閉ループの神経活動によって引き起こされる脳卒中リハビリテーション デバイス
調査の概要
詳細な説明
この研究の目的は、機能的な筋肉刺激が、脳波 (EEG) 出力によって指示される、舌を介した非侵襲的神経刺激 (TDU) に加えて、行動測定における脳卒中回復の程度を増加させ、脳の可塑性を誘発できるかどうかを判断することです。機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) によって測定されます。
上肢運動障害のある成人の脳卒中患者(以下「実験群」)、健康な対照者、および上肢障害のない脳卒中の危険因子を持つ参加者(上肢障害のある患者の対照としての役割を果たすことを可能にする(以降「対照群」) ))、この研究で採用されます。 実験グループの参加者の半分は、EEG-BCI (脳とコンピューターのインターフェイス) トレーニング (「クローズド ループ」) グループにランダムに割り当てられ、筋肉と舌の刺激と共に BCI タスクのトレーニングを受けます。 従来のリハビリを受けている実験グループの参加者の残りの半分は、研究期間の最初の 8 ~ 10 週間、いかなる種類の FES または舌刺激も受けず、その後、BCI-FES 舌刺激リハビリ療法を受け始めます。
コントロール グループ 1 の UE 障害のないすべての参加者は、BCI システムでのトレーニングの 4-6 セッション (最小 4、最大 6) と、MRI 前後のセッション、および 2 つの行動テスト セッションを受け取ります。
対照群 2 の追加は、AHA 助成金と一致しています - 中等度の上肢 (支配的な右手の影響を受ける) 障害 (NIH 脳卒中スケール (NIHSS) の運動サブコンポーネントで 1 または 2 のスコア) を有する 24 人の虚血性脳卒中患者ARAT スコア 20-45);脳卒中前に使用が制限された上肢の損傷または状態がない。修正ランキンスコアが 0 または 1 の脳卒中前の独立性) は、この腕に採用されます。 このグループのすべての参加者は、実験グループと同様の MR セッションと行動テストを受けます。
recoveryiX システムを使用して EEG-BCI-bilateral FES 介入を受ける実験グループの追加: recoveryiX は、精神活動と運動機能を組み合わせた、脳卒中患者のための脳主導のリハビリテーション システムです。 EEGベースのrecoveriX BCIシステムを通じて、脳は視覚的および触覚的なフィードバックをリアルタイムで受け取り、リハビリテーションをより効果的にします。 脳卒中患者は、仮想アバターを介して視覚的なフィードバックを受け取りながら手の動きを想像し、患者の想像した動きと対になった電気的筋肉刺激による触覚フィードバックを受け取ります。これらの患者が治療後に把握する意欲的な能力を取り戻すことを目的としています。 障害のある腕のみの刺激を含む現在の EEG-BCI-FES 介入とは異なり、recoveriX では、介入の過程で両方の腕が同時に刺激されます。
具体的な目的
腕の機能的筋肉刺激が、脳波 (EEG) 出力によって指示される舌を介した非侵襲的神経刺激 (TDU) に加えて、行動測定によって測定される脳卒中回復の範囲を増加させ、測定される脳可塑性を誘発できるかどうかを判断する機能的磁気共鳴画像法(fMRI)による。
第一目的
- 上肢機能の改善に対する EEG ガイド付き機能的筋肉刺激の効果を調べる
副次的な目的
- 脳波誘導機能性筋刺激の前後に、脳波/fMRI測定によって測定された可塑性の変化を調べる。
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前:Radiology Studies
- 電話番号:608-282-8349
- メール:Radstudy@uwhealth.org
研究場所
-
-
Wisconsin
-
Madison、Wisconsin、アメリカ、53706
- 募集
- University of Wisconsin
-
コンタクト:
- Veena Nair, PhD
- 電話番号:608-265-5269
- メール:vnair@uwhealth.org
-
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準(実験グループ):
- 上肢(UE)障害が持続する脳卒中患者
包含基準 (対照群 1)
- 上肢障害のない脳卒中患者
- 脳卒中の危険因子を持つ参加者
健康管理
- 既知の神経学的、精神医学的または発達障害はありません
包含基準 (対照群 2)
- 上肢(UE)障害が持続する脳卒中患者
- -中等度の上肢(支配的な右手が影響を受ける)障害(NIH脳卒中スケール(NIHSS)の運動サブコンポーネントで1または2のスコア、およびARATスコア20-45)
- 脳卒中前に使用が制限されていた上肢の損傷または状態がない
- 標準的な FES のみの介入では、修正ランキンスコアが 0 または 1 の脳卒中前の独立性。
除外基準 (すべての参加者):
- 電極ゲル、サージカルテープ、金属にアレルギーのある方
- -感染症の治療を受けている参加者、または明らかな口腔病変または炎症がある参加者は研究から除外されます
- -妊娠中または研究中に妊娠する可能性のある女性は除外されます
- MRI が禁忌の参加者には、介入研究のみに参加する機会が提供されます (例: EEG-BCI-FES および行動テスト)
除外基準 (健康なコントロールの場合)
- MRIの禁忌
- 電極ゲル、サージカルテープ、金属にアレルギーがあります。
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:処理
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:並列代入
- マスキング:なし(オープンラベル)
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的:実験グループ - 即時 BCI 療法
EEG - BCI トレーニング (閉ループ)
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これらの評価には、上肢の運動評価、標準脳卒中尺度、および日常生活動作の測定が含まれます。
機能的磁気共鳴画像が収集されます。
脳波電極は、標準的な市販の電極キャップを使用して参加者の頭皮に取り付けられます。
適切な電極の配置は、国際的な 10-20 システムに従って行われ、感覚運動皮質を完全にカバーします。
他の名前:
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実験的:実験グループ - 遅延 BCI 療法
EEG-BCIトレーニングの前に、10週間にわたって4回スキャンしてテストしました
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これらの評価には、上肢の運動評価、標準脳卒中尺度、および日常生活動作の測定が含まれます。
機能的磁気共鳴画像が収集されます。
脳波電極は、標準的な市販の電極キャップを使用して参加者の頭皮に取り付けられます。
適切な電極の配置は、国際的な 10-20 システムに従って行われ、感覚運動皮質を完全にカバーします。
他の名前:
介入前の10週間の遅延
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実験的:実験グループ - RecoveriX
研究介入を完了した参加者から募集
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RecoveriX は、精神活動と運動機能を組み合わせた、脳卒中患者向けの脳駆動型リハビリテーション システムです。
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アクティブコンパレータ:コントロールグループ1
脳卒中患者 48 人、脳卒中の危険因子を持つ 48 人の参加者、48 人の健常対照者が EEG-BCI、前後の行動検査、および MRI に関する 4 ~ 6 回のトレーニング セッションを受けた
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これらの評価には、上肢の運動評価、標準脳卒中尺度、および日常生活動作の測定が含まれます。
機能的磁気共鳴画像が収集されます。
脳波電極は、標準的な市販の電極キャップを使用して参加者の頭皮に取り付けられます。
適切な電極の配置は、国際的な 10-20 システムに従って行われ、感覚運動皮質を完全にカバーします。
他の名前:
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アクティブコンパレータ:対照群 2
標準的なFESのみの治療を受けているUE障害のある24人の脳卒中患者
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FES は、低エネルギーの電気パルスを使用して、筋肉麻痺のある個人の体の動きを人工的に生成します。
FES は、機能を回復するために麻痺した手足の筋肉収縮を生成するために使用できます。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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アクション リサーチ アーム テストのスコア
時間枠:4ヶ月
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アクション リサーチ アーム テスト (ARAT) は、上肢機能の評価用に設計されています。
このテストは、つかむ、握る、つまむ、全体的な動きのセクションで構成され、合計 19 のテストで構成されます。
各テストは 0 ~ 3 で採点されます。0 は「動きがない」、3 は「動きが正常に行われている」です。
各セクションは個別に採点され、スコアが 0 ~ 57 の範囲の合計スコアに加算されます。スコアが高いほど、動きが完全で効率的です。
ARAT は、ベースライン時と研究終了時 (約 4 か月) に評価されます。
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4ヶ月
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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脳波(EEG)反応強度の変化
時間枠:4ヶ月
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右腕イメージに対する左腕イメージ中の機能的刺激前後の EEG 反応の強さの変化。
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4ヶ月
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機能的 MRI における信号変化
時間枠:4ヶ月
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機能的刺激の前後で、機能的 MRI 活性化の信号変化率を比較します。
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4ヶ月
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Vivek Prabhakaran, MD, PhD、University of Wisconsin, Madison
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Remsik AB, Williams L Jr, Gjini K, Dodd K, Thoma J, Jacobson T, Walczak M, McMillan M, Rajan S, Young BM, Nigogosyan Z, Advani H, Mohanty R, Tellapragada N, Allen J, Mazrooyisebdani M, Walton LM, van Kan PLE, Kang TJ, Sattin JA, Nair VA, Edwards DF, Williams JC, Prabhakaran V. Ipsilesional Mu Rhythm Desynchronization and Changes in Motor Behavior Following Post Stroke BCI Intervention for Motor Rehabilitation. Front Neurosci. 2019 Mar 6;13:53. doi: 10.3389/fnins.2019.00053. eCollection 2019.
- Remsik AB, Dodd K, Williams L Jr, Thoma J, Jacobson T, Allen JD, Advani H, Mohanty R, McMillan M, Rajan S, Walczak M, Young BM, Nigogosyan Z, Rivera CA, Mazrooyisebdani M, Tellapragada N, Walton LM, Gjini K, van Kan PLE, Kang TJ, Sattin JA, Nair VA, Edwards DF, Williams JC, Prabhakaran V. Behavioral Outcomes Following Brain-Computer Interface Intervention for Upper Extremity Rehabilitation in Stroke: A Randomized Controlled Trial. Front Neurosci. 2018 Nov 8;12:752. doi: 10.3389/fnins.2018.00752. eCollection 2018.
- Young BM, Stamm JM, Song J, Remsik AB, Nair VA, Tyler ME, Edwards DF, Caldera K, Sattin JA, Williams JC, Prabhakaran V. Brain-Computer Interface Training after Stroke Affects Patterns of Brain-Behavior Relationships in Corticospinal Motor Fibers. Front Hum Neurosci. 2016 Sep 16;10:457. doi: 10.3389/fnhum.2016.00457. eCollection 2016.
- Young BM, Nigogosyan Z, Walton LM, Remsik A, Song J, Nair VA, Tyler ME, Edwards DF, Caldera K, Sattin JA, Williams JC, Prabhakaran V. Dose-response relationships using brain-computer interface technology impact stroke rehabilitation. Front Hum Neurosci. 2015 Jun 23;9:361. doi: 10.3389/fnhum.2015.00361. eCollection 2015.
- Song J, Nair VA, Young BM, Walton LM, Nigogosyan Z, Remsik A, Tyler ME, Farrar-Edwards D, Caldera KE, Sattin JA, Williams JC, Prabhakaran V. DTI measures track and predict motor function outcomes in stroke rehabilitation utilizing BCI technology. Front Hum Neurosci. 2015 Apr 27;9:195. doi: 10.3389/fnhum.2015.00195. eCollection 2015.
- Song J, Young BM, Nigogosyan Z, Walton LM, Nair VA, Grogan SW, Tyler ME, Farrar-Edwards D, Caldera KE, Sattin JA, Williams JC, Prabhakaran V. Characterizing relationships of DTI, fMRI, and motor recovery in stroke rehabilitation utilizing brain-computer interface technology. Front Neuroeng. 2014 Jul 29;7:31. doi: 10.3389/fneng.2014.00031. eCollection 2014.
- Young BM, Nigogosyan Z, Nair VA, Walton LM, Song J, Tyler ME, Edwards DF, Caldera K, Sattin JA, Williams JC, Prabhakaran V. Case report: post-stroke interventional BCI rehabilitation in an individual with preexisting sensorineural disability. Front Neuroeng. 2014 Jun 24;7:18. doi: 10.3389/fneng.2014.00018. eCollection 2014.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (推定)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
その他の研究ID番号
- 2015-0469
- A539300 (その他の識別子:UW Madison)
- SMPH/RADIOLOGY (その他の識別子:UW Madison)
- Protocol Version 2/1/22 (その他の識別子:UW Madison)
- 15GRNT25780033 (その他の助成金/資金番号:American Heart Association)
個々の参加者データ (IPD) の計画
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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
米国FDA規制機器製品の研究
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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