脳卒中後の上肢リハビリテーションのためのハイブリッド BCI 制御 FES の臨床的検証 (RECOMMENCER)
2025年3月13日 更新者:Donatella Mattia
推奨事項: コルチコ マッスル コミュニケーションを再確立して、回復を促進します。脳卒中後の上肢リハビリテーションのための BCI 制御機能的電気刺激の臨床的検証
RECOMMENCER プロジェクトは、上肢の筋肉の機能的電気刺激 (FES) を活性化するために使用される、皮質筋接続に基づく新しいハイブリッド ブレイン コンピューター インターフェース デバイスの開発とテストを目的としています。
デバイスの技術的な実装と健康な被験者に対する予備テストの後、研究者は、標準的なリハビリテーション (アドオン) を受けている脳卒中後の患者に対するデバイス (RECOM) を使用した 1 か月間のトレーニングの効果を評価します。
提案された介入は、FES(CTRL)を含むアクティブな理学療法トレーニングと比較されます。これは、ターゲット介入と同様の強度で上肢に焦点を当てます(アドオンでも提供されます)。
調査の概要
詳細な説明
上肢のリハビリテーションのための脳コンピューター インターフェイス (BCI) システムは、いくつかのランダム化比較試験 (RCT) のコンテキストでいくつかの有効性を証明しています。
このようなシステムは、最終的に好ましい運動結果につながる神経可塑性現象を利用して、運動関連の脳活動(例えば、脳波計、EEGに由来する)を強化する可能性に依存しています。
これまで、臨床試験でこの目的のために成功裏にテストされたハイブリッド BCI (hBCI) はありません。
ハイブリッド BCI には、末梢 (最も一般的には筋肉、表面筋電図、EMG 経由) からの信号が含まれており、通常、BCI のパフォーマンスを向上させるために使用されます。
リハビリテーションの文脈では、研究者は EMG 信号を使用して一般的な脳卒中後の異常 (痙縮、共収縮、運動オーバーフロー) を特徴付け、おそらくそれらを新しい hBCI パラダイムに含めて、上肢の動きに対する随意制御 (EEG) の両方を促進することを目指しています。そして「正常に近い」筋活動(EMG)。
そうするために、研究者は BCI コントロールのハイブリッド機能として皮質筋コヒーレンス (CMC) を提案します。
CMC は、運動中の EEG-EMG 同期の尺度であり、脳卒中後の患者の残存運動能力に関連して広く説明されています。
以前の文献に関して、提案されたアプローチは、上記の運動異常(例えば、異常な非標的筋肉の動員)。
研究者は、健康な被験者と脳卒中患者に対してオフラインでこのような機能を既にテストし、オンラインで上肢の動きを検出する能力を検証しました (研究は公開および/または提出されました。参考文献を参照してください)。
既に利用可能な BCI プロトタイプは、このようなオフライン研究から派生したパラメーターで適応されました (参考文献を参照)。
RECOM の介入は、リハビリテーション (アドオン) を受けている脳卒中患者の RCT (評価者向けの単一盲検) 内で検証されます。
介入の前後に、すべての患者は広範な臨床評価(結果の測定を参照)および神経生理学的評価を受けます。
後者は、単純/複雑な上肢の動き中の高密度 EEG-EMG 記録で構成されます。
録画には、シネマティック分析 (慣性測定ユニット - IMU) が含まれます。
研究者は、RECOM グループの影響を受けた上肢のより良い機能的運動転帰を仮定しています。これは、EEG/EMG および映画的評価と組み合わせた一般的な臨床的/機能的スケールによって説明されます。
さらに、新しいシステムの受容性と使いやすさに関連する側面が評価されます。
詳細な気分、モチベーション、および満足度は、ビジュアル アナログ スケールを使用して、各トレーニング セッションの前 (気分のモチベーション) と後 (満足度) に評価されます。ワークロードは、2 回目と最後のトレーニング セッションの終わりに、Nasa-Task Load Index によって評価されます。
研究の種類
介入
入学 (実際)
36
段階
- 適用できない
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。
研究場所
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Rome、イタリア、00179
- Neurorehabilitation Units- Fondazione Santa Lucia, IRCCS
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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
就学可能な年齢
18年~80年 (大人、高齢者)
健康ボランティアの受け入れ
いいえ
説明
包含基準:
- -募集の少なくとも3か月前の片側性脳卒中イベント
- 上肢の筋力低下
除外基準:
- 上肢機能に影響を及ぼす随伴疾患
- 上肢の痙縮 (MAS の 4-5)
- 研究への積極的な参加を妨げる重度の神経心理学的欠損
- FESまたはEEG / EMG記録の禁忌
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
- 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: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:RECOM - hBCIトレーニング
RECOM グループの患者は、標準的なリハビリテーションに加えて、次のような治療を受けます。
RECOM デバイスは、上肢の筋肉の FES を制御する h-BCI システムです。患者は単純な上肢の動き (指の伸展など) を試みるように求められます。デバイスは (正しい試行で) 正常に近い EEG-EMG 活性化を認識し、前腕の伸筋の FES を開始します。
RECOM トレーニングは、1 セッションあたりの合計所要時間が約 20 ~ 30 分の一連の試行反復で構成されます (セットアップ時間とキャリブレーションを除く)。
FES パラメーターは、完全な動きを達成し、患者のあらゆる種類の不快感を回避するために、標準ガイドラインに従って各患者に特別に設定されます。
介入レジメンは、週に 2 ~ 3 回、4 週間連続します。
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RECOM デバイスは、上肢の筋肉の FES を制御する h-BCI システムです。患者は単純な上肢の動き (指の伸展など) を試みるように求められます。デバイスは (正しい試行で) 正常に近い EEG-EMG 活性化を認識し、前腕の伸筋の FES を開始します。
RECOM トレーニングは、1 セッションあたりの合計所要時間が約 20 ~ 30 分の一連の試行反復で構成されます (セットアップ時間とキャリブレーションを除く)。
FES パラメーターは、完全な動きを達成し、患者のあらゆる種類の不快感を回避するために、標準ガイドラインに従って各患者に特別に設定されます。
介入レジメンは、週に 2 ~ 3 回、4 週間連続します。
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アクティブコンパレータ:CTRL - FESによる上肢トレーニング
CTRL グループの患者は、次のように標準的なリハビリテーションに追加して治療を受けます。
専門の理学療法士が、上肢の機能に焦点を当てた一連のアクティブなエクササイズを定義します。演習は、前腕の筋肉の FES と組み合わされます。
FES パラメータは、必要な動きを完全に実現し、患者のあらゆる種類の不快感を回避するために、標準ガイドラインに従って患者ごとに特別に設定されます。
セッションの所要時間は約 20 ~ 30 分です (FES キャリブレーション時間を除く)。
介入レジメンは、週に 2 ~ 3 回、4 週間連続します。
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専門の理学療法士が、上肢の機能に焦点を当てた一連のアクティブなエクササイズを定義します。演習は、前腕の筋肉の FES と組み合わされます。
