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가상 신경 보철물: 절단 환자의 촉각 복원

2023년 9월 13일 업데이트: Florida Atlantic University

가상 신경 보철물: 신경외상으로 고통받는 사람들의 자율성 회복

이 프로젝트의 전반적인 목표는 신경 임플란트의 복제품을 외부화하고 잘 제어되는 미세유체 챔버에 수용하여 신경 임플란트를 사용한 고도로 침습적인 연구의 본질적인 한계를 완화하는 가상 신경 보철물을 개발하는 것입니다. 뇌전도(EEG) 신호를 동시에 측정하는 동안 근전도 신호로 기민한 인공 손과 팔을 제어하기 위해 신체가 건강한 상지 절단 환자를 ​​모집합니다. 로봇 악력 측정은 신경외상 후 체외 신경 재생을 촉매하기 위해 말초 신경계에서 발견되는 것과 유사한 전기 펄스로 생체모방적으로 변환됩니다. 이 다분야 프로젝트의 시너지 효과는 인간-로봇 시스템 내에서 신경 가소성의 공생 상호 작용에 대한 변형적인 이해로 이어질 것입니다. 현재 촉각 피드백 신호가 구심성 신경 경로의 신경 재생에 기여하여 신경 보철 팔다리가 장착된 절단 환자의 신체 감각을 회복하고 운동 기능을 향상시키는 방법에 대한 체계적인 이해가 없습니다. 이 문제를 해결하는 것은 신경 보철학의 중요한 분야에 중요한 돌파구가 될 것입니다.

연구 개요

상태

완전한

정황

상세 설명

하루 또는 여러 날에 걸쳐 로봇 팔과 손을 제어하여 간단한 운동 작업(예: 가상 말초 신경 재생 프로토콜은 사용자에게 촉각 감각의 복원을 위한 생물학적으로 사실적이고 특이한 매개변수를 제공합니다(이중 맹검 방식으로 현미경으로 신경 재생을 특성화하는 세포 신경생리학자는 대상의 이름과 상태를 인식하지 못합니다. ; 그리고 인간-피험자 실험자는 매일 실험에 사용될 햅틱 피드백 매개변수를 알지 못하며, 신경생리학자가 신경 재생의 현미경적 평가(초기 프로젝트의 일부) 또는 실시간 임피던스 측정(프로젝트의 후반부)의 경우 시스템에 의해 자동으로 입력됩니다.

주요 실험 요소는 '햅틱 피드백'이며 전체, 부분(신경 재생에 따라 다름) 및 null의 세 가지 양식이 있습니다. 그리고 인간 제어 전략에 도전하고 촉각 정보, '운반되는 물체 무게'(무거운, 중간 및 가벼운)에 대한 요구를 부과합니다.

기록 기술: 피험자의 뇌파 검사(EEG), 근전도 검사(EMG) 및 행동 수행.

연구 유형

중재적

등록 (실제)

21

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.

연구 장소

    • Florida
      • Boca Raton, Florida, 미국, 33431
        • Florida Atlantic University

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

18년 (성인, 고령자)

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

예

설명

포함 기준:

  • 촉각 감각의 신경 장애 없음.

제외 기준:

  • 18세 미만 또는 65세 이상

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 기초 과학
  • 할당: 해당 없음
  • 중재 모델: 단일 그룹 할당
  • 마스킹: 없음(오픈 라벨)

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
실험적: 보철물 조절 중 신경 성장

신경 가소성의 경험을 모방하는 적응형 햅틱 피드백 제어 법칙을 사용하여 팔다리가 없는 사람들의 감각 복원을 촉진하는 최적의 조건을 결정합니다.

Prosthesis Control 중 Sensory Restoration 중재가 사용됩니다.

로봇 팔/손 인터페이스를 사용하는 인간 대상은 시간이 지남에 따라 다양한 터치 감각을 경험하게 됩니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
인공 손으로 잡는 성능 지표
기간: 일주
의수를 사용하여 절단된 물체를 제어할 때 미끄러지거나 떨어지지 않고 잡은 물체를 성공적으로 운반하는 비율입니다.
일주

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
등뿌리 신경절 신경돌기 재생
기간: 일주
축삭절단술 후 1주일 동안 신경돌기 재생 기간을 정량화합니다. 등쪽 뿌리 신경절은 다중 채널 미세 전극 배열에서 시험관 내에서 배양됩니다. 신경 배양은 절단 환자가 사용하는 인공 손의 촉각을 기반으로 전기적으로 자극됩니다. 손가락 끝의 접촉 감각은 전기 자극에 대한 활동 전위와 유사한 펄스로 생체모방적으로 변환됩니다. 신경돌기 재생의 길이는 NeuronJ를 사용하여 정량화하여 연구 시작 및 종료 시점의 이미지를 비교했습니다.
일주

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

수사관

  • 수석 연구원: Erik Engeberg, Ph.D., Florida Atlantic University

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (실제)

2017년 10월 15일

기본 완료 (실제)

2021년 10월 26일

연구 완료 (실제)

2021년 10월 26일

연구 등록 날짜

최초 제출

2018년 6월 13일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2018년 6월 26일

처음 게시됨 (실제)

2018년 7월 10일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2023년 9월 18일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2023년 9월 13일

마지막으로 확인됨

2023년 9월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

기타 연구 ID 번호

  • FloridaAU
  • R01EB025819 (미국 NIH 보조금/계약)

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

예

IPD 계획 설명

성별, 민족(자발적으로 공개된 경우) 및 상지 부재의 특성(해당되는 경우)이 기록됩니다. 이 정보는 해당 저널 및 컨퍼런스 간행물에 보고됩니다.

IPD 공유 기간

1차 수료 후 1년 이내.

IPD 공유 액세스 기준

오픈 액세스.

IPD 공유 지원 정보 유형

  • 연구_프로토콜
  • 수액

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

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