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BCI-Guided Tibialis Anterior FES for Gait Training in Spinal Cord Injury

12 de agosto de 2026 actualizado por: Caroline Cunha, Santos Dumont Institute

Use of Brain Interface-Guided Functional Electrical Stimulation - Gait Training Machine in Individuals With Spinal Cord Injury

This study aims to investigate the effectiveness of Brain-Computer Interface (BCI)-guided Functional Electrical Stimulation (FES) in improving muscle activation and gait kinematics in individuals with Spinal Cord Injury (SCI).

Descripción general del estudio

Estado

Estado

Indica el estado de contratación actual o el estado de acceso ampliado.
Activo, no reclutando

Condiciones

Condiciones

La enfermedad, trastorno, síndrome, dolencia o lesión que se está estudiando. En ClinicalTrials.gov, las condiciones también pueden incluir otros problemas relacionados con la salud, como la esperanza de vida, la calidad de vida y los riesgos para la salud.

Intervención / Tratamiento

Intervención / Tratamiento

Un proceso o acción que es el foco de un estudio clínico. Las intervenciones incluyen medicamentos, dispositivos médicos, procedimientos, vacunas y otros productos que están en fase de investigación o que ya están disponibles. Las intervenciones también pueden incluir enfoques no invasivos, como la educación o la modificación de la dieta y el ejercicio.

Descripción detallada

Introduction:

Spinal Cord Injury (SCI) causes serious motor and sensory deficits, affecting thousands of people globally. Brain-Computer Interface (BCI) combined with Functional Electrical Stimulation (FES) emerges as a promising strategy to rehabilitate individuals with SCI. This mechanism will simultaneously stimulate the affected regions of the lower limbs, causing the compromised muscles to contract, causing movement. The FES technique, with its proven effectiveness in improving muscle strength, stands out as a crucial resource in this process of improving approaches integrated with advanced technology and physiotherapeutic principles to offer a promising perspective in neuromuscular rehabilitation.

Objective:

This study aims to investigate the effectiveness of Brain-Computer Interface (BCI)-guided Functional Electrical Stimulation (FES) in improving muscle activation and gait kinematics in individuals with Spinal Cord Injury (SCI).

Methodology:

This is a quasi-experimental study that will be conducted with four (n=4) volunteers with Spinal Cord Injury (age range: 18-60 years), of both sexes. Data collection will take place at the Edmond and Lily Safra International Institute of Neurosciences (IIN-ELS), Macaíba/RN, Brazil. For the characterization and eligibility of volunteers, the following instruments will be used: Modified Ashworth Scale, Douleur Neuropathique 4 questionnaire (DN4), and the Visual-10, Kinesthetic and Visual Imagery Questionnaire-10 (KVIQ-10). For clinical outcomes, the American Spinal Injury Association (ASIA), Spinal Cord Independence Measure - version III (SCIM-III), and the World Health Organization Quality of Life (WHOQOL-BREF) will be used. At the end of the protocol, the following questionnaires will be administered: System Usability Scale (SUS), Intrinsic Motivation Inventory (IMI), and Task Load Index (NASA-TLX) to assess system usability, intrinsic motivation, and perceived workload. The intervention will consist of 24 sessions aiming to use a brain-computer interface based on kinesthetic motor imagery of dorsiflexion associated with neurofeedback (visual and tactile), focused on the functional outcomes of individuals with paraplegia. During the intervention, volunteers will be instructed to imagine performing the dorsiflexion movement. An electroencephalogram (EEG) will be used to monitor brain activity through sensorimotor rhythms. When activity reaches a minimum threshold, functional electrical stimulation (FES) will be triggered, causing contraction of the tibialis anterior muscle.

Expected Results:

It is expected that BCI-guided FES targeting tibialis anterior muscle activation in individuals with SCI will contribute to the rehabilitation process by promoting improvements in neurological function, functional independence, and cortical activity. Changes are expected in clinical outcomes assessed by the International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury (ISNCSCI/ASIA) and the Spinal Cord Independence Measure III (SCIM III), as well as in EEG patterns associated with sensorimotor cortical activation. Furthermore, this innovative approach will not only provide improvements in the physical performance of individuals with SCI, but will also contribute to the continuous evolution of rehabilitation strategies, highlighting the fundamental role of technological advances in promoting the quality of life and autonomy of these individuals.

