Functionele en structurele beeldvorming en motorische controle bij spinocerebellaire ataxie (SCA)
Dysmetrie in motorische functie bij SCA: mechanismen en revalidatie
Studie Overzicht
Toestand
Conditie
Interventie / Behandeling
- Gedragsmatig: Foutreductie
- Gedragsmatig: Internationale coöperatieve ataxie-beoordelingsschaal
- Gedragsmatig: Schaal voor de beoordeling en beoordeling van ataxie
- Gedragsmatig: Beck Depressie-inventaris, 2e ed
- Gedragsmatig: Stroop
- Gedragsmatig: Purdue Pegbord
- Gedragsmatig: Korte aandachtstest
- Gedragsmatig: 6 minuten lopen
- Gedragsmatig: Handgreep-dynamometer
- Gedragsmatig: Cognitieve beoordeling van Montreal
- Gedragsmatig: Fysieke prestatiefunctie
- Gedragsmatig: Biomechanische beoordelingen van dysmetrie
- Gedragsmatig: Neurofysiologische beoordeling van hersenactiviteit
- Gedragsmatig: Biomechanische ganganalyse
Gedetailleerde beschrijving
Dertig personen bij wie de diagnose Spinocerebellaire Ataxie - 1 (SCA1), Spinocerebellaire Ataxie - 3 (SCA3) of Spinocerebellaire Ataxie - 6 (SCA6) is gesteld, zullen voor dit onderzoek worden gerekruteerd. Deelnemers worden willekeurig toegewezen aan een best medical management (BMM / controle) groep en een foutreductiegroep. Alle deelnemers bezoeken het lab twee keer voor testen met een tussenpoos van een maand. Deelnemers in de controlegroep trainen niet tussen de pre- en posttesttijd.
De interventie voor het verminderen van fouten is een thuisprogramma van 4 weken. Onderzoekers zullen een nieuwe, op maat ontworpen computerinterface gebruiken. Deelnemers voeren doelgerichte bewegingen uit met elk been naar doelen in een virtuele 3D-omgeving die is ontworpen om nauwkeurige bewegingen te benadrukken. De doelgerichte beenbewegingen (vergelijkbaar met leg press) worden zittend uitgevoerd en vereisen controle van het heup-, knie- en enkelgewricht. Beenbewegingen worden gedetecteerd met behulp van de LeapMotion-sensor (Leap Motion Inc. San Francisco, CA), een apparaat dat hand- en vinger-/gereedschapsbewegingen als invoer ondersteunt, vergelijkbaar met een muis, maar zonder contact. Ruimtelijke eindpuntfouten zullen worden gekwantificeerd in 3D-ruimte door de eindpuntlocatie van het voettraject (vanaf de grote teen) en de virtuele locatie van het doel te vergelijken. Tijdseindpuntfouten worden gekwantificeerd door de timing van het voettraject en de vereiste tijd tot doel te vergelijken.
De duur van de interventie is 4 weken. Elke deelnemer traint 4 dagen per week ~1 uur per dag. Binnen een week zal de moeilijkheidsgraad van de taak toenemen door de presentatie van het doelwit te veranderen van een voorspelbare naar een onvoorspelbare locatie, door de vereisten voor bewegingssnelheid te verhogen en door de grootte van het doelwit te veranderen. Doelen worden voorspelbaar gemaakt door ze te identificeren voorafgaand aan de cue voor het begin van de beweging (doel wordt groen). Concreet zal er een knipperende stippellijn rond het doelwit zijn voordat het doelwit groen wordt. Doelen worden onvoorspelbaar gemaakt door geen indicatie van de doellocatie te geven voordat het doel groen wordt. De bewegingssnelheid wordt gekwantificeerd vanaf het begin van de vrijwillige beweging van het been (geen reactietijd) tot het einde van de beweging. De vereisten voor de bewegingssnelheid zullen binnen een week worden verhoogd en deelnemers zullen leren om snellere bewegingen uit te voeren op basis van de feedback na elke proef. De grootte van het doelwit zal gedurende de 4 weken geleidelijk worden verkleind.
Alle personen in het onderzoek krijgen een pre- en posttestbeoordeling met behulp van de International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) en de Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA). De afzonderlijke secties van de ICARS (bijv. Kinetische sectie) en SARA worden gekwantificeerd.
