뇌경색 환자에서 tES와 CMDT 보행 훈련의 병용이 인지, 대뇌 피질 활동, 척수 운동뉴런 흥분성 및 운동 수행력에 미치는 영향
경두개 전기 자극(tES)과 인지-운동 이중 과제 보행 훈련의 병용이 뇌졸중 환자의 대뇌 피질 활동, 척수 운동신경 흥분성, 인지 및 운동 수행에 미치는 영향
연구 개요
상태
상세 설명
뇌졸중은 갑작스러운 신경학적 사건으로 사망과 장애의 주요 원인입니다.
뇌졸중 후 혈류와 산소 공급 장애가 신경세포 사멸을 초래합니다.
또한, 뇌파검사에서는 고주파수 파워 대역(알파와 베타)의 감소와 저주파수 대역(세타와 델타)의 증가가 나타났습니다.
델타 주파수의 증가는 인지 기능과 부적 상관관계를 보이는 반면, 고주파수 대역의 증가는 운동 회복과 인지 기능 향상과 관련이 있습니다.
더 나아가, 비침습적 신경영상 기술인 기능적 근적외선 분광법(fNIRS)은 뇌혈류와 산소 소비량 변화를 통해 피질 활동의 개선을 모니터링할 수 있습니다.
뇌졸중 후, 병변 측 반구와 건측 반구 간의 피질 활동 변화는 척수 수준에 영향을 미치며 척수 운동뉴론 흥분성을 증가시킵니다.
척수 운동뉴론 흥분성 증가는 하행 경로를 통한 대뇌에서 척수로의 이상적 조절 때문일 가능성이 높습니다.
또한, 척수 운동뉴론의 과흥분성은 뇌졸중 후 경직과 관련이 있습니다.
그러나 뇌졸중 후 경직의 정확한 기전은 여전히 불분명합니다.
잠재적 원인으로는 하행 경로 조절 불균형, 척수 내 이상적 처리, 변화된 근육 점탄성 등이 포함됩니다.
척수 운동뉴론 흥분성 변화는 호프만 반사(H-reflex)를 사용하여 평가할 수 있습니다.
뇌졸중 후 운동 장애는 일상생활활동(ADLs)에 영향을 미치며, 더 나아가 인지 장애는 뇌졸중 후 환자에게 흔히 관찰되어 운동 및 기능적 회복을 제한하고 재활 효과를 감소시킬 수 있습니다.
이러한 장애는 단일 및 이중 과제 활동 모두에 영향을 미치며, 특히 보행 수행과 뇌졸중 환자의 낙상 위험 증가와 관련이 있습니다.
최근 몇 년간, 하향식과 상향식 접근법을 결합하는 것이 단일 접근법에 비해 신경가소성 촉진과 운동 회복 향상에 더 큰 잠재력을 보여주고 있습니다.
하향식 접근법은 물리적 수준에서 작용하고 신경계 수준에서 변화를 기대하는 재활을 의미하는 반면, 상향식 접근법은 운동 기능이나 물리적 수준에서 변화를 유도하기 위해 피질 수준에서 변화를 유도합니다.
비침습적 뇌 자극(NIBS)은 신경학적 상태에서 신경가소성을 향상시키고 운동 재학습을 매개하는 상향식 접근법입니다.
경두개 전기 자극(tES)은 NIBS 중 하나이며, 가장 일반적인 tES 기술은 경두개 직류 자극(tDCS)과 경두개 교류 자극(tACS)입니다.
tDCS와 tACS는 모두 파형에서 차이가 있습니다.
tDCS는 극성 특이적 효과를 가진 약한 직류를 전달하는 반면, tACS는 주파수 특이적으로 신경가소성과 내인성 뇌파를 향상시킵니다.
최근 리뷰에서는 tDCS가 운동 기능, 기능적 능력 및 인지 기능 향상에 효과적임을 입증했습니다.
더 나아가, 선행 연구에서는 2mA tDCS와 CMDT 훈련을 결합한 후 인지 기능과 ADLs의 개선이 나타났습니다.
