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無傷の筋肉と残存している切断筋肉の比較

2023年12月19日 更新者:He Huang、North Carolina State University

無傷および残存切断神経筋生理学を比較する

下肢切断者は、義足を使用して活動を維持し、自立した生活を送ります。 近年、残存筋活動の測定はユーザーの意図を解釈し、それによってプロテーゼの制御を調整するために使用されています。 しかし、残存筋活動が切断されていない筋肉とどのように異なるかについてはほとんど知識がありません。 研究チームは、切断者がどのように筋肉を制御しているかをより深く理解するために、機能的課題全体にわたって非切断者と切断者の非切断筋肉および残存筋肉の神経筋生理学を分析および比較する予定です。 このような情報は、最新のプロテーゼ コントローラーの設計に情報を提供します。

調査の概要

状態

募集

条件

詳細な説明

この研究には約 80 名の参加者が参加します。下肢切断者が 40 名、そうでない者が 40 名です。

各テスト セッションは少なくとも 48 時間空けます。

すべてのセッションにはウォームアップが組み込まれており、被験者は試行の間に定期的に休憩を取ります。 研究チームは定期的に彼らと連絡を取り合い、理由を問わずいつでも休憩や停止を希望するときは私たちに知らせてください。

被験者は、足首の筋肉の制御された単独の筋肉活動を実施するように求められ、筋肉の活動のフィードバックを与えて、努力を制御し、疲労を防ぎます。 孤立した筋肉の活動に続いて、被験者は静かに立つ、姿勢を揺さぶる、座ったり立ったり、スクワット、かかとを上げる、歩くなどの機能的な課題を行うよう求められます。

切断患者は、機能的課題における筋活動を比較するために、個人用の受動的補綴装置と電動能動補綴装置(認定された訓練を受けた義肢装具士によるソケットのフィッティングと快適さへの適切な調整後)を使用して課題を実施します。 切断されていない人は、さらに比較するためにこのタスクを実行します。

表面筋電図、超音波、およびモーションキャプチャのデータは、それぞれ筋肉の活性化、筋肉の構造、関節の生体力学を記録し、残存筋と無傷の筋肉の間の観察と効果を評価するために使用されます。

詳細は以下をご覧ください。

-- 研究のために以下のセンサー/デバイスが取り付けられます。 センサーは、両面接着剤、粘着ラップ、またはストラップで固定されます。 すべて簡単に取り外し可能で、快適さのために調整可能です。 センサーを追加するプロセスを簡素化するために、ショートパンツの着用をお勧めします。

  1. 座っている間の筋肉の活性化 (セッション 1):

    a.筋活動センサー: i.数:4 ii. 配置場所:膝下の脚の前後に1箇所。

  2. 座っている間の筋肉の活性化 (セッション 2 ~ 3):

    a.筋活動センサー: i.セッション 1 と同じ b. 関節力学デバイス: i.被験者の切断中の足をプラットフォームに縛り付け、足首をどれだけ引っ張ったり、押したり、動かしているかを測定します。 幻肢の活性化について考える課題について、研究チームは参加者に両肢の活動を一致させるよう依頼し、参加者が切断されていない足を介して幻肢について考えていることを記録できるようにする。

    c.筋肉形状センサー: i.数:2つの超音波プローブ ii. 配置: 脚の前後に、セッションごとに脚を入れ替えます。

  3. プロテーゼのフィッティング (セッション 4 ~ 6):

    a.筋活動センサー: i.セッション 1 と同じ b. ソケット: i. 訓練を受けた義肢装具士が、筋肉活動センサーを安全に取り付けるように設計されたソケットを鋳造して取り付けます。

    c.電動補綴装置 i. 訓練を受けた義肢装具士は、研究チームが研究室に備えている電動義肢と鋳造ソケットの位置合わせを支援します。

  4. 機能的タスク (セッション 7 ~ 16):

    a.筋活動センサー: i.数:18 ii. 配置: 膝から下の脚の前後に 1 つ、膝より上の脚の前面に 2 つ、膝から下の脚の後ろに 1 つ (片脚あたり 5 つ)、腕の上下に 2 つ肘(各腕に 4 つ) b. ソケット: i.初期のセッションで適合 c. 電動補綴装置 i.前のセッションで取り付けおよび位置合わせを行った d. 動き測定マーカー: i.個数:合計40個。 ii. 配置: 頭に 4 つ、胴体に 5 つ、各腕に 7 つ、腰に 5 つ、各脚に 3 つ、各足首、つま先、かかと (靴の上) に 1 つ。

    e.ハーネス: 私。 天井に取り付けられたハーネスは、実験中に被験者が転倒した場合にキャッチするために使用されます。

研究チームは毎回の訪問中に、被験者に次のすべてを行うよう求めます。

  1. 座ったままの筋肉の活性化 (セッション 1 ~ 3): 最初の 3 つのセッションのためにラボに来てください。そこでは次のことを行います。

    1. 筋肉の活動と形状を測定するセンサーを装着しながら、足首の筋肉の筋活動を練習します。 研究の残りの期間を通じて筋肉の活性化が最大努力よりも小さくなるように、最大​​努力に対する簡単な調整が行われます。
    2. 研究チームは、視覚的な生体信号フィードバックを提供して、筋肉の制御方法をガイドします。
  2. プロテーゼのフィッティング (セッション 4 ~ 6): 訓練を受けた義肢装具士がソケットの断端を鋳造するセッションに参加し、その後、ソケットと電動プロテーゼを使用して 1、2、または 3 回のフィッティング セッション (合計で最大 3 回) を行います。認定義肢装具士。 各訪問時間は最大 2 時間です。 義肢装具士は現在のソケットを複製し、電動義肢を装着するよう依頼します。 義肢装具士は、ソケットが気に入らない場合は、ソケットの装着時のフィット感と快適性を確保するために修正を行います。
  3. 機能的タスク (セッション 7 ~ 16): フィッティングが完了したら、参加者はラボに来て、機能的タスクのための追加セッションを最大 10 回受けます。 各訪問中、参加者は、切断された筋肉と切断されていない筋肉の活性化を調整および制御する練習をするように求められます。 筋肉の活性化と制御をトレーニングし、実践した後、研究チームは参加者に次のタスクを実行するように依頼します。

    1. 静かに立っている(動かない)
    2. 姿勢の揺れ(前傾、後傾)
    3. 座ったり立ったりを繰り返す
    4. しゃがむ
    5. つま先立ち(かかと上げ)
    6. トレッドミル上を好みの歩行速度で歩く

必要に応じてバランスをサポートできるように手すり (左右両方) をいつでも利用でき、追加のハーネス保護も利用できます。

切断されていない人は、一度設定された機能タスクを実行します。 切断のある個人は、切断されていない個人と比較することに加えて、受動的義足と電動義足の両方を使用して設定された機能タスクを実行して、電動装置が機能的パフォーマンスを向上させるかどうかを判断するように求められます。 研究チームは場合によっては、参加者が動作のタイミングを計るのに役立つ聴覚フィードバックを提供したり、参加者が脚の間に体重をどのように乗せるかをガイドする視覚的な生体信号フィードバックを提供したりすることもあります。

研究チームは、電動プロテーゼ使用時のパフォーマンスの適応や、切断された筋肉と切断されていない筋肉のトレーニング後の評価を考慮して、参加者がこれらのアクティビティにさらに最大 10 回のセッションを受講することを期待しています。 この推定値には、合理的な個々のセッション期間を維持しながら、被験者が立ち会わなければならない必要な準備時間と撤収時間も考慮されています。

研究の種類

介入

入学 (推定)

80

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。

研究連絡先

  • 名前:Ming Liu, PhD
  • 電話番号:919-515-8541
  • メール:mliu10@ncsu.edu

研究連絡先のバックアップ

研究場所

    • North Carolina
      • Raleigh、North Carolina、アメリカ、27695
        • 募集
        • North Carolina State University
        • コンタクト:
        • コンタクト:

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

  • 大人

健康ボランティアの受け入れ

はい

説明

切断のない個人の包含基準:

  • アメリカに住んでいます
  • 18歳以上である
  • 縁石、階段、でこぼこした表面などの低レベルの環境障壁を、補助なしで、あまり困難なく歩くことができる

切断されていない個人の除外基準:

- インフォームドコンセントを提供する能力、または実験中に指示に従う能力に影響を与える認知障害、視覚障害、または平衡感覚障害がある

  • 脳卒中を起こしたことがある
  • 心臓病がある
  • 体重450ポンド以上(ハーネスの安全のため)
  • 胴囲/胴囲が 49 インチ (124.4 cm) 以上であること (ハーネスの安全のため)
  • 接着剤にアレルギーがある

切断患者の包含基準:

  • アメリカに住んでいます
  • 片側の下肢切断者である
  • 膝から切断箇所までの下肢の長さが少なくとも10cm以上あること
  • 縁石、階段、でこぼこした表面などの低レベルの環境障壁を、補助なしで、あまり困難なく歩くことができる

切断患者の除外基準:

- 実験中に同意を与える能力や指示に従う能力に影響を与える認知障害、視覚障害、平衡感覚障害がある

  • 脳卒中を起こしたことがある
  • 心臓病がある
  • 切断後に皮膚病変があった/治癒が不完全だった
  • 潰瘍がある
  • 膝から切断箇所までの下肢の長さが10cm未満である
  • 体重450ポンド以上(ハーネスの安全のため)
  • 胴囲/胴囲が 49 インチ (124.4 cm) 以上であること (ハーネスの安全のため)
  • 接着剤にアレルギーがある

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:非ランダム化
  • 介入モデル:クロスオーバー割り当て
  • マスキング: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
介入なし:切断されていない人
介入なし 切断患者と比較するために同一の課題でテスト済み
実験的:切断のある人
パッシブプロテーゼを使用したタスク 電動アクティブプロテーゼを使用したタスク
カスタムの社内動力補綴装置 (先行研究で使用、引用を参照)。

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
モーターユニットの動作電位振幅
時間枠:学習完了まで(平均36か月)。

研究者らは、足首関節を制御している個人の筋肉の筋電図を介して筋活動を測定します(幻肢を制御している残りの筋肉に注意してください)。

運動単位の特性は、個々の運動単位の発火に分解された表面筋電図 (EMG) から収集されます。

これらの特性は、無傷の筋肉と残留筋肉の間で比較されます。

学習完了まで(平均36か月)。
モーターユニットのコヒーレンス
時間枠:学習完了まで(平均36か月)。

研究者らは、足首関節を制御している個人の筋肉の筋電図を介して筋活動を測定します(幻肢を制御している残りの筋肉に注意してください)。

運動単位の特性は、個々の運動単位の発火に分解された表面筋電図 (EMG) から収集されます。

これらの特性は、無傷の筋肉と残留筋肉の間で比較されます。

学習完了まで(平均36か月)。

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
筋肉の構造のプロパティ -- 筋肉の体積
時間枠:学習完了まで(平均36か月)。

研究者らは、足首関節を制御する個人の筋肉の筋肉構造を超音波で測定します。

両方の参加者グループの残存筋肉と無傷の筋肉の間で構造の特性が比較されます。

学習完了まで(平均36か月)。

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。

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。

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)

2022年6月17日

一次修了 (推定)

2024年12月31日

研究の完了 (推定)

2025年5月31日

試験登録日

最初に提出

2022年7月8日

QC基準を満たした最初の提出物

2023年12月19日

最初の投稿 (実際)

2023年12月26日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2023年12月26日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2023年12月19日

最終確認日

2023年12月1日

詳しくは

本研究に関する用語

その他の研究ID番号

  • 24436

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

はい

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。

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