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Digital Outcome Assessment Using AI Active Gaming and Motion Capture in Friedreich Ataxia (STEP-OUT FA)

2026年7月22日 更新者：University of Exeter

Fusion of Therapeutic AI Active Gaming With Motion Capture to Create a Novel Digital Clinical Outcome Assessment (dCOA) in Friedreich Ataxia

Friedreich ataxia (FA) is a rare, inherited condition that progressively affects balance, coordination, and walking. Clinical trials of new FA treatments rely largely on standard clinical rating scales, but these can be tiring for patients, feel disconnected from everyday life, and may not detect small but meaningful changes over time. More objective, sensitive, and patient-relevant ways of measuring movement are needed.

This study is developing and testing a new digital way of measuring movement in FA. Participants play short, movement-based computer games on a laptop while a single camera and artificial-intelligence (AI) software track how they move. The proposition is that the way a person plays these games - their speed, accuracy, and movement quality - can provide objective, meaningful measurements of motor function. In the laboratory, these game-based measurements are compared against a "gold-standard" full-body motion-capture system and against established clinical scales to check how accurate and meaningful they are.

The study involves both people with Friedreich ataxia (across a range of disease severity) and healthy volunteers. People with FA also take part in a 12-week home phase, playing the games at home each month with remote support, so the researchers can examine whether the digital measurements are reliable when repeated and whether they can detect change over time.

The study asks whether these digital, game-based movement measurements are reliable, valid, and sensitive enough to be used as a "fit-for-purpose" digital clinical outcome assessment (dCOA) in future FA clinical trials, and whether patients find the platform acceptable, usable, and relevant to daily life. This is an early-stage feasibility and validation study designed to establish proof of concept rather than to test the effectiveness of a treatment.

調査の概要

状態

状態

現在の募集状況やアクセス拡大状況を示します。
まだ募集していません

条件

条件

研究されている疾患、障害、症候群、病気、またはけが。 ClinicalTrials.gov では、条件には、寿命、生活の質、健康上のリスクなど、他の健康関連の問題も含まれる場合があります。

介入・治療

介入・治療

臨床研究の焦点となるプロセスまたはアクション。介入には、医薬品、医療機器、処置、ワクチン、および治験中またはすでに利用可能なその他の製品が含まれます。介入には、教育や食事や運動の変更などの非侵襲的アプローチも含まれます。

詳細な説明

Design and rationale STEP-OUT FA is an observational, prospective cohort study (STROBE-compliant) developing and validating a digital clinical outcome assessment (dCOA) for Friedreich ataxia. It addresses a well-documented limitation in FA therapeutic development: existing semi-quantitative clinical outcome assessments are affected by floor and ceiling effects, limited responsiveness across disease stages, and poor patient-perceived relevance, which have contributed to repeated failures of drug trials to meet primary endpoints. The study evaluates whether motor-performance metrics captured during gamified, semi-immersive virtual-reality (VR) tasks, combined with markerless AI motion analysis, can serve as reliable, valid, and responsive outcome measures.

Measurement platform The platform is delivered through a standard laptop and integrates three components: (1) FA-adaptable VR gamified tasks (e.g., ball catching, target reaching) with adjustable difficulty; (2) automated extraction of gaming-performance metrics; and (3) a single-camera, patented AI-driven markerless motion-capture system for 3D pose reconstruction (DigiTherapix Ltd), used to derive biomechanical/kinematic metrics. The gaming environment is provided via the MoveHero platform (University of São Paulo).

Laboratory validation (healthy controls and FA participants) Validation is conducted at the University of Exeter VSimulator facility against a gold-standard, marker-based full-body motion-capture reference. During a single laboratory visit (~2 hours), participants complete a familiarisation period followed by a ~20-minute session of four movement-based gaming tasks. Concurrent signals are recorded throughout: full-body optical motion capture (reflective markers on shoulders, elbows, knees, ankles, forehead), continuous heart-rate variability via a Delsys ECG sensor (baseline, task, recovery), and functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) over the forehead to index cortical activation. Perceived exertion and fatigue (Borg RPE and Borg VAS Fatigue) are collected after each task, and a short semi-structured interview captures usability and acceptability feedback (audio-recorded for later transcription). FA participants additionally complete clinical characterisation at baseline.

Home-based longitudinal phase (FA participants only) To evaluate test-retest reliability and responsiveness, FA participants enter a 12-week home phase with monthly self-administered or remotely supported gaming sessions (~20-30 minutes) at Weeks 4, 8, and 12, each accompanied by a brief telehealth check-in with a physiotherapist to confirm continued consent, provide support, and monitor adverse events. Data are captured automatically and remotely. A remote follow-up assessment at Week 12 repeats clinical and patient-reported measures and includes a short interview.