그러나 tACS 효과에 대한 증거량은 tDCS에 비해 훨씬 적으며, 이는 최근에야 관심을 얻기 시작했기 때문입니다.
tACS 연구에서 사용되는 주파수는 주로 뇌파와 기능의 연관성을 따릅니다.
선행 리뷰에 따르면 감마 tACS는 인지 수행, 작업 기억 및 논리적 사고를 향상시킵니다.
건강한 집단에서, 선행 연구는 M1 영역에 적용된 감마-tACS가 시각운동 과제의 속도와 가속도를 유의하게 개선시켰음을 입증했으나, 이러한 개선은 베타-tACS에서는 발견되지 않았습니다.
뇌졸중 집단에서 tACS 효과에 대한 증거를 제공하고 뇌졸중 재활에 가장 적합한 경두개 전기 자극 유형을 확인하기 위해 tDCS와 tACS 간의 비교가 필요합니다.
두 tES 기술 모두 기존 물리치료와 결합되어 12회기(주 3회, 4주간) 시행될 것입니다.
tES는 20분간 제공된 후 기존 물리치료(1시간)와 인지-운동 이중 과제 보행 훈련(30분)이 뒤따를 것입니다.
피질 활동은 EEG와 fNIRS로 평가될 것입니다.
각 주파수 대역(알파, 베타, 델타, 세타)의 절대 스펙트럼 파워가 분석될 것입니다.
혈역학 데이터는 중재 후 뇌로의 혈류 변화를 나타내기 위해 분석될 것입니다.
요측 손목 굴근과 비복근에서의 Hmax/Mmax 비율은 척수 운동뉴론 흥분성 변화를 나타내기 위해 기록될 것입니다.
상지와 하지의 Fugl-Meyer 평가와 Timed up and go는 운동 기능과 수행의 임상적 결과를 나타내기 위해 사용될 것입니다.
Stroop 색상-단어 검사와 2-Back 검사 동안 기록된 ERP는 태국어 버전 Montreal 인지 평가(MoCA)와 함께 평가될 것입니다.
더 나아가, 반응 시간, 정확도 등의 행동 데이터가 수집되어 인지를 나타내기 위해 분석될 것입니다.
보행 수행의 경우, 이중 과제 보행에서 이중 과제 간섭 또는 이중 과제 비용이 사용될 것입니다.
모든 결과는 기저선, 중재 후, 1개월 추적 관찰, 3개월 추적 관찰 시점에 평가될 것입니다.
연구 유형
등록 (추정된)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 연락처
- 이름: Wanalee Klomjai, PhD
- 전화번호: 20216 +6624415450
- 이메일: wanalee.klo@mahidol.edu
연구 장소
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Nakhon Pathom, 태국, 73170
- 모병
- Faculty of Physical Therapy, Mahidol University
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연락하다:
- Wanalee Klomjai, PhD
- 전화번호: 20216 +6624415450
- 이메일: wanalee.klo@mahidol.edu
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수석 연구원:
- Wanalee Klomjai, PhD
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부수사관:
- Benchaporn Aneksan, PhD
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부수사관:
- Pagamas Piriyaprasarth, PhD
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부수사관:
- Irin Apiworajirawit, MSc
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부수사관:
- Pattarawan Yenrudee, BSc
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부수사관:
- Panot Muangpan, BSc
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부수사관:
- Nitchayaporn Suttipreecha, BSc
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
- 성인
- 고령자
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 18~80세의 일측성 뇌졸중 환자.
- 첫 번째 뇌졸중 발생.
- 뇌졸중 발병 후 최소 2주~5년 경과.
- 보행 보조기구 사용 여부와 관계없이 독립적으로 보행 가능(수정된 랭킨 척도(mRS) 1~3).
- 몬트리올 인지 평가-태국어 버전(MoCA-T) 20점 이상.
- 읽기, 의사소통, 지시 따르기 및 이해 능력 보유.
제외 기준:
- 심리적 또는 신경학적 병력, 불안정한 의학적 상태 또는 간질, 발작, 뇌 손상 병력과 같이 자극 위험을 증가시킬 수 있는 상태 존재.
