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초음파 영상과 전기자극을 이용한 파지 시 떨림 분석 및 억제 (Tremor)

2022년 3월 25일 업데이트: Nitin Sharma, North Carolina State University
떨림을 경험하는 개인은 손과 팔 근육의 비자발적 진동으로 인해 일상 생활 활동을 수행하는 데 어려움을 겪습니다. 떨림을 억제하는 데 도움이 되는 현재 솔루션에는 약물, 수술, 보조 장치 및 라이프스타일 변화가 포함됩니다. 그러나 이들 각각은 비용 및 원치 않는 부작용을 포함하여 자체적인 단점이 있습니다. 나열된 솔루션 외에도 기능적 전기 자극(FES)이 떨림을 억제하는 데 도움이 되는 가능한 솔루션인 것으로 나타났습니다. 또한 FES는 가속도계, 자이로스코프 및 모션 캡처를 포함한 다양한 기술과 결합하여 떨림 억제를 위한 폐쇄 루프 시스템을 개발할 수 있습니다. 그러나 이것은 신호 간섭과 떨림을 완전히 분류하기 위해 여러 개의 센서가 필요하다는 단점을 가지고 있습니다. 초음파 영상은 떨림의 원인이 되는 손 근육을 직접 시각화할 수 있기 때문에 이러한 문제 중 일부를 해결합니다. 이 연구는 초음파 이미징을 사용하여 자발적인 손 움직임과 떨림을 특성화하고 구별하는 데 중점을 둘 것입니다. 본 연구에서 얻은 결과는 향후 FES 기반 떨림 억제 기술을 설계하는 데 도움이 될 것입니다. 이 연구는 서로 다른 떨림 장애를 가진 피험자와 건강한 피험자를 대상으로 합니다.

연구 개요

연구 유형

중재적

등록 (예상)

16

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

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

연구 연락처

연구 장소

    • North Carolina
      • Raleigh, North Carolina, 미국, 27606
        • 모병
        • Engineering Building III

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

아니

연구 대상 성별

모두

설명

포함 기준(Tremor 그룹):

  1. 40세 이상 90세 이하.
  2. 영국 파킨슨병 뇌은행 진단기준 충족
  3. 상지 내의 모든 관절에 대한 비자발적, 율동적 진동으로 정의되는 한쪽 또는 양쪽 상지의 휴식 떨림에 대한 임상적 증거가 있음
  4. 떨림 진폭은 운동 장애 전문가의 전문가 의견에 따라 최소 1cm 이상이어야 합니다.
  5. 잡기 동작 중에 발생하는 측정의 특성으로 인해 떨림은 고정된 자세로 다시 나타나는 것으로 간주해야 합니다. 이것은 수직 물체를 잡는 즉시 시작되지 않고 대신 스톱워치로 측정한 진동 운동의 발달이 최소 0.5초 지연되고 몇 초에 걸쳐 진폭이 커질 수 있는 자세 떨림의 발달로 정의됩니다. 처음에는 잡는 힘을 바꾸지 않고 최대 진폭으로. 떨림의 개인 내 간헐성 및 가변성은 불안, 스트레스, 추운 온도 및 피로의 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 변동성을 줄이기 위한 노력의 일환으로, 우리는 피험자가 편안한 공간에서 작업을 수행하도록 하여 온도가 중립적인 위치에서 휴식을 취하고 불안을 줄일 수 있도록 최대 20분을 제공합니다.

제외 기준(떨림 그룹):

  1. 휴식 떨림이 있는 상지의 직접 검사에서 의료 연구 위원회 등급 5/5 미만으로 결정된 근력 약화
  2. 평가 시 상지 감염
  3. 기존의 수반되는 신경근 또는 소뇌 장애
  4. 신경근 접합부의 기능을 변경할 수 있는 약물 사용.
  5. 병력에 의해 결정되거나 평가 전에 운동 장애 전문가에 의해 확인된 수반되는 본태 떨림이 있는 자.

포함 기준(Able Body):

피험자는 운동 장애를 나타내지 않고 억제 없이 잡는 동작을 수행할 수 있는 경우 유능한 신체 범주에 속합니다.

공부 계획

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

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 다른
  • 할당: 무작위화되지 않음
  • 중재 모델: 병렬 할당
  • 마스킹: 없음(오픈 라벨)

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
실험적: 떨림 그룹
파킨슨병 또는 본태성 떨림이 있는 개인이 이 그룹에 모집됩니다.
두 그룹의 파지 동작 중에 초음파 이미지를 수집합니다.
우리는 두 그룹의 쥐는 동작 동안 손목의 굴근과 신근 모두의 근전도(EMG) 신호를 수집할 것입니다.
초음파 이미지와 EMG의 데이터를 사용하여 떨림 모델을 개발합니다. 이 모델은 움켜쥐는 동작 중에 수집된 관성 측정 장치(IMU)의 관절 각도 측정과 비교하여 검증됩니다.
우리는 초음파 이미지 기반 떨림 모델의 정보를 사용하여 떨림 억제를 위한 폐쇄 루프 제어 방법을 개발할 것입니다. FES는 떨림 억제에 도움이 되는 자극을 제공하는 데 사용됩니다.
실험적: 에이블 바디 그룹
장애가 없는 개인이 이 그룹에 모집됩니다.
두 그룹의 파지 동작 중에 초음파 이미지를 수집합니다.
우리는 두 그룹의 쥐는 동작 동안 손목의 굴근과 신근 모두의 근전도(EMG) 신호를 수집할 것입니다.
초음파 이미지와 EMG의 데이터를 사용하여 떨림 모델을 개발합니다. 이 모델은 움켜쥐는 동작 중에 수집된 관성 측정 장치(IMU)의 관절 각도 측정과 비교하여 검증됩니다.
우리는 초음파 이미지 기반 떨림 모델의 정보를 사용하여 떨림 억제를 위한 폐쇄 루프 제어 방법을 개발할 것입니다. FES는 떨림 억제에 도움이 되는 자극을 제공하는 데 사용됩니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
떨림 모델
기간: 학업 수료까지 평균 3년
조사관은 관절 위치를 정확하게 예측할 수 있는 떨림에 대한 새로운 모델을 개발하기 위해 참가자에게서 수집한 초음파 기능을 사용할 것입니다. IMU에 의해 측정된 관절 위치는 벤치마크로 사용되며 모델 예측 각도와 실제 각도 사이의 평균 제곱근 오차(RMSE[Deg.])가 메트릭으로 사용됩니다.
학업 수료까지 평균 3년
초음파 이미징 기반 주파수 감지
기간: 학업 수료까지 평균 3년
조사관은 EMG 및 IMU 센서로 측정된 실제 떨림 주파수(Hz)를 감지할 때 초음파 기능(근막 길이[mm], 근육 두께[mm])의 성능을 벤치마킹합니다.
학업 수료까지 평균 3년
떨림 억제
기간: 학업 수료까지 평균 3년
연구자들은 개발된 떨림 모델을 사용하여 떨림 억제를 가능하게 하는 FES를 사용하는 폐쇄 루프 제어 방법을 개발할 것입니다. 컨트롤러의 목표는 잡는 동작을 수행하는 동안 원하는 손목 각도 위치를 유지하는 것입니다. 실제 위치와 원하는 손목 위치 사이의 RMSE가 평가 지표로 사용됩니다. 조사관은 또한 움켜쥐는 동작 동안 굴곡근과 신근 모두에 투여되는 FES 용량을 분석할 것입니다.
학업 수료까지 평균 3년

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

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)

2020년 2월 11일

기본 완료 (예상)

2100년 1월 1일

연구 완료 (예상)

2100년 1월 1일

연구 등록 날짜

최초 제출

2022년 3월 16일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2022년 3월 25일

처음 게시됨 (실제)

2022년 4월 4일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2022년 4월 4일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2022년 3월 25일

마지막으로 확인됨

2022년 3월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

아니

IPD 계획 설명

IPD는 이 연구 그룹 외부에서 공유되지 않습니다. 그러나 선정된 데이터는 학술지, 학회 논문 또는 기타 간행물에 게재될 수 있습니다. 이 데이터는 익명화되며 전체 데이터 집합을 포함하지 않습니다.

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

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초음파 이미징에 대한 임상 시험

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