedre.
|
Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
|
Procentændring i tiden for at gennemføre prøvesensorisk stag
Tidsramme: Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Procentændring i tid (sekunder) for at gennemføre mål, der når forsøg i VR -miljøet.
Lavere tid er bedre.
|
Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Foranstaltningsbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Procentændring i bevægelse Pathlength i bevægelig genkendelse af objekt-kognition
Tidsramme: Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Procentændring i pathlength under at nå/gribe/bevæge sig.
Kortere er bedre.
|
Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
|
Procentændring i bevægelse Pathlength mod virtuelle målsensoriske stag
Tidsramme: Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Procentændring i pathlength under nåede virtuelle mål.
Kortere er bedre.
|
Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
|
Fejl ved placering af objekt på målet (kun kognitionshandske)
Tidsramme: Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Fejl ved at afslutte placering af objekt på målet.
|
Baseline og efter den 6 timers lab -session, vurderet under udførelsen af opgaven
|
Samarbejdspartnere og efterforskere
Samarbejdspartnere
Efterforskere
- Ledende efterforsker: Noam Y. Harel, MD PhD, James J. Peters Veterans Affairs Medical Center
Publikationer og nyttige links
Datoer for undersøgelser
Studer store datoer
Studiestart (Faktiske)
Primær færdiggørelse (Faktiske)
Studieafslutning (Faktiske)
Datoer for studieregistrering
Først indsendt
Først indsendt, der opfyldte QC-kriterier
Først opslået (Faktiske)
Opdateringer af undersøgelsesjournaler
Sidste opdatering sendt (Faktiske)
Sidste opdatering indsendt, der opfyldte kvalitetskontrolkriterier
Sidst verificeret
Mere information
Begreber relateret til denne undersøgelse
Yderligere relevante MeSH-vilkår
Andre undersøgelses-id-numre
- B3582-P
Plan for individuelle deltagerdata (IPD)
Planlægger du at dele individuelle deltagerdata (IPD)?
IPD-planbeskrivelse
Et begrænset datasæt (LDS) vil blive delt i elektronisk format i henhold til en VA-godkendt databrugsaftale.
Dette vil omfatte alle udfaldsdata og afidentificerede demografiske oplysninger.
Individuelt identificerbare data vil blive delt i henhold til gyldig HIPAA-autorisation, informeret samtykke og en passende skriftlig aftale, der begrænser brugen af dataene til betingelserne som beskrevet i tilladelsen og samtykket, og en skriftlig forsikring fra modtageren om, at oplysningerne vil blive vedligeholdt i i overensstemmelse med sikkerhedskravene i 38 CFR Part 1.466.
IPD-delingstidsramme
IPD-delingsadgangskriterier
IPD-deling Understøttende informationstype
- STUDY_PROTOCOL
Lægemiddel- og udstyrsoplysninger, undersøgelsesdokumenter
Studerer et amerikansk FDA-reguleret lægemiddelprodukt
Studerer et amerikansk FDA-reguleret enhedsprodukt
produkt fremstillet i og eksporteret fra U.S.A.
Disse oplysninger blev hentet direkte fra webstedet clinicaltrials.gov uden ændringer. Hvis du har nogen anmodninger om at ændre, fjerne eller opdatere dine undersøgelsesoplysninger, bedes du kontakte register@clinicaltrials.gov. Så snart en ændring er implementeret på clinicaltrials.gov, vil denne også blive opdateret automatisk på vores hjemmeside .