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Modulating Locomotor-Respiratory Coupling Through Adaptive Exoskeleton Assistance in Patients With COPD

8 luglio 2026 aggiornato da: Farahnaz Fallahtafti, University of Nebraska
1) Purpose: To improve pulmonary rehabilitation outcomes for individuals with COPD by evaluating the effectiveness of a hip-assisted exoskeleton during a single pulmonary rehabilitation session. 2) Eligibility criteria: Participants must be between 45-75 years old, any gender, but must have a BMI of less than 35 kg/m^2, free from co-morbidities that may affect walking patterns, and must have moderate to severe COPD with no other pulmonary or cardiac issues. (Eligible participants will undergo a screening process which includes 6-minute walking test, medical history exam, and spirometry evaluation.) 3) Intervention and evaluation: The experimental collection will be conducted at the Biomechanics Research Building at the University of Nebraska at Omaha. Participants are required to participate in two sessions on two separate days, both including a 30-minute walking session with one session wearing the hip exoskeleton and the other session without the device.

Panoramica dello studio

Stato

Non ancora reclutamento

Condizioni

Intervento / Trattamento

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Stimato)

10

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

  • Adulto
  • Adulto più anziano

Accetta volontari sani

No

Descrizione

Inclusion Criteria:

  • COPD Diagnosis & Severity: Documented FEV1/FVC ratio of < 0.7 and a post-bronchodilator FEV1% predicted between 30% and 80% (classifying as moderate to severe COPD).
  • Age Requirement: Must be between 45 and 75 years old.
  • Body Mass Index (BMI): Must have a BMI of less than 35 kg/m^2.
  • Medical Clearance & Screening: Must undergo post-bronchodilator spirometry, successfully pass the screening protocol, and receive formal clearance for participation from a physician.

Exclusion Criteria:

  • Failing to pass the initial spirometry test.
  • Not being formally cleared for participation by a physician.
  • Having a diagnosed pulmonary or cardiac issue that would pose a safety hazard during the laboratory treadmill exercise trials.

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Fattibilità del dispositivo
  • Assegnazione: Randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione di gruppo singolo
  • Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Nessun intervento: Standard Walking (No Hip Exoskeleton)
Subjects will walk on a treadmill at a preferred speed.
Sperimentale: Hip Exoskeleton-Assisted Walking
Subjects will walk on a treadmill while wearing a hip exoskeleton providing them assistance.
Dispositivo: Hip Exoskeleton-Assisted Walking
The intervention is a wearable hip exoskeleton designed to provide assistive torque during treadmill walking. During the assisted walking condition, participants will wear the exoskeleton secured around the waist and thighs. The device will provide powered assistance to the hip joints during walking to reduce the physical demand of locomotion. Participants will complete a 30-minute treadmill walking session at an individualized workload determined during an initial exercise calibration visit. The effects of hip exoskeleton assistance will be evaluated by comparing physiological, respiratory, biomechanical, and exercise tolerance outcomes with a standard walking condition performed without exoskeleton assistance.

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Respiratory Rate and Timing
Lasso di tempo: Continuous assessment during the 30-minute treadmill walking bout within each single-day experimental session.
Measured continuously in real-time using Respiratory Inductance Plethysmography bands worn around the chest and abdomen.
Continuous assessment during the 30-minute treadmill walking bout within each single-day experimental session.
Locomotor-Respiratory Coupling (LRC) Ratios
Lasso di tempo: Continuous assessment during the 30-minute treadmill walking bout within each single-day experimental session.
Quantifies the frequency coupling and synchronization between breathing cycles (via RIP bands) and walking cycles (via an SMTEC footswitch system to detect heel strikes).
Continuous assessment during the 30-minute treadmill walking bout within each single-day experimental session.
Dyspnea (Perceived Breathlessness)
Lasso di tempo: Assessed at the end of each treadmill walking bout during the 30-minute exercise session.
Evaluated at the end of each exercise bout using the Modified Borg Scale, ranging from 0 (no breathlessness) to 10 (maximum breathlessness)
Assessed at the end of each treadmill walking bout during the 30-minute exercise session.
Dynamic Hyperinflation
Lasso di tempo: Measured via spirometry at baseline (pre-exercise) and immediately following the treadmill walking session.
Evaluated by monitoring the reduction in Inspiratory Capacity (the maximum volume of air inhaled after a regular, calm exhalation) via baseline and post-exercise spirometry.
Measured via spirometry at baseline (pre-exercise) and immediately following the treadmill walking session.
Walking Kinematics
Lasso di tempo: Continuously recorded during the active 30-minute treadmill walking period in each session.
Captured at 100 Hz using a 17-camera high-speed digital motion capture system with reflective anatomical markers placed on the lower limbs.
Continuously recorded during the active 30-minute treadmill walking period in each session.
Total Walking Time
Lasso di tempo: Recorded as the exact cumulative duration of all active walking bouts during the 30-minute session.
Measured precisely using digital stopwatches to record the exact duration of walking bouts during the 30-minute session.
Recorded as the exact cumulative duration of all active walking bouts during the 30-minute session.
Metabolic Cost / Metabolic Equivalents of Task (METs)
Lasso di tempo: Continuous assessment during the 30-minute treadmill walking bout within each single-day experimental session.
Determined by measuring net O2 consumption and CO2 production using indirect calorimetry.
Continuous assessment during the 30-minute treadmill walking bout within each single-day experimental session.

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Sponsor

University of Nebraska

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Stimato)

1 settembre 2026

Completamento primario (Stimato)

1 settembre 2027

Completamento dello studio (Stimato)

1 settembre 2028

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

8 luglio 2026

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

8 luglio 2026

Primo Inserito (Effettivo)

14 luglio 2026

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

14 luglio 2026

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

8 luglio 2026

Ultimo verificato

1 luglio 2026

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Termini MeSH pertinenti aggiuntivi

Altri numeri di identificazione dello studio

  • COPD

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

NO

Descrizione del piano IPD

As this is a pilot study intended to generate preliminary data and establish feasibility, individual participant data (IPD) will not be publicly shared at this stage. Data sharing will be re-evaluated during future, fully powered randomized clinical trials.

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

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