FES パラメータは、必要な動きを完全に実現し、患者のあらゆる種類の不快感を回避するために、標準ガイドラインに従って患者ごとに特別に設定されます。
セッションの所要時間は約 20 ~ 30 分です (FES キャリブレーション時間を除く)。
介入レジメンは、週に 2 ~ 3 回、4 週間連続します。
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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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Fugl-Meyer Assessment (FMA) の変更 - 上肢セクション
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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脳卒中後の運動機能に一般的に使用される機能尺度。
スケールの範囲は 0 (最大の障害の可能性) から 66 (障害なし) です。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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アクションリサーチアームテスト(ARAT)の変化
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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脳卒中後の上肢機能に一般的に使用される機能尺度。
目盛4点の19点で構成されています。
ARAT の合計スコアは 0 ~ 57 ポイントの範囲であり、最大スコアが 57 ポイントであるほど成績が良いことを示します。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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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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痙縮の修正アッシュワース尺度 (MAS) の変化
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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MASによって測定された腕の痙性(肩+肘+手)の測定(0から5点のスコア、0は痙縮の欠如、5は高度の痙縮に等しい)
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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変更ボックスとブロックのテスト (BBT)
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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BBT は、仕切りで 2 つの区画に分割された木製の箱と 150 個のブロックで構成されています。
BBT の管理は、60 秒以内に、ボックスの 1 つのコンパートメントから同じサイズの別のコンパートメントに最大数のブロックを 1 つずつ移動するようクライアントに依頼することで構成されます。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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上肢の痛みの数値評価尺度 (NRS) を変更します。
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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数値評価尺度による腕の知覚痛の測定 (0 が痛みなし、10 が言葉にできない痛みに等しい 0 ~ 10 ポイントのスコア)
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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上肢セグメントの手動筋力テスト (MMT) 強度の変化
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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上肢の筋肉の残存強度の評価 - 肩の外転、肘の屈曲と伸展、手首の屈曲と伸展 (各セグメントの範囲は 0 - 筋活動なしから 5 - 抵抗に対する完全な動き)。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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NIH脳卒中スケールの変更
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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National Institute of Health Stroke Scale-NIHSS による脳卒中症状の重症度の尺度 (11 項目で構成され、各項目に応じて 0 から最大までの合計スコアで構成され、0 は正常であり、最大は病理学的反応です)
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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その他の成果指標
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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脳波活動と接続性の変化
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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介入前後の神経生理学的評価中に評価された、皮質振動活動および接続性の高密度脳波 (hdEEG) パターンの変化。
分析は、モーター関連の周波数帯域内のアクティビティと接続性に焦点を当てます。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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ターゲット筋肉と非ターゲット筋肉の EMG 活性化の変化。
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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介入前後の神経生理学的評価中に評価されたEMGパラメータの変化。
分析は、特定のタスクごとのターゲット筋肉の活性化 (例: 指伸展中の総趾伸筋) と、タスクと同側または反対側の非ターゲット筋肉の相対的共活性化 (鏡の動き) に焦点を当てます。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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CMCの変更
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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介入前後の神経生理学的評価中に評価された CMC パラメータの変化。
