パルス電磁界(PEMFS)が脳血行動態に及ぼす影響 (EPOCH)
パルス電磁場 (PEMFS) が脳血行動態に及ぼす影響 - EPOCH 研究
研究者は、健康なボランティアの脳血流と認知に対するPEMFデバイスの影響を判断しようとしています. インビトロ試験とインビボ動物研究を通じて、研究者は、1ミリテスラ(mT)の非常に低い磁束密度(強度)で、週に10分の短い曝露で、PEMFが運動の健康上の利点の多くを再現できることを示しました組織や細胞に機械的ストレスを与えることなく。
First-in-man 研究では、10 人の健康なボランティアが 1 週間に 10 分間の電界曝露で 6 週間 PEMF に曝露され、脚の筋力が平均 30% 増加しました。 副作用は報告されていません。
この研究では、研究者は、筋肉環境を介して運動模倣薬 (PEMF) の脳への影響を理解することを目指しています。
調査の概要
詳細な説明
人間と動物の研究では、運動が認知機能と脳機能に有益な影響を与えることが報告されています。 したがって、運動は、神経認知機能を改善するための可能なライフスタイル要因として、ますます研究の注目を集めています。
低周波および低振幅のパルス電磁場 (PEMF) は、細胞に物理的ストレスを与えることなく、機械的入力 (運動) によって活性化される同じ細胞セカンドメッセンジャーカスケードの多くを活性化することにより、運動の利点の多くを再現します。 一連の in vitro および in vivo 実験を通じて、研究者は 1 ~ 2 mT の振幅の電界強度で、PEMF システムが組織に物理的なストレスを与えることなく筋肉を刺激し、次の利点をもたらすことを示しました。1) 筋肉の損失を遅らせ、2) 改善します筋力、および 3) 重要な再生剤および代謝促進剤を放出します。
機能的近赤外分光法 (fNIRS) は、近赤外スペクトルの光を使用して、オキシヘモグロビン (HbO) およびデオキシヘモグロビン (HbR) の変化を測定することにより、神経活動によって引き起こされる血行動態反応を非侵襲的に監視する比較的新しい光学イメージング技術です。大脳皮質に集中。 神経活性化領域への血液供給の増加は、通常、HbO 濃度の増加をもたらしますが、血液のウォッシュアウト効果による HbR の減少が観察されます。 fNIRS 測定からの HbO および HbR 応答は、fMRI によって得られた血中酸素レベル依存信号と空間的および時間的に相関することが示されています。 他のイメージング モダリティに対する fNIRS の利点は、安価で、非侵襲的、非イオン化、およびポータブルであり、脳とコンピューターのインターフェイスを実装するための非常に人気のあるモダリティになっていることです。 OBELAB NIRSIT は、前頭前皮質 (PFC) の血行動態の変動を光学的に測定する市販の高密度 fNIRS デバイスです。
低周波および低振幅のパルス電磁場 (PEMF) は、細胞に物理的なストレスを与えることなく、機械的入力 (運動) によって活性化される同じ細胞のセカンド メッセンジャー カスケードの多くを活性化することによって、運動の健康上の利点の多くを再現します。 応答ウィンドウは、メカノバイオロジー システムではほとんど認識されていない規則であり、細胞は刺激の特定のひずみ、持続時間、および頻度に対して最も応答性が高くなります。より高い周波数と刺激の持続時間のより大きなひずみは、細胞にとって過度のストレスであり、ヌル応答をもたらします。
研究者らは、PEMF が機械的刺激に必要な時間的および周波数依存性と同様の規模の有効性の電磁ウィンドウに従うことを示しており、PEMF が細胞のメカノトランスダクション経路を活性化しているという結論をさらに支持しています。 1 ~ 2 mT の振幅の電界強度で、PEMF システムは組織に物理的なストレスを与えることなく筋肉を刺激し、次の利点を提供することを目的としています。1) 筋肉の損失を遅らせます。 2) 筋力を改善し、; 3) 重要な再生剤および代謝促進剤を放出します。 したがって、この研究では、筋肉を標的とすることによる脳血行動態および認知能力に対するPEMFの運動模倣効果を調査します。 この研究の結果は、軽度認知障害などの記憶障害を持つ患者の将来の研究をサポートし、病気の進行を緩和する可能性があります。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Singapore、シンガポール、119074
- National University Hospital
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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
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 21~65歳
- インフォームドコンセントを提供する能力
除外基準:
- -研究ベースライン訪問前の30日以内に治験薬またはデバイスを受け取った、または別の臨床試験に登録されている
- 心臓、神経、またはリウマチ性疾患の病歴
- -過去5年以内の悪性腫瘍の病歴
- -過去6か月以内に何らかの手術を受けた
- -今後3か月間にあらゆる種類の手術が必要になると予想される
- 研究機器による以前の治療
- 下肢の金属インプラント
- 妊娠中または計画中の妊娠
- 授乳中の女性
- 脚囲 > 63cm
- 色覚異常
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:トリプル
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:パルス電磁界療法(利き足)
アクティブパルス電磁界療法;利き足に週 1 回 10 分間暴露。
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この腕の参加者は、利き足で週に 1 回、合計 6 週間、10 分間のパルス電磁場にさらされます。 各治療セッションの間には、最低 5 日間、最高 9 日間の間隔をあける必要があります。 PEMF デバイスは、最大 1.5 mT ピークの磁束密度でパルス磁場を生成します。
他の名前:
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実験的:パルス電磁界療法(利き足以外)
アクティブパルス電磁界療法;非利き足で週に 1 回 10 分間暴露。
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この腕の参加者は、利き腕ではない方の脚を週に 1 回、合計 6 週間、10 分間のパルス電磁場にさらされます。 各治療セッションの間には、最低 5 日間、最高 9 日間の間隔をあける必要があります。 PEMF デバイスは、最大 1.5 mT ピークの磁束密度でパルス磁場を生成します。
他の名前:
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偽コンパレータ:偽療法(対照)
非アクティブなパルス電磁界療法;週に 1 回 10 分間暴露。
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このアームの参加者は、フィールドにさらされません。
偽治療では、同じ PEMF 装置を 10 分間使用しますが、装置が作動しているときと区別できない非作動モードです。
介入期間は6週間です。
各治療セッションの間には、最低 5 日間、最高 9 日間の間隔をあける必要があります。
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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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脳血行動態反応の変化
時間枠:ベースラインと 7 週目
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参加者の前頭葉の活動は、PEMF 刺激の前後に測定されます。
次に、修正された Beer-Lambert の法則 (MBLL) を使用して、フィルタリングを適用してノイズを除去した後、その信号から血行動態データを抽出します。
3 つの治療グループの血行動態データは、回帰分析に組み込まれます。
信号の振幅は、タスク開始前の最初の 10 秒間の平均値を標準偏差で割ることによってさらに正規化されます。
頭のランドマークとプローブの位置の座標は、モントリオール神経学研究所の標準的な脳空間の各チャネルの重心位置を推定するために使用されます。
タスク中の平均波形と正規化された HbO および HbR の曲線下面積 (AUC) を計算します。
PFC での PEMF 刺激前後の fNIRS 信号の AUC 値は、対応のある t 検定によって比較され、変化を確認します。
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ベースラインと 7 週目
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認知能力の変化
時間枠:ベースラインと 7 週目
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ストループ タスクを使用してベースラインからの PEMF の結果として認知の改善を決定します。
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ベースラインと 7 週目
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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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大腿四頭筋の筋力
時間枠:ベースラインと 7 週目
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脚の優位性が筋肉の PEMF 反応に影響を与える範囲、つまり、ベースラインと比較した大腿四頭筋の強度の増加率を判断する。
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ベースラインと 7 週目
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太もも
時間枠:ベースラインと 7 週目
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脚の優位性が筋肉の PEMF 応答に影響を与える程度を判断するために、膝蓋骨の上縁から 5 cm 上の参加者の太もも周囲 (cm) を測定します。
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ベースラインと 7 週目
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Alfredo Franco-Obregon、National University, Singapore
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Parate D, Franco-Obregon A, Frohlich J, Beyer C, Abbas AA, Kamarul T, Hui JHP, Yang Z. Enhancement of mesenchymal stem cell chondrogenesis with short-term low intensity pulsed electromagnetic fields. Sci Rep. 2017 Aug 25;7(1):9421. doi: 10.1038/s41598-017-09892-w.
- Crocetti S, Beyer C, Schade G, Egli M, Frohlich J, Franco-Obregon A. Low intensity and frequency pulsed electromagnetic fields selectively impair breast cancer cell viability. PLoS One. 2013 Sep 11;8(9):e72944. doi: 10.1371/journal.pone.0072944. eCollection 2013.
便利なリンク
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
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 (実際)
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
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