脊髄損傷後の神経因性疼痛と脳の炎症を軽減するための運動介入
脊髄損傷 (SCI) は、脊髄神経の損傷、二次的な炎症反応、および麻痺や神経因性疼痛を伴う生活の結果によって、脳の構造と機能に変化をもたらします。 下半身の麻痺による運動不足は、急速に筋肉の喪失や心臓病のリスクにつながります。 脊髄損傷後の主要な死因は心血管疾患であり、損傷からわずか 1 年で、脊髄損傷者の最大運動能力は不適格な一般集団の半分です。
良いニュースは、有酸素運動が慢性的な代謝疾患と心肺疾患のリスクを減らし、炎症と痛みを軽減し、気分と生活の質を向上させることです. 運動はまた、脳の炎症を軽減し、内因性鎮痛を強化し、海馬のサイズを増加させる.
問題は、SCI における筋肉麻痺が、広範な鎮痛、抗炎症、および神経保護の利点に必要なレベルの運動を達成する能力を制限することです。 腕の運動は心臓と肺の容量にある程度の影響を与える可能性がありますが、小さな筋肉量では適度な有酸素運動以上のものを生み出すには不十分です. 機能的電気刺激 (FES) を使用すると、麻痺した脚の筋肉を収縮させることができ、それによって体のより多くの部分を運動させることができます。 完全なローイング ストロークは、(刺激された) 脚と腕の両方によって生成され、アクティブな筋肉量を増加させ、心臓、肺、そしておそらく脳の機能を改善するのに十分な集中的な有酸素運動をもたらします.
亜急性脊髄損傷被験者のこの臨床試験では、研究者は、12 週間の待機リストと比較して、12 週間の FES-RT が痛み、脳構造、内因性オピオイド機能、および脳炎症をどのように変化させるかを研究します。
研究者は、陽電子放出断層撮影法と磁気共鳴画像法を使用して変化を測定します。 研究者らは、疼痛干渉の減少、海馬容積の増加、中脳水道周囲灰白質における内因性オピオイド伝達の増加、および海馬の神経炎症の減少を仮定しています。
調査の概要
詳細な説明
この臨床試験では、無作為化、制御、クロスオーバー デザインを利用します。 参加者は、(A)12週間のFES-RTに続いて通常の12週間の治療、または(B)通常の12週間の治療に続いて12週間のFES-RTに無作為に割り付けられます。
無作為化はコンピューターで生成され、研究統計学者は、ベースライン測定値が得られるまで、治療の割り当てを適切に隠すための鍵を保持します。
運動介入:
FES-RT は 2 つの異なるステップで行われます。最初の筋力トレーニング ステップと、それに続く FES-RT です。 脊髄損傷者は、少なくとも 2 週間から最大 6 週間の筋力トレーニングを必要とする場合があります。 筋力トレーニングでは、電極を大腿四頭筋とハムストリングスの運動点に配置し、刺激の強度を完全な膝の屈曲伸展を生み出すレベルに設定します。 トレーニングは、被験者が休憩なしで 30 分間屈曲伸展プロトコルを完了することができるまで実行されます。 この間、PET-MR データの最初のセットが取得されます。
その後、FES-RT が開始されます。
測定/評価 運動能力: ボランティアは、FES または腕のみのローイングの増分運動テストを実行して、通常は定期的な運動トレーニングが予定されている日の最大酸素摂取量を決定します。 運動能力と有酸素パワーは、オンラインのコンピューター支援開回路スパイロメトリーから決定されます。 被験者は、意欲的な疲労が生じるまで、2 分ごとに抵抗を増やしながら漕ぎ続けます。 最大運動能力の達成を確実にするために、これらの基準の少なくとも 3 つを満たす必要があります。 4) 知覚される労作は、6 ~ 20 のボーグ スケールで少なくとも 16 と評価されます。
運動量: トレーニング プログラム全体での運動刺激の進行は、各運動の試合中に監視された心拍数 (つまり、トレーニング インパルスまたは TRIMP) から導き出された持続時間、頻度、強度、および平均ワット数と合計の積から評価されます。各週の期間。 TRIMP は日常的に運動負荷を定量化するために使用され、心肺系に固有のものです。 研究者はまた、週平均ワット数と週合計運動時間の積として、運動負荷または仕事量を計算します。
PET-MRイメージング
ニューロイメージング指標は、ベースライン、12 週間後、および 24 週間後に取得されます。 MR-PET スキャンは、Siemens 全身 MRI、全身 PET カメラ (Biograph MMR) を使用して、3 テスラで実行されます。 MRIデータはPETデータと同時に取得されます。
損傷に応答して、ミクログリアは損傷部位に移動し、トランスロケータータンパク質 (18kDa) (TSPO) を含む複数の細胞表面タンパク質を発現します。 この条件式により、TSPO は PET イメージングの主要なターゲットになります (127)。 グリア活性の候補となる PET トレーサーは複数ありますが、そのうちの 11C-PBR28 は、ヒトの神経炎症におけるミクログリアおよび星状細胞の活性化のイメージングに適した、高感度で第 2 世代の高親和性 TSPO 放射性リガンドです。 グリアのイメージングでは、11C-PBR28 を 30 秒間かけてゆっくりと静脈内注射します (130)。 動的データは、リスト モードで 90 分間、脳上で収集され、収集後にフレーム化されます。 線量は最大 15mCi で、これは約 3.7 mSv に相当します。
オピオイド イメージングでは、11C-ジプレノルフィンが静脈内注射され、動的データがリスト モードで 90 分間脳から収集され、収集後にフレーム化されます。 線量は最大 12mCi で、これは約 2.5 mSv に相当します。
どちらのスキャンでも、MPRAGE データに基づいて MR ベースの減衰補正マップが作成されます。 グリア イメージングでは、全脳 PBR28 リガンドの取り込みに対して正規化された標準化された取り込み値 (SUV) が使用されます。 11CDiprenorphine については、対象固有の両側後頭葉皮質を参照組織として使用して、速度論的モデリングを実行します。 非置換性結合電位マップ (BPND) は、非置換性放射性リガンドに対する特異的に結合した放射性リガンドの相対量を表すもので、90 分間の動的 PET データから、参照組織として使用される後頭皮質を使用した単純化された参照組織モデルを使用して計算されます。
縦方向の構造解析のために、高解像度の構造ボリュームが収集されます。 すべての長期データ分析は、繰り返し測定としてネイティブ空間で行われるため、コホート研究に通常関連する空間正規化エラーを回避できます。
参加者への一連の痛み、生活の質、および心理的健康に関する質問票を 4 つの機会に: 登録直後、12 週間の待機リストまたは FES-RT 期間の開始時、最初のアームの終了時、およびクロスオーバーアームの終わり(24週間)。
条件付けされた痛みの調節: 条件付けられた痛みの調節 (CPM) は、人間の痛みを抑制する個々の能力を確実に評価するための心理物理学に基づく実験室の方法です。 簡単に言うと、CPM は、刺激 A (テスト痛み) を刺激 B (コンディショニングの痛み) と一緒に与えた場合に、刺激 A を単独で与えた場合よりも痛みが少なく感じられる「痛みが痛みを抑制する」現象に基づいています。 文献は完全に一致しているわけではありませんが、CPM はナルトレキソンで減少させることができ、内因性オピオイドに対する阻害の少なくとも部分的な依存を示唆しています。 CPM は、FES-RT が CPM の増加につながるという仮説を立てて、ベースライン、12 週および 24 週で決定されます。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前:Nils C Linnman, PhD
- 電話番号:617 952 5000
- メール:clinnman@partners.org
研究連絡先のバックアップ
- 名前:Andrew Taylor, PhD
- 電話番号:617 952 5000
- メール:jandrew_taylor@hms.harvard.edu
研究場所
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Massachusetts
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Boston、Massachusetts、アメリカ、02129
- Spaulding Rehabilitation 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
説明
包含基準:
*神経学的レベルC5以下のSCIで、アメリカ脊髄損傷協会のグレードA、B、またはCで、損傷後3〜24か月以内。
除外基準:
- 妊娠
- 授乳
- MRIの禁忌
- PETの禁忌 現在または過去の病歴:
- 主な病気
- SCI以外の主要な神経疾患
- 主な精神疾患
- 糖尿病
- 主要な腎臓または肝臓の問題
- タバコの使用
- レクリエーショナルドラッグの使用
- 異常な身体検査 (例えば、心雑音または末梢浮腫)。
- FES刺激に反応しない
- 心臓病
- FES-RT の成功に対する物理的な制限
- 血圧>140/90mmHg
- 重大な不整脈
- 癌
- てんかん
- 心臓病治療薬の現在の使用
- 関連する接触部位での現在のグレード2以上の圧迫損傷
- ローイング能力を制限する末梢神経圧迫または回旋腱板断裂
- 出血性疾患の病歴
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:基礎科学
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:クロスオーバー割り当て
- マスキング:独身
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:FESボート漕ぎ
運動トレーニングセッションは週に3回、12週間実施されます。
最初のトレーニング セッションには、作業と休憩の比率 2:1 で VO2 ピークの 60% で 5 分間の FES ローイングを 6 セット行います。
5 分間継続して漕ぐことができない参加者は、合計 30 分のセットに達するまで、30 秒の休憩を挟みながら 2 ~ 4 分間漕ぎます。
目標は、各ボランティアが、毎週 3 回、継続的な 30 ~ 40 分間維持される 70 ~ 85% の運動強度を達成することです。
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全身有酸素運動
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介入なし:順番待ちリスト
通常のプログラムと同様の12週間の治療中、被験者はFESボートに参加しません。
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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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PROMIS 疼痛干渉アンケートの変更
時間枠:ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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患者報告アウトカム測定情報システム (PROMIS(r)) 疼痛干渉測定器は、個人の生活の関連する側面に対する痛みの自己報告結果を測定し、痛みが社会的、認知的、感情的、身体的関与を妨げる程度を含む場合があります。 、およびレクリエーション活動。 痛みの干渉には、睡眠と人生の楽しみを探るアイテムも組み込まれています。 スケールは 6 から 30 の範囲で、30 が最高の痛みの干渉です。 |
ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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海馬体積の変化
時間枠:ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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海馬体積のMRI由来測定
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ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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海馬グリア活性化の変化
時間枠:ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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海馬における11C-PBR28 SUVの取り込み
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ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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PAG オピオイド結合能の変更
時間枠:ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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中脳水道周囲灰色の非置換オピオイド結合能
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ベースラインと 12 週間の FES 介入後、および 12 週間の待機リスト後の変化
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Nils C Linnman, PhD、Spaulding Rehabilitation Hospital
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 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
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
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- 2019P003113
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?
IPD プランの説明
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
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。
脊髄損傷の臨床試験
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