Daarnaast wordt beendysmetrie gekwantificeerd met behulp van een op maat gemaakt doelgericht bewegingsprotocol. Concreet zullen deelnemers onbelaste dorsiflexiebewegingen van de enkel uitvoeren en proberen een ruimte-tijddoel te bereiken. De primaire uitkomsten zijn positie- en tijdfouten.
Biomechanica van bovengronds lopen bij SCA zal worden gemonitord met behulp van het APDM mobility lab (APDM, Inc. Mobiliteitslab, Oregon, VS). Deelnemers dragen de draadloze sensoren van APDM op handen, benen, romp en voorhoofd en lopen gedurende 2 minuten over een afstand van 7 meter over de grond. APDM kwantificeert 80 veelvoorkomende biomechanische uitkomsten van lopen (bijv. paslengtevariatie).
De neurofysiologie van SCA zal worden gekwantificeerd met functionele Magnetic Resonance Imaging (fMRI) en poolactiviteit van motorunits. Hersenactiviteit zal worden gekwantificeerd met taakgebaseerde fMRI met behulp van een 32-kanaals hoofdspoel. Tijdens fMRI-krachttaken zal dorsiflexie van de enkel worden gemeten vanaf de meest aangedane onderste extremiteit met behulp van op maat gemaakte glasvezelsensoren, zoals in het verleden is gedaan. Real-time feedback van krachtprestaties zal aan het onderwerp worden verstrekt. Tijdens de rustblokken fixeren de proefpersonen zich op een stilstaand doelwit, maar oefenen ze geen kracht uit. Tijdens taakblokken zullen proefpersonen 2 seconden pulse-hold contracties voltooien tot 15% maximale vrijwillige contractie (MVC) van dorsaalflexie van de enkel, gevolgd door 1 seconde rust. Er zullen 10 pulsen per blok zijn. De knie wordt ondersteund door een kussen om de knie te buigen zodat de krachten die door de enkel worden uitgeoefend geen beweging van het hoofd veroorzaken.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Florida
-
Gainesville, Florida, Verenigde Staten, 32611
- University of Florida
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
Accepteert gezonde vrijwilligers
Geslachten die in aanmerking komen voor studie
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- DNA-diagnose van SCA1, SCA3 of SCA6
- fenotype consistent met de DNA-diagnose
- mogelijkheid om 7 meter te lopen
- de leeftijd van 21-85 jaar
- in staat is om geïnformeerde toestemming te geven en te voldoen aan de procesprocedures
Uitsluitingscriteria:
- Bekende recessieve, X-gebonden of mitochondriale ataxie of een ander type ataxie
- Gelijktijdige aandoening(en) die van invloed zijn op ataxiemaatregelen die in dit onderzoek zijn gebruikt
- Cognitieve status op de Montreal Cognitive Assessment <24
- Patiënten bij wie een elektrisch apparaat is geïmplanteerd (zoals een pacemaker of een neurostimulator), of een bepaald type metalen clip in hun lichaam (d.w.z. een aneurysmaclip in de hersenen), en die niet in aanmerking komen voor deelname aan de MRI gedeelte van de studie
- Personen die claustrofobisch zijn
- Vrouwen die zwanger zijn of kunnen zijn en moeders die borstvoeding geven
- Personen met psychiatrische stoornissen of dementie, samen met andere neurologische en orthopedische problemen die handbewegingen en lopen belemmeren
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Behandeling
- Toewijzing: Gerandomiseerd
- Interventioneel model: Parallelle opdracht
- Masker: Geen (open label)
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: Foutreductie
De deelnemers aan de foutreductiegroep zullen deelnemen aan een 4-weekse thuistrainingsinterventie gedurende de maand tussen hun pre- en post-testbezoeken.
Tijdens pre- en posttrainingsbezoeken, Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) en de Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA), Purdue Pegboard, korte aandachtstest, 6 minuten lopen, handgreepdynamometer, fysieke prestatiefunctie , Digit Span, SARA, Montreal Cognitive Assessment, Beck Depression Inventory 2nd Ed, Stroop en biomechanische ganganalysetests zullen worden afgenomen.
Er zullen ook biomechanische beoordelingen van dysmetrie en neurofysiologische beoordelingen van hersenactiviteit worden uitgevoerd om de impact van de training op SCA-individuen te evalueren.
|
Gedurende deze tijd zullen deelnemers een nieuwe, op maat ontworpen computerinterface gebruiken om doelgerichte bewegingen uit te voeren met elk been in een virtuele 3D-omgeving die is ontworpen om nauwkeurige bewegingen te benadrukken. Beenbewegingen worden gedetecteerd met behulp van de LeapMotion-sensor en we zullen tijdseindpuntfouten kwantificeren door de timing van het voettraject te vergelijken met de vereiste tijd tot doel. De interventie voor het verminderen van fouten is een thuisprogramma van 4 weken. Iedere deelnemer traint 4 dagen per week ongeveer 1 uur per dag. Binnen een week zal de moeilijkheidsgraad van de taak toenemen doordat de presentatie van de doelen onvoorspelbaarder wordt en de bewegingssnelheid toeneemt.
De ICARS is een beoordeling van de ernst van ataxie.
De ICARS-score is de totale som van de subscores op specifieke bewegingen en varieert van 0 tot 100, waarbij een score van 100 indicatief is voor de zwaarst getroffen uitkomst.
De SARA is een beoordeling van de ernst van de ataxie.
De SARA-score is de totale som van de subscores op specifieke bewegingen en varieert van 0 tot 100, waarbij een score van 100 indicatief is voor de zwaarst getroffen uitkomst.
Andere namen:
Dit is een zelfrapportage-inventaris van 21 vragen voor het meten van de ernst van depressie.
Deze test meet selectieve aandacht en cognitieve flexibiliteit door het hardop voorlezen van kleurnamen of kleur van de afdruk.
Deze test bestaat uit een reeks getimede taken voor handcoördinatie en behendigheid.
Een cognitieve test die focus en aandacht beoordeelt.
Deze test bestaat uit een getimede looptest van 6 minuten om te evalueren hoeveel afstand er is afgelegd.
Deze test meet de grijpkracht van de hand.
Deze test wordt gebruikt om cognitieve vaardigheden te beoordelen.
Deze test bestaat uit een reeks fysieke activiteiten die worden gebruikt om snelheid, coördinatie en bewegingsgemak te evalueren.
Dysmetrie zal worden beoordeeld met behulp van een op maat gemaakt doelgericht bewegingsprotocol waarbij de deelnemer onbelaste bewegingstaken voor ledematen uitvoert en probeert een ruimte-tijddoel te bereiken.
Tijdens deze taak wordt de spieractiviteit gecontroleerd met behulp van elektromyografie (EMG) -registratie.
De neurofysiologie zal worden beoordeeld door de hersenactiviteit te monitoren met behulp van taakgebaseerde fMRI en de poolactiviteit van de motorunits met behulp van een gespecialiseerd EMG-systeem.
Deelnemers dragen de draadloze sensoren van APDM op handen, benen, romp en voorhoofd en lopen gedurende 2 minuten over een afstand van 7 meter over de grond.
APDM kwantificeert 80 veelvoorkomende biomechanische uitkomsten van lopen (bijv.
paslengtevariatie).
|
|
Experimenteel: Beste medische administratie
De deelnemers in de groep met de beste medische behandeling ondergaan identieke testsessies (twee bezoeken met een tussenpoos van een maand) als die in de foutverminderende groep, maar krijgen niet de 4 weken durende foutverminderende interventie.
Ze zullen de beoordelingen van de International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) en de Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA) en de volgende tests ondergaan: Purdue Pegboard, korte aandachtstest, 6 minuten lopen, handgreepdynamometer, fysieke Prestatiefunctie, cijferreeks, SARA, Montreal Cognitive Assessment, Beck Depression Inventory 2nd Ed, Stroop en biomechanische gang.
Biomechanische beoordelingen van dysmetrie en neurofysiologische beoordeling van hersenactiviteit zullen bij beide bezoeken worden uitgevoerd.
|
De ICARS is een beoordeling van de ernst van ataxie.
De ICARS-score is de totale som van de subscores op specifieke bewegingen en varieert van 0 tot 100, waarbij een score van 100 indicatief is voor de zwaarst getroffen uitkomst.
