Funksjonell og strukturell avbildning og motorisk kontroll ved spinocerebellar ataksi (SCA)
Dysmetri i motorisk funksjon ved SCA: Mechanisms and Rehabilitation
Studieoversikt
Status
Forhold
Intervensjon / Behandling
- Atferdsmessig: Feilreduksjon
- Atferdsmessig: International Cooperative Ataxia Rating Scale
- Atferdsmessig: Skala for vurdering og vurdering av ataksi
- Atferdsmessig: Beck Depression Inventory, 2nd Ed
- Atferdsmessig: Stroop
- Atferdsmessig: Purdue Pegboard
- Atferdsmessig: Kort oppmerksomhetstest
- Atferdsmessig: 6 minutters gange
- Atferdsmessig: Håndgrepsdynamometer
- Atferdsmessig: Montreal kognitiv vurdering
- Atferdsmessig: Fysisk ytelsesfunksjon
- Atferdsmessig: Biomekaniske vurderinger av dysmetri
- Atferdsmessig: Nevrofysiologisk vurdering av hjerneaktivitet
- Atferdsmessig: Biomekanisk ganganalyse
Detaljert beskrivelse
Tretti individer som har blitt diagnostisert med enten Spinocerebellar Ataxia - 1 (SCA1), Spinocerebellar Ataxia - 3 (SCA3), eller Spinocerebellar Ataxia - 6 (SCA6) vil bli rekruttert til denne studien. Deltakerne vil bli tilfeldig tildelt en gruppe for beste medisinske styring (BMM / kontroll) og en gruppe for å redusere feil. Alle deltakere vil besøke laboratoriet to ganger for testing med en måneds mellomrom. Deltakere i kontrollgruppen vil ikke trene mellom tiden før og etter test.
Den feilreduserende intervensjonen vil være et 4-ukers hjemmebasert program. Etterforskerne vil bruke et nytt, spesialdesignet datamaskingrensesnitt. Deltakerne vil utføre målrettede bevegelser med hvert ben til mål i et virtuelt 3D-miljø designet for å understreke nøyaktige bevegelser. De målrettede benbevegelsene (lik benpress) vil bli utført sittende og krever kontroll over hofte, kne og ankelledd. Benbevegelse vil bli oppdaget ved hjelp av LeapMotion-sensoren (Leap Motion Inc. San Francisco, CA), en enhet som støtter hånd- og finger-/verktøybevegelser som input, som ligner på en mus, men som ikke krever kontakt. Romlige endepunktfeil vil bli kvantifisert i 3D-rom ved å sammenligne endepunktplasseringen til fotbanen (som strekker seg fra stortåen) og den virtuelle plasseringen til målet. Tidsendepunktsfeil vil kvantifiseres ved å sammenligne tidspunktet for fotbanen og den nødvendige tiden til mål.
Varigheten på intervensjonen vil være 4 uker. Hver deltaker vil trene 4 dager i uken i ~1 time per dag. I løpet av en uke vil oppgavevanskeligheten øke ved å endre presentasjonen av målet fra en forutsigbar til en uforutsigbar plassering, ved å øke kravene til bevegelseshastighet og ved å endre målstørrelsen. Mål vil bli gjort forutsigbare ved å identifisere dem før signalet for bevegelse begynner (målet blir grønt). Nærmere bestemt vil det være en blinkende stiplet linje rundt målet før målet blir grønt. Mål vil bli gjort uforutsigbare ved ikke å gi noen indikasjon på målplassering før målet blir grønt. Bevegelseshastighet vil bli kvantifisert fra den frivillige bevegelsen starter av beinet (ingen reaksjonstid) til bevegelsens slutt. Kravene til bevegelseshastigheten vil økes i løpet av en uke og deltakerne vil lære å utføre raskere bevegelser fra tilbakemeldingene etter hvert forsøk. Størrelsen på målet vil gradvis reduseres i løpet av de 4 ukene.
Alle individer i studien vil motta en vurdering før og etter test ved bruk av International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) og Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA). De enkelte delene av ICARS (f.eks. Kinetisk seksjon) og SARA vil bli kvantifisert.
I tillegg vil leggdysmetri kvantifiseres ved hjelp av en skreddersydd målrettet bevegelsesprotokoll. Spesielt vil deltakerne utføre ubelastede ankeldorsalfleksjonsbevegelser og forsøke å nå et rom-tid-mål. De primære utfallene vil være posisjons- og tidsfeil.
Biomekanikk av overjordisk gange i SCA vil bli overvåket ved hjelp av APDM-mobilitetslaboratoriet (APDM, Inc. Mobility Lab, Oregon, USA). Deltakerne vil bruke APDMs trådløse sensorer på hender, ben, trunk og panne og gå over bakken en avstand på 7 meter i 2 minutter. APDM kvantifiserer 80 vanlige biomekaniske utfall av gange (f.eks. variasjon i skrittlengde).
Nevrofysiologien til SCA vil kvantifiseres med funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) og motorenhetsbassengaktivitet. Hjerneaktivitet vil bli kvantifisert med oppgavebasert fMRI ved bruk av en 32-kanals hodespole. Under fMRI-styrkeoppgaver vil dorsalfleksjon i ankelen bli målt fra det mest berørte underekstremiteten ved hjelp av tilpassede fiberoptiske sensorer, slik det har vært gjort tidligere. Sanntidstilbakemelding om kraftytelse vil bli gitt til forsøkspersonen. Under hvileblokkene vil forsøkspersonene fiksere seg på et stasjonært mål, men produserer ikke kraft. Under oppgaveblokker vil forsøkspersonene fullføre 2 sekunders pulsholdende sammentrekninger til 15 % maksimal frivillig sammentrekning (MVC) av ankeldorsalfleksjon etterfulgt av 1 sekunds hvile. Det vil være 10 pulser per blokk. Kneet vil bli støttet av en pute for å bøye kneet slik at kreftene som påføres av ankelen ikke forårsaker hodebevegelse.
Studietype
Registrering (Faktiske)
Fase
- Ikke aktuelt
Kontakter og plasseringer
Studiesteder
-
-
Florida
-
Gainesville, Florida, Forente stater, 32611
- University of Florida
-
-
Deltakelseskriterier
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
Tar imot friske frivillige
Kjønn som er kvalifisert for studier
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- DNA-diagnose av SCA1, SCA3 eller SCA6
- fenotype i samsvar med DNA-diagnosen
- evne til å gå 7 meter
- alderen 21-85 år
- i stand til å gi informert samtykke og overholde prøveprosedyrene
Ekskluderingskriterier:
- Kjente recessive, X-koblede eller mitokondrielle ataksier eller annen type ataksi
- Samtidig lidelse(r) som påvirker ataksitiltak brukt i denne studien
- Kognitiv status på Montreal Cognitive Assessment < 24
- Pasienter som har en hvilken som helst type implantert elektrisk enhet (som en pacemaker eller en nevrostimulator), eller en bestemt type metallklemme i kroppen (dvs. et aneurismeklemme i hjernen), og som ikke er kvalifisert for deltakelse i MR del av studien
- Personer som er klaustrofobiske
- Kvinner som er eller kan være gravide og ammende mødre
- Personer med psykiatriske lidelser eller demens, sammen med andre nevrologiske og ortopediske problemer som svekker håndbevegelser og gange
Studieplan
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Primært formål: Behandling
- Tildeling: Randomisert
- Intervensjonsmodell: Parallell tildeling
- Masking: Ingen (Open Label)
Våpen og intervensjoner
Deltakergruppe / Arm |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
Eksperimentell: Feilreduksjon
Deltakerne i feilreduksjonsgruppen vil delta i en 4-ukers hjemmebasert treningsintervensjon i løpet av måneden mellom deres før- og etterprøvebesøk.
Under besøk før og etter trening, Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) og Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA), Purdue Pegboard, Brief Test of Attention, 6-minutters gange, Hand Grip Dynamometer, Physical Performance Function , Digit Span, SARA, Montreal Cognitive Assessment, Beck Depression Inventory 2nd Ed, Stroop og biomekaniske ganganalysetester vil bli administrert.
Også biomekaniske vurderinger av dysmetri og nevrofysiologisk vurdering av hjerneaktivitet vil bli utført for å evaluere effekten av treningen på SCA-individer.
|
I løpet av denne tiden vil deltakerne bruke et nytt, spesialdesignet datamaskingrensesnitt for å utføre målrettede bevegelser med hvert ben i et virtuelt 3D-miljø designet for å understreke nøyaktige bevegelser. Benbevegelse vil bli oppdaget ved hjelp av LeapMotion-sensoren, og vi vil kvantifisere tidsendepunktfeil ved å sammenligne tidspunktet for fotbanen og den nødvendige tiden til mål. Den feilreduserende intervensjonen vil være et 4-ukers hjemmebasert program. Hver deltaker vil trene 4 dager i uken i ca. 1 time per dag. I løpet av en uke vil oppgavevanskeligheten øke ved å endre presentasjonen av målene til å være mer uforutsigbare og ved å øke bevegelseshastigheten.
ICARS er en vurdering av alvorlighetsgraden av ataksien.
ICARS-poengsummen er den totale summen av underskårene på spesifikke bevegelser og varierer fra 0 til 100, med en poengsum på 100 som en indikasjon på det mest alvorlig berørte utfallet.
SARA er en vurdering av alvorlighetsgraden av ataksien.
SARA-poengsummen er den totale summen av underskårene for spesifikke bevegelser og varierer fra 0 til 100, med en poengsum på 100 som en indikasjon på det mest berørte utfallet.
Andre navn:
Dette er en 21 spørsmåls selvrapportering for å måle alvorlighetsgraden av depresjon.
Denne testen måler selektiv oppmerksomhet og kognitiv fleksibilitet gjennom høytlesing av fargenavn eller farge på utskriften.
Denne testen består av en rekke tidsbestemte håndkoordinerings- og behendighetsoppgaver.
En kognitiv test som vurderer fokus og oppmerksomhet.
Denne testen består av en tidsbestemt 6-minutters gangtest for å evaluere hvor mye avstand som er tilbakelagt.
Denne testen måler håndgrepsstyrken.
Denne testen brukes til å vurdere kognitive evner.
Denne testen består av en rekke fysiske aktiviteter som brukes til å evaluere hastighet, koordinasjon og enkel bevegelse.
Dysmetri vil bli vurdert ved hjelp av en skreddersydd målrettet bevegelsesprotokoll der deltakeren utfører ubelastede bevegelsesoppgaver for lemmer og forsøker å nå et rom-tid-mål.
Under disse oppgavene overvåkes muskelaktiviteten ved hjelp av elektromyografi (EMG) opptak.
Nevrofysiologi vil bli vurdert ved å overvåke hjerneaktivitet ved hjelp av Task-basert fMRI og motor enhet pool aktivitet ved hjelp av et spesialisert EMG system.
Deltakerne vil bruke APDMs trådløse sensorer på hender, ben, trunk og panne og gå over bakken en avstand på 7 m i 2 minutter.
APDM kvantifiserer 80 vanlige biomekaniske utfall av gange (f.eks.
variasjon i skrittlengde).
|
|
Eksperimentell: Beste medisinske ledelse
Deltakerne i den beste medisinske ledelsesgruppen vil gjennomgå identiske testøkter (to besøk med en måneds mellomrom) som de i den feilreduserende gruppen, men vil ikke motta den 4-ukers feilreduserende intervensjonen.
De vil bli administrert International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) og Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA) vurderinger og følgende tester: Purdue Pegboard, Brief Test of Attention, 6-minutters gange, Hand Grip Dynamometer, Physical Performance Function, Digit Span, SARA, Montreal Cognitive Assessment, Beck Depression Inventory 2nd Ed, Stroop og biomekanisk gangart.
Biomekaniske vurderinger av dysmetri og nevrofysiologisk vurdering av hjerneaktivitet vil bli utført ved begge besøkene.
|
ICARS er en vurdering av alvorlighetsgraden av ataksien.
ICARS-poengsummen er den totale summen av underskårene på spesifikke bevegelser og varierer fra 0 til 100, med en poengsum på 100 som en indikasjon på det mest alvorlig berørte utfallet.
SARA er en vurdering av alvorlighetsgraden av ataksien.
SARA-poengsummen er den totale summen av underskårene for spesifikke bevegelser og varierer fra 0 til 100, med en poengsum på 100 som en indikasjon på det mest berørte utfallet.
Andre navn:
Dette er en 21 spørsmåls selvrapportering for å måle alvorlighetsgraden av depresjon.
Denne testen måler selektiv oppmerksomhet og kognitiv fleksibilitet gjennom høytlesing av fargenavn eller farge på utskriften.
Denne testen består av en rekke tidsbestemte håndkoordinerings- og behendighetsoppgaver.
En kognitiv test som vurderer fokus og oppmerksomhet.
Denne testen består av en tidsbestemt 6-minutters gangtest for å evaluere hvor mye avstand som er tilbakelagt.
Denne testen måler håndgrepsstyrken.
Denne testen brukes til å vurdere kognitive evner.
Denne testen består av en rekke fysiske aktiviteter som brukes til å evaluere hastighet, koordinasjon og enkel bevegelse.
Dysmetri vil bli vurdert ved hjelp av en skreddersydd målrettet bevegelsesprotokoll der deltakeren utfører ubelastede bevegelsesoppgaver for lemmer og forsøker å nå et rom-tid-mål.
Under disse oppgavene overvåkes muskelaktiviteten ved hjelp av elektromyografi (EMG) opptak.
Nevrofysiologi vil bli vurdert ved å overvåke hjerneaktivitet ved hjelp av Task-basert fMRI og motor enhet pool aktivitet ved hjelp av et spesialisert EMG system.
Deltakerne vil bruke APDMs trådløse sensorer på hender, ben, trunk og panne og gå over bakken en avstand på 7 m i 2 minutter.
APDM kvantifiserer 80 vanlige biomekaniske utfall av gange (f.eks.
variasjon i skrittlengde).
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Endre plassering av bevegelsesendepunktet i forhold til målet i motoroppgaven
Tidsramme: Endre fra baseline til 1 måned
|
Vurdering av fagets evne til å holde seg i mål under den motoriske oppgaven.
Oppgaven er en målrettet bevegelse som tar sikte på å matche et romlig mål i en bestemt tid (tidsmål).
|
Endre fra baseline til 1 måned
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
International Cooperative Ataxia Rating Scale (ICARS) Assessment
Tidsramme: Endre fra baseline til 1 måned
|
ICARS er en vurdering av alvorlighetsgraden av ataksien.
ICARS-poengsummen er den totale summen av underskårene på spesifikke bevegelser og varierer fra 0 til 100, med en poengsum på 100 som en indikasjon på det mest alvorlig berørte utfallet.
|
Endre fra baseline til 1 måned
|
|
Endring i motorenhetens utladningshastighetsvariasjon
Tidsramme: Endre fra baseline til 1 måned
|
Mengden motorenhetsaktivitet som oppstår under Elektromyografi (EMG)-oppgaven.
Lavere mengde variasjon er bedre.
Endringen gjenspeiler forskjellen i verdier mellom før- og ettertreningsøktene.
Variasjonen i utslippshastigheten vil endre seg med prosent.
|
Endre fra baseline til 1 måned
|
|
Endring i blod-oksygen-nivå-avhengig (BOLD) aktivitet av motorisk cortex
Tidsramme: Endre fra baseline til 1 måned
|
Resultater av blod-oksygennivåavhengig kontrastavbildning som analysert fra funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI).
Flere farger indikerer mer spenning i den motoriske cortex.
|
Endre fra baseline til 1 måned
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Sponsor
Samarbeidspartnere
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Evangelos Christou, PhD, University of Florida
- Hovedetterforsker: David Vaillancourt, PhD, University of Florida
Publikasjoner og nyttige lenker
Generelle publikasjoner
- 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.
Studierekorddatoer
Studer hoveddatoer
Studiestart
Primær fullføring (Faktiske)
Studiet fullført (Faktiske)
Datoer for studieregistrering
Først innsendt
Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene
Først lagt ut (Anslag)
Oppdateringer av studieposter
Sist oppdatering lagt ut (Faktiske)
Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene
Sist bekreftet
Mer informasjon
Begreper knyttet til denne studien
Nøkkelord
Ytterligere relevante MeSH-vilkår
- Hjernesykdommer
- Sykdommer i sentralnervesystemet
- Sykdommer i nervesystemet
- Nevrologiske manifestasjoner
- Genetiske sykdommer, medfødte
- Nevrodegenerative sykdommer
- Dyskinesier
- Ryggmargssykdommer
- Heredodegenerative lidelser, nervesystemet
- Cerebellare sykdommer
- Cerebellar ataksi
- Ataksi
- Spinocerebellar ataksier
- Spinocerebellare degenerasjoner
Andre studie-ID-numre
- IRB201500202-N
- R21NS094946 (U.S. NIH-stipend/kontrakt)
Plan for individuelle deltakerdata (IPD)
Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?
Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .