손 보철물을 위한 신경 인터페이스와 고유 감각 운동 통합 (PSI)
연구 개요
상세 설명
손은 세상과 상호 작용하는 주요 수단이며, 손을 잃은 재향 군인은 감소된 기능 및 감각 능력에 대처해야 합니다. 근전성 보철물은 잃어버린 손의 기본적인 잡기 기능을 회복할 수 있지만 많은 절단 환자는 현재 보철물 옵션이 필요에 맞지 않기 때문에 보철물 사용을 포기합니다. 또한 많은 수족 절단 환자는 현재 치료로 완전히 완화되지 않는 사지 손실 후 환상통 및 심리사회적 결함으로 어려움을 겪고 있습니다.
정상적인 감각 운동 시스템에서 사지 위치와 움직임의 감각인 고유 감각은 운동 계획을 알리고 움직임의 오류를 수정하는 데 중요합니다. 또한, 고유수용감각은 신체 소유권, 기관 및 환상 통증에서 핵심적인 역할을 합니다. 그것의 중요성에도 불구하고, 고유수용감각은 현재의 보철 옵션에는 없습니다.
제안된 프로젝트의 목표는 의지 자세와 움직임에 대한 고유 감각 피드백을 제공하여 손을 잃은 재향군인에게 상지 의지 장치를 보다 자연스럽고 유용하게 만드는 것입니다. 중심 가설은 보철물 사용자와 장치 사이의 루프를 효과적으로 닫는 데 감각 입력 및 제어 출력이 신체 스키마의 기본 감각 운동 신경 프로세스를 밀접하게 모방해야 한다는 것입니다. 조사관은 조사관의 이식된 신경 인터페이스 시스템을 사용하여 3명의 경방사상 및 3명의 경상완 절단 환자에서 보철물 제어와 인공 고유감각의 통합을 조사할 것입니다.
목표 1. 말초 신경 자극에 의해 유도된 고유 수용 감각을 특성화합니다. 조사관은 시간에 따라 변하는 말초 신경 자극(PNS) 패턴을 테스트하고 반대쪽 온전한 사지와의 위치 일치 및 다변량 회귀 분석을 사용하여 유발된 고유 수용 지각의 운동학에 미치는 영향을 조사합니다. 연구자들은 작용제-길항제 쌍 자극 전략을 조사하고 심리 측정 테스트를 사용하여 작용제 단독 전략과 작용제-길항제 쌍 전략 사이의 구별성을 비교할 것입니다.
목표 2. 자극 유발 고유수용감각의 메커니즘을 조사합니다. PNS의 고유수용감각의 신경생리학적 기초는 알려져 있지 않습니다. 고유수용성 지각이 직접적인 구심성 활성화 또는 직접적인 근육 활성화를 통한 간접적 모집에서 비롯되는지 여부를 조사하기 위해 조사관은 경방형 참가자의 잔여 팔뚝의 운동 차단을 수행하고 고유수용성 지각에 대한 변화를 조사합니다. trans-humeral 참가자의 경우 시스템 이식 시 Targeted Muscle Reinnervation이 수행되고 근육 내부 성장 전후에 지각이 비교됩니다.
목표 3. 자세 일치 동안 고유 감각 자극과 운동 제어의 통합을 결정합니다. 보철물을 적극적으로 사용하는 동안 참전 용사에게 고유 감각을 복원하려면 PNS 유발 지각을 자발적인 사지 제어와 통합해야 합니다. 조사관은 가상 현실 자세 일치 작업을 통해 고유 감각이 운동 제어에 미치는 영향을 확인하고 고유 감각 PNS 유무에 관계없이 속도 및 위치 기반 인공 손 컨트롤러와 성능을 비교할 것입니다. 둘째, 수사관은 정신 측정 비평 평가 작업을 통해 PNS 유발 고유 수용의 인식에 대한 자발적 통제의 영향을 결정할 것입니다. 셋째, 조사관은 설문 조사를 통해 구체화에 대한 인공 고유 감각의 영향을 평가할 것입니다.
이 프로젝트는 위치 및 속도 컨트롤러와 함께 광범위한 상지 절단 환자 집단에서 PNS의 고유 감각 감각 운동 통합을 조사하는 최초의 프로젝트가 될 것입니다. 이 연구는 인공 고유수용감각의 운동학 및 고유수용성 지각을 형성하는 직접적인 근육 활성화의 역할에 대한 중요한 정보를 제공할 것입니다. 조사관은 이 제안에서 얻은 지식이 사지 손실이 있는 퇴역 군인에 대한 보철물의 유용성과 수용성을 개선하고 신경재활 분야에서 보철 손 기술과 치료 표준을 발전시킬 것으로 기대합니다.
연구 유형
등록 (추정된)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 연락처
- 이름: Emily L Graczyk, PhD
- 전화번호: 63571 (216) 791-3800
- 이메일: Emily.Graczyk@va.gov
연구 연락처 백업
- 이름: Jessica R Jarvela, MS BS
- 전화번호: 63801 (216) 791-3800
- 이메일: Jessica.Jarvela@va.gov
연구 장소
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Ohio
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Cleveland, Ohio, 미국, 44106-1702
- 모병
- Louis Stokes VA Medical Center, Cleveland, OH
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수석 연구원:
- Emily L Graczyk, PhD
-
연락하다:
- Melissa S Schmitt
- 전화번호: 63801 (216) 791-3800
- 이메일: Melissa.Schmitt@va.gov
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연락하다:
- Jessica R Jarvela, MS BS
- 전화번호: 63801 (216) 791-3800
- 이메일: Jessica.Jarvela@va.gov
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 완전히 치유되고 건강한 수술 부위가 있는 팔꿈치 위 또는 아래의 일측성 상지 절단
- 절단단에서 생존 가능한 말초 신경 기능
- 절단된 사지의 잔여 근육의 수의적 활동
- 전신 마취를 받기에 의학적으로 적합함
- 공인 보철 및 교정 전문의(CPO)가 보철물을 장착하고 보철물 사용 경험 최소 1개월
- 연구 프로토콜을 따를 의향 및 가용성
- 피험자가 정신적으로 유능하고 연구 관련 활동을 완료할 수 있다는 심리학자의 추천
제외 기준:
- 양측 상지 절단
- 영어를 구사할 수 없음
- 의학적으로 수술을 받기에 부적합
- 임신 중이거나 임신 가능성이 있는 사람, 시험 기간 동안 임신을 예방할 의지가 없는 사람
- 조절되지 않는 당뇨병
- 절단단의 활동성 감염 또는 열린 상처
- 원인을 알 수 없는 잦은 감염 또는 궤양의 병력
- 정보에 입각한 동의를 제공하거나 실험 프로토콜을 따를 수 없음
- 피험자가 연구 관련 활동을 완료하지 못하게 하는 심한 통증
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 장치 타당성
- 할당: 해당 없음
- 중재 모델: 단일 그룹 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: Chronically Implanted Neural and Muscular Interface
8 eligible participants will be chronically implanted with neural and muscular interfaces to characterize proprioceptive sensations using Functional Electrical Stimulation (FES).
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참가자는 기능적 전기 자극(FES)을 사용하여 고유 수용 감각을 특성화하기 위해 신경 및 근육 인터페이스를 만성적으로 이식합니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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Magnitude of change in perceived joint position
기간: This metric will be measured approximately each month for two years.
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Magnitude of change in perceived joint position, as measured by joint angle transducers in the Cyberglove.
As well as just noticeable difference (JND) of perceived magnitude, JND of perceived frequency, temporal detection threshold (TDT), and adaptation time constants for proprioceptive percepts
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This metric will be measured approximately each month for two years.
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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Multi-Dof posture matching
기간: This metric will be measured approximately each month for two years.
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Participants will perform a multi-DOF posture matching task in virtual reality, where they will be asked to control multiple DOF simultaneously to achieve a multi-DOF target posture.
Each controlled DOF will have a matched proprioceptive percept, and the number of DOF controlled in this task will be 2-4.
Trial time will be the primary metric measure.
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This metric will be measured approximately each month for two years.
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Object Discrimination
기간: This metric will be measured approximately each month for two years.
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The participant will complete object discrimination tasks and simulated activities of daily living both with and without proprioceptive feedback.
Identification accuracy will be the primary metric measure
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This metric will be measured approximately each month for two years.
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Emily L Graczyk, PhD, Louis Stokes VA Medical Center, Cleveland, OH
간행물 및 유용한 링크
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (추정된)
연구 완료 (추정된)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
이 연구와 관련된 용어
기타 연구 ID 번호
- A3699-R
- RX003699-01 (기타 보조금/기금 번호: VA RR&D)
- 1624763 (기타 식별자: IRBNET)
- 1I01RD000699-01A2 (기타 보조금/기금 번호: VA RR&D)
개별 참가자 데이터(IPD) 계획
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약물 및 장치 정보, 연구 문서
미국 FDA 규제 의약품 연구
미국 FDA 규제 기기 제품 연구
미국에서 제조되어 미국에서 수출되는 제품
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