Deze pagina is automatisch vertaald en de nauwkeurigheid van de vertaling kan niet worden gegarandeerd. Raadpleeg de Engelse versie voor een brontekst.

Exoskelet en hersenactiviteit met fNIRS (ExoNIRS)

31 maart 2022 bijgewerkt door: Centre Hospitalier Régional d'Orléans

Relatie tussen corticale activering en gradueel krachtniveau tijdens wandelen met robotondersteuning bij gezonde mensen: een functioneel nabij-infrarood spectroscopie neuroimaging-onderzoek.

Achtergrond. Krachtcontrole is een van de belangrijkste parameters van motorische activiteit. Er is weinig onderzoek gedaan naar de corticale activiteit die nodig is voor verschillende krachtniveaus tijdens het lopen.

Objectief. Om cortexactivatie te onderzoeken tijdens het lopen van een exoskelet met 4 niveaus van begeleidingskracht bij gezonde controles.

methoden. De onderzoekers verkregen nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) met een apparaat met 20 kanalen (Brite 24®; Artinis) dat bilateraal de meeste motorische hersengebieden dekt tijdens exoskeletlopen op verschillende krachtniveaus (100%, 50% hulp, 0% hulp en 25 % weerstand) bij 24 gezonde controles. De onderzoekers maten variaties van oxyhemoglobine (HbO2) en deoxyhemoglobine (HbR). De techniek werd geoptimaliseerd door het gebruik van referentiekanalen (ter correctie van oppervlakkige hemodynamische interferentie).

Studie Overzicht

Toestand

Voltooid

Interventie / Behandeling

Gedetailleerde beschrijving

Een belangrijk doel van de motorische neurowetenschap is om te karakteriseren hoe neurale activiteit in de hersenen bewegingsparameters bemiddelt, zoals kracht, snelheid, bewegingsfrequentie of bewegingsrichting. De neurale codage van kracht is bestudeerd bij dieren en mensen met TEP, fMRI, functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS), EEG of magnetische stimulatie.

Elektrofysiologische studies bij niet-menselijke primaten toonden een correlatie aan tussen neuronale ontladingssnelheden in meerdere regio's van de contralaterale motorcortex en uitgeoefende krachtamplitude.

Bij mensen bevestigden onderzoeken naar functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) de relatie tussen toenemende neuronale activering en toenemende krachtamplitude in de contralaterale primaire motorische / somatosensorische (M1 / S1) cortices, het aanvullende motorgebied (SMA) en de premotorische cortex. De ipsilaterale motorcortex zou ook kunnen bijdragen aan de krachtcodering. Er zijn ook aanwijzingen dat de basale ganglia-thalamo-corticale lus deelneemt aan de regulatie van krachtcontrole. Het interne gedeelte van de globus pallidus (GPi) en subthalamische nucleus (STN) had een positieve toename in procentuele signaalverandering met toenemende kracht, en de ventrale thalamische gebieden werden ook op dezelfde manier geïmpliceerd. Meer recentelijk bevestigden studies met fNIRS de relatie tussen krachtniveau en cerebrale activatie in de contralaterale en ipsilaterale hemisfeer.

De meeste humane studies betroffen isometrische statische taken. Slechts weinig studies hielden rekening met dynamische bewegingen. In de regel vereist de verwerking van herhaalde voorbijgaande krachtveranderingen meer metabole activiteit dan het genereren en beheersen van een statische kracht. Er is een correlatie tussen het krachtniveau en corticale veranderingen binnen het neuronale netwerk in contralaterale M1 en het voorste cerebellum.

De meeste onderzoeken hebben betrekking op de bovenste extremiteit. Voorzover ons bekend is alleen de onderste extremiteit onderzocht op een isometrisch krachtniveau. De ene betreft de neurale correlaten van quadriceps-torsiecontrole bij patiënten met chronische obstructieve longziekte en de andere betreft isometrische contracties met de dorsiflexor van de enkel bij gezonde controles.

fMRI en TEP zijn zeer gevoelig voor bewegingsartefacten en niet geschikt voor dynamische proximale gewrichten of looponderzoeken. fNIRS is minder gevoelig voor bewegingsartefacten en heeft talloze onderzoeken mogelijk gemaakt naar lopen onder meer natuurlijke omstandigheden bij controles of patiënten. fMRI en fNIRS zijn gebaseerd op de fysiologische principes van neurovasculaire koppeling, het proces waarbij actieve hersengebieden een lokale toename van de bloedstroom induceren om aan hun energiebehoefte te voldoen via de verwijding van haarvaten en arteriolen. fMRI meet de bloedzuurstofniveau-afhankelijke (BOLD) respons die overeenkomt met de verhouding van oxy tot deoxy-hemoglobine. De twee delen van hemoglobine worden echter niet afzonderlijk gemeten met fMRI. Integendeel, fNIRS meet de twee hemoglobinesoorten afzonderlijk. Tijdens deze neurovasculaire koppeling is de hoeveelheid zuurstof die wordt toegevoerd doorgaans groter dan de plaatselijk verbruikte hoeveelheid, wat resulteert in een aanzienlijke toename van HbO2 en een lichte verlaging van HbR in de regio.

Veel van de fNIRS-onderzoeken naar het lopen registreerden hemodynamische variaties in de prefrontale cortex met het paradigma van dubbele taken. Slechts weinig studies hadden betrekking op de motorische cortex.

Naast de conventionele revalidatie wordt de laatste jaren robotondersteunde revalidatie toegepast. Het biedt mogelijkheden voor vroeg, intensief, taakspecifiek beheer met multisensorische stimulatie die als het meest efficiënt wordt beschouwd voor het bevorderen van neuroplasticiteit. Literatuur suggereert dat robotrevalidatie het loopvermogen van patiënten, de loopsnelheid, de spierkracht van de onderste ledematen, de staplengte en de loopsymmetrie vergroot. De neurofysiologische basis van robotondersteunde revalidatie blijft echter slecht bekend. Het gebruik van een exoskelet maakt het mogelijk om het percentage van de verstrekte hulp te beheersen. In deze studie bij gezonde proefpersonen stellen de onderzoekers voor om hersenactivatie in motorische regio's te bestuderen bij het lopen in een exoskelet. Vier krachtniveaus worden bestudeerd: totale hulp (A100%), gedeeltelijke hulp (A50%), geen hulp (A0%) en weerstand van 25% (R25%) bij het lopen vanaf het exoskelet. De onderzoekers veronderstellen dat het niveau van hersenactivatie gemeten door fNIRS zal toenemen met de inspanning van de proefpersonen.

Studietype

Ingrijpend

Inschrijving (Werkelijk)

26

Fase

  • Niet toepasbaar

Contacten en locaties

In dit gedeelte vindt u de contactgegevens van degenen die het onderzoek uitvoeren en informatie over waar dit onderzoek wordt uitgevoerd.

Studie Locaties

      • Boissise-le-Roi, Frankrijk, 77310
        • CHR Orléans

Deelname Criteria

Onderzoekers zoeken naar mensen die aan een bepaalde beschrijving voldoen, de zogenaamde geschiktheidscriteria. Enkele voorbeelden van deze criteria zijn iemands algemene gezondheidstoestand of eerdere behandelingen.

Geschiktheidscriteria

Leeftijden die in aanmerking komen voor studie

18 jaar tot 40 jaar (Volwassen)

Accepteert gezonde vrijwilligers

Nee

Geslachten die in aanmerking komen voor studie

Allemaal

Beschrijving

Inclusiecriteria:

  • Gezonde vrijwilligers (zonder bekende neurologische, reumatologische of cardiologische medische voorgeschiedenis)
  • Leeftijd tussen 18 en 40
  • Sociale zekerheid hebben,
  • Na schriftelijke toestemming te hebben gegeven.
  • Hoogte > 1,5 meter
  • Gewicht minder dan 100 kg.
  • Respect voor de morfologische criteria

Uitsluitingscriteria:

  • Persoon onder curatele of curatele,
  • Lopen met hulp,
  • Trauma of orthopedische aandoening die van invloed kan zijn op lopen,
  • Zwangere vrouw,
  • Medicatie die de alertheid verandert en mogelijk het loop- en aandachtsvermogen beïnvloedt,

Studie plan

Dit gedeelte bevat details van het studieplan, inclusief hoe de studie is opgezet en wat de studie meet.

Hoe is de studie opgezet?

Ontwerpdetails

  • Primair doel: Onderzoek naar gezondheidsdiensten
  • Toewijzing: NVT
  • Interventioneel model: Opdracht voor een enkele groep
  • Masker: Geen (open label)

Wapens en interventies

Deelnemersgroep / Arm
Interventie / Behandeling
Ander: Onderwerpen met 4 loopsituaties
Registratie van cerebrale hemodynamiek met fNIRS tijdens het lopen in exoskelet met vier sterkteniveaus van hulp: totale hulp (A100%), gedeeltelijke hulp (A50%), geen hulp (A0%) en weerstand van 25% (R25%) bij het lopen vanaf de exoskelet. Elke proefpersoon wordt geregistreerd tijdens 8 proeven voor elk niveau (32 proeven). De volgorde wordt gecompenseerd tussen de onderwerpen

Wat meet het onderzoek?

Primaire uitkomstmaten

Uitkomstmaat
Tijdsspanne
Verandering van oxyhemoglobineconcentratie tijdens looptaken
Tijdsspanne: Dag 0
Dag 0
Verandering van desoxyhemoglobineconcentratie tijdens looptaken
Tijdsspanne: Dag 0
Dag 0

Medewerkers en onderzoekers

Hier vindt u mensen en organisaties die betrokken zijn bij dit onderzoek.

Publicaties en nuttige links

De persoon die verantwoordelijk is voor het invoeren van informatie over het onderzoek stelt deze publicaties vrijwillig ter beschikking. Dit kan gaan over alles wat met het onderzoek te maken heeft.

Studie record data

Deze datums volgen de voortgang van het onderzoeksdossier en de samenvatting van de ingediende resultaten bij ClinicalTrials.gov. Studieverslagen en gerapporteerde resultaten worden beoordeeld door de National Library of Medicine (NLM) om er zeker van te zijn dat ze voldoen aan specifieke kwaliteitscontrolenormen voordat ze op de openbare website worden geplaatst.

Bestudeer belangrijke data

Studie start (Werkelijk)

2 maart 2022

Primaire voltooiing (Werkelijk)

22 maart 2022

Studie voltooiing (Werkelijk)

22 maart 2022

Studieregistratiedata

Eerst ingediend

16 maart 2022

Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria

25 maart 2022

Eerst geplaatst (Werkelijk)

28 maart 2022

Updates van studierecords

Laatste update geplaatst (Werkelijk)

1 april 2022

Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria

31 maart 2022

Laatst geverifieerd

1 maart 2022

Meer informatie

Termen gerelateerd aan deze studie

Andere studie-ID-nummers

  • CHRO-2021-11

Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten

Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel

Nee

Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct

Nee

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 .

Abonneren