- 불안정한 심혈관 질환 또는 호흡기 질환, 당뇨병(DM), 고혈압(HT), 만성 신장병(CKD)과 같은 조절되지 않는 만성 질환 보유.
- TMS, PMS 또는 침술과 같은 다른 비침습적 뇌 자극 또는 추가 중재 치료 수신 중.
- 금속 임플란트, 두개내 션트, 와우 임플란트 또는 심장 박동기 존재.
- 두피 주변의 열린 상처, 감염된 상처 또는 골판이 교체되지 않은 두개절제술 상태 존재.
- 상지 또는 하지의 마비 또는 비마비 관절에서 중등도 통증(숫자 통증 등급 점수 > 4/10) 존재.
- 색맹 존재.
- 대마초 및 크라톰을 포함한 약물 사용 존재.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 치료
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 요인 할당
- 마스킹: 삼루타
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 기존 물리치료 및 CMDT 보행 훈련과 함께 적용하는 능동적 HD-tDCS
참가자들은 기존의 물리치료와 CMDT 보행 훈련 전에 20분 동안 능동 tDCS를 받게 됩니다.
이 중재는 총 12회(주 3회, 4주 동안) 진행됩니다.
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국제 10-20 뇌파 전극 시스템에 기반한 전극 배치.
전극은 병변측 반구의 일차 운동 피질 영역에 배치됩니다.
양극 전극은 C3 또는 C4에 배치되고, 다른 4개의 귀환 전극은 FC1/FC2, FC5/FC6, CP1/CP2, CP5/CP6에 배치됩니다.
참가자들은 자극 동안 편안하게 앉아 있을 것을 요청받습니다.
참가자들은 30초의 램프업 및 램프다운과 함께 2.0 mA 강도의 능동 HD-tDCS를 20분 동안 받게 됩니다.
다른 이름들:
참가자들은 Zebris Rehawalk 보행 분석 및 보행 훈련을 사용하여 인지-운동 이중 과제 보행 훈련을 받게 됩니다.
참가자들은 앞에 놓인 컴퓨터 화면에 표시되는 인지 과제에 반응하면서 트레드밀 위를 걸어야 합니다.
트레드밀 속도는 참가자들의 선호 속도에 따라 설정됩니다.
인지 과제에는 색상 과제와 수학 과제가 포함됩니다.
기존의 물리 치료는 자극이 끝난 직후에 시작됩니다.
1시간 동안의 기존 물리 치료는 10분 동안의 상지와 하지 스트레칭, 20분 동안의 상지 훈련, 그리고 30분 동안의 하지 훈련을 포함합니다.
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실험적: 활성 HD-tACS와 함께 기존의 물리치료 및 CMDT 보행 훈련
참가자들은 기존의 물리 치료와 CMDT 보행 훈련 전에 20분 동안 능동 tACS를 받게 됩니다.
이 중재는 12회(주 3일, 4주 동안)에 걸쳐 시행됩니다.
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참가자들은 Zebris Rehawalk 보행 분석 및 보행 훈련을 사용하여 인지-운동 이중 과제 보행 훈련을 받게 됩니다.
참가자들은 앞에 놓인 컴퓨터 화면에 표시되는 인지 과제에 반응하면서 트레드밀 위를 걸어야 합니다.
트레드밀 속도는 참가자들의 선호 속도에 따라 설정됩니다.
인지 과제에는 색상 과제와 수학 과제가 포함됩니다.
기존의 물리 치료는 자극이 끝난 직후에 시작됩니다.
1시간 동안의 기존 물리 치료는 10분 동안의 상지와 하지 스트레칭, 20분 동안의 상지 훈련, 그리고 30분 동안의 하지 훈련을 포함합니다.
국제 10-20 뇌전도 전극 시스템에 기반한 전극 배치.
전극은 병변 반구의 일차 운동 피질 영역 위에 위치합니다.
