Neuromodulationstechniken nach SCI
Transspinale vs. epidurale Stimulation für exoskelettal unterstütztes Gehen nach Rückenmarksverletzung
Studienübersicht
Status
Status
Bedingungen
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Die Wiederherstellung der Fortbewegung nach einer Rückenmarksverletzung (SCI) stand im Mittelpunkt jahrelanger Forschung, die darauf abzielte, mehrere gesundheitsbezogene Komorbiditäten zu verbessern. Die Epiduralstimulation des Rückenmarks (SCES) zeigt das Rehabilitationspotenzial der Wiederherstellung der Fortbewegung bei Personen mit SCI, wenn sie mit einem intensiven Fortbewegungstraining kombiniert wird. Trotz dieses Potenzials sind solche Protokolle aufgrund der hohen finanziellen Kosten wahrscheinlich unpraktisch, wenn sie auf große klinische SCI-Populationen angewendet werden. Ähnlich wie bei SCES hat auch die transspinale Stimulation (TS) neuromodulatorische Vorteile gezeigt, indem sie den lumbro-sakralen neuralen Schaltkreis extern stimuliert, um stufenartige Aktivitäten bei Personen mit vollständiger SCI zu erzeugen; allerdings erfordern auch diese Techniken ein intensives Gangtraining. Kürzlich wurden Roboter-Exoskelette als vielversprechendes Werkzeug verwendet, um Einschränkungen im Zusammenhang mit arbeitsintensivem Bewegungstraining zu umgehen, und wurden sicher als effektiver Ansatz zur Verbesserung der körperlichen Aktivität bei Personen mit vollständiger Querschnittlähmung eingesetzt.
Jüngste Arbeiten haben die Vorteile der Kombination von EAW- und neuromodulatorischen Techniken gezeigt. Nach einem 12-wöchigen EAW+SCES-Training führten Verbesserungen der Fortbewegung dazu, dass die Forscher die Menge der EAW-Schwungunterstützung auf 35 % bei einer Person mit einem kompletten C7-SCI reduzierten. Dies wurde von 573 nicht unterstützten Schritten begleitet, was 50 % der Gesamtzahl der während dieser Sitzung unternommenen Schritte entspricht. Auch die elektromyographische (EMG) Aktivität nahm sowohl während der Stand- als auch der Schwungphase zu, was die Fähigkeit des Individuums widerspiegelt, gelähmte Muskeln während EAW+SCES rhythmisch abzufeuern. Darüber hinaus waren die kardiometabolischen Belastungen beim exoskelettalen Steppen in Kombination mit SCES im Vergleich zum Steppen ohne SCES erhöht. Der Teilnehmer zeigte auch eine leichte Abnahme seiner gesamten und regionalen absoluten Fettmasse. Diese vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Neuromodulation unter Verwendung von SCES mit Exoskelettbewegung einen praktikablen Rehabilitationsansatz für Personen mit QSL darstellen kann. Das Ziel der aktuellen Studie ist es, die Wirkungen von EAW in Kombination mit SCES oder TS bei Personen mit motorischer vollständiger Querschnittlähmung zu untersuchen und zu vergleichen. Die aus dieser Anwendung generierten Daten werden auch größere klinische Studien ermöglichen, um Wege zur Optimierung des exoskelettal unterstützten Gangtrainings durch den Einsatz verschiedener Neuromodulationsmodalitäten mit SCI zu erkunden.
Nach einem Messwiederholungsdesign werden 10 Teilnehmer mit chronischer, motorischer vollständiger (AIS A und B) SCI (Alter: 18-60 Jahre) nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um entweder an einem 6-monatigen EAW + SCES (n = 5) oder teilzunehmen EAW+TS (n=5) Ausbildung. Die gesamte Versuchsdauer beträgt für jeden Teilnehmer ca. 1 Jahr. Zunächst durchlaufen die Teilnehmer ein 3-monatiges EAW-Training (3 Sitzungen/Woche), gefolgt von einer Randomisierung entweder in eine EAW+SCES-Gruppe oder eine EAW+TS-Gruppe für weitere 6 Monate Training (beide Gruppen: 3 Sitzungen). /Woche) und eine 3-monatige Nachbeobachtungszeit für beide Gruppen. Die Messungen zu Studienbeginn (BL: vor EAW) und 4 Zeitpunkten nach der Intervention erfolgen alle 3 Monate (P1: nach 3 Monaten EAW; P2: nach 3 Monaten EAW+TS oder EAW+SCES; P3: danach Abschluss von 6 Monaten EAW+TS oder EAW+SCES; P4: 3 Monate nach Beendigung von EAW+TS oder EAW+SCES).
