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Ankle Robot to Reduce Foot Drop in Stroke

8. Mai 2020 aktualisiert von: VA Office of Research and Development

Adaptive Ankle Robot Control System to Reduce Foot-drop in Chronic Stroke

Deficits in ankle control after stroke can lead to foot drop, resulting in inefficient, aberrant gait and an elevated falls risk. Using a novel ankle robot and newly invented adaptive control system, this study tests whether robotic-assisted treadmill training will improve gait and balance functions in chronic stroke survivors with foot drop impairment. It is hypothesized that, compared to treadmill training alone, integrating adaptive ankle robotics with treadmill training will reduce drop foot during independent overground walking, resulting in greater mobility, improved postural control, and reduced fall risk.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

This proposal investigates a novel ankle robot (anklebot) adaptive control approach integrated with treadmill training to reduce foot drop and improve mobility function in chronic hemiparetic stroke survivors. Currently, stroke survivors with foot drop are trained to live with a cane or other assistive device, and often ankle foot orthotics (AFOs) for safety. Neither mediates task-practice or neuromotor recovery.

The investigators have developed an adaptive anklebot controller that detects gait cycle sub-events for precise timing of graded robotics assistance to enable deficit severity-adjusted ankle motor learning in the context of walking. The investigators' pilot findings show that 6 weeks treadmill training with anklebot (TMR) timed to assist swing phase dorsiflexion only is more effective than treadmill alone (TM) to improve free-walking swing dorsiflexion at foot strike, floor-walking speed, and the benefits are retained at 6 weeks post-training. Notably, swing-phase TMR training improved paretic leg push-off, and reduced center-of-pressure sway on standing balance, indicating potential benefits to other elements of gait and balance, beyond those robotically targeted toward foot drop.

This randomized study investigates the hypothesis that 6 weeks TMR is more effective to improve durably gait biomechanics, static, and dynamic balance, and mobility function in chronic stroke survivors with dorsiflexion deficits, compared to TM alone. Aims are to determine the compare effectiveness of 6 weeks TMR vs. TM alone on:

  1. Independent gait function indexed by gait velocity, swing-phase DF (dorsiflexion), terminal stance push-off.
  2. Balance function indexed by measures of postural sway (CoP), asymmetric loading in quiet standing, peak paretic A-P forces in non-paretic gait initiation, and standardized scales for balance and fall risk.
  3. Long-term mobility outcomes, assessed by repeated measures of all key gait and balance outcomes at 6 weeks and 3 months after formal training cessation.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

45

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

    • Maryland
      • Baltimore, Maryland, Vereinigte Staaten, 21201
        • Baltimore VA Medical Center VA Maryland Health Care System, Baltimore, MD

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

18 Jahre und älter (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

Inclusion Criteria:

  • Ischemic or hemorrhagic stroke > 2 months prior in men or women
  • Residual hemiparesis of the lower extremity that includes symptoms of foot drop
  • Capable of ambulating on a treadmill with handrail support
  • Already completed all conventional physical therapy
  • Adequate language and cognitive function to provide informed consent and participate in testing and training

Exclusion Criteria:

  • Cardiac history of:

    • Unstable angina
    • Recent (< 3 months) myocardial infarction
    • Congestive heart failure (NYHA category II or higher)
    • Hemodynamic valvular dysfunction
    • Hypertension that is a contraindication for a bout of treadmill training (>160/100 mmHg on two assessments)
  • Medical history of:

    • Recent hospitalization (< 3 months) for any serious condition leading to significant bed-rest or reduction in mobility function
    • Symptomatic peripheral arterial occlusive disease
    • Orthopedic or chronic pain conditions restricting exercise
    • Pulmonary failure requiring oxygen
    • Uncompensated renal failure
    • Active cancer
  • Neurological history and exam consistent with:

    • Dementia
    • Receptive or global aphasia that confounds testing and training, operationally defined as unable to follow 2-point commands
    • Non-stroke neurological disorder restricting exercise (e.g. Parkinson's Syndrome, myopathy)
    • Untreated major depression

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Behandlung
  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
  • Maskierung: Single

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: Treadmill+anklebot
This group will receive gait training on a treadmill while wearing the anklebot with the adaptive control system.
This intervention employs the use of the adaptive anklebot control system to complement treadmill exercise training over a 6-week intervention period.
Andere Namen:
  • Tmr
Aktiver Komparator: Treadmill only
This group will receive gait training on a treadmill, without use of the anklebot.
This intervention employs the use of a treadmill for gait exercise training over a 6-week intervention period
Andere Namen:
  • TM

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Gait Velocity During Self-selected Overground Walking
Zeitfenster: Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months after completion
Gait velocity during self-selected overground walking measured in cm/sec
Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months after completion
Anterior-posterior Propulsion Forces of Paretic Side During Gait
Zeitfenster: Change from baseline to: Post 6-weeks training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
Newtons: anterior-posterior force generated during push-off phase of the gait cycle
Change from baseline to: Post 6-weeks training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
Peak Dorsiflexion Angle During Swing Phase of Gait
Zeitfenster: Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months after completion
Degrees; extent of ankle dorsiflexion to enable foot clearance
Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months after completion
Postural Sway Areas During Quiet Standing
Zeitfenster: Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
cm^2; extent of postural deviations to assess static postural control
Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
Ratio of Asymmetric Loading in Quiet Standing
Zeitfenster: Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
Ratio of Newtons of force per each leg (paretic/nonparetic) while standing quietly
Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
Peak Paretic Push Off Forces During Gait Initiation
Zeitfenster: Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months
Newtons; magnitude of forward ground reaction forces
Change from baseline to: Post 6-week training, 6 weeks after completion, and 3 (or 6) months

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Ermittler

  • Hauptermittler: Steven J Kittner, Baltimore VA Medical Center VA Maryland Health Care System, Baltimore, MD

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

1. September 2015

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

1. April 2019

Studienabschluss (Tatsächlich)

30. Juni 2019

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

19. Juni 2015

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

24. Juni 2015

Zuerst gepostet (Schätzen)

29. Juni 2015

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

20. Mai 2020

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

8. Mai 2020

Zuletzt verifiziert

1. Mai 2020

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Andere Studien-ID-Nummern

  • N1699-R

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Ja

Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird

Nein

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