양극 전극은 C3 또는 C4 위에 배치되며, 다른 4개의 귀환 전극은 FC1/FC2, FC5/FC6, CP1/CP2, CP5/CP6 위에 배치됩니다.
참가자들은 자극 동안 편안하게 앉아 있을 것을 요청받습니다.
참가자들은 70Hz 주파수로 2.0mA 강도의 능동 HD-tACS를 20분 동안 받게 됩니다.
다른 이름들:
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가짜 비교기: 가짜 자극과 함께 기존 물리 치료 및 CMDT 보행 훈련
참가자들은 기존의 물리 치료와 CMDT 보행 훈련 전에 30분 동안 가짜 자극을 받게 됩니다.
그들은 이 중재를 12회(주 3일, 4주 동안) 받게 됩니다.
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참가자들은 Zebris Rehawalk 보행 분석 및 보행 훈련을 사용하여 인지-운동 이중 과제 보행 훈련을 받게 됩니다.
참가자들은 앞에 놓인 컴퓨터 화면에 표시되는 인지 과제에 반응하면서 트레드밀 위를 걸어야 합니다.
트레드밀 속도는 참가자들의 선호 속도에 따라 설정됩니다.
인지 과제에는 색상 과제와 수학 과제가 포함됩니다.
기존의 물리 치료는 자극이 끝난 직후에 시작됩니다.
1시간 동안의 기존 물리 치료는 10분 동안의 상지와 하지 스트레칭, 20분 동안의 상지 훈련, 그리고 30분 동안의 하지 훈련을 포함합니다.
국제 10-20 뇌파 전극 시스템에 기반한 전극 배치.
전극은 병변 측 반구의 일차 운동 피질 영역 위에 위치합니다.
양극 전극은 C3 또는 C4 위에 배치하고, 다른 4개의 귀환 전극은 FC1/FC2, FC5/FC6, CP1/CP2, CP5/CP6 위에 배치합니다.
참가자들은 자극 동안 편안하게 앉아 있을 것을 요청받습니다.
참가자들은 2.0 mA 강도의 능동 HD-tDCS를 20분 동안 받으며, 전류는 첫 1분 동안 흐르고 30초의 서서히 증가 및 감소 시간을 거친 후, 자극 종료 시점까지 전류가 흐르지 않습니다.
다른 이름들:
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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상지와 하지의 푸글-메이어 평가(FMA)
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰, 3개월 추적 관찰
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FMA는 뇌졸중 후 운동 장애 수준을 정량화하고 회복을 평가하는 임상 평가입니다.
FMA는 상지 33개 항목과 하지 17개 항목으로 구성되어 총 100점 만점입니다.
높은 점수는 더 나은 운동 수행 능력을 나타냅니다.
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰, 3개월 추적 관찰
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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절대 권력
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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5분 동안의 눈 뜨기 및 눈 감기 조건에서 뇌파 검사(EEG)로부터 얻은 원시 데이터를 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하여 다양한 주파수(즉, 델타, 세타, 베타)의 뇌파 전력 분포로 변환했습니다
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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사건 관련 전위 (ERP)
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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ERP는 특정 사건(예: 스트룹 테스트, N-back 테스트)에 대한 반응으로 뇌 활동에 의해 생성된 매우 작은 전압을 감지하는 비침습적 측정 도구입니다. 이는 자극 시작부터 신호를 감지하여 시간에 따른 뇌 반응, 즉 200밀리초(P200) 또는 300밀리초(P300)에서 발생하는 반응을 평가하는 EEG의 신호 평균화 형태입니다.
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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몬트리올 인지 평가
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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몬트리올 인지 평가(MoCA)는 8개 영역의 인지 기능을 평가하는 데 사용됩니다: 시지각 및 실행 기능, 명명하기, 주의력, 언어, 추상화, 지연 회상, 방향감, 단기 기억.
참가자는 그림 그리기, 숫자 분류하기, 동물 이름 대기, 어휘 검토 등 종이 기반 및 구두 질문-답변 활동을 모두 완료하도록 지시받습니다.