Diese Pilotarbeit hat 3 spezifische Ziele: Ziel 1. Die Ermittler werden die Verbesserungen der lokomotorischen Kontrolle nach 6 Monaten EAW+TS und EAW+SCES bestimmen und vergleichen, gemessen anhand der 10-Meter-Gehgeschwindigkeit, der Anzahl der nicht unterstützten EAW-Schritte und der EMG-Aktivität.
Ziel 2. Die Forscher werden Verbesserungen der kardiometabolischen Risikofaktoren nach 6 Monaten EAW+TS und EAW+SCES bestimmen und vergleichen, gemessen anhand der gesamten und regionalen Körperzusammensetzung, der Sauerstoffaufnahme und des Nüchtern-Lipidprofils.
Ziel 3. Die Untersucher bestimmen und vergleichen die Verbesserungen der Blasengesundheit nach 6 Monaten EAW+TS und EAW+SCES, gemessen anhand der Blasenfüllung und -entleerung
Studientyp
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Einschreibung
Phase
Phase
- Phase 2
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
Studienkontakt
- Name: Ashraf Gorgey, PhD PT
- Telefonnummer: 3386 (804) 675-5000
- E-Mail: ashraf.gorgey@va.gov
Studieren Sie die Kontaktsicherung
- Name: Robert Trainer, MD
- Telefonnummer: (804) 675-5110
- E-Mail: robert.trainer@va.gov
Studienorte
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Virginia
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Richmond, Virginia, Vereinigte Staaten, 23249-0001
- Hunter Holmes McGuire VA Medical Center, Richmond, VA
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Alle Teilnehmer sind zwischen 18 und 70 Jahre alt, männlich, mit traumatischer motorischer vollständiger Rückenmarksverletzung und einem Verletzungsgrad von T10 und höher, wie durch EMG-Tests und die Untersuchung der internationalen Standards für die neurologische Klassifikation von Rückenmarksverletzungen (ISNCSCI) bestimmt
- Alle Teilnehmer werden einer ISNCSCI-Untersuchung auf neurologisches Niveau und Funktion unterzogen, und nur diejenigen mit der American Spinal Injury Classification (AIS A und B; d. h. motorisches Defizit unterhalb des Verletzungsniveaus) werden aufgenommen
Ausschlusskriterien:
Teilnehmer mit einer der folgenden Vorerkrankungen werden von der aktuellen Studie ausgeschlossen:
- Diagnose einer anderen neurologischen Verletzung als SCI, einschließlich Verletzungen der Cauda equina oder des distalen Konus, die zu einer Areflexie der Gliedmaßen oder des Kreuzbeins führen
- Nicht verheilte Fraktur in den unteren oder oberen Extremitäten
- Schwere Skoliose, Hüft-Knie-Range-of-Motion (ROM) oder Flexionskniekontrakturen, die eine Positionierung in einem Exoskelett oder Plantarflexionskontraktur von mehr als 20 Grad verhindern
- Unbehandelte oder unkontrollierte Hypertonie, definiert als hoher Ruheblutdruck von mehr als 140/90 mmHg und schwere orthostatische Hypotonie (Abfall von mehr als 20 mmHg im Vergleich zum Ruheblutdruck in Rückenlage) oder Unfähigkeit, eine Sitz- oder EAW-Stehhaltung aufrechtzuerhalten
- Andere Erkrankungen, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, unkontrollierter Typ-II-DM, unkontrollierter Bluthochdruck und Insulinpatienten, Druckgeschwüre im Stadium 3 oder höher oder symptomatische Harnwegsinfektionen
- Das Gerät kann aus irgendeinem Grund nicht eingesetzt werden
- Einnahme von Antikoagulanzien oder Thrombozytenaggregationshemmern, einschließlich Aspirin, wenn dieses Medikament aus medizinischen Gründen nicht abgesetzt werden kann
- Implantierte Herzschrittmacher und/oder implantierte Defibrillatoren
- DXA T-Score kleiner als -2,5. Die durchgeführten Scans umfassen den gesamten Körper, beide Hüften und Knie. BMD-T-Scores der Hüfte insgesamt < -3,5 und BMD-Scores der Knie von weniger als 0,6 g/cm2
Funktionelle Bewegungsfreiheit der oberen und unteren Extremitäten, Kraft, Spastik und Hautintegrität werden ebenfalls vor der Anmeldung zum Programm bewertet.
Die modifizierte Ashworth-Skala wird verwendet, um die Sicherheit der Teilnehmer vor der Teilnahme am Rehabilitationsprogramm zu gewährleisten
- Teilnehmer mit schwerer Spastik oder eingeschränktem ROM werden von der Studie ausgeschlossen
- Dies basiert auf den Empfehlungen des Ekso-Herstellers
- Nicht behandelbare schwere Spastik, die vom Standortarzt als kontraindiziert eingestuft wurde
- Dekubitus des Rumpfes, des Beckenbereichs oder der unteren Extremitäten Grad 3 oder höher
- Psychopathologische Dokumentation in der Krankenakte oder Anamnese, die mit Studienzielen in Konflikt geraten kann
- Jede Bedingung, die nach Einschätzung des Hauptprüfarztes oder medizinischen Dienstleisters eine sichere Teilnahme an der Studie ausschließt und/oder das Infektionsrisiko erhöht
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Versorgungsforschung
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Anzahl der Arme
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / ArmTeilnehmergruppe / Arm |
Intervention / BehandlungIntervention / Behandlung |
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Experimental: EAW+SCES
Drei Monate Exoskelett-Training gefolgt von 6 Monaten epiduraler Stimulation.
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Drei Monate Exoskelett-Training gefolgt von 6 Monaten epiduraler Stimulation.
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Experimental: EAW+TS
Drei Monate Exoskelett-Training, gefolgt von 6 Monaten transspinaler Stimulation.
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Drei Monate Exoskelett-Training, gefolgt von 6 Monaten transspinaler Stimulation.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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10-Meter-Gehgeschwindigkeit (m/Sek)
Zeitfenster: Ausgangswert (BL), nach Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und nach Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)
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Nach Anlegen des robotischen Exoskeletts wird der Teilnehmer gebeten, eine Strecke von 10 Metern zu gehen, und die Zeit und Geschwindigkeit werden bestimmt.
Die Messungen wurden über einen Zeitraum von 9 Monaten durchgeführt. |
Ausgangswert (BL), nach Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und nach Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)
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Muskel-Elektromyographie (EMG)-Aktivität (Mikrovolt)
Zeitfenster: Baseline (BL), Post-Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Post-Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)
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Repräsentative EMG-Aktivitäten des rechten VL-Muskels während des gesamten Gangzyklus des 10-Meter-Gehtests zu Baseline (BL) und nach Intervention (PI) Messungen über den Verlauf von 9 Monaten. Bei der EAW+SCES-Teilnehmer hatten EMG-Messungen während des exoskelettalen 10-Meter-Gehtests zu Baseline (BL) und nach 6 Monaten (P3) nach Implantation der spinalen epiduralen Stimulation (SCES) stattgefunden. Die EMG-Tests wurden bei 100% exoskelettal unterstütztem Gehen (EAW) oder reduziertem EAW (RED-EAW) zu Baseline und P3 durchgeführt. Bei P3 wurden die EMG-Tests dreimal durchgeführt; eine bei 100%-EAW, RED-EAW ohne SCES und RED-EAW mit SCES. |
Baseline (BL), Post-Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Post-Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)
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Sekundäre Ergebnismessungen
Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Prozent Fettmasse
Zeitfenster: Ausgangsbasis (BL), nach erster Maßnahme (P1; 3 Monate nach BS) und nach dritter Maßnahme (P3; 6 Monate nach P1)
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Die Körperzusammensetzung wird durch Dualenergie-Röntgenabsorptiometrie (DXA) erfasst, um während des 9-monatigen Studienverlaufs alle 3 Monate die Fettmasse (FM; %) zu messen.
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Ausgangsbasis (BL), nach erster Maßnahme (P1; 3 Monate nach BS) und nach dritter Maßnahme (P3; 6 Monate nach P1)
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Sauerstoffaufnahme (L/Min)
Zeitfenster: [Zeitrahmen: Baseline (BL), nach Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und nach Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)]
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Die Sauerstoffaufnahme in Ruhe, beim Stehen und Gehen wird während des 6-Minuten-Gehtests alle 3 Monate im Verlauf der Studie gemessen.
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[Zeitrahmen: Baseline (BL), nach Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und nach Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)]
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Nüchtern-Lipidprofil (mg/dl)
Zeitfenster: [Zeitrahmen: Baseline (BL), Post-Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Post-Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)]
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Nach einem nächtlichen Fasten wird Ihnen Blut abgenommen, um Ihre zirkulierenden Triglyceride, Low- und High-Density-Lipoproteine sowie Cholesterin zu messen.
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[Zeitrahmen: Baseline (BL), Post-Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Post-Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)]
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Fettfreie Masse
Zeitfenster: Baseline (BL), Post-Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Post-Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)
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Die Körperzusammensetzung wird mittels Dualenergie-Röntgenabsorptiometrie (DXA) erfasst, um alle 3 Monate während der 9-monatigen Studie die Fettmasse (FFM; kg) zu messen.
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Baseline (BL), Post-Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Post-Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)
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Andere Ergebnismessungen
Andere Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Volume of Bladder Capacity During Filling and Voiding (ml)
Zeitfenster: [Zeitrahmen: Baseline (BL), Nach der Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Nach der Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)]
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Ein Mehrkanal-Urodynamik-System (Laborie) wird zur Durchführung von urodynamischen Untersuchungen verwendet.
Ein Harnröhrenkatheter wurde gelegt, und Kochsalzlösung wird in die Blase infundiert.
Ein Druckaufnehmer wurde ebenfalls in die Blase eingeführt und zeichnet den Druck während der Füllung auf.
Die Forscher maßen dann das Volumen der Blase während der Füllung und während der Entleerung.
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[Zeitrahmen: Baseline (BL), Nach der Intervention 1 (P1; 3 Monate nach BL) und Nach der Intervention 3 (P3; 6 Monate nach P1)]
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Sponsor
Mitarbeiter
Mitarbeiter
Ermittler
Ermittler
- Hauptermittler: Ashraf Gorgey, PhD PT, Hunter Holmes McGuire VA Medical Center, Richmond, VA
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Hachmann JT, Yousak A, Wallner JJ, Gad PN, Edgerton VR, Gorgey AS. Epidural spinal cord stimulation as an intervention for motor recovery after motor complete spinal cord injury. J Neurophysiol. 2021 Dec 1;126(6):1843-1859. doi: 10.1152/jn.00020.2021. Epub 2021 Oct 20.
- Gorgey AS, Trainer R, Sutor TW, Goldsmith JA, Alazzam A, Goetz LL, Lester D, Lavis TD. A case study of percutaneous epidural stimulation to enable motor control in two men after spinal cord injury. Nat Commun. 2023 Apr 12;14(1):2064. doi: 10.1038/s41467-023-37845-7.
- Alazzam AM, Ballance WB, Smith AC, Rejc E, Weber KA 2nd, Trainer R, Gorgey AS. Peak Slope Ratio of the Recruitment Curves Compared to Muscle Evoked Potentials to Optimize Standing Configurations with Percutaneous Epidural Stimulation after Spinal Cord Injury. J Clin Med. 2024 Feb 27;13(5):1344. doi: 10.3390/jcm13051344.
- Gorgey AS, Goldsmith J, Alazzam A, Trainer R. Effects of percutaneously-implanted epidural stimulation on cardiovascular autonomic function and spasticity after complete spinal cord injury: A case report. Front Neurosci. 2023 Feb 16;17:1112853. doi: 10.3389/fnins.2023.1112853. eCollection 2023.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Studienbeginn
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Primärer Abschluss
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Zuerst gepostet
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes Update gepostet
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
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Andere Studien-ID-Nummern
Andere Studien-ID-Nummern
- B3456-P
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird
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