Ta strona została przetłumaczona automatycznie i dokładność tłumaczenia nie jest gwarantowana. Proszę odnieść się do angielska wersja za tekst źródłowy.

Platforma treningowa Balanced Reach w celu zajęcia się zaburzeniami równowagi u starszych i neurologicznie niepełnosprawnych weteranów (BATP)

20 stycznia 2026 zaktualizowane przez: VA Office of Research and Development

Upadki są zdecydowanie główną przyczyną przypadkowych obrażeń i śmierci osób starszych. Populacja weteranów jest bardziej dotknięta upadkiem, ponieważ jest znacznie starsza niż cała populacja (45% w wieku powyżej 65 lat w porównaniu z 13%); a weterani odnieśliby znacznie większe korzyści z dokładnej diagnozy i leczenia skłonności do upadków. Pomimo jego znaczenia, nadal wiele nie wiadomo na temat sposobu, w jaki kontrola równowagi jest zagrożona przez wiek i chorobę. Interwencje terapeutyczne wobec osób zagrożonych upadkiem okazały się mieć ograniczoną użyteczność. Metody inżynierskie dobrze nadają się do badania i oceny równowagi; ale do tej pory stosowano je w nadmiernie uproszczonych scenariuszach, które nie są wystarczająco złożone, aby zbadać mięśniowo-szkieletowe i neurofizjologiczne podstawy równowagi i upadków.

Długoterminowym celem tych badań, zapoczątkowanych nagrodą VA Rehabilitation Research & Development (RR&D) Career Development Award (CDA-2), jest opracowanie udoskonalonych dyrektyw i protokołów do diagnozowania i leczenia zaburzeń postawy i koordynacji ruchowej związanych z równowagą . Ta propozycja znacznie rozwija metody inżynieryjne, aby zaradzić istniejącym lukom w diagnostyce i leczeniu zaburzeń równowagi poprzez opracowanie protokołu treningu zrównoważonego zasięgu (BRTP). BRTP nieustannie zmusza badanych do wykonywania zadań na granicy ich równowagi przez dłuższy czas i zwiększa te limity, gdy badani wykazują lepsze wyniki. Celem tego narzędzia jest ilościowa ocena i poprawa zdolności osób z grupy ryzyka do utrzymania równowagi, gdy są one zaburzone przez wolicjonalne ruchy ciała i jego części – ważną klasę zaburzeń równowagi, które są integralną częścią wielu codziennych czynności, które mogą przyspieszyć upadki. BRTP koncentruje się na wynikach na granicy równowagi i tuż poza nią, w przeciwieństwie do większości takich testów i protokołów treningowych, które nie stanowią wyzwania dla badanych w ten sposób. Najbardziej bezpośrednią i najistotniejszą miarą BRTP jest granica zasięgu stojącego; i stawiamy hipotezę, że poszerzenie tej granicy, zgodnie z założeniami BRTP, poprawi równowagę i sprawi, że osoby będą bardziej odporne na upadki (w kontekście spodziewanych zaburzeń równowagi).

Potwierdzenie tej hipotezy mogłoby zapewnić nowe spojrzenie na skromne wskaźniki sukcesu istniejących protokołów szkoleniowych oraz kierunek projektowania nowych protokołów z potencjałem znacznej poprawy tych wskaźników. [Chociaż BRTP jest platformą szkoleniową, wierzymy również, że metryki wydajności i wyniki analityczne uzyskane za jej pomocą mogą stanowić podstawę dla nowych środków diagnostycznych, które bardziej niezawodnie i precyzyjnie określają ilościowo i wyjaśniają problemy z wydajnością wagi; i śledzić zmiany w nich w czasie.] Takie protokoły diagnostyczne i lecznicze byłyby szczególnie korzystne dla systemu opieki zdrowotnej VA, ponieważ doprowadziłyby do poprawy: przepustowości pacjentów, jakości opieki i kosztów leczenia. Chociaż ta propozycja jest skierowana do starzejącej się populacji weteranów, BRTP jest ogólnym narzędziem, które może pomóc w diagnozowaniu i leczeniu zaburzeń równowagi wynikających z warunków innych niż starzenie się. Należą do nich otyłość, cukrzyca (która często prowadzi do zwyrodnienia mięśni kończyn dolnych i neuropatii obwodowej), sarkopenia, zaburzenia układu przedsionkowego i zaburzenia neurologiczne, takie jak udar. Weterani, których równowaga została naruszona w wyniku urazowego uszkodzenia mózgu (TBI) (związanego z walką lub nie), mogą również skorzystać z BRTP.

Przegląd badań

Szczegółowy opis

Przegląd: Niniejsze badanie obejmuje trzy cele szczegółowe (SA): SA-1) Opracowanie protokołu treningu zrównoważonego zasięgu (BRTP). SA-2) Ocena skuteczności szkolenia BRTP. SA-3) Ocena przebiegu czasowego uczenia się motorycznego BRTP.

Metody związane z celem szczegółowym 1: Opracowanie BRTP SA-1.1: Opracowanie Modułu Oceny BRTP. Badacze opracują BRTP, tak aby pozycja każdej stopy i związana z nią pionowa siła reakcji podłoża (wykorzystywana do wykrywania stąpania), mierzona przez istniejące systemy pomiarowe badaczy, była w sposób ciągły przesyłana strumieniowo do stacji roboczej przetwarzania czasu rzeczywistego i odczytywana przez kontrolę eksperymentalną programu, umożliwiając jej bieżące monitorowanie tych ilości. Następnie badacze włączą adaptacyjny algorytm schodkowy do eksperymentalnego programu sterującego w czasie rzeczywistym, który ustali pozycję dysku docelowego odpowiadającą granicy równowagi (LoB) podmiotu na podstawie kroków. Badacze ustalą LoB odpowiadające siedmiu kierunkom ruchu dysku docelowego, z których każdy odpowiada określonemu kierunkowi ruchu środka masy (CoM). Ruch celu zostanie zaprogramowany tak, aby poruszał się w sposób nieprzewidywalny w obrębie małego okrągłego obszaru, w którym środek r i linia środkowa pokrywają się z jedną z określonych linii kierunkowych. Następnie badany śledzi cel za pomocą palca wskazującego dominującej ręki. Algorytm adaptacyjnych schodów stopniowo zwiększa r, powodując oddalanie się celu od obiektu do momentu, gdy podmiot (nosząc uprząż chroniącą przed upadkiem) będzie musiał zrobić krok, aby uniknąć utraty równowagi, w którym to momencie r zmniejsza się o pewien przyrost i proces jest powtarzany. Podczas tego zadania badany zostanie poinstruowany, aby zamiast ograniczać ruchy śledzące, robił kroki, gdy uważa, że ​​grozi mu upadek. Stopień, w jakim r jest zwiększany i zmniejszany, zależy od wcześniejszych reakcji badanego na kroki i jest określany przez adaptacyjny algorytm schodkowy. W miarę trwania tego procesu algorytm opracowuje oszacowanie maksymalnego prawdopodobieństwa wartości r, która wywołuje stopniowanie. Kiedy to oszacowanie mieści się w pożądanym przedziale ufności (tutaj 95%), proces kończy się; a LoB jest obliczany na podstawie powiązanych pomiarów pozycji płyty siłowej i segmentu ciała. Przemieszczenie dysku wzdłuż siedmiu kierunków zostanie przedstawione badanemu w przypadkowej kolejności.

Siedem wartości r określonych przez adaptacyjny algorytm schodkowy zostanie następnie zmniejszonych o 5% i dopasowana do nich elipsa. Dysk zostanie zaprogramowany tak, aby poruszał się w nieprzewidywalny sposób przez 90 sekund zgodnie z tą samą funkcją sumy sinusów, co poprzednio, w paśmie wyśrodkowanym na tej elipsie; a badani będą to śledzić. Ta trajektoria utrzyma obiekty na lub w pobliżu ich LoB (oraz na granicy ich zdolności do utrzymywania równowagi) przez całe zadanie śledzenia. Ustanowienie LoB w ten sposób eliminuje subiektywizm tkwiący w istniejących klinicznych pomiarach LoB, a także uwzględnia wspomnianą wcześniej niepewność badanych co do prawidłowego postrzegania ich Stanu Równowagi i Granicy Równowagi. Badacze uważają, że to podejście dokładniej symuluje rzeczywiste warunki, w jakich znajdują się ludzie, i że LoB będzie lepszą miarą rzeczywistych zdolności jednostek do zachowania równowagi. Ponadto udostępnia szereg innych miar i funkcji psychofizycznych, dzięki którym można lepiej zrozumieć i opisać rolę, jaką procesy percepcyjne i sensoryczne odgrywają w określaniu stanów niezrównoważenia.