Tipo de estudio

Tipo de estudio

Describe la naturaleza de un estudio clínico. Los tipos de estudio incluyen estudios de intervención (también llamados ensayos clínicos), estudios observacionales (incluidos registros de pacientes) y acceso ampliado.
Intervencionista

Inscripción (Estimado)

Inscripción

El número de participantes en un estudio clínico. La inscripción "anticipada" es el número objetivo de participantes que los investigadores necesitan para el estudio.
10

Fase

Fase

La etapa de un ensayo clínico que estudia un fármaco o producto biológico, según las definiciones desarrolladas por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA). La fase se basa en el objetivo del estudio, el número de participantes y otras características. Hay cinco fases: Fase 1 temprana (anteriormente enumerada como Fase 0), Fase 1, Fase 2, Fase 3 y Fase 4. No aplicable se usa para describir ensayos sin fases definidas por la FDA, incluidos ensayos de dispositivos o intervenciones conductuales.
  • No aplica

Contactos y Ubicaciones

Esta sección proporciona los datos de contacto de quienes realizan el estudio e información sobre dónde se lleva a cabo este estudio.

Ubicaciones de estudio

  • Brasil
    • Rio Grande do Norte
      • Macaíba, Rio Grande do Norte, Brasil, 59288-999
        • Santos Dumont Institute

Criterios de participación

Los investigadores buscan personas que se ajusten a una determinada descripción, denominada criterio de elegibilidad. Algunos ejemplos de estos criterios son el estado de salud general de una persona o tratamientos previos.

Criterio de elegibilidad

Criterio de elegibilidad

Los principales requisitos que deben cumplir las personas que quieran participar en un estudio clínico o las características que deben tener. Los criterios de elegibilidad consisten en criterios de inclusión (que se requieren para que una persona participe en el estudio) y criterios de exclusión (que impiden que una persona participe). Los tipos de criterios de elegibilidad incluyen si un estudio acepta voluntarios sanos, tiene requisitos de edad o grupo de edad, o está limitado por sexo.

Edades elegibles para estudiar

  • Adulto

Acepta Voluntarios Saludables

No

Descripción

Inclusion Criteria:

  • Clinical diagnosis of traumatic spinal cord injury (SCI), classified as AIS grades A to D
  • Male or female participants
  • Age between 18 and 60 years

Exclusion Criteria:

  • Skin lesions that preclude the use of functional electrical stimulation (FES)
  • Lower-limb contractures that preclude the use of FES
  • Lower-limb spasticity that precludes the use of FES
  • Osteoporosis
  • Recent surgical procedure

Plan de estudios

Esta sección proporciona detalles del plan de estudio, incluido cómo está diseñado el estudio y qué mide el estudio.

¿Cómo está diseñado el estudio?

Detalles de diseño

  • Propósito principal: Tratamiento
  • Asignación: N / A
  • Modelo Intervencionista: Asignación de un solo grupo
  • Enmascaramiento: Ninguno (etiqueta abierta)

Armas e Intervenciones

Grupo de participantes/brazo

Grupo de participantes/brazo

Un grupo o subgrupo de participantes en un ensayo clínico que recibe una intervención/tratamiento específico, o ninguna intervención, según el protocolo del ensayo.
Intervención / Tratamiento

Intervención / Tratamiento

Un proceso o acción que es el foco de un estudio clínico. Las intervenciones incluyen medicamentos, dispositivos médicos, procedimientos, vacunas y otros productos que están en fase de investigación o que ya están disponibles. Las intervenciones también pueden incluir enfoques no invasivos, como la educación o la modificación de la dieta y el ejercicio.
Experimental: Spinal Cord Injury
Otro: Ankle Dorsiflexion Rehabilitation

The intervention protocol will last 26 min. The first 2 min are used to collect EEG data under baseline conditions, during which the participant does not perform mental tasks or receive electrical stimulation. Then there is 6 min of motor training with Neurofeedback (NFB). During this time, two 10s periods: one in which the FES devices are activated without motor imagery (MI), and another in which the FES is activated by the MI to induce movements in the feet. This includes six separate attempts for the right foot, left foot, and both feet, for a total of 18 attempts. After completing the NFB phase, the participant rests for 6 min to avoid mental and muscular fatigue.

Subsequently, the user performs 12 min of training with BCI. This involves 20s intervals of MI to trigger the FES devices to dorsiflex the feet, followed by 20s rest periods. This cycle is repeated for a total of 18 exercises, six for each movement (right foot, left foot and both feet).

Otros nombres:
  • Neurorretroalimentación
  • Imágenes motoras
  • Brain - Computer Interface
  • Functional electrical stimulation

¿Qué mide el estudio?

Medidas de resultado primarias

Medidas de resultado primarias

En el protocolo de un estudio clínico, la medida de resultado planificada que es la más importante para evaluar el efecto de una intervención/tratamiento. La mayoría de los estudios clínicos tienen una medida de resultado primaria, pero algunos tienen más de una.
Medida de resultado
Medida Descripción
Periodo de tiempo
International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline
The International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury/ASIA will be used to assess the neurological level and severity of spinal cord injury, including motor and sensory function. The sensory score ranges from 0 (absent) to 2 (normal). The ASIA sensory scores for light touch and pinprick are calculated by summing the scores across 28 dermatomes, with a total score ranging from 0 to 112 for each modality. Higher scores indicate better sensory function. Motor function will be assessed bilaterally using the 10 key muscles corresponding to the C5-T1 and L2-S1 myotomes. Muscle strength is graded from 0 (total paralysis) to 5 (normal movement against maximum resistance). The ASIA Lower Extremity Motor Score (LEMS; range 0-50) will be used to assess lower-extremity motor function, with higher scores indicating better motor function.
Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline
Spinal Cord Independence Measure III
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline
To assess functional independence in individuals with spinal cord injury. The instrument evaluates self-care, respiration and sphincter management, and mobility. The total Spinal Cord Independence Measure III score ranges from 0 to 100, with higher scores indicating greater levels of independence.
Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline

Medidas de resultado secundarias

Medidas de resultado secundarias

En el protocolo de un estudio clínico, una medida de resultado planificada que no es tan importante como la medida de resultado primaria para evaluar el efecto de una intervención pero que sigue siendo de interés. La mayoría de los estudios clínicos tienen más de una medida de resultado secundaria.
Medida de resultado
Medida Descripción
Periodo de tiempo
Electroencephalography Analysis
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention); At 24 week after baseline.
Verify the clinical effects and cortical activity of mu and beta rhythms through electroencephalography analysis. Power Spectral Density (PSD) will be estimated using Welch's periodogram. Mean power will be calculated across trials for the mu (8-12 Hz) and beta (18-24 Hz) frequency bands. Power values will then be normalized to the mean power across the 8-30 Hz passband. The percentage change in power during kinesthetic motor imagery relative to the resting condition will then be calculated.
Baseline (before start of the intervention); At 24 week after baseline.
System Usability Scale
Periodo de tiempo: At 24 week after baseline.
To evaluate participants' perception and satisfaction in relation to the intervention protocol, using the System Usability Scale questionnaire, with the aim of identifying the most relevant and impactful aspects of the intervention for volunteers with SCI. The final score ranges from 0 to 100, with scores above 68 indicating good system usability.
At 24 week after baseline.
World Health Organization Quality of Life
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention); At 12 week after baseline; At 24 week after baseline
The World Health Organization Quality of Life-BREF will be used to assess participants' perceived quality of life. The questionnaire evaluates four domains: physical health, psychological health, social relationships, and environment. The raw domain score will be converted into a standardized score, ranging from 0 to 100, with a higher score indicating a better perceived quality of life.
Baseline (before start of the intervention); At 12 week after baseline; At 24 week after baseline
Task Load Index
Periodo de tiempo: At 24 week after baseline
The Task Load Index will be used to assess participants' perceived workload during the intervention. The questionnaire evaluates six dimensions: mental demand, physical demand, temporal demand, performance, effort, and frustration. The sum of the weighted mean scores across these dimensions results in a total perceived workload score ranging from 0 to 100, classified as very low (0-20), low (21-40), moderate (41-60), high (61-80), and very high (81-100). Higher scores indicate greater perceived workload.
At 24 week after baseline
Intrinsic Motivation Inventory
Periodo de tiempo: At 24 week after baseline.
It consists of 10 items rated on a 7-point Likert scale, ranging from 1 to 7, with higher scores indicating greater motivation and reflecting the level of agreement or satisfaction regarding different aspects of the motivational experience. The domains assessed include interest/enjoyment, effort/importance, and value/usefulness.
At 24 week after baseline.

Otras medidas de resultado

Otras medidas de resultado

Para ensayos clínicos, una medida planificada descrita en el protocolo que se utiliza para determinar el efecto de una intervención/tratamiento en los participantes. Para estudios de observación, una medida u observación que se utiliza para describir patrones de enfermedades o rasgos, o asociaciones con exposiciones, factores de riesgo o tratamiento. Los tipos de medidas de resultado incluyen la medida de resultado primaria y la medida de resultado secundaria.
Medida de resultado
Medida Descripción
Periodo de tiempo
Douleur Neuropathique 4 questionnaire
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention).
To identify the presence of neuropathic pain. The score ranges from 0 to 10, with scores ≥4 indicating the presence of neuropathic pain. For the eligibility criteria.
Baseline (before start of the intervention).
Kinesthetic and Visual Imagery Questionnaire-10
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention).
To assess the volunteer's ability to generate and manipulate mental images. The questionnaire score ranges from 0 to 25, with higher scores indicating greater motor imagery ability.. For the eligibility criteria.
Baseline (before start of the intervention).
Modified Ashworth Scale (MAS)
Periodo de tiempo: Baseline (before start of the intervention).
To assess muscle spasticity, with scores ranging from 0 to 4, where 0 indicates no increase in muscle tone and 4 indicates severe spasticity, for eligibility assessment.
Baseline (before start of the intervention).

Colaboradores e Investigadores

Aquí es donde encontrará personas y organizaciones involucradas en este estudio.

Patrocinador

Patrocinador

La organización o persona que inicia el estudio y que tiene autoridad y control sobre el estudio.
Santos Dumont Institute

Colaboradores

Colaboradores

Una organización distinta del patrocinador que proporciona apoyo para un estudio clínico. Este apoyo puede incluir actividades relacionadas con la financiación, el diseño, la implementación, el análisis de datos o la elaboración de informes.
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel

Fechas de registro del estudio

Estas fechas rastrean el progreso del registro del estudio y los envíos de resultados resumidos a ClinicalTrials.gov. Los registros del estudio y los resultados informados son revisados ​​por la Biblioteca Nacional de Medicina (NLM) para asegurarse de que cumplan con los estándares de control de calidad específicos antes de publicarlos en el sitio web público.

Fechas importantes del estudio

Inicio del estudio (Actual)

Inicio del estudio

La fecha real en la que el primer participante se inscribió en un estudio clínico. La fecha de inicio "anticipada" del estudio es la fecha que los investigadores creen que será la fecha de inicio del estudio.
1 de noviembre de 2024

Finalización primaria (Actual)

Finalización primaria

La fecha en la que el último participante en un estudio clínico fue examinado o recibió una intervención para recopilar datos finales para la medida de resultado primaria. Si el estudio clínico terminó de acuerdo con el protocolo o se terminó, no afecta esta fecha. Para estudios clínicos con más de una medida de resultado primaria con diferentes fechas de finalización, este término se refiere a la fecha en que se completa la recopilación de datos para todas las medidas de resultado primarias. La fecha de finalización principal "anticipada" es la fecha que los investigadores creen que será la fecha de finalización principal del estudio.
30 de noviembre de 2025

Finalización del estudio (Estimado)

Finalización del estudio

La fecha en la que el último participante en un estudio clínico fue examinado o recibió una intervención/tratamiento para recopilar los datos finales de las medidas de resultado primarias, las medidas de resultado secundarias y los eventos adversos (es decir, la última visita del último participante). La fecha de finalización "anticipada" del estudio es la fecha que los investigadores creen que será la fecha de finalización del estudio.
6 de diciembre de 2026

Fechas de registro del estudio

Enviado por primera vez

Enviado por primera vez

La fecha en la que el patrocinador o investigador del estudio envió por primera vez un registro del estudio a ClinicalTrials.gov. Por lo general, hay un retraso de unos días entre la primera fecha de envío y la disponibilidad del registro en ClinicalTrials.gov (la primera fecha publicada).
6 de agosto de 2026

Primero enviado que cumplió con los criterios de control de calidad

Primero enviado que cumplió con los criterios de control de calidad

La fecha en la que el patrocinador del estudio o el investigador envía por primera vez un registro del estudio que es consistente con los criterios de revisión de control de calidad (QC) de la Biblioteca Nacional de Medicina (NLM). Es posible que el patrocinador o el investigador deba revisar y enviar un registro de estudio una o más veces antes de que se cumplan los criterios de revisión de control de calidad de la NLM. Es responsabilidad del patrocinador o investigador asegurarse de que el registro del estudio sea coherente con los criterios de revisión de control de calidad de la NLM.
12 de agosto de 2026

Publicado por primera vez (Actual)

Publicado por primera vez

La fecha en la que el registro del estudio estuvo disponible por primera vez en ClinicalTrials.gov después de que concluyó la revisión de control de calidad (QC) de la Biblioteca Nacional de Medicina (NLM). Por lo general, hay una demora de unos días entre la fecha en que el patrocinador del estudio o el investigador envió el registro del estudio y la primera fecha publicada.
17 de agosto de 2026

Actualizaciones de registros de estudio

Última actualización publicada (Actual)

Última actualización publicada

La fecha más reciente en la que se pusieron a disposición los cambios en un registro del estudio en ClinicalTrials.gov. Puede haber una demora entre el momento en que el patrocinador o el investigador del estudio envió los cambios a ClinicalTrials.gov (la fecha de envío de la última actualización) y la fecha de publicación de la última actualización.
17 de agosto de 2026

Última actualización enviada que cumplió con los criterios de control de calidad

Última actualización enviada que cumplió con los criterios de control de calidad

La fecha más reciente en la que el patrocinador del estudio o el investigador presentó cambios en un registro del estudio que son consistentes con los criterios de revisión de control de calidad (QC) de la Biblioteca Nacional de Medicina (NLM). Es responsabilidad del patrocinador o investigador asegurarse de que el registro del estudio sea coherente con los criterios de revisión de control de calidad de la NLM.
12 de agosto de 2026

Última verificación

Última verificación

La fecha más reciente en la que el patrocinador o investigador del estudio confirmó que la información sobre un estudio clínico en ClinicalTrials.gov es precisa y actual. Si un estudio con un estado de reclutamiento de reclutamiento; aún no está reclutando; o activo, no se ha confirmado el reclutamiento en los últimos 2 años, el estado de reclutamiento del estudio se muestra como desconocido.
1 de agosto de 2026

Más información

Términos relacionados con este estudio

Palabras clave

Términos MeSH relevantes adicionales

Otros números de identificación del estudio

Otros números de identificación del estudio

Identificadores o números de identificación distintos del número NCT que el patrocinador del estudio, los financiadores u otros asignan a un estudio clínico. Estos números pueden incluir identificadores únicos de otros registros de ensayos y números de subvención de los Institutos Nacionales de Salud.
  • 79344824.8.0000.0129

Plan de datos de participantes individuales (IPD)

¿Planea compartir datos de participantes individuales (IPD)?

NO

Información sobre medicamentos y dispositivos, documentos del estudio

Estudia un producto farmacéutico regulado por la FDA de EE. UU.

No

Estudia un producto de dispositivo regulado por la FDA de EE. UU.

No

Esta información se obtuvo directamente del sitio web clinicaltrials.gov sin cambios. Si tiene alguna solicitud para cambiar, eliminar o actualizar los detalles de su estudio, comuníquese con register@clinicaltrials.gov. Tan pronto como se implemente un cambio en clinicaltrials.gov, también se actualizará automáticamente en nuestro sitio web. .

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