AI-based Model for Rehabilitation Engagement and Motor Performance Evaluation in Pediatric Patients: A Pilot Study (AI-REMAP)
keskiviikko 17. kesäkuuta 2026 päivittänyt: IRCCS Eugenio Medea
AI-based Model for Rehabilitation Engagement and Motor Performance Evaluation in Pediatric Patients
What is the purpose of this study? This study aims to evaluate the usability and feasibility of an artificial intelligence-based model designed to monitor in real-time the engagement and motor performance of pediatric patients during technology-assisted rehabilitation.
Who can take part? 15 participants between 5 and 17 years old with neuromotor impairments will take part, along with at least 5 of their referring physiotherapists.
What will happen in the study? Each pediatric patient will take part in a single, 1-hour rehabilitation session using either the Lokomat or GRAIL system, according to their standard clinical prescription. During the session, the physiotherapist will have access to a display showing real-time data from the AI model, including the patient's heart rate, engagement level, pleasantness, activation, and motor performance. At the end of the session, the physiotherapist will complete a System Usability Scale (SUS) questionnaire and provide direct feedback on how to improve the model.
Why is this study important? Assessing the usability of this real-time monitoring tool is a necessary step to understand if it is practical for clinical use. Providing therapists with objective, real-time insights into a child's psychological and physical state can ultimately help tailor therapy to the specific needs of each patient, improving the overall rehabilitation experience.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Ei vielä rekrytointia
Ehdot
Interventio / Hoito
Opintotyyppi
Interventio
Ilmoittautuminen (Arvioitu)
15
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.
Opiskeluyhteys
- Nimi: Simone Costantini, MSc
- Sähköposti: simone.costantini@lanostrafamiglia.it
Tutki yhteystietojen varmuuskopiointi
- Nimi: Fabio Alexander Storm, PhD
- Puhelinnumero: +39 031877111
- Sähköposti: fabio.storm@lanostrafamiglia.it
Opiskelupaikat
-
-
-
Bosisio Parini, Italia, 23842
- Scientific Institute IRCCS E.Medea
-
Ottaa yhteyttä:
- Emilia Biffi, PhD
- Puhelinnumero: +39 031877111
- Sähköposti: emilia.biffi@lanostrafamiglia.it
-
Alatutkija:
- Simone Costantini, MSc
-
Ottaa yhteyttä:
- Fabio Alexander Storm, PhD
- Puhelinnumero: +39 031877111
- Sähköposti: fabio.storm@lanostrafamiglia.it
-
-
Osallistumiskriteerit
Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
- Lapsi
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Ei
Kuvaus
Inclusion Criteria:
- Subjects aged between 5 and 17 years with neuromotor impairments who are undergoing rehabilitation therapy using the Lokomat and GRAIL devices, according to the existing clinical plan.
Exclusion Criteria:
- Uncooperative subjects.
Opintosuunnitelma
Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Laitteen toteutettavuus
- Jako: Ei käytössä
- Inventiomalli: Yksittäinen ryhmätehtävä
- Naamiointi: Ei mitään (avoin tarra)
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Real-Time Engagement Monitoring
Participants in this experimental arm, consisting of pediatric patients with neuromotor impairments, will undergo a single 1-hour technology-assisted rehabilitation session using either the Lokomat or GRAIL system.
During the session, the physiotherapist will use a display showing real-time outputs from the AI-based model, including the patient's heart rate, engagement levels, pleasantness, activation, and motor performance.
The model acts as an observational support tool and will not directly alter the standard rehabilitation protocol.
At the end of the session, the physiotherapist will evaluate the usability of the system.
|
The intervention consists of the deployment of a real-time AI-based monitoring system during a standard technology-assisted rehabilitation session.
The physiotherapist is provided with a display showing continuous feedback on the patient's engagement levels, emotional state (pleasantness and activation), motor performance, and heart rate.
The model processes physiological and inertial data collected via wearable sensors, acting purely as an observational support tool without altering the standard rehabilitation protocol.
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
System Usability Scale (SUS) Score
Aikaikkuna: Baseline
|
This validated questionnaire is intended to evaluate the usability and feasibility of a system or product.
It is composed of 10 items assessing factors such as system complexity, ease of use, and functionality integration.
Each item is proposed on a 5-points Likert scale, with minimum value 1 and maximum value 5. Higher overall values stand for a higher degree of agreement with respect to the statement provided by the single item.
For odd items, higher values stand for higher usability.
For even items, higher values stand for lower usability.
|
Baseline
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Palveluntarjoajan luokiteltu asiakkaan sitoutumisen mitta (Prime-SP)
Aikaikkuna: Lähtökohta
|
Tämän toimenpiteen tarkoituksena on kaapata terapeutin havaitseminen potilaan sitoutumisesta.
Prime-SP on validoitu itse ilmoittama kyselylomake, joka koostuu kolmesta pääosasta: osa A, jossa terapeutti voi suorittaa potilaan sitoutumisen kokonaisarviointia 5-pisteisen Likert-asteikon (välillä 0-4, korkeammat arvot vastaavat positiivista sitoutumista); Osa B, jossa terapeutti voi suorittaa domeeniriippuvaisen (afektiivisen, kognitiivisen, käyttäytymisalueen) potilaan sitoutumisen arvioinnin 5-pisteisen Likert-asteikon (välillä 0-4, korkeammat arvot vastaavat positiivista sitoutumista); Osa C, jossa terapeutti voi tehdä ilmaisia muistiinpanoja tekijöistä ja olosuhteista, jotka hänen mielestään saattoivat vaikuttaa potilaan sitoutumiseen istuntoon.
|
Lähtökohta
|
|
AI Model-Inferred Engagement Level
Aikaikkuna: Baseline
|
This objective measure is intended to capture the patient's continuous engagement level during the rehabilitation session.
The AI-based model infers the engagement state using feed-forward neural networks that process real-time physiological data (such as HRV and EDA) and inertial signals (IMU).
The model provides a categorical evaluation of engagement (low vs high).
|
Baseline
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.
Sponsori
Yhteistyökumppanit
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Tutkimusta koskevien tietojen syöttämisestä vastaava henkilö toimittaa nämä julkaisut vapaaehtoisesti. Nämä voivat koskea mitä tahansa tutkimukseen liittyvää.
Yleiset julkaisut
- Costantini S, Falivene A, Chiappini M, Malerba G, Dei C, Bellazzecca S, Storm FA, Andreoni G, Ambrosini E, Biffi E. Artificial intelligence tools for engagement prediction in neuromotor disorder patients during rehabilitation. J Neuroeng Rehabil. 2024 Dec 19;21(1):215. doi: 10.1186/s12984-024-01519-2.
- Koenig A, Omlin X, Zimmerli L, Sapa M, Krewer C, Bolliger M, Muller F, Riener R. Psychological state estimation from physiological recordings during robot-assisted gait rehabilitation. J Rehabil Res Dev. 2011;48(4):367-85. doi: 10.1682/jrrd.2010.03.0044.
- Graffigna G, Barello S, Riva G, Castelnuovo G, Corbo M, Coppola L, Daverio G, Fauci A, Iannone P, Ricciardi W, Bosio AC; CCIPE Working Group. [Recommandation for patient engagement promotion in care and cure for chronic conditions.]. Recenti Prog Med. 2017 Nov;108(11):455-475. doi: 10.1701/2812.28441. Italian.
- Flynn R, Walton S, Scott SD. Engaging children and families in pediatric Health Research: a scoping review. Res Involv Engagem. 2019 Nov 4;5:32. doi: 10.1186/s40900-019-0168-9. eCollection 2019.
- Bray L, Appleton V, Sharpe A. The information needs of children having clinical procedures in hospital: Will it hurt? Will I feel scared? What can I do to stay calm? Child Care Health Dev. 2019 Sep;45(5):737-743. doi: 10.1111/cch.12692. Epub 2019 Jul 18.
Opintojen ennätyspäivät
Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan julkisella verkkosivustolla.
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Arvioitu)
Maanantai 15. kesäkuuta 2026
Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)
Keskiviikko 30. syyskuuta 2026
Opintojen valmistuminen (Arvioitu)
Keskiviikko 30. syyskuuta 2026
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Maanantai 8. kesäkuuta 2026
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Keskiviikko 17. kesäkuuta 2026
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Tiistai 23. kesäkuuta 2026
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Tiistai 23. kesäkuuta 2026
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Keskiviikko 17. kesäkuuta 2026
Viimeksi vahvistettu
Maanantai 1. kesäkuuta 2026
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muut tutkimustunnusnumerot
- L2-246-F2
- RC 2024-2026 to E. Biffi (Muu apuraha/rahoitusnumero: Italian Ministry of Health)
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
JOO
IPD-suunnitelman kuvaus
The results obtained at the end of this clinical trial will be presented at national and international conferences and submitted to peer-reviewed international journals.
The raw data of the study will be published among the supplementary materials of scientific articles and/or uploaded to Zenodo, a multidisciplinary repository, managed by CERN in Geneva, which allows researchers to share and preserve research results in any size and form.
Depositing data in ZENODO guarantees their compliance with the FAIR principles.
IPD-jakamista tukeva tietotyyppi
- STUDY_PROTOCOL
- MAHLA
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Ei
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Ei
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .