AB 歩行推定神経生理学
歩行訓練戦略と非侵襲的刺激が健常成人の神経生理学と歩行パフォーマンスに及ぼす影響 - 予備研究
この研究は、電気刺激とステップ練習が脳と筋肉の間の接続にどのような影響を与えるのか?という質問に答えるために行われています。 このプロジェクトの長期的な目標は、電気刺激と歩行訓練を組み合わせて高齢者や脳卒中生存者の歩行能力を向上させる神経生物学的メカニズムの理解に基づいた、新しく効果的で個別化されたリハビリテーションプロトコルを開発することです。
このプロジェクトの理論的根拠は、電気刺激に基づく戦略が健常者の皮質および脊髄回路をどのように調節するかに関する予備データを探索し生成することです。
研究者らは、体性感覚、脊髄反射、皮質脊髄回路の神経生理学、および/または歩行パフォーマンスに対する、電気刺激ありまたはなしの短いトレッドミル歩行訓練または単歩訓練セッションの効果を評価する予定です。
この研究は、脳回路が刺激やステップ練習によってどのように変化するかを説明し、患者に対する将来のリハビリテーション研究に情報を提供できる重要な予備的および規範的なデータを提供することになる。 研究対象者は健常者です。
調査の概要
詳細な説明
この研究は、脳と筋肉の間の接続に対する電気刺激と歩行練習の影響を調べるために行われています。
この研究は、それぞれ最大 5 時間続く 1 ～ 5 回の研究訪問で構成されます。 参加者は、脚の筋肉に電気刺激を与えて、または与えずにステップトレーニングを完了します。非侵襲的刺激が参加者の脳または脚の神経に送られ、脳内および脳/脊髄と筋肉の間の接続の強さが測定されます。
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：Trisha Kesar, PT, PhD
- 電話番号：404-712-5803
- メール：tkesar@emory.edu
研究場所
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Georgia
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Atlanta、Georgia、アメリカ、30329
- 募集
- Emory University
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 18～65歳
- 健常者（身体障害、歩行や研究計画への参加に影響を与える神経疾患、整形外科疾患、またはその他の医学的障害のない健康人）
- 地上 10 メートル以上をトレッドミルで 1 分間歩く能力
- 3 段階のコマンドに従い、インフォームドコンセントを提供する能力。
除外基準:
- 自己申告による整形外科的または身体的障害の病歴または証拠
- 神経学的病理学の病歴または証拠
- 妊娠（女性）
- 制御されていない高血圧
- 心臓ペースメーカーまたはその他の埋め込み型電子システム
- 電気刺激の設定を妨げる皮膚疾患の存在
- 左上肢の感覚障害。
- 刺激電極設置部位の打撲傷または切り傷
- リハビリテーションまたは別の治験への同時登録。
- 研究手順を妨げる整形外科的または身体的障害の病歴または証拠
- 神経学的病理または障害の病歴または証拠
- 研究手順を妨げる可能性のある、制御されていない重篤な医学的問題（例、高血圧、心血管疾患、関節リウマチ、活動性癌または腎臓疾患、てんかん）
- 金属インプラント、皮質の興奮を高める可能性のある薬剤などのTMSの禁忌、過去6か月以内の原因不明のめまい
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：他の
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：階乗代入
- 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：機能的電気刺激による歩行
参加者は、2 ～ 8 週間にわたって 2 ～ 5 つのセッションに参加します。 各セッションは、機能的電気刺激を伴うトレッドミル上での歩行またはステップの練習と、神経回路の興奮性の非侵襲的測定で構成されます。 参加者は、トレッドミルまたは地上で、自分で選択した速度から速い速度（自分で選択した快適な速度よりも速い）までの速度で、30 秒から 4 分間のウォーキングを複数回行い、試合の間に休憩を挟みます。 歩行トレーニングの場合、参加者は、休憩を挟みながら 6 分間のウォーキングを最大 6 回行うことができます (30 ～ 36 分間のウォーキング)。 |
歩行トレーニング: トレッドミル上で、自分で選択した速度または速い速度でのステップ練習の 1 回または複数回の短い練習が、FES なしで提供されます。
ここで提案するパラメータと設定を含む電気刺激は、痛みの軽減や神経筋電気刺激または経皮神経刺激とも呼ばれるその他の用途のための臨床診療および研究で一般的に使用されます。 FES は、デラウェア大学 FES 研究室のカスタム設計 FES システムである UDel Stimulator を使用して提供されます。 研究者は、カスタマイズされたリアルタイム システムを使用して刺激装置を制御し、歩行サイクルの適切な段階で刺激を提供します。 被験者の足が空中にあるとき (遊脚期)、足首の背屈筋に刺激が与えられます。 刺激は、歩行の最終立脚段階中に足首の底屈筋に送達されます。 30 Hz の可変周波数刺激トレインが歩行中に送達されます。
他の名前：
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実験的：機能的電気刺激を伴わない歩行
参加者は、2 ～ 8 週間にわたって 2 ～ 5 つのセッションに参加します。 各セッションは、機能的電気刺激を行わないトレッドミル上での歩行またはステップの練習と、神経回路の興奮性の非侵襲的測定で構成されます。 参加者は、トレッドミルまたは地上で、自分で選択した速度から速い速度（自分で選択した快適な速度よりも速い）までの速度で、30 秒から 4 分間のウォーキングを複数回行い、試合の間に休憩を挟みます。 歩行トレーニングの場合、参加者は、休憩を挟みながら 6 分間のウォーキングを最大 6 回行うことができます (30 ～ 36 分間のウォーキング)。 |
歩行トレーニング: トレッドミル上で、自分で選択した速度または速い速度でのステップ練習の 1 回または複数回の短い練習が、FES なしで提供されます。
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実験的：皮質と末梢神経系のペア刺激
参加者は、皮質刺激パルスと組み合わせた末梢電気刺激の単一セッションに参加します。
体性感覚、脊髄反射、皮質脊髄神経生理学における対連合刺激(PAS))。
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対連合刺激 (PAS) は、静的姿勢 (座位または立位) で実施され、さまざまな刺激パラメータで与えられる体性感覚、脊髄反射、および/または皮質脊髄神経生理機能への影響を評価します。
歩行パフォーマンスを評価するために、PAS の前および/または後に、トレッドミル上で自分で選択した速度または高速でのステップ練習の 1 回または複数回の短い練習を完了することができます。
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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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皮質脊髄の興奮性
時間枠：テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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皮質脊髄の興奮性は、経頭蓋磁気刺激 (TMS) と呼ばれる非侵襲的技術を使用して評価されます。
TMS は、二重円形コイル、特注のダブルコーン、またはバットウィング コイルを備えた MagStim 刺激装置 (Magstim Ltd、ウェールズ、英国) を使用して提供されます。
TMS に反応する筋肉からの電気活動は、歩行中に重要な役割を果たす筋肉 (大腿四頭筋、前脛骨筋、ヒラメ筋、腓腹筋、ハムストリングスなど) に取り付けられた表面 EMG 電極を使用して収集されます。
さらに、対照として使用するために、いくつかの上肢の筋肉（例えば、第一背側骨間筋、指指屈筋）からEMG信号を記録することもできる。
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テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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脊髄回路の興奮性
時間枠：テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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脊椎の興奮性は、足首の筋肉を支配する神経に送達される末梢電気刺激を使用して評価できます。 電気刺激の方法は、被験者が座っていることと、脊髄興奮性を評価する結果測定値を得るために刺激が使用されることを除いて、機能的電気刺激を送達するために使用される方法と同様である。 対象となる筋肉は、ヒラメ筋、内側腓腹筋 (ふくらはぎの筋肉)、および前脛骨筋 (下肢の前部) です。 EMG 活動は、7 ～ 10 秒間隔で 50 ～ 60 回の電気刺激 (強度が 1mA ～ 80 mA の範囲の短い 1 ms の方形パルス) を筋肉に与えながら記録されます。 研究者は、最大反射反応の一部を引き出す強度で 5 ～ 20 回の電気刺激パルスを与えることもあります。 |
テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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歩行パフォーマンス
時間枠：テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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マーカー データは、7 台のカメラ動作分析システム (Vicon、オックスフォード、英国) を使用して 120 Hz で収集されます。
トレッドミル歩行中、トレッドミル歩行中の地面反力は、各ベルトの下に 2 つの 6 成分力プラットフォームを装備したトレッドミル (Bertec、米国) を使用して収集されます。
地面反力は、実験室の床に埋め込まれたフォース プレート (AMTI、米国) を使用して評価されます。
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テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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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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歩行時の筋肉活動
時間枠：テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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筋肉の活動を記録するために、小型の筋電図 (EMG) センサーがさまざまな筋肉に取り付けられる場合があります。
EMG センサーは低アレルギー性接着剤を使用して取り付けられます。
EMG 信号は、前脛骨筋、ヒラメ筋、腓腹筋、大腿四頭筋、ハムストリングス、中殿筋、脊柱起立筋の筋肉から記録されます。
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テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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体性感覚の興奮性
時間枠：テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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体性感覚伝達および興奮性は、下肢に送達される末梢神経刺激 (PNS) 刺激に対する脳波 (EEG) 応答を使用して評価できます。
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テスト前（最大60秒）、テスト中（最大36分）、テスト後（最大60秒）
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者：Trisha Kesar, PT, PhD、Emory University
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 (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
キーワード
その他の研究ID番号
- STUDY00007235
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
IPD 共有時間枠
IPD 共有アクセス基準
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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