Analytic approach Concurrent validity is assessed via correlations between digital metrics and established clinical scales; reliability via intraclass correlation coefficients across repeated sessions; and responsiveness via within-subject change and effect sizes, with longitudinal mixed-effects modelling of dCOA trajectories across the home-phase time points. Analyses characterise which individual or composite metrics (gaming-derived versus biomechanical) show optimal measurement properties and best discriminate disease severity. As an exploratory feasibility and validation study establishing proof of concept and psychometric properties, no formal power calculation was performed; the sample size was justified on precision for reliability estimation and on precedent from rare-disease dCOA validation studies.

Collaborators and data governance The AI motion-analysis platform is provided by DigiTherapix Ltd (UK) and the gaming platform by the University of São Paulo (Brazil); formal sub-contractor and data-sharing agreements govern intellectual property and data governance. No personally identifiable participant data are transferred outside the UK. Oxford University Hospitals acts as a Participant Identification Centre only.

研究の種類

研究の種類

臨床研究の性質について説明します。研究の種類には、介入研究 (臨床試験とも呼ばれます)、観察研究 (患者登録を含む)、および拡張アクセスが含まれます。
観察的

入学 (推定)

入学

臨床試験の参加者数。 「予想される」登録は、研究者が研究に必要とする参加者の目標数です。
40

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究連絡先

研究連絡先

臨床試験の登録に関する質問に回答できる担当者の名前と連絡先情報。研究が実施されている各場所には、これらの質問により適切に回答できる特定の連絡先がある場合もあります。

研究連絡先のバックアップ

研究場所

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

適格基準

臨床研究への参加を希望する人々が満たさなければならない重要な要件、または彼らが持つべき特徴。適格基準は、包含基準 (人が研究に参加するために必要な基準) と除外基準 (人が研究に参加するのを妨げる基準) の両方で構成されます。適格基準のタイプには、研究が健康なボランティアを受け入れるかどうか、年齢または年齢グループの要件があるかどうか、または性別によって制限されるかどうかが含まれます。

就学可能な年齢

  • 子
  • 大人

健康ボランティアの受け入れ

はい

サンプリング方法

非確率サンプル

調査対象母集団

Study participants with FA spanning a range of disease severity and functional mobility, recruited across England, together with healthy volunteers of the same age range serving as a comparison group.

説明

Friedreich ataxia group:

  • Aged 12 to 50 years
  • Genetically confirmed Friedreich ataxia
  • Able to sit or stand independently for 5 minutes
  • Able to provide informed consent (or assent with parental consent if under 16 years)
  • Stable medication regimen (no changes in the past 4 weeks)

Healthy control group:

  • Aged 12 to 50 years
  • No history of genetically confirmed Friedreich ataxia
  • Able to sit or stand independently for 5 minutes
  • Able to provide informed consent (or assent with parental consent if under 16 years)

Exclusion Criteria:

  • Friedreich ataxia group:
  • Aged 11 years or younger, or 51 years or older
  • Severe cognitive impairment precluding task comprehension
  • Active seizure disorder, or vestibular dysfunction causing nausea with non-immersive VR
  • Currently participating in an interventional clinical trial
  • No reliable internet connection (where a digital inclusion pack cannot resolve this)
  • Any reason precluding safe participation in moderate-intensity exercise.

Healthy control group:

  • Aged 11 years or younger, or 51 years or older
  • Genetically confirmed Friedreich ataxia
  • Any reason precluding safe participation in moderate-intensity exercise.