De SARA is een beoordeling van de ernst van de ataxie.
De SARA-score is de totale som van de subscores op specifieke bewegingen en varieert van 0 tot 100, waarbij een score van 100 indicatief is voor de zwaarst getroffen uitkomst.
Andere namen:
Dit is een zelfrapportage-inventaris van 21 vragen voor het meten van de ernst van depressie.
Deze test meet selectieve aandacht en cognitieve flexibiliteit door het hardop voorlezen van kleurnamen of kleur van de afdruk.
Deze test bestaat uit een reeks getimede taken voor handcoördinatie en behendigheid.
Een cognitieve test die focus en aandacht beoordeelt.
Deze test bestaat uit een getimede looptest van 6 minuten om te evalueren hoeveel afstand er is afgelegd.
Deze test meet de grijpkracht van de hand.
Deze test wordt gebruikt om cognitieve vaardigheden te beoordelen.
Deze test bestaat uit een reeks fysieke activiteiten die worden gebruikt om snelheid, coördinatie en bewegingsgemak te evalueren.
Dysmetrie zal worden beoordeeld met behulp van een op maat gemaakt doelgericht bewegingsprotocol waarbij de deelnemer onbelaste bewegingstaken voor ledematen uitvoert en probeert een ruimte-tijddoel te bereiken.
Tijdens deze taak wordt de spieractiviteit gecontroleerd met behulp van elektromyografie (EMG) -registratie.
De neurofysiologie zal worden beoordeeld door de hersenactiviteit te monitoren met behulp van taakgebaseerde fMRI en de poolactiviteit van de motorunits met behulp van een gespecialiseerd EMG-systeem.
Deelnemers dragen de draadloze sensoren van APDM op handen, benen, romp en voorhoofd en lopen gedurende 2 minuten over een afstand van 7 meter over de grond.
APDM kwantificeert 80 veelvoorkomende biomechanische uitkomsten van lopen (bijv.
paslengtevariatie).
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Verandering in de locatie van het bewegingseindpunt ten opzichte van het doel in de motorische taak
Tijdsspanne: Verander van Baseline naar 1 maand
|
Beoordeling van het vermogen van de proefpersoon om op het doel te blijven tijdens de motorische taak.
De taak is een doelgerichte beweging die gericht is op het matchen van een ruimtelijk doel in een bepaalde tijd (tijdsdoel).
|
Verander van Baseline naar 1 maand
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) Beoordeling
Tijdsspanne: Verander van Baseline naar 1 maand
|
De ICARS is een beoordeling van de ernst van ataxie.
De ICARS-score is de totale som van de subscores op specifieke bewegingen en varieert van 0 tot 100, waarbij een score van 100 indicatief is voor de zwaarst getroffen uitkomst.
|
Verander van Baseline naar 1 maand
|
|
Verandering in de variabiliteit van de ontladingssnelheid van de motoreenheid
Tijdsspanne: Verander van Baseline naar 1 maand
|
De hoeveelheid activiteit van de motoreenheid die optreedt tijdens de elektromyografie (EMG)-taak.
Een lagere hoeveelheid variabiliteit is beter.
De verandering weerspiegelt het verschil in waarden tussen de pre- en post-trainingssessies.
De variabiliteit van de ontladingssnelheid zal procentueel veranderen.
|
Verander van Baseline naar 1 maand
|
|
Verandering in bloed-zuurstofniveau-afhankelijke (BOLD) activiteit van motorische cortex
Tijdsspanne: Verander van Baseline naar 1 maand
|
Resultaten van bloed-zuurstofniveau-afhankelijke contrastbeeldvorming zoals geanalyseerd op basis van functionele Magnetic Resonance Imaging (fMRI).
Meer kleuren duiden op meer opwinding van de motorische cortex.
|
Verander van Baseline naar 1 maand
|
Medewerkers en onderzoekers
Sponsor
Medewerkers
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Evangelos Christou, PhD, University of Florida
- Hoofdonderzoeker: David Vaillancourt, PhD, University of Florida
Publicaties en nuttige links
Algemene publicaties
- Manto MU. The wide spectrum of spinocerebellar ataxias (SCAs). Cerebellum. 2005;4(1):2-6. doi: 10.1080/14734220510007914.