分析は、影響を受けた半球 (感覚運動領域) とターゲット筋肉に対する CMC カップル (EEG 電極 + EMG) に焦点を当てます。
研究者らは、これらのカップルでは CMC が強化され、他のカップルでは CMC が減少することを期待しています。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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シネマティック パラメータの変更
時間枠:無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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神経生理学的評価中に評価された映画パラメータの変化。
シネマティック パラメーターは、単純なタスク (手の開閉) とより複雑なタスク (ボックスおよびブロック テストから適用されたタスク - 上記参照) の実行中に記録されます。
単純なタスクでは、研究者は、臨床的/機能的な改善により、近位セグメントと体幹の代償運動が減少すると仮定します。
複雑なタスクでは、研究者は後者と滑らかさの改善の両方を期待しています。
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無作為化前、トレーニング後 (48 時間以内)
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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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捜査官
- 主任研究者:Floriana Pichiorri, MD, PhD、Fondazione Santa Lucia, IRCCS
- 主任研究者:Jlenia Toppi, Prof、University of Roma La Sapienza
出版物と役立つリンク
研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。
一般刊行物
- Pichiorri F, Morone G, Petti M, Toppi J, Pisotta I, Molinari M, Paolucci S, Inghilleri M, Astolfi L, Cincotti F, Mattia D. Brain-computer interface boosts motor imagery practice during stroke recovery. Ann Neurol. 2015 May;77(5):851-65. doi: 10.1002/ana.24390. Epub 2015 Mar 27.
- Peng Y, Wang J, Liu Z, Zhong L, Wen X, Wang P, Gong X, Liu H. The Application of Brain-Computer Interface in Upper Limb Dysfunction After Stroke: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Front Hum Neurosci. 2022 Mar 29;16:798883. doi: 10.3389/fnhum.2022.798883. eCollection 2022.
- Chen YT, Li S, Magat E, Zhou P, Li S. Motor Overflow and Spasticity in Chronic Stroke Share a Common Pathophysiological Process: Analysis of Within-Limb and Between-Limb EMG-EMG Coherence. Front Neurol. 2018 Oct 9;9:795. doi: 10.3389/fneur.2018.00795. eCollection 2018.
- Silva CC, Silva A, Sousa A, Pinheiro AR, Bourlinova C, Silva A, Salazar A, Borges C, Crasto C, Correia MV, Vilas-Boas JP, Santos R. Co-activation of upper limb muscles during reaching in post-stroke subjects: an analysis of the contralesional and ipsilesional limbs. J Electromyogr Kinesiol. 2014 Oct;24(5):731-8. doi: 10.1016/j.jelekin.2014.04.011. Epub 2014 May 9.
- von Carlowitz-Ghori K, Bayraktaroglu Z, Hohlefeld FU, Losch F, Curio G, Nikulin VV. Corticomuscular coherence in acute and chronic stroke. Clin Neurophysiol. 2014 Jun;125(6):1182-91. doi: 10.1016/j.clinph.2013.11.006. Epub 2013 Nov 16.
- Pichiorri F, Mattia D. Brain-computer interfaces in neurologic rehabilitation practice. Handb Clin Neurol. 2020;168:101-116. doi: 10.1016/B978-0-444-63934-9.00009-3.
- Colamarino E, de Seta V, Masciullo M, Cincotti F, Mattia D, Pichiorri F, Toppi J. Corticomuscular and Intermuscular Coupling in Simple Hand Movements to Enable a Hybrid Brain-Computer Interface. Int J Neural Syst. 2021 Nov;31(11):2150052. doi: 10.1142/S0129065721500520. Epub 2021 Sep 30.
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 (実際)
2023年3月1日
一次修了 (実際)
2024年12月31日
研究の完了 (実際)
2024年12月31日
試験登録日
最初に提出
2022年8月12日
QC基準を満たした最初の提出物
2022年8月19日
最初の投稿 (実際)
2022年8月22日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
2025年3月25日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2025年3月13日
最終確認日
2024年10月1日
詳しくは
本研究に関する用語
キーワード
その他の研究ID番号
- GR-2018-12365874
- GR18.74 (その他の識別子:Hsantalucia)
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
IPD プランの説明
神経生理学的データ (EEG、EMG、動画) は、合理的な要求に応じて共有されます (匿名化)
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
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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。