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뇌졸중 보행 향상을 위한 적응형 고관절 외골격

2026년 6월 5일 업데이트: Georgia Institute of Technology

보행 장애가 있는 뇌졸중 생존자를 위한 동력 고관절 외골격

이 작업은 로봇 외골격을 위한 새로운 알고리즘에 초점을 맞추고 인간 대상 테스트에서 이를 테스트합니다. 이전에 뇌졸중을 앓은 개인은 특수 트레드밀에서 로봇 외골격을 착용하고 걸을 것입니다. 이 연구는 임상적 이점을 결정하기 위해 장치를 사용하지 않는 고급 알고리즘의 성능을 비교합니다.

연구 개요

상태

완전한

정황

개입 / 치료

상세 설명

이 작업의 초점은 개별 환자 보행에 개인화되는 배치 시스템을 지원하기 위해 동력 외골격에서 제어 정책을 자체적으로 조정하기 위해 제안된 새로운 인공 지능(AI) 시스템입니다. 연구자들은 자가 적응 제어 정책 시스템을 사용하면 보행 속도가 향상될 것이라고 가정합니다. 뇌졸중 후 개인은 비대칭 보행, 실질적으로 감소된 SSWS 및 감소된 안정성을 포함하여 광범위한 이동성 문제가 있으므로 지역 사회에서 전반적인 이동성 독립성을 크게 손상시킵니다. 연구자들은 가변적이고 비대칭적인 보행 패턴에 맞게 개인화할 수 있는 제안된 새로운 컨트롤러가 뇌졸중 후 환자의 커뮤니티 독립성과 이동성을 증가시키는 데 상당한 이점을 가질 것으로 기대합니다. 뇌졸중 후 12명의 환자는 고관절 외골격에 적합하고 조사자가 스스로 선택한 보행 속도를 측정하는 동안 Motek CAREN 시스템에서 다양한 속도와 경사로 걸을 것입니다. 자체 적응형 시스템은 '치료 표준' 기준선뿐만 아니라 평균 최고 제어 정책(비적응형)과 직접 비교됩니다. 이 기준선은 외골격과 임상적으로 처방된 수동 보조기 없이 걸을 것입니다. 연구자들은 자가 적응 시스템이 환자의 보행 패턴에 가장 잘 맞는 제어 정책을 학습하여 보행 속도에서 이점을 얻을 것으로 기대합니다.

연구 유형

중재적

등록 (실제)

12

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

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

연구 장소

  • 미국
    • Georgia
      • Atlanta, Georgia, 미국, 30332
        • Exoskeleton and Prosthetic Intelligent Controls Lab

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

설명

포함 기준:

  • 실험 활동을 안전하게 수행하기 위해 의사의 승인을 받은 뇌졸중의 이전 병력.
  • 뇌졸중은 연구에 참여하기 최소 6개월 전에 발생했어야 합니다.
  • 18-85세 사이의 연령.
  • 간이정신상태검사(MMSE)에서 17점 이상.
  • 최소 30초 동안 지지 없이 앉아 있을 수 있습니다.
  • 3단계 명령을 따를 수 있습니다.
  • 최소한 0.4m/s의 보행 속도(제한된 지역사회 보행 속도)로 지원 없이 걸을 수 있어야 합니다(필요한 경우 레일이 허용됨).
  • 6분 이상 걸을 수 있어야 합니다.
  • 1-4시간 실험에 기꺼이 참여하고 참여할 수 있어야 하며 필요에 따라 정기적으로 휴식을 취해야 합니다.
  • 외부 지원(팔걸이 지원 허용) 없이 이동할 수 있어야 합니다(앉아서 일어서기 및 일어서서 앉기).
  • 작은 경사(3도)와 몇 걸음(6걸음)을 걸을 수 있어야 합니다.

제외 기준:

  • 다리의 감각 상실, 완전한 척수 손상, 지난 6개월 동안의 뇌진탕 병력, 심각한 심혈관 질환의 병력, 심각한 관절염 또는 연구에 완전한 참여를 제한하는 정형외과적 문제.
  • 파킨슨병, 근위축성 측삭 경화증(ALS), 다발성 경화증(MS), 치매, 완전히 해결되지 않은 두부 외상 병력(참가자 보고서당), 하지 절단, 치유되지 않는 궤양과 같은 다른 신경학적 장애의 진단 하지, 신장 투석 또는 말기 간 질환, 법적 실명 또는 심각한 시각 장애.
  • 심박 조율기를 사용하거나 머리 부위에 금속 이식을 하거나 발작 역치를 낮추는 약물을 사용합니다.
  • 마지막으로, 귀하가 다른 임상 연구에 참여하고 있고/하거나 귀하의 신체 상태가 다른 작업을 수행하는 데 제한이 있는 경우, 연구책임자(PI)의 의견에 따라 연구 결과에 영향을 미치거나 결과를 혼란스럽게 할 가능성이 있는 경우, 귀하는 연구에서 제외됩니다. 연구.

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: Hip Exoskeleton for Stroke Gait Assistance
This study will be conducted on a sample population of stroke subjects (single arm). Subjects will be tested with the hip exoskeleton and baseline.
장치: Hip exoskeleton
The intervention is an experimental robotic hip exoskeleton in a powered state providing assistance to the user that has been previously developed by the team. It is used to improve walking gait performance.
다른: Baseline
The intervention will serve as a baseline where participants will be asked to perform the tasks without wearing a hip exoskeleton.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
Temporal Convolutional Network (TCN) Model Performance (Joint Moment Accuracy)
기간: 5 Days
This outcome represents the error with which the deep learning model embedded into our hip exoskeleton's microprocessor predicts hip joint moments in stroke patients. Specifically, the coefficient of determination (R²) is computed between the predicted hip joint moments and the ground truth measurements. Ground truth measurements are obtained from a laboratory-grade force plate system and inverse dynamics calculations. For these measures, higher R² values (closer to 1.0) indicate better correlation between predicted and actual hip joint moments. This metric provides a comprehensive assessment of the exoskeleton's ability to accurately estimate hip joint moments in stroke patients during tasks, with improved outcomes representing better assistive capabilities for the user.
5 Days
Metabolic Cost for Level Ground Walking
기간: 5 days
Metabolic energy expenditure will be quantified using an indirect calorimetry system (Parvo Medics, UT) that measures oxygen consumption (VO₂) and carbon dioxide production (VCO₂) during experimental tasks. Measurements will be collected from each participant during a 5-minute baseline standing period followed by level ground walking trials under three conditions: without the exoskeleton, with the exoskeleton in a powered state, and with the exoskeleton in an unpowered state. Metabolic cost will be calculated from respiratory gas exchange data using standard equations for energy expenditure.
5 days
Biological Joint Work - Level Walking
기간: 5 days
Mechanical work performed by the lower limb joints during level walking will be quantified through biomechanical analysis of motion capture data. Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively. Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work. Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during level walking.
5 days
Biological Joint Work - Incline Walking
기간: 5 days
Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during incline walking through biomechanical analysis of motion capture data. Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively. Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work. Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the incline walking.
5 days
Biological Joint Work - Stair Ascent
기간: 5 days
Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during stair ascent through biomechanical analysis of motion capture data. Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively. Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work. Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the stair ascent task.
5 days
Biological Joint Work - Sit to Stand
기간: 5 days
Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during sit to stand through biomechanical analysis of motion capture data. Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively. Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work. Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the sit to stand task.
5 days
Biological Joint Work - go and Grab
기간: 5 days
Mechanical work performed by the lower limb joints will be quantified during a go and grab task through biomechanical analysis of motion capture data. In the go and grab task, participants take several steps, lean forward, and pick up a weighted object from a low surface just above ground level. Joint moments and angular velocities will be derived through inverse dynamics and kinematics, respectively. Joint power, calculated as the product of joint moment and angular velocity, will be integrated with respect to time using trapezoidal integration to determine mechanical work. Positive work will be calculated by integrating positive joint powers, providing comprehensive quantification of joint energy generation at each joint during the go and grab task.
5 days

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
10 Meter Walk Test (Self-selected)
기간: 5 days
This will be measured as the participant walks a distance of 10 meters across a gait mat at their self-selected (or comfortable) walking speed. This measure will be recorded in seconds with lower values indicating faster speed and higher values indicating slower speeds. Self-selected walking speed is highly correlated with functional ability and dependence.
5 days
The Timed up and go (TUG)
기간: 5 days
This will be measured as the time it takes a participant to rise from a chair, walk three meters at a self-selected pace, turn, walk back to the chair and sit down. The total time taken will be measured in seconds with longer times indicating poorer physical performance. This test assesses functional mobility and dynamic balance.
5 days
6 Minute Walk Test
기간: 5 days
This is a measurement of endurance and functional ability that assesses the participants ability to walk a distance over a time period of 6 minutes. It is measured in distance with greater distances indicating improved levels of endurance and functional ability.
5 days
Modified Stroke Impact Scale
기간: 5 days
The Modified Stroke Impact Scale (SIS) is a self-report questionnaire that evaluates disability and health-related quality of life after stroke. Each item is rated in a 5-point Likert scale in terms of the difficulty the patient has experienced in completing each item. Scores are transformed to a 0-100 scale, with 0 indicating the poorest perceived health status and 100 indicating the best, across domains of disability and health-related quality of life. Higher scores are indicative of improved quality of life.
5 days
Modified Activities-specific Balance Confidence
기간: 5 days
The modified activities specific balance confidence is a self-report measure of balance confidence in performing various activities without losing balance or experiencing a sense of unsteadiness. Confidence is rated for various activities on a scale from 0% to 100% for each activity, with 0% indicative of no confidence and 100% indicative of complete confidence. Scores reflect balance confidence with higher scores indicative of improved balance confidence.
5 days
Fast Self-selected Walking Speed
기간: 5 days
This will be measured as the participant walks on a treadmill at their fastest and safest walking speed. This measure will be recorded in meters/seconds with higher values indicating faster speed and lower values indicating slower speeds.
5 days

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

스폰서

Georgia Institute of Technology

협력자

Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD)

수사관

  • 수석 연구원: Aaron Young, Ph.D., Georgia Institute of Technology

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)

2025년 5월 21일

기본 완료 (실제)

2025년 8월 29일

연구 완료 (실제)

2025년 8월 29일

연구 등록 날짜

최초 제출

2022년 9월 8일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2022년 9월 8일

처음 게시됨 (실제)

2022년 9월 13일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2026년 7월 1일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2026년 6월 5일

마지막으로 확인됨

2026년 5월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

키워드

추가 관련 MeSH 약관

기타 연구 ID 번호

  • H18182
  • R03HD097740 (미국 NIH 보조금/계약)
  • DP2HD111709 (미국 NIH 보조금/계약)

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

아니요

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

예

미국에서 제조되어 미국에서 수출되는 제품

아니

이 정보는 변경 없이 clinicaltrials.gov 웹사이트에서 직접 가져온 것입니다. 귀하의 연구 세부 정보를 변경, 제거 또는 업데이트하도록 요청하는 경우 register@clinicaltrials.gov. 문의하십시오. 변경 사항이 clinicaltrials.gov에 구현되는 즉시 저희 웹사이트에도 자동으로 업데이트됩니다. .

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