Exoesqueleto de cadera adaptativo para la mejora de la marcha por accidente cerebrovascular
5 de junio de 2026 actualizado por: Georgia Institute of Technology
Exoesqueleto de cadera motorizado para sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares con deterioro de la marcha
Este trabajo se centrará en nuevos algoritmos para exoesqueletos robóticos y en probarlos en pruebas con sujetos humanos.
Las personas que hayan tenido un derrame cerebral anteriormente caminarán mientras usan un exoesqueleto robótico en una cinta de correr especializada.
El estudio comparará el desempeño del algoritmo avanzado con no usar el dispositivo para determinar el beneficio clínico.
Descripción general del estudio
Estado
Terminado
Condiciones
Intervención / Tratamiento
Descripción detallada
El enfoque de este trabajo es un novedoso sistema de inteligencia artificial (IA) propuesto para autoadaptar la política de control en exoesqueletos motorizados para ayudar a los sistemas de implementación que se personalizan a la marcha del paciente individual.
Los investigadores plantean la hipótesis de que la velocidad al caminar mejorará con el uso del sistema de política de control autoadaptativo.
Las personas después de un accidente cerebrovascular tienen una amplia gama de desafíos de movilidad que incluyen marcha asimétrica, SSWS sustancialmente disminuido y estabilidad reducida y, por lo tanto, han afectado en gran medida la independencia de movilidad general en la comunidad.
Los investigadores esperan que el nuevo controlador propuesto, capaz de personalizarse para patrones de marcha tan variables y asimétricos, tenga beneficios significativos para aumentar la independencia de la comunidad y la movilidad de los pacientes después de un accidente cerebrovascular.
A 12 pacientes después de un accidente cerebrovascular se les colocará el exoesqueleto de la cadera y procederán a caminar a diferentes velocidades e inclinaciones en un sistema Motek CAREN mientras los investigadores miden la velocidad de caminata seleccionada por ellos mismos.
El sistema autoadaptativo se comparará directamente con una política de control mejor en promedio (no adaptativa), así como con una referencia de 'estándar de atención'.
Esta línea de base será caminar sin exoesqueleto más cualquier ortesis pasiva prescrita clínicamente.
Los investigadores esperan que el sistema autoadaptativo aprenda la política de control que mejor se adapte a los patrones de marcha del paciente, lo que generará ventajas en la velocidad de la marcha.
Tipo de estudio
Intervencionista
Inscripción (Actual)
12
Fase
- 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
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Georgia
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Atlanta, Georgia, Estados Unidos, 30332
- Exoskeleton and Prosthetic Intelligent Controls Lab
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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
Edades elegibles para estudiar
18 años a 85 años (Adulto, Adulto Mayor)
Acepta Voluntarios Saludables
No
Descripción
Criterios de inclusión:
- Historia previa de accidente cerebrovascular con la aprobación de un médico para realizar con seguridad las actividades experimentales.
- El accidente cerebrovascular debe haber ocurrido al menos 6 meses antes de la participación en el estudio.
- Edad entre 18-85 años de edad.
- Puntuación superior a 17 en el mini-examen del estado mental (MMSE).
- Capaz de sentarse sin apoyo durante un mínimo de 30 segundos.
- Capaz de seguir un comando de 3 pasos.
- Debe poder caminar sin apoyo (se permite un riel según sea necesario), con una velocidad de caminata de al menos 0,4 m/s (velocidad ambulatoria comunitaria limitada).
- Debe ser capaz de caminar durante al menos 6 minutos.
- Debe estar dispuesto y ser capaz de participar en un experimento de 1 a 4 horas, con descansos aplicados regularmente y según sea necesario.
- Debe poder transferirse (de sentarse a pararse y de pararse a sentarse) sin apoyo externo (se permite el apoyo de los reposabrazos).
- Debe poder deambular sobre pendientes pequeñas (3 grados) y algunos pasos (6 pasos).