- Manto M. Mechanisms of human cerebellar dysmetria: experimental evidence and current conceptual bases. J Neuroeng Rehabil. 2009 Apr 13;6:10. doi: 10.1186/1743-0003-6-10.
- Solodkin A, Gomez CM. Spinocerebellar ataxia type 6. Handb Clin Neurol. 2012;103:461-73. doi: 10.1016/B978-0-444-51892-7.00029-2.
- Schmitz-Hubsch T, Tezenas du Montcel S, Baliko L, Boesch S, Bonato S, Fancellu R, Giunti P, Globas C, Kang JS, Kremer B, Mariotti C, Melegh B, Rakowicz M, Rola R, Romano S, Schols L, Szymanski S, van de Warrenburg BP, Zdzienicka E, Durr A, Klockgether T. Reliability and validity of the International Cooperative Ataxia Rating Scale: a study in 156 spinocerebellar ataxia patients. Mov Disord. 2006 May;21(5):699-704. doi: 10.1002/mds.20781.
- Kawaguchi Y, Okamoto T, Taniwaki M, Aizawa M, Inoue M, Katayama S, Kawakami H, Nakamura S, Nishimura M, Akiguchi I, et al. CAG expansions in a novel gene for Machado-Joseph disease at chromosome 14q32.1. Nat Genet. 1994 Nov;8(3):221-8. doi: 10.1038/ng1194-221.
- Reetz K, Costa AS, Mirzazade S, Lehmann A, Juzek A, Rakowicz M, Boguslawska R, Schols L, Linnemann C, Mariotti C, Grisoli M, Durr A, van de Warrenburg BP, Timmann D, Pandolfo M, Bauer P, Jacobi H, Hauser TK, Klockgether T, Schulz JB; axia Study Group Investigators. Genotype-specific patterns of atrophy progression are more sensitive than clinical decline in SCA1, SCA3 and SCA6. Brain. 2013 Mar;136(Pt 3):905-17. doi: 10.1093/brain/aws369. Epub 2013 Feb 18.
- Pasternak O, Shenton ME, Westin CF. Estimation of extracellular volume from regularized multi-shell diffusion MRI. Med Image Comput Comput Assist Interv. 2012;15(Pt 2):305-12. doi: 10.1007/978-3-642-33418-4_38.
- Pasternak O, Sochen N, Gur Y, Intrator N, Assaf Y. Free water elimination and mapping from diffusion MRI. Magn Reson Med. 2009 Sep;62(3):717-30. doi: 10.1002/mrm.22055.
- De Luca CJ, Adam A, Wotiz R, Gilmore LD, Nawab SH. Decomposition of surface EMG signals. J Neurophysiol. 2006 Sep;96(3):1646-57. doi: 10.1152/jn.00009.2006.
- Morton SM, Bastian AJ. Cerebellar control of balance and locomotion. Neuroscientist. 2004 Jun;10(3):247-59. doi: 10.1177/1073858404263517.
- Haines DE, Manto MU. Clinical symptoms of cerebellar disease and their interpretation. Cerebellum. 2007;6(4):360-74. doi: 10.1080/14734220701798199. No abstract available.
- Keller JL, Bastian AJ. A home balance exercise program improves walking in people with cerebellar ataxia. Neurorehabil Neural Repair. 2014 Oct;28(8):770-8. doi: 10.1177/1545968314522350. Epub 2014 Feb 13.
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Schatting)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Trefwoorden
Aanvullende relevante MeSH-voorwaarden
- Hersenziekten
- Ziekten van het centrale zenuwstelsel
- Ziekten van het zenuwstelsel
- Neurologische manifestaties
- Genetische ziekten, aangeboren
- Neurodegeneratieve ziekten
- Dyskinesieën
- Ziekten van het ruggenmerg
- Heredodegeneratieve aandoeningen, zenuwstelsel
- Cerebellaire ziekten
- Cerebellaire Ataxie
- Ataxie
- Spinocerebellaire ataxie
- Spinocerebellaire degeneraties
Andere studie-ID-nummers
- IRB201500202-N
- R21NS094946 (Subsidie/contract van de Amerikaanse NIH)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .