- ICH GCP
- US-Register für klinische Studien
- Klinische Studie NCT04818424
Robotic Exosuit Augmented Locomotion (ECHT) (REAL)
Robotic Exosuit Augmented Locomotion (REAL) in der Klinik und in der Gemeinschaft
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Eine Schwäche der Knöchel-Plantarflexoren nach einem Schlaganfall führt zu einer beeinträchtigten Vorwärtsbewegung beim Gehen, was sich folglich auf die Geheffizienz und -geschwindigkeit auswirkt – Parameter, die für die Beteiligung der Gemeinschaft notwendig sind. Weiche, tragbare Roboter der nächsten Generation, sogenannte Soft-Roboter-Exosuits, wurden entwickelt, um die Dorsalflexion des paretischen Sprunggelenks während der Schwungphase und die Plantarflexion des paretischen Sprunggelenks während des Abstoßens zu unterstützen. Frühere Beobachtungsstudien zur Exosuit-Technologie haben zu starken Beweisen für eine unmittelbare gangwiederherstellende Wirkung bei Patienten nach einem Schlaganfall geführt, und zwar durch verbesserte Vorwärtsbewegung und schnelleres und längeres Gehen. Die Forscher gehen davon aus, dass Gangtraining mit Exoanzügen diese unmittelbaren gangwiederherstellenden Effekte nutzen wird, um Gangtraining bei höheren Intensitäten zu erleichtern, ohne die Gangqualität zu beeinträchtigen. Diese Art des Trainings ermöglicht dauerhafte Rehabilitationseffekte, die über die Verwendung des Exosuits hinaus anhalten. Diese klinische Validierung nutzte einen systematischen Ansatz bei der Durchführung von Pilotstudien für größere klinische Studien und wurde mit einem Studiendesign mit nur einem Probanden gefolgt von einer Fallserie eingeleitet, die beide frühe Beweise für das Potenzial des Gangtrainings mit Exoanzügen zur Wiederherstellung des Vortriebs lieferten Geschwindigkeit. Als nächsten Schritt wollen die Forscher die Wirksamkeit dieser Interventionen unter strengeren Bedingungen untersuchen, indem sie eine randomisierte klinische Studie (RCT) durchführen.
Das Hauptziel der aktuellen Studie besteht darin, die rehabilitativen Auswirkungen eines REAL-Gangtrainingsprogramms (Robotic Exosuit Augmented Locomotion) im Vergleich zu einem angepassten Gangtraining ohne Exosuits (Kontrolle) auf das Gehen und die Antriebsfunktion nach einem Schlaganfall zu verstehen. Es wird angenommen, dass ECHTES Training zu klinisch bedeutsamen Verbesserungen der Gehgeschwindigkeit führt, die größer sind als die Geschwindigkeitszuwächse nach Kontrolltraining. Darüber hinaus soll in dieser Studie untersucht werden, ob trainingsbedingte Veränderungen der Antriebsfunktion nach beiden Interventionen (REAL, Control) die trainingsbedingten Auswirkungen auf die Gehfunktion beeinflussen. Die Forscher gehen davon aus, dass ECHTES Training zu erheblichen Zuwächsen bei der Gehfunktion führen wird, die durch eine verbesserte Antriebsfunktion erreicht werden, während das Kontrolltraining zu bescheidenen Zuwächsen bei der Gehfunktion führen wird, die nicht mit Änderungen im Vortrieb zusammenhängen.
Ein sekundäres Ziel dieser Studie ist die Bewertung eintägiger Veränderungen der neuromuskulären Kontrolle nach beiden Interventionen (REAL, Kontrolle), gemessen anhand von Muskelsynergien und dem Index der dynamischen motorischen Kontrolle. Die Forscher gehen davon aus, dass sich die neuromuskuläre Kontrolle bei der motorischen Nutzung eines Soft-Roboter-Exo-Anzugs sofort verbessert (d. h. sofort) und dass durch den Exo-Anzug induzierte Verbesserungen der neuromuskulären Kontrolle eine kontinuierliche Verbesserung über eine einzelne Sitzung des ECHTEN Gangtrainings (d. h. Anpassung) zeigen werden anhaltende Verbesserung des selbstständigen Gehens nach einer einzigen Sitzung ECHTEN Gangtrainings (d. h. Beibehaltung). Im Gegensatz dazu zeigt das Kontrolltraining keine Veränderungen in der neuromuskulären Kontrolle. Ein weiteres sekundäres Ziel besteht darin, neuromuskuläre Prädiktoren für trainingsbedingte Verbesserungen der Geh- und Antriebsfunktion zu identifizieren. Es wird angenommen, dass nach 12 Gangtrainingssitzungen positive Zusammenhänge zwischen eintägigen Veränderungen der neuromuskulären Kontrolle und trainingsbedingten Verbesserungen der Geh- und Antriebsfunktion beobachtet werden. Darüber hinaus gehen die Forscher davon aus, dass Personen mit einer höheren neuromuskulären Grundkontrolle unabhängig von der Ausgangsgeschwindigkeit nach 12 Gangtrainingssitzungen die größten durch das Training verursachten Verbesserungen in der Antriebs- und Gehfunktion aufweisen werden.