Moduł oceny rejestruje następujące dane, aby scharakteryzować wydajność zadania śledzenia

  1. Wartości r, i LoB odpowiadające każdemu z nich (ryc. 7a i 1);
  2. Ruch (pozycja a czas) dysku docelowego;
  3. Ruch każdego z 15 segmentów ciała (Tabela 1) i czubek palca śledzącego (zmierzony przez badaczy Vicon Motion Capture System);
  4. Siły reakcji podłoża, momenty i CoP dla każdej stopy i dla obu stóp łącznie (podwójne płyty siłowe Bertec); Pozycja 1 jest zbierana podczas procedury schodów adaptacyjnych. Pozycje 2, 3 i 4 są zbierane zarówno podczas procedury adaptacyjnej klatki schodowej, jak i następującego po niej zadania śledzenia (jak również walk treningowych, patrz SA-2.1). Wszystkie dane zostaną zapisane do późniejszego przetwarzania i analiz w trybie offline.

SA-1.2: Opracuj moduł szkoleniowy BRTP. Pojedyncza sesja szkoleniowa rozpoczyna się od zastosowania modułu oceny w celu ustalenia LoB podmiotu i odpowiadającej mu ogólnej amplitudy wychylenia celu oraz obliczenia na tej podstawie nieprzewidywalnej trajektorii dysku docelowego. Moduł treningowy przedstawia określoną przez operatora liczbę treningów; jeden z nich polega na przedstawieniu trajektorii badanego do śledzenia przez cztery minuty bez stąpania, po których następuje trzyminutowy okres odpoczynku w pozycji siedzącej. Dane dotyczące wydajności są rejestrowane przez cały okres śledzenia. Czas trwania sesji treningowej i przerw na odpoczynek może być różny (celem jest, aby sesja treningowa obejmowała 60 minut rzeczywistego treningu), aby zoptymalizować skuteczność treningu i dostosować się do indywidualnych potrzeb i możliwości podmiotu. Badani będą zaprzęgnięci podczas wykonywania zadania śledzenia, aby chronić się przed upadkiem. W miarę postępu szkolenia i poprawy wyników uczestnika, BRTP będzie prezentować coraz trudniejsze trajektorie celów w oparciu o zwiększone LoB i odpowiadające im ogólne amplitudy wychylenia celu, mierzone przez moduł oceny na początku każdej sesji treningowej.

Metody związane z celem szczegółowym 2: Ocena skuteczności szkolenia BRTP SA-2.1: Przeprowadź protokoły szkoleniowe BRTP i MCET. Wszystkie testy przedmiotowe są przeprowadzane w ramach tego celu szczegółowego. Badacze zbadają 90 starszych mężczyzn i kobiet z wysokim ryzykiem upadków, zapisując 80 z nich i kończąc szkolenie dla 68, zakładając ogólny wskaźnik utraty zdrowia na poziomie 25%.

Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do grupy szkoleniowej BRTP lub MCET. Każda grupa otrzyma 60 minut treningu trzy razy w tygodniu przez sześć tygodni. Szkolenie BRTP jest takie, jak opisano wcześniej (patrz SA-1.2). Zespół VA Maryland opracował protokół MCET dla osób starszych z zaburzeniami równowagi i mobilności. Program jest dostosowywany indywidualnie do możliwości każdego uczestnika w oparciu o jego profil równowagi i poziom wytrzymałości. W ciągu sześciu tygodni trening rozwija się z pięciu „podstawowych” ćwiczeń, które są niezbędne w codziennych czynnościach instrumentalnych, do 13 ćwiczeń, ponieważ uczestnicy spełniają wskaźniki dotyczące bezpieczeństwa ćwiczeń i jakości ruchu. Standaryzowane postępy dla każdego postępu w ćwiczeniu zgodnie z wymaganym poziomem wsparcia kontaktu dłoni, dawką (czas trwania, serie i powtórzenia), intensywnością (amplituda i rytm ruchu) oraz wielosegmentowym wyzwaniem motorycznym lub złożonością. Rytm ćwiczeń jest dostosowywany, aby zapewnić większe wyzwanie dla wydolności tlenowej i jest dostosowywany, aby zapewnić większe korzyści z treningu oporowego (tj. dłuższe trzymanie przysiadu) lub dostosowanie się do poziomu zmęczenia uczestnika. Szkolenie MCET zostanie przeprowadzone w grupie.

