- ICH GCP
- Register voor klinische proeven in de VS.
- Klinische proef NCT04033146
Optimalisatie van de ondersteuning van het exoskelet van de enkel om gedurende het hele leven te kunnen lopen
Studie Overzicht
Toestand
Conditie
Interventie / Behandeling
Gedetailleerde beschrijving
Oudere volwassenen lopen sneller dan jonge volwassenen. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat de hogere stofwisselingssnelheden van oudere volwassenen verband houden met de structurele eigenschappen van hun onderbeenweefsel. De pezen van het been van oudere volwassenen zijn soepeler dan die van jonge volwassenen. Dienovereenkomstig strekken de beenpezen van oudere volwassenen meer uit onder een bepaalde belasting, zoals lopen en rennen, waardoor hun spieren op kortere, minder optimale lengtes en hogere activeringen werken dan die van jonge volwassenen. Het gebruik van kortere spierlengtes en meer spieractivatie zorgt voor een minder economische krachtproductie. De onderzoekers proberen dus de passieve stijfheid rond de enkel te veranderen door een enkel-exoskelet parallel aan de enkel te gebruiken, waardoor spieren op relatief grotere lengtes kunnen werken. Over het algemeen produceren spieren economischer kracht wanneer ze een grotere werklengte hebben dan tijdens normaal lopen. Door een exoskelet parallel aan de enkel toe te voegen, veronderstellen de onderzoekers dat oudere volwassenen zullen lopen met langere plantaire flexor-spierlengtes, waardoor hun spieractivatie afneemt en als gevolg daarvan de stofwisseling in het hele lichaam tijdens het lopen afneemt.
In deze studie zullen de onderzoekers jonge en oudere volwassenen geïsoleerde kuitspiercontracties laten uitvoeren, terwijl de onderzoekers het gedrag van hun beenspieren en pezen vastleggen met behulp van een niet-invasieve ultrasone sonde die vlak op de huid van de deelnemer zit. De onderzoekers zullen de deelnemers ook op een loopband laten lopen met het exoskelet van de enkel ingesteld op meerdere ondersteuningswaarden. Tijdens deze onderzoeken zullen de onderzoekers veel fysiologische en biomechanische metingen uitvoeren om te beoordelen waarom het optimale exoskeletprofiel van de enkel de metabole kosten van lopen bij jonge en oudere volwassenen minimaliseert.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Georgia
-
Atlanta, Georgia, Verenigde Staten, 30332
- Physiology of Wearable Robotics Laboratory (Georgia Tech)
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
Accepteert gezonde vrijwilligers
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Onderwerpen moeten 60 minuten kunnen lopen in een tijdsbestek van 90 minuten.
- Proefpersonen zijn klaarblijkelijk vrij van cardiovasculaire, metabole of nierziekte, waaronder geen tekenen of symptomen die wijzen op cardiovasculaire, metabole of nierziekte.
- Proefpersonen hebben momenteel geen letsel aan het bewegingsapparaat.
- Onderwerpen moeten 18-45 of 65+ jaar oud zijn.
Deze criteria voldoen aan de richtlijnen van het American College of Sports Medicine uit 2015 voor gezondheidsscreening van deelnemers voorafgaand aan deelname aan een matig of matig tot zwaar inspanningsprotocol. (Riebe et al., 2015).
Uitsluitingscriteria:
- Dementie hebben of een onvermogen om geïnformeerde toestemming te geven
- Een musculoskeletale blessure hebt of pijn voelt tijdens het lopen
- Een voorgeschiedenis hebben van duizeligheid en/of evenwichtsproblemen
- Cardiovasculaire, hart-, stofwisselings- of nieraandoeningen of ademhalingsproblemen hebben
- Rook sigaretten
- Astma
- Voel pijn of ongemak in de borst, nek, kaak, armen tijdens rust of inspanning
- Orthopneu of paroxismale nachtelijke dyspnoe hebben
- Enkeloedeem hebben
- Hartkloppingen of tachycardie hebben
- Heb een hartruis
- Een hartaanval hebben gehad
- Diabetes hebben
- Heb een pacemaker
- Ongewone kortademigheid hebben bij gebruikelijke activiteiten
- Zijn <18 of 46-64 jaar oud
- Spreek of versta geen Engels
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Fundamentele wetenschap
- Toewijzing: Niet-gerandomiseerd
- Interventioneel model: Parallelle opdracht
- Masker: Geen (open label)
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: Jonge volwassen exoskeletgebruikers
Onderzoeksdeelnemers die tussen 18 en 45 jaar oud zijn.
|
De onderzoekers zullen enkel-exoskeletten gebruiken om de hoeveelheid mechanische kracht die door het enkelgewricht van de gebruiker wordt gegenereerd, te moduleren.