Für dieses Protokoll werden Exosuits verwendet, die in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner (ReWalk™ Robotics) entwickelt wurden. Um die Auswirkungen des ECHTEN Gangtrainings zu untersuchen, werden die Forscher klinische Messungen der Motor- und Gangfunktion, der Bewegungsmechanik und physiologischer Maßnahmen verwenden, die auf das motorische Lernen schließen können. Das Spektrum der gesammelten Verhaltens- und physiologischen Daten wird ein umfassenderes Verständnis der gangwiederherstellenden Wirkung von REAL ermöglichen.
Diese Studie wird durch die Durchführung der folgenden Studienbesuche umgesetzt: (1) Primärer Screening per Telefon, (2) Klinischer Screening und Passform, (3) Exposition, (4) Bewertungen vor dem Training, (5) Training (12 Sitzungen). )(6) Bewertung nach dem Training und (7) Bewertung der Bindung. Die Randomisierung zu REAL oder Control erfolgt nach der Auswertung vor dem Training. Der Retentionsbewertung geht eine Auswaschphase von bis zu 4 Wochen voraus.
Studientyp
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
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Massachusetts
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Boston, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 02215
- Boston University
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Boston, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 02134
- Harvard University
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Charlestown, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 02129
- Spaulding Rehabilitation Hospital
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Alter 18 - 80 Jahre
- Das Schlaganfallereignis liegt mindestens 6 Monate zurück
- Beobachtbare Gangdefizite
- Ganggeschwindigkeit kleiner oder gleich 1 m/s
- Kann mindestens 6 Minuten lang ohne die Unterstützung einer anderen Person gehen (kann bei Bedarf ein Hilfsmittel verwenden, jedoch ohne Verwendung einer Knöchel-Fuß-Orthese oder -Orthese)
- Passive Dorsalflexion des Knöchels bis zur Neutralstellung bei gestrecktem Knie (d. h. es kann ein Winkel von 90 Grad zwischen Unterschenkel und Fuß erreicht werden)
- Ruheherzfrequenz zwischen 40 und 100 Schlägen pro Minute (einschließlich).
- Ruheblutdruck zwischen 90/60 und 170/90 mmHg, einschließlich
Ausschlusskriterien:
- Punktzahl von >1 bei Frage 1b und >0 bei Frage 1c auf der NIH-Schlaganfallskala
- Unfähigkeit, mit Ermittlern zu kommunizieren
- Vernachlässigung oder Hemianopsie
- Aktive Physiotherapie zum Gehen
- Geschichte von Kleinhirnschlaganfällen
- Bekannte wiederkehrende oder sich wiederholende Schlaganfälle
- Unerklärlicher Schwindel in den letzten 6 Monaten
- Druckgeschwüre oder Hautwunden an Schnittstellen zwischen Mensch und Gerät
- Andere medizinische, orthopädische und neurologische Erkrankungen, die eine vollständige Teilnahme an der Forschung verhindern
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Behandlung
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Single
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Experimental: ECHTES Training
Robotic Exosuit Augmented Locomotion (REAL) bezieht sich auf Gangtraining mit weichen Roboter-Exosuits, das nach einem geschwindigkeitsbasierten Ansatz durchgeführt wird, bei dem die Teilnehmer gebeten werden, auf Laufbändern und in oberirdischen Umgebungen schneller zu gehen.
Hinweise und zusammenfassendes Feedback mit Schwerpunkt auf Gehgeschwindigkeit und Vorwärtsbewegung werden vom Physiotherapeuten bereitgestellt, um eine zielgerichtete Gehpraxis zu erleichtern.
Die Ausbildung wird aufgrund der Komplexität der Umgebung und der Variabilität der Praxis immer anspruchsvoller.
REAL umfasst 12 Trainingseinheiten, die 2-3x pro Woche durchgeführt werden.
Jede Sitzung umfasst 30 Minuten Gesamtgehzeit.
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Ein Soft-Exosuit ist ein textiler tragbarer Roboter, der am paretischen Knöchel getragen wird.
Weiche Exoanzüge bieten unterstützende Drehmomente durch das Zurückziehen von Bowdenzügen, die distal mit Ankerpunkten an der Vorder- und Rückseite des Knöchels verbunden sind, und unterstützen die Dorsalflexion beim Schwung, um den Fuß freizugeben, bzw. die Plantarflexion beim späten Stand, um den Vortrieb zu unterstützen.
Die Exosuit-Unterstützung erfolgt synchron basierend auf dem Gang des Trägers, der von integrierten Trägheitsmesseinheiten erfasst wird.
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Aktiver Komparator: Kontrolltraining
Beim Kontrolltraining handelt es sich um ein ähnlich strukturiertes Gangtraining wie bei REAL, mit der einzigen Ausnahme, dass weiche Roboter-Exoanzüge verwendet werden.
Das Kontrolltraining wird im Rahmen eines geschwindigkeitsbasierten Ansatzes durchgeführt, bei dem die Teilnehmer gebeten werden, auf Laufbändern und oberirdischen Umgebungen schneller zu gehen.
Hinweise und zusammenfassendes Feedback mit Schwerpunkt auf Gehgeschwindigkeit und Vorwärtsbewegung werden vom Physiotherapeuten bereitgestellt, um eine zielgerichtete Gehpraxis zu erleichtern.
Die Ausbildung wird aufgrund der Komplexität der Umgebung und der Variabilität der Praxis immer anspruchsvoller.
Das Kontrolltraining umfasst 12 Trainingseinheiten, die 2-3x pro Woche durchgeführt werden.
Jede Sitzung umfasst 30 Minuten Gesamtgehzeit.
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Durch den Kontrolleingriff wird ein Gangtraining ohne Exoanzüge durchgeführt.
Andere Interventionselemente sind ähnlich strukturiert wie bei REAL, mit der einzigen Ausnahme, dass Exoanzüge verwendet werden.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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6-Minuten-Gehtest (6MWT)
Zeitfenster: Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Dies ist ein Test der Langstrecken-Gehfunktion.
Der Teilnehmer wird gebeten, 6 Minuten lang „so viel Distanz zurückzulegen, wie er sicher kann“, und die Gesamtdistanz ist die Hauptmetrik dieses Tests.
Dies wird unabhängig vom Eingriff ohne Tragen des weichen Exosuits (No Suit) durchgeführt.
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Baseline (Bewertung vor dem Training)
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6-Minuten-Gehtest (6MWT)
Zeitfenster: Auswertung nach dem Training (bis zu 6 Wochen)
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Dies ist ein Test der Langstrecken-Gehfunktion.
Der Teilnehmer wird gebeten, 6 Minuten lang „so viel Distanz zurückzulegen, wie er sicher kann“, und die Gesamtdistanz ist die Hauptmetrik dieses Tests.
Dies wird unabhängig vom Eingriff ohne Tragen des weichen Exosuits (No Suit) durchgeführt.
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Auswertung nach dem Training (bis zu 6 Wochen)
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6-Minuten-Gehtest (6MWT)
Zeitfenster: Bewertung der Retention (bis zu 4 Wochen nach dem Auswaschen)
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Dies ist ein Test der Langstrecken-Gehfunktion.
Der Teilnehmer wird gebeten, 6 Minuten lang „so viel Distanz zurückzulegen, wie er sicher kann“, und die Gesamtdistanz ist die Hauptmetrik dieses Tests.
Dies wird unabhängig vom Eingriff ohne Tragen des weichen Exosuits (No Suit) durchgeführt.
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Bewertung der Retention (bis zu 4 Wochen nach dem Auswaschen)
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10-Meter-Gehtest (10 MWT)
Zeitfenster: Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Dies ist ein Test der Kurzstrecken-Gehfunktion.
Der Teilnehmer wird gebeten, auf einem zehn Meter langen geraden Gehweg mit komfortabler Gehgeschwindigkeit (CWS) und maximaler Gehgeschwindigkeit (MWS) zu gehen.
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Baseline (Bewertung vor dem Training)
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10-Meter-Gehtest (10 MWT)
Zeitfenster: Auswertung nach dem Training (bis zu 6 Wochen)
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Dies ist ein Test der Kurzstrecken-Gehfunktion.
Der Teilnehmer wird gebeten, auf einem zehn Meter langen geraden Gehweg mit komfortabler Gehgeschwindigkeit (CWS) und maximaler Gehgeschwindigkeit (MWS) zu gehen.
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Auswertung nach dem Training (bis zu 6 Wochen)
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10-Meter-Gehtest (10 MWT)
Zeitfenster: Bewertung der Retention (bis zu 4 Wochen nach dem Auswaschen)
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Dies ist ein Test der Kurzstrecken-Gehfunktion.
Der Teilnehmer wird gebeten, auf einem zehn Meter langen geraden Gehweg mit komfortabler Gehgeschwindigkeit (CWS) und maximaler Gehgeschwindigkeit (MWS) zu gehen.
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Bewertung der Retention (bis zu 4 Wochen nach dem Auswaschen)
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Vortrieb
Zeitfenster: Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Vorwärtsantrieb bezieht sich auf die vordere Komponente der Bodenreaktionskräfte, die der Abstoß-Teilaufgabe des Gangzyklus entsprechen.
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Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Vortrieb
Zeitfenster: Auswertung nach dem Training (bis zu 6 Wochen)
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Vorwärtsantrieb bezieht sich auf die vordere Komponente der Bodenreaktionskräfte, die der Abstoß-Teilaufgabe des Gangzyklus entsprechen.
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Auswertung nach dem Training (bis zu 6 Wochen)
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Vortrieb
Zeitfenster: Bewertung der Retention (bis zu 4 Wochen nach dem Auswaschen)
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Vorwärtsantrieb bezieht sich auf die vordere Komponente der Bodenreaktionskräfte, die der Abstoß-Teilaufgabe des Gangzyklus entsprechen.
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Bewertung der Retention (bis zu 4 Wochen nach dem Auswaschen)
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Muskelsynergien
Zeitfenster: Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Muskelsynergien beziehen sich auf die koordinierte Co-Aktivierung von Muskeln während des Gehens.
Während des Gehens auf dem Laufband mit und ohne Exosuit werden Elektromyographiedaten bilateral von bis zu 12 Muskeln der unteren Extremitäten gesammelt.
Die Anzahl, das Timing und die Zusammensetzung von Muskelsynergien werden unter Verwendung von standardmäßigen nicht-negativen Matrixfaktorisierungstechniken berechnet.
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Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Dynamischer Motorsteuerungsindex
Zeitfenster: Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Der dynamische Motorkontrollindex ist eine kontinuierliche zusammenfassende Metrik der Muskelkoaktivierungen während des Gehens.
Während des Gehens auf dem Laufband mit und ohne Exosuit werden Elektromyographiedaten bilateral von bis zu 12 Muskeln der unteren Extremitäten gesammelt.
Unter Verwendung einer nicht-negativen Matrixfaktorisierung wird die Variabilität, die durch die Ein-Muskel-Synergielösung erklärt wird, in einen um 100 zentrierten Z-Score umgewandelt.
Ein Wert von 100 weist auf eine neuromuskuläre Kontrolle ähnlich wie bei neurotypischen Erwachsenen hin, und jede 10-Punkte-Abweichung repräsentiert einen Unterschied von einer Standardabweichung von neurotypischen Erwachsenen.
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Baseline (Bewertung vor dem Training)
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Ermittler
- Hauptermittler: Lou Awad, PT, DPT, PhD, Boston University Charles River Campus
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Bowden MG, Balasubramanian CK, Neptune RR, Kautz SA. Anterior-posterior ground reaction forces as a measure of paretic leg contribution in hemiparetic walking. Stroke. 2006 Mar;37(3):872-6. doi: 10.1161/01.STR.0000204063.75779.8d. Epub 2006 Feb 2.
- Holleran CL, Straube DD, Kinnaird CR, Leddy AL, Hornby TG. Feasibility and potential efficacy of high-intensity stepping training in variable contexts in subacute and chronic stroke. Neurorehabil Neural Repair. 2014 Sep;28(7):643-51. doi: 10.1177/1545968314521001. Epub 2014 Feb 10.
- Awad LN, Bae J, Kudzia P, Long A, Hendron K, Holt KG, O'Donnell K, Ellis TD, Walsh CJ. Reducing Circumduction and Hip Hiking During Hemiparetic Walking Through Targeted Assistance of the Paretic Limb Using a Soft Robotic Exosuit. Am J Phys Med Rehabil. 2017 Oct;96(10 Suppl 1):S157-S164. doi: 10.1097/PHM.0000000000000800.
- Awad LN, Bae J, O'Donnell K, De Rossi SMM, Hendron K, Sloot LH, Kudzia P, Allen S, Holt KG, Ellis TD, Walsh CJ. A soft robotic exosuit improves walking in patients after stroke. Sci Transl Med. 2017 Jul 26;9(400):eaai9084. doi: 10.1126/scitranslmed.aai9084.
- Awad LN, Kudzia P, Revi DA, Ellis TD, Walsh CJ. Walking faster and farther with a soft robotic exosuit: Implications for post-stroke gait assistance and rehabilitation. IEEE Open J Eng Med Biol. 2020;1:108-115. doi: 10.1109/ojemb.2020.2984429. Epub 2020 Apr 2.
- Bae J, Awad LN, Long A, O'Donnell K, Hendron K, Holt KG, Ellis TD, Walsh CJ. Biomechanical mechanisms underlying exosuit-induced improvements in walking economy after stroke. J Exp Biol. 2018 Mar 7;221(Pt 5):jeb168815. doi: 10.1242/jeb.168815.
- Ardestani MM, Kinnaird CR, Henderson CE, Hornby TG. Compensation or Recovery? Altered Kinetics and Neuromuscular Synergies Following High-Intensity Stepping Training Poststroke. Neurorehabil Neural Repair. 2019 Jan;33(1):47-58. doi: 10.1177/1545968318817825. Epub 2018 Dec 29.
- Hesse S, Bertelt C, Jahnke MT, Schaffrin A, Baake P, Malezic M, Mauritz KH. Treadmill training with partial body weight support compared with physiotherapy in nonambulatory hemiparetic patients. Stroke. 1995 Jun;26(6):976-81. doi: 10.1161/01.str.26.6.976.
- Paci M. Physiotherapy based on the Bobath concept for adults with post-stroke hemiplegia: a review of effectiveness studies. J Rehabil Med. 2003 Jan;35(1):2-7. doi: 10.1080/16501970306106.
- Ardestani MM, Henderson CE, Hornby TG. Improved walking function in laboratory does not guarantee increased community walking in stroke survivors: Potential role of gait biomechanics. J Biomech. 2019 Jun 25;91:151-159. doi: 10.1016/j.jbiomech.2019.05.011. Epub 2019 May 17.
- Roelker SA, Bowden MG, Kautz SA, Neptune RR. Paretic propulsion as a measure of walking performance and functional motor recovery post-stroke: A review. Gait Posture. 2019 Feb;68:6-14. doi: 10.1016/j.gaitpost.2018.10.027. Epub 2018 Oct 25.
- Bae J, Siviy C, Rouleau M, et al. A lightweight and efficient portable soft exosuit for paretic ankle assistance in walking after stroke. Proc - IEEE Int Conf Robot Autom. 2018:2820-2827. doi:10.1109/ICRA.2018.8461046
- Awad LN, Bae J, O'Donnell K, et al. Soft exosuits increase walking speed and distance after stroke. In: International Symposium on Wearable Robotics and Rehabilitation (WeRob). Houston, TX: IEEE; 2; 2017.
- Dobkin BH. Progressive Staging of Pilot Studies to Improve Phase III Trials for Motor Interventions. Neurorehabil Neural Repair. 2009 Mar-Apr;23(3):197-206. doi: 10.1177/1545968309331863.
- Porciuncula F, Baker TC, Arumukhom Revi D, et al. Soft robotic exosuits for targeted gait rehabilitation after stroke: A case study. Neurorehabil Neural Repair. 2019;33(12):1082-1083.
- Porciuncula F, Arumukhom Revi D, Baker TC, et al. Speed-Based Gait Training with Soft Robotic Exosuits Improves Walking after Stroke: A Crossover Pilot Study. In: American Physical Therapy Association Combined Sections Meeting. ; 2021.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Geschätzt)
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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