Wszyscy uczestnicy zostaną poddani ocenie za pomocą środków równowagi klinicznej (patrz poniżej) i modułu oceny BRTP w tych samych punktach czasowych przed, w trakcie i po szkoleniu (patrz SA-2.2).

Miary wyników: Następujące „kliniczne miary” równowagi, zasięgu i ryzyka upadku zostaną wykorzystane do oceny efektów treningu wywołanych przez BRTP i MCET.

  1. Wielokierunkowy test zasięgu
  2. Falls Efficacy Scale, która ocenia FoF
  3. Ocena profilu fizjologicznego (PPA)
  4. Test wyważenia Tinetti (sekcja wyważenia)
  5. Test systemów oceny miniwag (Mini-BESTest)
  6. Test DASH (niepełnosprawność ramienia, barku i głowy).
  7. Upadki doświadczane przez każdego badanego, a także warunki, w jakich upadli podczas i przez cały pierwszy rok po szkoleniu.

    Pomiary te zostaną przeprowadzone w innym dniu niż procedury Oceny i Szkolenia BRTP, aby nie przemęczać nadmiernie uczestników testu. Badacze zastosują również następujące miary równowagi i zasięgu oparte na BRTP.

  8. RMSE
  9. RMSD — główny miernik wyniku
  10. Średni SB
  11. LoB RMSD będzie głównym miernikiem wyników badaczy. SA-2.2: Oceń skuteczność treningu BRTP w porównaniu z MCET. Przed szkoleniem uczestnicy zostaną poddani podwójnym testom wyjściowym w odstępie 48 godzin przy użyciu środków klinicznych i środków związanych z BRTP. Ta ocena zostanie powtórzona w połowie treningu (trzy tygodnie po rozpoczęciu treningu), bezpośrednio po treningu i sześć tygodni po ostatniej sesji treningowej (retencja). Chociaż badacze uwzględniają szereg klinicznych i związanych z BRTP miar wydajności w ocenie skuteczności treningu, RMSD będzie głównym miernikiem wyników badaczy. Głównym celem tego badania jest ocena skuteczności BRTP w poprawie równowagi. Możliwe, że chociaż zarówno BRTP, jak i MCET poprawiają równowagę, wielkość różnicy w poprawie między grupami może być niewielka. Ze względu na stosunkowo niewielką liczbę podmiotów, które będą badać badacze (w wyniku wymagań testów i ograniczonych funduszy dostępnych na wsparcie badań), badacze mogą nie wykazać różnic między grupami. Aby móc wykazać, że każda interwencja jest skuteczna, badacze przetestują badanych dwukrotnie na początku badania i porównają zmianę w okresie bez interwencji oddzielnie ze zmianą spowodowaną każdą aktywną interwencją. Wykazano, że środki kliniczne badaczy związane z równowagą korelują z ryzykiem upadku i lękiem przed upadkiem (FoF). Klinicznie znacząca poprawa wyników grupy trenującej w oparciu o pomiary kliniczne wskaże, że BRTP poprawia funkcję równowagi i zmniejsza ryzyko upadku.

Badacze poproszą również, aby badani zgłaszali wszelkie upadki, których doświadczyli podczas okresu szkolenia, oraz warunki, w jakich upadli. Po ukończeniu szkolenia badacze będą kontaktować się z nimi co miesiąc za pośrednictwem poczty elektronicznej, mediów społecznościowych lub za pomocą ostemplowanych kart pocztowych z adresem zwrotnym w celu uzyskania informacji o jesieni; i śledźcie przez telefon, aby dowiedzieć się, w jakich warunkach upadli.

Analiza statystyczna i oczekiwane wyniki: Badacze rozpoczną od Eksploracyjnej Analizy Danych mającej na celu znalezienie wartości ekstremalnych, które zostaną sprawdzone, aby upewnić się, że nie ma błędów w transkrypcji. Badacze będą dysponować danymi w pięciu punktach czasowych, linii bazowej 1 (B1), linii bazowej 2 (B2), w trakcie treningu (MT), po treningu (PT) i retencji sześć tygodni po ostatniej sesji treningowej (R). Badacze zastosują ANOVA z powtarzanymi pomiarami (SAS proc mixed), w której zmienną zależną będzie wewnętrzna zmiana osoby z jednego okresu do drugiego, tj. B2-B1, MT-B2, PT-MT, R-PT. Model zostanie dostosowany do grupy (BRTP, MCET); okres czasu (linia bazowa [B1 do B2], wczesny trening [B2 do MT], późny trening [MT-PT], ogólny trening (B2-PT], retencja [PT do R]) oraz okres x interakcja w grupie. Jeśli badacze stwierdzą istotny efekt okres x grupa, badacze wykorzystają odpowiednie porównania post-hoc, aby określić punkty czasowe, które wykazują znaczące różnice. Badacze użyją kontrastów liniowych 1) w celu zademonstrowania skuteczności BRTP i MCET poprzez porównanie średniej zmiany w obu grupach podczas linii podstawowej ze średnią zmianą w każdej z dwóch grup podczas treningu; 2) porównanie skuteczności BRTP ze skutecznością MCET poprzez porównanie zmian wewnątrzgrupowych podczas treningu; oraz 3) porównanie zdolności obu interwencji do wywołania długotrwałej poprawy równowagi poprzez porównanie procentowej zmiany podczas retencji. Badacze wykorzystają AICC, modyfikację kryteriów informacyjnych Akaike, w celu określenia struktury kowariancji [np. nieustrukturyzowana, złożona symetria i autoregresja pierwszego rzędu (AR(1)], która najlepiej wyjaśnia seryjną autokorelację powtarzanych obserwacji uzyskanych od tego samego podmiotu.

Przed zaakceptowaniem wyników analiz badacze upewnią się, że dane są zgodne z założeniami analiz (np. rozkład normalny reszt) oraz że żadne dane nie mają nadmiernego wpływu ani efektu dźwigni (np. Cooka D). Badacze użyją wielu imputacji, aby przypisać dane uzupełniające dla brakujących wartości badanych. Każda z głównych hipotez zostanie przetestowana niezależnie od pozostałych. Badacze uznają dwustronny test p<0,05 za wskazujący na istotność statystyczną. Badacze spodziewają się, że BRTP będzie skuteczniejszy w poprawie równowagi funkcjonalnej niż MCET i że ta poprawa utrzyma się przez sześć tygodni po treningu. Badacze oczekują ponadto, że poprawa będzie istotna klinicznie.

Aby porównać współczynniki upadków między grupami treningowymi BRTP i MCET, badacze wykorzystają regresję Poissona, w której badacze wykorzystają ogólne równania szacujące Lianga i Zeigera, aby uwzględnić seryjną autokorelację powtarzanych pomiarów z tego samego podmiotu.

Metody związane z celem szczegółowym 3: Ocena przebiegu czasowego uczenia się motorycznego BRTP.

SA-3.1: Oceń przebieg czasowy uczenia się motorycznego BRTP. Oprócz porównania ogólnej skuteczności treningu i zachowania BRTP i MCET, analizy SA-2.2 dostarczą również zgrubnego profilu przebiegu czasowego ogólnego uczenia się motorycznego każdego schematu treningowego. Analizy te będą oparte na wcześniej określonych klinicznych miarach równowagi i miarach opartych na BRTP, uzyskanych w pięciu punktach czasowych przed, w trakcie i po treningu. Nie można było określić częstszych punktów czasowych, ponieważ ręczne oceny niezbędne do uzyskania pomiarów klinicznych dla tak wielu pacjentów są zbyt czasochłonne, aby na to pozwolić.

Newell i in. zauważyli, że w przypadku systemu dynamicznego, takiego jak system równowagi człowieka, wywołane treningiem zmiany wydajności w czasie (tj. uczenie się motoryczne) są agregacją zmian wydajności elementów, które go tworzą. Te podstawowe zmiany zachodzą w krótszych okresach czasu niż podane powyżej interwały pomiarowe. Głębsze badanie wydajności w BRTP w dokładniejszej skali czasowej nie tylko dostarczyłoby bardziej szczegółowego profilu uczenia się motorycznego, ale pozwoliłoby nam jakościowo i ilościowo scharakteryzować niektóre z ważniejszych elementarnych zmian wydajności, które napędzają ogólny profil uczenia się - szczególnie te zmiany związane z procesami predykcji i planowania motorycznego wyższego poziomu. Miary kliniczne nie są odpowiednie do tej analizy, nawet jeśli mogłyby być mierzone częściej, ponieważ nie mierzą bezpośrednio wydajności w BRTP. Jednak środki oparte na BRTP są rejestrowane i będą rejestrowane z niezbędną częstotliwością. Dane, z których obliczane są SoB, RMSE i RMSD, będą automatycznie rejestrowane w sposób ciągły podczas każdej sesji treningowej.