Dat wil zeggen dat de deelnemers in een robotapparaat lopen dat (a) een veer toevoegt of (b) een motor parallel aan hun kuitspieren zet om hen te helpen een sterkere voortstuwende afzet te genereren die de inspanning van het lopen zou kunnen verminderen.
|
|
Experimenteel: Oudere volwassen exoskeletgebruikers
Onderzoek deelnemers die ouder zijn dan 65 jaar.
|
De onderzoekers zullen enkel-exoskeletten gebruiken om de hoeveelheid mechanische kracht die door het enkelgewricht van de gebruiker wordt gegenereerd, te moduleren.
Dat wil zeggen dat de deelnemers in een robotapparaat lopen dat (a) een veer toevoegt of (b) een motor parallel aan hun kuitspieren zet om hen te helpen een sterkere voortstuwende afzet te genereren die de inspanning van het lopen zou kunnen verminderen.
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Netto stofwisselingssnelheid (Watt/kg)
Tijdsspanne: 3e sessie, maximaal 2 weken
|
De hoeveelheid metabolische energie die deelnemers verbruiken tijdens een korte wandeling in elk van de experimentele omstandigheden.
|
3e sessie, maximaal 2 weken
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Gewenste loopsnelheid (m/s)
Tijdsspanne: 1 jaar
|
Er wordt gemeten hoe snel proefpersonen het liefst lopen bij elke conditie van het exoskelet
|
1 jaar
|
Medewerkers en onderzoekers
Sponsor
Medewerkers
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Gregory S Sawicki, Ph.D., Georgia Institute of Technology
Publicaties en nuttige links
Algemene publicaties
- Asbeck AT, De Rossi SM, Holt KG, and Walsh CJ. A biologically inspired soft exosuit for walking assistance. The international journal of robotics research 34: 744-762, 2015.
- Biewener AA, Farley CT, Roberts TJ, Temaner M. Muscle mechanical advantage of human walking and running: implications for energy cost. J Appl Physiol (1985). 2004 Dec;97(6):2266-74. doi: 10.1152/japplphysiol.00003.2004. Epub 2004 Jul 16.
- Browne MG, Franz JR. The independent effects of speed and propulsive force on joint power generation in walking. J Biomech. 2017 Apr 11;55:48-55. doi: 10.1016/j.jbiomech.2017.02.011. Epub 2017 Feb 21.
- Cavagna GA, Kaneko M. Mechanical work and efficiency in level walking and running. J Physiol. 1977 Jun;268(2):467--81. doi: 10.1113/jphysiol.1977.sp011866.
- CAVAGNA GA, SAIBENE FP, MARGARIA R. MECHANICAL WORK IN RUNNING. J Appl Physiol. 1964 Mar;19:249-56. doi: 10.1152/jappl.1964.19.2.249. No abstract available.
- Collins SH, Wiggin MB, Sawicki GS. Reducing the energy cost of human walking using an unpowered exoskeleton. Nature. 2015 Jun 11;522(7555):212-5. doi: 10.1038/nature14288. Epub 2015 Apr 1.
- Csapo R, Malis V, Hodgson J, Sinha S. Age-related greater Achilles tendon compliance is not associated with larger plantar flexor muscle fascicle strains in senior women. J Appl Physiol (1985). 2014 Apr 15;116(8):961-9. doi: 10.1152/japplphysiol.01337.2013. Epub 2014 Feb 6.
- DeVita P, Helseth J, Hortobagyi T. Muscles do more positive than negative work in human locomotion. J Exp Biol. 2007 Oct;210(Pt 19):3361-73. doi: 10.1242/jeb.003970.
- DeVita P, Hortobagyi T. Age causes a redistribution of joint torques and powers during gait. J Appl Physiol (1985). 2000 May;88(5):1804-11. doi: 10.1152/jappl.2000.88.5.1804.
- Elliott G, Sawicki GS, Marecki A, Herr H. The biomechanics and energetics of human running using an elastic knee exoskeleton. IEEE Int Conf Rehabil Robot. 2013 Jun;2013:6650418. doi: 10.1109/ICORR.2013.6650418.
- Farris DJ, Sawicki GS. The mechanics and energetics of human walking and running: a joint level perspective. J R Soc Interface. 2012 Jan 7;9(66):110-8. doi: 10.1098/rsif.2011.0182. Epub 2011 May 25.
- Ferris DP, Sawicki GS, Domingo A. Powered lower limb orthoses for gait rehabilitation. Top Spinal Cord Inj Rehabil. 2005;11(2):34-49. doi: 10.1310/6gl4-um7x-519h-9jyd.
- Franz JR, Slane LC, Rasske K, Thelen DG. Non-uniform in vivo deformations of the human Achilles tendon during walking. Gait Posture. 2015 Jan;41(1):192-7. doi: 10.1016/j.gaitpost.2014.10.001. Epub 2014 Oct 12.
- Gottschall JS, Kram R. Energy cost and muscular activity required for propulsion during walking. J Appl Physiol (1985). 2003 May;94(5):1766-72. doi: 10.1152/japplphysiol.00670.2002. Epub 2002 Dec 27.
- Griffin TM, Tolani NA, Kram R. Walking in simulated reduced gravity: mechanical energy fluctuations and exchange. J Appl Physiol (1985). 1999 Jan;86(1):383-90. doi: 10.1152/jappl.1999.86.1.383.
- Holt NC, Roberts TJ, Askew GN. The energetic benefits of tendon springs in running: is the reduction of muscle work important? J Exp Biol. 2014 Dec 15;217(Pt 24):4365-71. doi: 10.1242/jeb.112813. Epub 2014 Nov 13.
- Huang HJ, Kram R, Ahmed AA. Reduction of metabolic cost during motor learning of arm reaching dynamics. J Neurosci. 2012 Feb 8;32(6):2182-90. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4003-11.2012.
- Malcolm P, Derave W, Galle S, De Clercq D. A simple exoskeleton that assists plantarflexion can reduce the metabolic cost of human walking. PLoS One. 2013;8(2):e56137. doi: 10.1371/journal.pone.0056137. Epub 2013 Feb 13.
- Martin PE, Rothstein DE, Larish DD. Effects of age and physical activity status on the speed-aerobic demand relationship of walking. J Appl Physiol (1985). 1992 Jul;73(1):200-6. doi: 10.1152/jappl.1992.73.1.200.
- Mian OS, Thom JM, Ardigo LP, Minetti AE, Narici MV. Gastrocnemius muscle-tendon behaviour during walking in young and older adults. Acta Physiol (Oxf). 2007 Jan;189(1):57-65. doi: 10.1111/j.1748-1716.2006.01634.x.
- Mooney LM, Rouse EJ, Herr HM. Autonomous exoskeleton reduces metabolic cost of human walking during load carriage. J Neuroeng Rehabil. 2014 May 9;11:80. doi: 10.1186/1743-0003-11-80.
- Nelson ME, Rejeski WJ, Blair SN, Duncan PW, Judge JO, King AC, Macera CA, Castaneda-Sceppa C; American College of Sports Medicine; American Heart Association. Physical activity and public health in older adults: recommendation from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association. Circulation. 2007 Aug 28;116(9):1094-105. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.185650. Epub 2007 Aug 1.
- Nuckols Rich DT, Sawicki Greg. Ultrasound measurements link soleus muscle dynamics and metabolic cost during human walking with elastic ankle exoskeletons. In Prep.
- Onambele GL, Narici MV, Maganaris CN. Calf muscle-tendon properties and postural balance in old age. J Appl Physiol (1985). 2006 Jun;100(6):2048-56. doi: 10.1152/japplphysiol.01442.2005. Epub 2006 Feb 2.
- Ortega JD, Beck ON, Roby JM, Turney AL, Kram R. Running for exercise mitigates age-related deterioration of walking economy. PLoS One. 2014 Nov 20;9(11):e113471. doi: 10.1371/journal.pone.0113471. eCollection 2014.
- Ortega JD, Farley CT. Individual limb work does not explain the greater metabolic cost of walking in elderly adults. J Appl Physiol (1985). 2007 Jun;102(6):2266-73. doi: 10.1152/japplphysiol.00583.2006. Epub 2007 Mar 15.
- Ortega JO, Lindstedt SL, Nelson FE, Jubrias SA, Kushmerick MJ, Conley KE. Muscle force, work and cost: a novel technique to revisit the Fenn effect. J Exp Biol. 2015 Jul;218(Pt 13):2075-82. doi: 10.1242/jeb.114512. Epub 2015 May 11.
- Panizzolo FA, Green DJ, Lloyd DG, Maiorana AJ, Rubenson J. Soleus fascicle length changes are conserved between young and old adults at their preferred walking speed. Gait Posture. 2013 Sep;38(4):764-9. doi: 10.1016/j.gaitpost.2013.03.021. Epub 2013 May 1.
- Rall JA. Sense and nonsense about the Fenn effect. Am J Physiol. 1982 Jan;242(1):H1-6. doi: 10.1152/ajpheart.1982.242.1.H1.
- Rasske K, Thelen DG, Franz JR. Variation in the human Achilles tendon moment arm during walking. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2017 Feb;20(2):201-205. doi: 10.1080/10255842.2016.1213818. Epub 2016 Jul 27.
- Rubenson J, Pires NJ, Loi HO, Pinniger GJ, Shannon DG. On the ascent: the soleus operating length is conserved to the ascending limb of the force-length curve across gait mechanics in humans. J Exp Biol. 2012 Oct 15;215(Pt 20):3539-51. doi: 10.1242/jeb.070466. Epub 2012 Jul 5.
- Sawicki GS, Ferris DP. Mechanics and energetics of level walking with powered ankle exoskeletons. J Exp Biol. 2008 May;211(Pt 9):1402-13. doi: 10.1242/jeb.009241.
- Stanaway FF, Gnjidic D, Blyth FM, Le Couteur DG, Naganathan V, Waite L, Seibel MJ, Handelsman DJ, Sambrook PN, Cumming RG. How fast does the Grim Reaper walk? Receiver operating characteristics curve analysis in healthy men aged 70 and over. BMJ. 2011 Dec 15;343:d7679. doi: 10.1136/bmj.d7679.
- Stenroth L, Peltonen J, Cronin NJ, Sipila S, Finni T. Age-related differences in Achilles tendon properties and triceps surae muscle architecture in vivo. J Appl Physiol (1985). 2012 Nov;113(10):1537-44. doi: 10.1152/japplphysiol.00782.2012. Epub 2012 Oct 4.
- Studenski S, Perera S, Patel K, Rosano C, Faulkner K, Inzitari M, Brach J, Chandler J, Cawthon P, Connor EB, Nevitt M, Visser M, Kritchevsky S, Badinelli S, Harris T, Newman AB, Cauley J, Ferrucci L, Guralnik J. Gait speed and survival in older adults. JAMA. 2011 Jan 5;305(1):50-8. doi: 10.1001/jama.2010.1923.
- Takahashi KZ, Gross MT, van Werkhoven H, Piazza SJ, Sawicki GS. Adding Stiffness to the Foot Modulates Soleus Force-Velocity Behaviour during Human Walking. Sci Rep. 2016 Jul 15;6:29870. doi: 10.1038/srep29870.
- Takahashi KZ, Lewek MD, Sawicki GS. A neuromechanics-based powered ankle exoskeleton to assist walking post-stroke: a feasibility study. J Neuroeng Rehabil. 2015 Feb 25;12:23. doi: 10.1186/s12984-015-0015-7.
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start (Werkelijk)
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Werkelijk)
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
Andere studie-ID-nummers
- H18208
- F32AG063460 (Subsidie/contract van de Amerikaanse NIH)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct
product vervaardigd in en geëxporteerd uit de V.S.
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 .