전기 전정 자극 (EVS)의 균형 및 보행에 대한 치료 효과 (VST)

배경과 이론적 근거

스탠딩 균형과 안정적인 보행은 시각, 체세포 감각 (근육, 피부, 힘줄 및 관절 수용체) 및 전정 시스템의 감각 피드백을 통합하여 유지됩니다. 이 피드백의 품질과 중추 신경계 (뇌 및 척수)가 이러한 신호를 통합하고 적절한 운동 반응을 생성하는 능력은 균형과 보행 성능을 지시합니다. 임상 적으로 노회로 알려진 연령 관련 균형 감소는 가장 눈에 띄고 쇠약 한 노화 징후 중 하나입니다. 40 세 이상의 미국의 6 천만 명이 넘는 사람들은 연령 관련 균형 손상으로 살아 가면서 가을 관련 부상의 위험을 증가시키고 적극적이고 독립적으로 생활하는 것이 점점 어려워지고 있습니다. 매년 65 세 이상의 성인 1-in3 성인은 매년 65 세의 폭포이며 폭포는 노인들의 주요 사망 원인입니다. 그러나 미국에는 균형 장애를 진단하는 도구가있는 20,000 명 미만의 임상 전문가가 있으므로 대부분의 사람들의 경우 타락 관련 부상이 발생한 후까지 균형 감소를 해결하기 위해 거의 수행되지 않습니다. 대부분의 노인들에게 제공되는 솔루션은 Walker와 같은 기계식 균형 원조로, 장기간 사용하면 균형을 더욱 불안정하게 만듭니다.

전정 기능 장애는 50 세 이상의 성인의 55% 이상 또는 미국의 약 3,400 만 명에서 균형의 주요 원인 감소로 확인되었습니다. 이 기능 장애는 내이 귀의 말초 전정 기관과 뇌의 중심 전정 처리에 영향을 미치며인지 적 감소와 관련이 있습니다. 균형 균형 손실 기능을 회복하기위한 현재의 치료 옵션은 고위험 수술 전정 임플란트로 제한됩니다. 현재의 치료 표준은 전정 균형 감소를 보상하는 데 도움이되는 운동 기반 요법이지만, 중요한 격차는 여전히 남아 있습니다. 손실 된 전정 기능을 복원하거나 추가 악화를 방지하기 위해 널리 사용 가능한 비 침습적 솔루션이 존재하지 않습니다.

성장하는 연구에 따르면 전정 균형 시스템 (EVS)의 저수준의 비 침습적 전기 자극은 세포 및 회로 수준에서 신경 가소성 변화를 유도하여 주변 및 중앙 전정 기능을 효과적으로 복원 할 수 있음을 나타냅니다. 복원 된 전정 기능은 또한 복원 된인지 기능에 연결되어있다. 연구자들은 말초 및 중앙 전정 경로를 표적으로하는 새로운 하위 임계 값 광대역 확률 evs (SWSEV) 신경 가소성 자극을 개발했다. 다수의 연구에 따르면 SWSEVS 주파수와 현재 수준은 안전하고 편안하며 강력하며 부작용이 없습니다. 이 연구는 또한 5-6 주 동안 전달 된 18 분 25 분 SWSEV 세션을 갖춘 치료 치료 프로토콜이 50-98 세의 건강한 성인의 균형 성능이 크게 향상되었음을 보여 주었다. 이러한 개선은 말초 및 중앙 전정 기능의 신경 가소성 복원에 기인한다. 관찰 된 개선은 최소 3-6 개월 동안 지속되었으며 높은 추락 위험 개인을 재 분류하여 낙상 위험을 낮추기에 충분했습니다.

목표

제안 된 전임상 연구를 통해 연구자들은 수명 동안 건강한 개인의 균형과 보행 성능을 향상시키기 위해 상기 비 침습적 SWSEV의 안전성, 타당성, 효능 및 지속성을 결정하는 것을 목표로합니다. 구체적으로, 우리의 목표는 단일 세션에 노출되기 전, 도중 및 후에 및 여러 연구 파트너 사이트에서 반복 된 SWSEV 시퀀스에 걸쳐 균형 및 보행 성능을 측정하는 것입니다. 연구자들은 SWSEVS- 유도 된 신경 가소성이 다음을 포함하는 기록 된 메커니즘을 통해 전정 기능의 회복을 촉진 할 수 있다고 예측한다. 1) 전정 모발 세포의 재생; 2) 전정 시스템에서 시냅스 이득의 증가, 3) 전정 구 심성/신경 섬유 전도성 및 흥분성의 증가 및 4) 운동 제어를위한 감각 신호 (전정, 시각, 체성)의 중심 신경 통합 증가. 따라서이 연구의 주요 가설은 반복적 인 SWSEV 시퀀스에 노출되면 균형과 보행 성능 (예 : 보행 케이던스, 안정성 등)을 향상시킬 것입니다.

이 연구의 2 차 목표는 전정 기능의 변화에인지 기능의 측정 가능한 변화가 동반되는지 여부를 결정하는 것입니다.

마지막으로,이 연구의 3 차 목표는 SWSEVS가 때때로 두통으로 고통받는 참가자에게 잠재적 인 이점이 있는지 확인하는 것입니다. EV가 두통, 특히 소위 "전정 편두통"에 도움이 될 수 있다는 일화적인 증거가있다. 그러나 현재까지 이것은 공식적으로 연구되지 않았습니다.

참가자들

이 연구에서는 건강한 젊은이와 노인 참가자 (18-10 세)가 모집 될 것입니다. 참가자는 입소문, 공부 광고 게시 및 Ucalgary 참여 웹 사이트에 의해 각 연구 현장에서 지역 사회의 각 연구 현장에서 모집됩니다. 모든 참가자에게는 실험 목표와 절차에 대한 자세한 서면 및 구두 설명이 제공되며,이 프로토콜은 Ucalgary의 임상 건강 연구 윤리위원회 (CHREB)에 의해 승인됩니다. 참가자는 참여 전에 서면 동의서를 제공합니다.

방법론

이 실험에 참여하려면 5-6 주 동안 18 개의 테스트 세션과 3 주, 6 주, 3 개월 및 6 개월 후속 세션이 포함됩니다. 각 테스트 및 후속 세션은 1 시간 미만으로 지속됩니다. 제안 된 프로젝트는 6 가지 주요 기술을 사용합니다. (i) 전기 전정 자극 (SWSEV); (ii) 가속도계; (iii) 스마트 폰 앱 기반 보행 및 균형 테스트; (iv) 임상의 관리 기능 보행 평가; (v) 계측 된 균형 플랫폼을 사용한 정적 및 동적 균형 테스트; (vi)인지 평가. SWSEVS 테스트 관리자는 또한 방문마다 및 마지막 방문 이후 부작용에 대한 정보를 수집합니다. 참가자들은 또한 두통,인지, 현기증, 신체 활동 수준의 유병률과 심각성을 평가하기 위해 연구에 들어가고 나가면 설문지를 완료 할뿐만 아니라 이러한 두통이 주목할만한 장애를 유발하는지 여부를 결정합니다.

(i) 전기 전정 자극 (EVS)은 배터리 구동, 일정한 전류 고립 된 자극기를 통해 마스토이드 공정 (귀 뒤에)에 위치한 전극을 통해 작은 전기 전류를 통과시켜 말초 전정 시스템을 전기적으로 활성화시킨다. 이 비 침습적이고 안전하며 통증이없는 바이오 일렉트로닉 자극 기술은 일반적으로 확률 적 신호 (백색 노이즈) 또는 단극 또는 양극성 사각형 또는 사인파 펄스를 사용합니다. EVS는 일반적으로 넓은 대역 (0-1 kHz)에서 좁은 대역 (0-2 Hz)에 이르기까지 다른 대역폭의 자극을 사용했습니다. EVS는 또한 다른 자극 진폭에도 적용될 수 있으며, 참가자에 의한 어떤 감각을 불러 일으키는 수준보다 낮은 수준의 것보다 (전형적으로 <0.5 MA), 전임 감정과 균형을 이끌어내는 것과 ""; " > 0.5 MA). 본 연구에서 SWSEVS 신경 가소성 복원은 각 유두와 목의 뒷면에 부착 된 2 쌍의 일회용 단일 사용 전극을 통해 하위 임계 값, 광대역, 확률 자극을 제공한다. EVS는 +/- 3 MA (하드웨어 및 소프트웨어 Limited)를 초과하지 않으므로 과학 문헌의 크고 성장하는 과학 문헌에서 우수한 안전 프로파일을 제공합니다.

(ii) 가속도 측정 : 참가자는 오른쪽 미스토이드 공정의 머리 위로 머리 위로 머리 위로 웨어러블 가속도계 (Phybrata Sensor; Protxx Inc.)가 꼭 맞게 발의 상단에 있습니다. 헤드에 놓인 센서는 여러 이전 연구에서 보행 및 균형 성능의 척도로 검증되었습니다. 발 위에 놓인 센서는 걸음 걸이 테스트 중에 단계별 발 배치 운동학을 재구성하는 데 사용됩니다. 머리에 부착 된 센서는 알코올 면봉으로 피부를 청소 한 후 일회용 양면 의료 접착제 테이프로 피부에 부착됩니다. 걸음 걸이 테스트 중에 발에 적용되는 센서는 의료 테이프와 부착됩니다. 가속도계는 운동 학적 데이터를 스마트 폰 앱 기반 시스템으로 자동 수집하고 전달합니다.

(iii) 스마트 폰 앱 기반 보행 및 균형 테스트 : 보행 및 균형 평가는 Protxx Inc.가 개발 한 스마트 폰 앱을 사용하여 수행됩니다. 이 앱은 화면 지침 및 청각 경고음을 통해 실험 절차를 통해 사용자를 안내합니다. 조사관은이 앱을 사용하여 조용한 스탠딩 평가 (3 x 2 분 간격의 간격으로 서서 팔을 옆으로 고정하고 1 분 눈을 뜨고 1 분 눈을 닫음), 표준 시간 초과 및 GO (TUG) 작업 및 지상 보행 작업을 수행합니다. 예인선 작업의 경우 참가자는 의자에 앉아 시작한 다음 앱으로 표시하면 서서 바닥의 필론으로 3m를 걸어 180도 정도 돌린 다음 의자로 돌아와 앉습니다. 지상 보행 작업의 경우 참가자는 단순히 바닥의 테이프 라인 위로 발가락으로 서기 시작하면 끝 (<50 ')가 끝나는 목표 필론으로 걸어갑니다.

(iv) 기능 보행 평가 (FGA) : 조사관은 1) 레벨 표면 보행 (20 '), 2)'느린 속도 (5 ') 사이를 번갈아 가며'속도 '와'빠른 속도 (5 '), 3 단계 (20), 4), 4), 4), 4), 4), 4), 4), 4) (20 '), 5) 피벗으로 걷는 것은 반대 방향으로 돌아가서 (5'), 6) 9 "장애물 (즉, 2 개의 신발 상자의 높이), 7) 좁은 지지대 (즉, '10'), 9)를 걷는 (20 '), 10'), 10 '), 그리고 10 단계를 걷는 (20), 그리고 10 단계 (20), 그리고 10 단계로 걷는 좁은 지지대 (즉,'발 뒤꿈치 '), 8) 필요한 경우.

(v)인지 평가 :인지 평가는 SDMT (Symber Digit Matching Task) 및 MOCA (Montreal Cognitive Assessment)의 종이 기반 설문지 형식을 활용합니다.

실험 개요

연구 현장에서의 초기 섭취 세션 동안, 모든 참가자는 EVS 임계 값 테스트를 거쳐 정규화 된 EV의 수준을 결정하여 균형을 잡습니다. 이 EVS 임계 값 테스트는 눈을 감고 서있는 참가자에게 매우 낮은 전류 (~ 0.1 ma에서 시작)를 투여하여 EVS 균형 임계 값이 결정될 때까지 시험 전반에 걸쳐 현재 레벨을 증가시켜 수행합니다.

18 개의 후속 테스트 세션에서 참가자는 SWSEVS (<20 분)의 단일 연속 세션 전후에 스마트 폰 앱 (아래 참조)을 통해 관리되는 보행 및 균형 테스트를 수행합니다. 각 SWSEVS 세션 동안 참가자는 앉아서 단단한 바닥에 서서 폼 패드에 서서 눈을 뜨고 닫는 간격으로 번갈아갑니다. 수사관은 항상 참가자들과 근처에 있고 필요한 경우 자세를 유지하고 자세 지원을 제공합니다.

인지 테스트 및 두통 설문지는 18 개의 치료 세션 중 첫 번째와 마지막 동안 완료됩니다.

3 주, 6 주, 3 개월 및 6 개월 후 후속 세션 동안 참가자는 보행 및 균형 테스트를 반복하여 18 개의 테스트 세션 후 측정 된 성능 개선의 지속성을 평가합니다.

통계 설계

반복 된 EVS 세션의 치료 효능을 결정하기 위해, 종속 변수는 자극 유형 ( 'sub-threshold', 'supra-threshold') 및 섹스 ( '남성', '여성')가있는 반복 측정 ANCOVA에 제출됩니다. 연령과 다른 종속 변수 사이의 관계에 대한 추가 탐색 적 분석은 Pearson 상관 관계를 사용하여 수행됩니다. 0.05의 알파 수준은 모든 테스트에 대한 통계적 유의 임계 값으로 사용됩니다.