최대 총점은 30점이며, 높은 점수는 양호한 수준의 인지 능력을 나타냅니다.
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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일어나 걸어가기 검사
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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참가자는 평소 신발을 신고, 일반적으로 사용하는 보행 보조 도구가 있는 경우 테스트에서 사용할 수 있습니다.
이 테스트는 참가자가 의자에서 일어나, 보통 속도로 3미터를 걷고, 돌아서, 다시 3미터를 걸어 돌아온 후, 의자에 앉는 데 걸리는 시간을 측정합니다.
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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인지-운동 간섭 (CMI)
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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CMI는 인지 과제와 운동 과제를 동시에 수행할 때, 단일 과제 또는 이중 과제를 각각 수행할 때와 비교하여 관찰되는 수행 능력 저하를 의미합니다.
두 가지 과제를 동시에 관리하려면 분할된 주의가 필요하며, 이러한 인지 자원이 두 영역 모두에서 수행을 유지하기에 불충분할 때 간섭이 발생합니다.
CMI는 이중 과제 비용(DTC)으로 정량화할 수 있습니다.
DTC는 단일 과제 조건과 이중 과제 조건 간의 수행 차이를 비교하여 계산됩니다.
참가자는 트레드밀(Zebris Rehawalk 보행 분석 및 보행 훈련 시스템)에서 2가지 보행 조건을 수행하도록 요청받을 것입니다.
보행 조건은 단일 보행과 인지-운동 이중 과제 보행(CMDT 보행)입니다.
단일 보행의 경우, 참가자는 선호하는 속도로 걷도록 요청받을 것입니다.
CMDT 보행의 경우, 참가자는 걷는 동시에 화면의 자극에 반응할 것입니다.
테스트 동안, 보폭, 보장, 보행 속도 및 반응 정확도
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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가자미근 H-반사
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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H-반사는 척수 흥분성을 평가하는 데 사용되는 전기생리학적 측정법입니다. 가자미근 H-반사의 경우, 참가자는 발목이 중립 위치로 된 복와위 자세를 취하게 됩니다. 양극 전극은 슬와부 위에 배치되고, 표면 EMG 전극은 가자미근의 운동점(하퇴 하단 1/3 부위에 두 개의 전극)과 외측 복사뼈(접지 전극)에 부착됩니다. 전기 자극은 최소 강도로 시작하여 H-반사 반응이 감지될 때까지 증가시키며, M-파를 유발하기 위해 최대 강도 이상으로 계속됩니다. H-반사 잠복기, 최대 H-파 및 M-파 반응이 기록됩니다. Hmax/Mmax 비율은 최대 H-파 및 M-파 진폭 반응으로부터 계산됩니다. |
기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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요측 손목 굽힘근 (FCR) H-반사
기간: 기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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FCR H-반사 검사 시 참가자는 손목을 중립 위치에 두고, 전완은 중간 회내 위치, 팔꿈치는 45도 굴곡 상태로 앉으며, 어깨는 약간 외전, 굴곡 및 중립 회전 상태를 유지합니다(68).
양극 전극은 주와와 이두박근 힘줄의 내측에 부착됩니다.
두 개의 표면 전극은 FCR 위에 위치하며(내측 상과에서 요측 경돌기까지 거리의 1/3 지점), 접지 전극은 요측 경돌기 위에 부착됩니다.
FCR H-반사 검사(그림 10) 시 참가자는 손목을 중립 위치에 두고, 전완은 중간 회내 위치, 팔꿈치는 45도 굴곡 상태로 앉으며, 어깨는 약간 외전, 굴곡 및 중립 회전 상태를 유지합니다(68).
양극 전극은 주와와 이두박근 힘줄의 내측에 부착됩니다.
두 개의 표면 전극은 FCR 위에 위치하며(내측 상과에서 요측 경돌기까지 거리의 1/3 지점)(69), 접지 전극은 요측 경돌기 위에 부착됩니다.
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기준선, 중재 후 1일, 1개월 추적 관찰 및 3개월 추적 관찰
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공동 작업자 및 조사자
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
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