Criterio de exclusión:
- Pérdida de sensibilidad en las piernas, lesión completa de la médula espinal, antecedentes de conmoción cerebral en los últimos 6 meses, antecedentes de afecciones cardiovasculares graves, artritis grave o problemas ortopédicos que limitarían la participación plena en el estudio.
- Diagnóstico de otros trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson, la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), la esclerosis múltiple (EM), la demencia, antecedentes de traumatismo craneoencefálico que no se resolvió por completo (según el informe del participante), amputación de las extremidades inferiores, úlceras que no cicatrizan de un extremidades inferiores, diálisis renal o enfermedad hepática terminal, ceguera legal o discapacidad visual grave.
- Uso de marcapasos o tener implantes metálicos en la región de la cabeza o medicamentos que reducen los umbrales de convulsiones.
- Por último, si usted está participando en otro estudio clínico y/o su condición física se limita a realizar diferentes tareas, en opinión del Investigador Principal (PI), probablemente afectaría el resultado del estudio o confundiría los resultados, será excluido de el estudio.
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: Ciencia básica
- Asignación: N / A
- Modelo Intervencionista: Asignación de un solo grupo
- Enmascaramiento: Ninguno (etiqueta abierta)
Armas e Intervenciones
Grupo de participantes/brazo |
Intervención / Tratamiento |
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Experimental: Hip Exoskeleton for Stroke Gait Assistance
This study will be conducted on a sample population of stroke subjects (single arm).
Subjects will be tested with the hip exoskeleton and baseline.
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The intervention is an experimental robotic hip exoskeleton in a powered state providing assistance to the user that has been previously developed by the team.
It is used to improve walking gait performance.
The intervention will serve as a baseline where participants will be asked to perform the tasks without wearing a hip exoskeleton.
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¿Qué mide el estudio?
Medidas de resultado primarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Temporal Convolutional Network (TCN) Model Performance (Joint Moment Accuracy)
Periodo de tiempo: 5 Days
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This outcome represents the error with which the deep learning model embedded into our hip exoskeleton's microprocessor predicts hip joint moments in stroke patients.
Specifically, the coefficient of determination (R²) is computed between the predicted hip joint moments and the ground truth measurements.
Ground truth measurements are obtained from a laboratory-grade force plate system and inverse dynamics calculations.
For these measures, higher R² values (closer to 1.0) indicate better correlation between predicted and actual hip joint moments.
This metric provides a comprehensive assessment of the exoskeleton's ability to accurately estimate hip joint moments in stroke patients during tasks, with improved outcomes representing better assistive capabilities for the user.
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5 Days
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Metabolic Cost for Level Ground Walking
Periodo de tiempo: 5 days
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Metabolic energy expenditure will be quantified using an indirect calorimetry system (Parvo Medics, UT) that measures oxygen consumption (VO₂) and carbon dioxide production (VCO₂) during experimental tasks.
Measurements will be collected from each participant during a 5-minute baseline standing period followed by level ground walking trials under three conditions: without the exoskeleton, with the exoskeleton in a powered state, and with the exoskeleton in an unpowered state.
Metabolic cost will be calculated from respiratory gas exchange data using standard equations for energy expenditure.
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5 days
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Biological Joint Work - Level Walking
Periodo de tiempo: 5 days
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Mechanical work performed by the lower limb joints during level walking will be quantified through biomechanical analysis of motion capture data.
Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively.
Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work.
Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during level walking.
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5 days
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Biological Joint Work - Incline Walking
Periodo de tiempo: 5 days
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Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during incline walking through biomechanical analysis of motion capture data.
Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively.
Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work.
Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the incline walking.
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5 days
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Biological Joint Work - Stair Ascent
Periodo de tiempo: 5 days
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Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during stair ascent through biomechanical analysis of motion capture data.
Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively.
Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work.
Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the stair ascent task.
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5 days
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Biological Joint Work - Sit to Stand
Periodo de tiempo: 5 days
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Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during sit to stand through biomechanical analysis of motion capture data.
Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively.
Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work.
Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the sit to stand task.
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5 days
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Biological Joint Work - go and Grab
Periodo de tiempo: 5 days
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Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during a go and grab task through biomechanical analysis of motion capture data.
In the go and grab task, participants take several steps, lean forward, and pick up a weighted object from a low surface just above ground level.
Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively.
Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work.
Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the go and grab task.
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5 days
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Medidas de resultado secundarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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10 Meter Walk Test (Self-selected)
Periodo de tiempo: 5 days
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This will be measured as the participant walks a distance of 10 meters across a gait mat at their self-selected (or comfortable) walking speed.
This measure will be recorded in seconds with lower values indicating faster speed and higher values indicating slower speeds.
Self-selected walking speed is highly correlated with functional ability and dependence.
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5 days
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The Timed up and go (TUG)
Periodo de tiempo: 5 days
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This will be measured as the time it takes a participant to rise from a chair, walk three meters at a self-selected pace, turn, walk back to the chair and sit down.
The total time taken will be measured in seconds with longer times indicating poorer physical performance.
This test assesses functional mobility and dynamic balance.
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5 days
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6 Minute Walk Test
Periodo de tiempo: 5 days
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This is a measurement of endurance and functional ability that assesses the participants ability to walk a distance over a time period of 6 minutes.
It is measured in distance with greater distances indicating improved levels of endurance and functional ability.
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5 days
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Modified Stroke Impact Scale
Periodo de tiempo: 5 days
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The Modified Stroke Impact Scale (SIS) is a self-report questionnaire that evaluates disability and health-related quality of life after stroke.
Each item is rated in a 5-point Likert scale in terms of the difficulty the patient has experienced in completing each item.
Scores are transformed to a 0-100 scale, with 0 indicating the poorest perceived health status and 100 indicating the best, across domains of disability and health-related quality of life.
Higher scores are indicative of improved quality of life.
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5 days
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Modified Activities-specific Balance Confidence
Periodo de tiempo: 5 days
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The modified activities specific balance confidence is a self-report measure of balance confidence in performing various activities without losing balance or experiencing a sense of unsteadiness.
Confidence is rated for various activities on a scale from 0% to 100% for each activity, with 0% indicative of no confidence and 100% indicative of complete confidence.
Scores reflect balance confidence with higher scores indicative of improved balance confidence.
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5 days
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Fast Self-selected Walking Speed
Periodo de tiempo: 5 days
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This will be measured as the participant walks on a treadmill at their fastest and safest walking speed.
This measure will be recorded in meters/seconds with higher values indicating faster speed and lower values indicating slower speeds.
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5 days
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Colaboradores e Investigadores
Aquí es donde encontrará personas y organizaciones involucradas en este estudio.
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Colaboradores
Investigadores
- Investigador principal: Aaron Young, Ph.D., Georgia Institute of Technology
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)
21 de mayo de 2025
Finalización primaria (Actual)
29 de agosto de 2025
Finalización del estudio (Actual)
29 de agosto de 2025
Fechas de registro del estudio
Enviado por primera vez
8 de septiembre de 2022
Primero enviado que cumplió con los criterios de control de calidad
8 de septiembre de 2022
Publicado por primera vez (Actual)
13 de septiembre de 2022
Actualizaciones de registros de estudio
Última actualización publicada (Actual)
1 de julio de 2026
Última actualización enviada que cumplió con los criterios de control de calidad
5 de junio de 2026
Última verificación
1 de mayo de 2026
Más información
Términos relacionados con este estudio
Palabras clave
Términos MeSH relevantes adicionales
Otros números de identificación del estudio
- H18182
- R03HD097740 (Subvención/contrato del NIH de EE. UU.)
- DP2HD111709 (Subvención/contrato del NIH de EE. UU.)
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.
Sí
producto fabricado y exportado desde los EE. UU.
No
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