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか？

デザインの詳細

コホートと介入

グループ/コホート

グループ/コホート

生物医学的または健康上の結果について評価される観察研究の参加者のグループまたはサブグループ。
介入・治療

介入・治療

臨床研究の焦点となるプロセスまたはアクション。介入には、医薬品、医療機器、処置、ワクチン、および治験中またはすでに利用可能なその他の製品が含まれます。介入には、教育や食事や運動の変更などの非侵襲的アプローチも含まれます。
Friedreich Ataxia
Participants aged 12-50 with genetically confirmed FA (homozygous GAA expansion or compound heterozygous FXN mutations). Complete the laboratory validation session and a 12-week home-based phase with monthly gaming sessions.
デバイス：Laboratory validation session (VSimulator)
Single laboratory visit at the University of Exeter VSimulator in which VR active gaming tasks and single-camera AI-driven markerless motion analysis are performed concurrently with gold-standard marker-based full-body motion capture, functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), and continuous heart-rate variability (Delsys ECG sensor). Performed once.
デバイス：Home-based active gaming assessment
Monthly home-based sessions (Weeks 4, 8, 12) in which participants perform the VR active gaming tasks with concurrent single-camera AI-driven markerless motion analysis via a loaned laptop, with automated remote data capture. No marker-based motion capture, fNIRS, or ECG.
Healthy Controls
Participants aged 12-50 without FA, providing reference data for validation. Complete the laboratory validation session only.
デバイス：Laboratory validation session (VSimulator)
Single laboratory visit at the University of Exeter VSimulator in which VR active gaming tasks and single-camera AI-driven markerless motion analysis are performed concurrently with gold-standard marker-based full-body motion capture, functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), and continuous heart-rate variability (Delsys ECG sensor). Performed once.

この研究は何を測定していますか？

主要な結果の測定

主要な結果の測定

臨床研究のプロトコルにおいて、介入/治療の効果を評価するために最も重要な、計画された結果の尺度。ほとんどの臨床研究には 1 つの主要な結果の測定値がありますが、複数の測定値を持つものもあります。
結果測定
メジャーの説明
時間枠
Concurrent validity of game-based movement performance against the mFARS - Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Spearman correlation coefficient (ρ; unitless) between game-based movement accuracy (Absolute Error), precision (Variable Error), reaction time, movement time and the modified Friedreich's Ataxia Rating Scale (mFARS) total score (range 0-93; higher = greater neurological impairment), in the Friedreich ataxia cohort.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Criterion validity of AI markerless motion capture versus marker-based motion capture - Healthy Controls and Friedreich Ataxia
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Agreement for upper and lower body angular velocity, joint angles and functional range of motion measured concurrently by the single-camera AI markerless system and the gold-standard marker-based motion-capture system.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Comparison of the digital COA metrics between healthy control and Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Use of VR game-derived digital metrics (reaction time, movement time, movement accuracy and precision, and AI-derived kinematic metrics such as angular velocity, joint angles and Functional Range of Motion) to compare healthy control and Friedreich ataxia cohort.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Responsiveness of digital COA metrics over time
時間枠：Weeks 0, 4, 8, and 12
Within-subject change scores and effect sizes for digital metrics, analysed with longitudinal mixed-effects modelling of dCOA trajectories across the home-based phase.
Weeks 0, 4, 8, and 12
Patient Global Impression of Change (PGIC)
時間枠：Week 12
Patient Global Impression of Change, 7-point ordinal scale (1 = very much improved to 7 = very much worse; higher = greater perceived worsening), in the FA cohort.
Week 12
Platform acceptability and usability
時間枠：Weeks 0, 4, 8, and 12
System Usability Scale (SUS) total score (range 0-100; higher = better usability; ≥70 acceptable, ≥80 excellent).
Weeks 0, 4, 8, and 12

二次結果の測定

二次結果の測定

臨床研究のプロトコルにおいて、介入の効果を評価するための主要な結果測定ほど重要ではないが、依然として重要な計画された結果測定。ほとんどの臨床研究には、複数の副次的アウトカム指標があります。
結果測定
メジャーの説明
時間枠
Cortical activation during gaming tasks (fNIRS) - healthy control and Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Changes in cortical haemodynamic response (oxygenated and deoxygenated haemoglobin) measured by functional near-infrared spectroscopy during the gaming session.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Autonomic response during gaming tasks (heart-rate variability) - healthy control and Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Heart-rate variability indices derived from continuous ECG recording (Delsys sensor) at baseline, during, and after the gaming session.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Perceived exertion (Borg CR10) - healthy control and Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Borg Rating of Perceived Exertion score (range 1-10; higher = greater exertion) after each gaming task.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Fatigue (Borg VAS Fatigue) - healthy control and Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Visual Analogue Scale (VAS) for fatigue (range 0-10; higher = greater fatigue) after each gaming task.
Baseline laboratory visit (Week 0)
9-Hole Peg Test completion time - healthy control and Friedreich ataxia cohort.
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Time to complete the 9-Hole Peg Test (9HPT), measured in seconds (higher = worse manual dexterity; no fixed maximum), averaged across the dominant and non-dominant hands, in the Friedreich ataxia cohort.
Baseline laboratory visit (Week 0)
Gait quality: proportion of good steps (Heel2Toe sensor)
時間枠：Baseline laboratory visit (Week 0)
Proportion of "good steps" - steps in which the heel strikes first, detected by the Heel2Toe wearable sensor from ankle sagittal-plane angular velocity, expressed as a percentage of total steps taken during a standardised walking task (range 0-100%; higher = better gait quality), in the Friedreich ataxia cohort.
Baseline laboratory visit (Week 0)

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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研究を開始し、研究に対する権限と管理権を持つ組織または個人。
University of Exeter

協力者

協力者

臨床研究を支援する治験依頼者以外の機関。このサポートには、資金調達、設計、実装、データ分析、またはレポートに関連する活動が含まれる場合があります。
University of Oxford

捜査官

捜査官

臨床研究に携わる研究者。関連用語には、施設主任研究者、施設副調査官、研究委員長、研究責任者、および研究主任研究者が含まれます。
  • 主任研究者：Helen Dawes、University of Exeter
  • スタディディレクター：Andrea Nemeth、University of Oxford

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (推定)

研究開始

最初の参加者が臨床試験に登録された実際の日付。 「予想される」研究開始日は、研究者が研究開始日になると考える日付です。
2026年7月30日

一次修了 (推定)

一次修了

臨床研究の最後の参加者が検査された、または主要な結果測定のための最終データを収集するための介入を受けた日付。治験がプロトコルに従って終了したか終了したかは、この日付には影響しません。完了日が異なる複数の主要評価項目を含む臨床研究の場合、この用語は、すべての主要評価項目のデータ収集が完了した日付を指します。 「予想される」一次完了日は、研究者がその研究の一次完了日になると考える日付です。
2026年12月31日

研究の完了 (推定)

研究の完了

臨床研究の最後の参加者が検査された、または介入/治療を受けて、主要な結果の尺度、副次的な結果の尺度、および有害事象の最終データを収集した日付 (つまり、最後の参加者の最後の訪問)。 「予想される」研究完了日は、研究者が研究完了日になると考える日付です。
2026年12月31日

試験登録日

最初に提出

最初に提出

治験依頼者または治験責任医師が初めて治験記録を ClinicalTrials.gov に提出した日付。通常、最初の提出日と ClinicalTrials.gov での記録の利用可能日 (最初の投稿日) の間には数日の遅延があります。
2026年7月17日

QC基準を満たした最初の提出物

QC基準を満たした最初の提出物

研究スポンサーまたは治験責任医師が、国立医学図書館 (NLM) の品質管理 (QC) 審査基準と一致する研究記録を最初に提出した日付。治験依頼者または研究者は、NLM の QC 審査基準が満たされるまでに、研究記録を 1 回または複数回修正して提出する必要がある場合があります。研究記録がNLM QC審査基準と一致していることを確認するのは、治験依頼者または治験責任医師の責任です。
2026年7月22日

最初の投稿 (実際)

最初の投稿

国立医学図書館 (NLM) の品質管理 (QC) レビューが終了した後、ClinicalTrials.gov で研究記録が最初に利用可能になった日付。通常、治験依頼者または治験責任医師が治験記録を提出した日と最初に投稿された日との間には数日の遅延があります。
2026年7月28日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

投稿された最後の更新

ClinicalTrials.gov で、研究記録が変更された最新の日付。研究のスポンサーまたは治験責任医師によって変更が ClinicalTrials.gov に提出されたとき (最終更新が提出された日) と最終更新が投稿された日との間に遅延が生じる場合があります。
2026年7月28日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

治験依頼者または治験責任医師が、国立医学図書館（NLM）の品質管理（QC）審査基準と一致する治験記録の変更を提出した最新の日付。研究記録がNLM QC審査基準と一致していることを確認するのは、治験依頼者または治験責任医師の責任です。
2026年7月22日

最終確認日

最終確認日

治験依頼者または治験責任医師が、ClinicalTrials.gov で臨床治験に関する情報が正確かつ最新であることを確認した最新の日付。募集ステータスが募集中の研究の場合。まだ募集していません。過去 2 年以内に募集が確認されていない場合、研究の募集状況は不明として表示されます。
2026年7月1日

詳しくは

本研究に関する用語

キーワード

追加の関連 MeSH 用語

その他の研究ID番号

その他の研究ID番号

NCT 番号以外の識別子または ID 番号で、治験依頼者、資金提供者、その他によって臨床治験に割り当てられたもの。これらの番号には、他の治験登録機関や国立衛生研究所の助成金番号からの一意の識別子が含まれる場合があります。
  • STEP-OUT-FA-364818
  • RMC 25-04 (その他の助成金/資金番号：FA Alliance Innovation Fund)
  • 364818 (レジストリ識別子：IRAS Number)
  • 25-26-27 (その他の識別子：University of Exeter Sponsor Number)

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。

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