- ICH GCP
- US-Register für klinische Studien
- Klinische Studie NCT07531264
EMG-gesteuerte Neuro-muskuläre Koordinationsverbesserung (NICE) Rehabilitation durch Mensch-Maschine-Interaktion (NICE)
Neuro-Interneuronale Koordinationsverbesserung (NICE) Rehabilitation
Studienübersicht
Status
Detaillierte Beschreibung
Schlaganfall ist die häufigste Ursache für schwerwiegende langfristige Behinderungen und betrifft 9,4 Millionen Amerikaner. Jährlich erleiden etwa 800.000 Menschen einen Schlaganfall, selbst in den USA. Chronische motorische Beeinträchtigungen der oberen Extremität sind ein wesentlicher Faktor für Behinderungen; die funktionelle Nutzung der betroffenen oberen Extremität im Alltag ist ein Schlüsselfaktor für mehr Unabhängigkeit, die Rückkehr zur Arbeit und die allgemeine Lebensqualität. Daher sind wirksame und innovative Behandlungen zur Bewältigung langfristiger Behinderungen sowohl ein bedeutendes öffentliches Gesundheitsbedürfnis als auch eine wirtschaftliche Notwendigkeit.
Die Studie wird eine innovative Mensch-Maschine-Interaktionsplattform entwickeln, um die interartikuläre Koordination und Motorfunktion durch die Verbesserung der muskulären Koordination in der oberen Extremität zu zielen und zu verbessern. An dieser Studie werden insgesamt 38 chronische Schlaganfallüberlebende nach dem Zufallsprinzip in zwei Rehabilitationsstrategien eingeteilt: entweder neuromuskulär-koordinationsgesteuerte Übungen (NICE; Therapiegruppe) oder kraftgesteuerte Übungen (Kontrollgruppe). Die Einschlusskriterien bestehen hauptsächlich aus: (1) einem ischämischen oder hämorrhagischen Schlaganfall, der mindestens 6 Monate zuvor erlitten wurde (chronischer Schlaganfall); (2) einem Alter zwischen 21 und 80 Jahren; (3) keiner Botulinumtoxin-Behandlung im betroffenen Arm innerhalb der letzten 3 Monate; und (4) keinen kognitiven Beeinträchtigungen, die das Aufgabeverständnis oder die Fähigkeit zur Erteilung einer informierten Einwilligung beeinträchtigen würden.
Diese Studie wird die Auswirkungen beider Rehabilitationsübungen auf die Muskelkoordination, standardisierte klinische Scores, Kinetik und Elektroenzephalogramm bewerten.
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Phase
- Frühphase 1
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
- Name: Jinsook Roh, PhD
- Telefonnummer: 7137432578
- E-Mail: jroh@Central.UH.EDU
Studienorte
-
-
Texas
-
Houston, Texas, Vereinigte Staaten, 77045
- Rekrutierung
- University of Houston
-
Kontakt:
- JIN-SOOK ROH, PhD
- Telefonnummer: 6173680050
- E-Mail: jsroh@central.uh.edu
-
Hauptermittler:
- Jinsook Roh, PhD
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Ischämischer oder hämorrhagischer Schlaganfall
- Alter zwischen 21 und 80 Jahren
- Keine Botulinumtoxin-Behandlung am betroffenen Arm innerhalb der letzten 3 Monate
- MAS ≤ 3 um Ellbogen und Schulter
Ausschlusskriterien:
- Vorliegen einer orthopädischen Erkrankung der oberen Gliedmaßen;
- Kognitive Beeinträchtigung, die ausreicht, um die informierte Einwilligung oder den erfolgreichen Abschluss des Protokolls zu beeinträchtigen (Montreal Cognitive Assessment (MoCA)-Wert ≤ 26);
- Vorgeschichte einer anderen neurologischen Erkrankung;
- Anästhesie des Gelenkstellungssinns in den oberen Gliedmaßen;
- Schwangerschaft oder Möglichkeit einer Schwangerschaft (selbstberichtet);
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Behandlung
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Verdreifachen
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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Experimental: Neuromuskuläre koordinationsgesteuertes Rehabilitationstraining
Teilnehmer nach einem Schlaganfall führen eine Center-Out-Aufgabe durch, indem sie isometrische Kontraktionen mehrerer Muskeln erzeugen, um den Cursor auf einem Bildschirm zu bewegen, während elektromyographische (EMG) Reaktionen aufgezeichnet werden.
Die Aktivierung jedes Muskels (oder jeder Muskelgruppe) wird einer von vier Richtungen innerhalb des mehrdimensionalen Cursorraums zugeordnet.
Wir werden die Cursorposition in Echtzeit mithilfe von EMGs ableiten, die von mehreren Armmuskeln aufgezeichnet wurden.
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Während der Trainingsübung werden Teilnehmer nach einem Schlaganfall gebeten, die Ziele auf dem Bildschirm abzugleichen.
Die Versuchsgruppe wird sie durch die Aktivierung eines bestimmten Muskelsatzes anpassen.
Während der Beurteilungsversuche bewertet ein Physiotherapeut oder Ergotherapeut das Funktionsniveau der Armbeeinträchtigung mithilfe von FMA und ARAT.
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Aktiver Komparator: Kraftstärkungsgeführtes Rehabilitationstraining
Teilnehmer nach dem Schlaganfall führen eine Center-Out-Aufgabe durch, indem sie eine isometrische Kraft erzeugen, um den Cursor auf einem Bildschirm zu bewegen.
Die Teilnehmer erzeugen eine isometrische Kraft, die ihren Cursor auf dem Monitor bewegt.
Sie werden darauf trainiert, eines der vier ausgestellten Kraftziele zu erreichen.
Wir werden die Cursorposition in Echtzeit mithilfe von drei Kräften (Fx, Fy und Fz) ableiten, die an der Wägezelle gemessen werden.
|
Während der Trainingsübung werden Teilnehmer nach einem Schlaganfall gebeten, die Ziele auf dem Bildschirm abzugleichen.
Die aktive Komparatorgruppe gleicht sie an, indem sie eine isometrische Kraft in einer gewünschten Zielrichtung erzeugt.
Während der Beurteilungsversuche bewertet ein Physiotherapeut oder Ergotherapeut das Funktionsniveau der Armbeeinträchtigung mithilfe von FMA und ARAT.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Änderung des Fugl-Meyer-Assessment (FMA)-Scores
Zeitfenster: Vor dem Training (Baseline), nach dem Training (6-wöchige Nachbeobachtung), 10-wöchige und 18-wöchige Nachbeobachtungen
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Um den Schweregrad der motorischen Beeinträchtigung nach einem Schlaganfall zu messen, wird der FMA im menschlichen oberen Extremitätenbereich durchgeführt.
Der FMA wird häufig verwendet, um den Schweregrad der motorischen Beeinträchtigung und die motorische Erholung zu bewerten.
Die maximale FMA-Motorpunktzahl für die oberen Extremitäten beträgt 66 (d.h., 0: vollständige motorische Beeinträchtigung; 66: normale motorische Leistung).
Jedes Item wird auf einer 3-Punkte-Skala bewertet (0 = kann nicht ausführen, 1 = führt teilweise aus, 2 = führt vollständig aus).
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Vor dem Training (Baseline), nach dem Training (6-wöchige Nachbeobachtung), 10-wöchige und 18-wöchige Nachbeobachtungen
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Veränderung des Ähnlichkeitswerts von intermuskulären Koordinationsmustern
Zeitfenster: Vor der Schulung (Ausgangswert), nach der Schulung (Nachbeobachtung nach 6 Wochen), Nachbeobachtung nach 10 Wochen und 18 Wochen
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EMGs werden von 8 Muskeln aufgezeichnet.
Um zu beurteilen, ob muskel-synergiegesteuerte und/oder kraftgesteuerte Übungen Veränderungen in der Zusammensetzung intermuskulärer Koordinationsmuster (ICoPs) bewirken, wird eine nicht-negative Matrixfaktorisierung auf die EMGs angewendet, um ICoPs zu identifizieren und zu vergleichen.
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Vor der Schulung (Ausgangswert), nach der Schulung (Nachbeobachtung nach 6 Wochen), Nachbeobachtung nach 10 Wochen und 18 Wochen
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Änderung der kinematischen Synergie
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachbeobachtung)
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Kinematische Synergien sind eine Darstellung der Mehrgelenk-Koordination.
Sie werden mithilfe von NNMF identifiziert, das auf die Gelenkkinematik-Daten angewandt wird, die aus 3D-dynamischen Punkt-zu-Punkt-Greif- und Trinkaufgaben gewonnen wurden.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachbeobachtung)
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Veränderung der paarweisen Gelenkwinkel-zu-Gelenkwinkel-Korrelation
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachuntersuchung)
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Die paarweise Korrelation von Gelenkwinkeln zu Gelenkwinkeln ist eine Methode, um die Gelenkkopplung mithilfe kinematischer Daten zu analysieren.
Sie wird mit dem Pearson-Korrelationskoeffizienten zwischen den Gelenkwinkeln während der Punkt-zu-Punkt-Zielbewegungsaufgabe berechnet.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachuntersuchung)
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Veränderung des Ähnlichkeitswerts der intermuskulären Koordinationsmuster bei dynamischen Aufgaben
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (Nachbeobachtung nach 6 Wochen)
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Oberflächen-EMGs werden von 8 Schlüsselarmmuskeln während einer 3D-dynamischen Aufgabe und einer Trinkaufgabe aufgezeichnet.
Nicht-negative Matrixfaktorisierung wird auf die EMGs angewendet, um intermuskuläre Koordinationsmuster zu identifizieren und zu vergleichen.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (Nachbeobachtung nach 6 Wochen)
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Veränderung des aktiven Bewegungsumfangs
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachuntersuchung)
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Der aktive Bewegungsumfang wird aus vollständigen aktiven Bewegungsaufgaben für Schulterflexion/-extension, Innen-/Außenrotation, Abduktion/Adduktion, Ellenbogenflexion/-extension und Handgelenkpronation/-supination berechnet.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachuntersuchung)
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|
Veränderungen in den aus dem EEG abgeleiteten spektralen Leistungen
Zeitfenster: Vor dem Training (Baseline), nach dem Training (6-wöchige Nachuntersuchung)
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EEG-abgeleitete spektrale Leistungen werden sowohl in Ruhe- als auch in Aufgabenbedingungen über verschiedene Frequenzbänder und verschiedene ereignisbezogene spektrale Potentiale in vier verschiedenen Zielübereinstimmungsrichtungen berechnet.
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Vor dem Training (Baseline), nach dem Training (6-wöchige Nachuntersuchung)
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Veränderung des revidierten Hirnsymmetrieindex
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachbeobachtung)
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Der revidierte Hirnsymmetrieindex mit EEG-Signalen wird im Ruhezustand während der Bedingungen mit offenen und geschlossenen Augen berechnet.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachbeobachtung)
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Veränderung der kortiko-muskulären Konnektivität
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachuntersuchung)
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Die funktionelle Konnektivität unter Verwendung einer gerichteten Transferfunktion wird berechnet, um den Informationsfluss und die Kohärenz zwischen EEG- und EMG-Signalen in der gewünschten Gehirnregion und der mit der gerichteten (SE, SF, EE, EF) Kraftgenerierung verbundenen Muskelaktivierung zu identifizieren.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-Wochen-Nachuntersuchung)
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Veränderung der kortiko-kortikalen Konnektivität
Zeitfenster: Pre-Training (Baseline), Post-Training (6-wöchige Nachuntersuchung)
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Die funktionelle Konnektivität unter Verwendung einer gerichteten Transferfunktion wird berechnet, um den Informationsfluss und die Kohärenz zwischen EEG-Signalen aus verschiedenen Regionen von Interesse (Quellen, z. B. ipsi- und kontraläsionale frontoparietale Regionen, primärer motorischer Kortex und somatosensorische Kortizes) zu identifizieren.
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Pre-Training (Baseline), Post-Training (6-wöchige Nachuntersuchung)
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Andere Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Veränderung des Action Research Arm Test (ARAT)-Scores
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (Nachuntersuchung nach 6 Wochen)
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Zur Messung der motorischen Funktion nach einem Schlaganfall wird der ARAT-Test an der oberen Extremität des Menschen durchgeführt.
Die 19 Items, die den ARAT umfassen, sind in vier Subskalen (Greifen, Griff, Pinzettengriff und grobmotorische Bewegung) kategorisiert und in absteigender Schwierigkeitsordnung angeordnet, wobei zuerst die schwierigste Aufgabe untersucht wird, gefolgt von der am wenigsten schwierigen Aufgabe.
Die Aufgabenleistung wird auf einer 4-Punkte-Skala bewertet, die von 0 (keine Bewegung) bis 3 (normal ausgeführte Bewegung) reicht.
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Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (Nachuntersuchung nach 6 Wochen)
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Änderung der modifizierten Ashworth-Skala (MAS)
Zeitfenster: Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-wöchige Nachuntersuchung)
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Die Zunahme des Muskeltonus wird mithilfe der MAS um den Ellbogen und die Schulter bewertet.
Der MAS-Score reicht von 0 bis 5. |
Vor dem Training (Ausgangswert), nach dem Training (6-wöchige Nachuntersuchung)
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Ermittler
- Hauptermittler: Jinsook Roh, PhD, University of Houston
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Seo G,Kishta A,Mugler E,Slutzky MW,Roh J
- Li S
- Roh J, Cheung VC, Bizzi E. Modules in the brain stem and spinal cord underlying motor behaviors. J Neurophysiol. 2011 Sep;106(3):1363-78. doi: 10.1152/jn.00842.2010. Epub 2011 Jun 8.
- Dewald JP, Sheshadri V, Dawson ML, Beer RF. Upper-limb discoordination in hemiparetic stroke: implications for neurorehabilitation. Top Stroke Rehabil. 2001 Spring;8(1):1-12. doi: 10.1310/WA7K-NGDF-NHKK-JAGD.
- Nordin AD, Hairston WD, Ferris DP. Faster Gait Speeds Reduce Alpha and Beta EEG Spectral Power From Human Sensorimotor Cortex. IEEE Trans Biomed Eng. 2020 Mar;67(3):842-853. doi: 10.1109/TBME.2019.2921766. Epub 2019 Jun 13.
- Roh J, Beer RF, Lai A, Rho M, Karvelas KR, Nader AM, Kendall MC, Rymer WZ. The Effects of Selective Muscle Weakness on Muscle Coordination in the Human Arm. Appl Bionics Biomech. 2018 Sep 19;2018:5637568. doi: 10.1155/2018/5637568. eCollection 2018.
- Park JH, Lee H, Kwon HJ, Shin JH, Roh J, Park HS. Feasibility of Isokinetic Training to Modify Coupling of Upper Limb Muscle Synergy Activation in Stroke-affected Upper Limb. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2023 Jul;2023:1-4. doi: 10.1109/EMBC40787.2023.10339985.
- Portilla-Jimenez M, Seo G, Houston M, Hong YNG, Li S, Park HS, Zhang Y, Roh J. Improving impaired intermuscular coordination after stroke through synergy-guided human-machine interaction: a pilot study. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2024 Jul;2024:1-4. doi: 10.1109/EMBC53108.2024.10782001.
- Seo G, Park JH, Park HS, Roh J. Developing new intermuscular coordination patterns through an electromyographic signal-guided training in the upper extremity. J Neuroeng Rehabil. 2023 Sep 1;20(1):112. doi: 10.1186/s12984-023-01236-2.
Nützliche Links
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
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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Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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