Analiza ta obejmuje opracowanie i interpretację modeli wielomianu wejścia-wyjścia oraz empirycznych funkcji transferu opisujących wydajność śledzenia i równowagi. Model wielomianowy, który zastosują badacze, to model ARMAX (ARMAX), który przyjmuje postać A(q)y(ti)=B(q)u(ti-nk)+C(q) e(ti)1 Dla danego systemu szereg czasowy y(ti) jest odpowiedzią systemu zapisaną w dyskretnych chwilach czasu ti; u(ti-nk) jest wejściem do systemu; a e reprezentuje reszty nieuwzględnione przez inne terminy w modelu. A, B i C to funkcje wielomianowe operatora przesunięcia czasowego q; a n jest liczbą dyskretnych kroków czasowych o długości k sekund, reprezentujących opóźnienie odpowiedzi systemu. Dla systemu śledzenia y to błąd śledzenia (pozycja dysku-pozycja palca), a u to docelowa pozycja dysku. Dla systemu równowagi y to SoB, a u to pozycja palca śledzącego; ponieważ SoB jest kontrolowany w celu obsługi zadania śledzenia. Modele są konstruowane poprzez określenie optymalnej liczby wyrazów w każdej z funkcji wielomianowych A, B i C (zwykle 1-4) oraz wartości stałych współczynników tych wyrazów, które dają najlepsze dopasowanie do danych, w sens minimalizacji sumy kwadratów odchyleń. Proces ten zostanie przeprowadzony przy użyciu oprogramowania Systems Identification Toolbox firmy MatLab.

Modele wielomianowe oddzielają podstawową dynamikę odpowiedzi systemu [określoną przez A(q) y*(ti) = B(q)u(ti-nk)] od niewyjaśnionych odchyleń od tej odpowiedzi [C(q)e(ti)], co pozwala nam dokładniej scharakteryzować relacje między wejściem a wyjściem systemu oraz charakter odchyleń. Szacowane są również opóźnienia odpowiedzi. Struktura funkcji wielomianowych modelu błędu śledzenia A(q) i B(q) (liczba i wielkości ich stałych współczynników) dostarcza zarówno jakościowego, jak i ilościowego opisu sposobu, w jaki procesy predykcyjne i planowania motorycznego wyższego poziomu wykorzystują błąd śledzenia i informacje o ruchu dysku, aby kontrolować wydajność palca śledzącego i minimalizować błędy. mając na uwadze, że pojedynczy współczynnik sugerowałby, że procesy wyższego poziomu wykorzystują reprezentację niskiego rzędu procesu błędu lub ruchu dysku, zawierającą jedynie informacje przestrzenne (położenie); dwa lub więcej współczynników oznaczałoby bogatszą reprezentację, która zawiera również informacje o prędkości i przyspieszeniu. Większe współczynniki wielkości wskazują, że ich odpowiednie wyrazy są w większym stopniu wykorzystywane w realizacji zadania sterowania. W przypadku modelu SoB interpretacja A(q) jest trudniejsza, ponieważ funkcja ta opisuje również mechanikę ruchu ciała i segmentu ciała. Interpretacja B(q) przebiega jednak podobnie jak w przypadku błędu śledzenia; chociaż tutaj badacze zauważają, że procesy wyższego poziomu mają większą wiedzę na temat ruchu palca śledzącego niż dysku docelowego, ponieważ te procesy kontrolują ten pierwszy. Może to skutkować większą lub większą wielkością współczynników B(q), jak również zmniejszonymi opóźnieniami odpowiedzi w stosunku do modelu śledzenia palca.

Dyskretne transformaty Fouriera (DFT) zostaną obliczone dla ruchu dysku i wynikających z tego odpowiedzi palca śledzącego i całego ciała CoM. Z nich zostaną obliczone empiryczne funkcje przenoszenia odnoszące ruch celu do tych odpowiedzi, dzieląc DFT odpowiedzi przez DFT ruchu dysku, częstotliwość przez częstotliwość. Wzmocnienia wielkości i opóźnienia fazowe uzyskane z empirycznych funkcji transferu zostaną wykorzystane do skonstruowania wykresów wzmocnienia Bodego i fazy w celu oceny odpowiedzi częstotliwościowej i szerokości pasma śledzenia i odpowiedzi CoM. Wykresy Bodego stanowią miarę tego, jak dobrze system jest w stanie odpowiedzieć na swoje dane wejściowe. Wyższa wydajność jest wskazywana przez większą przepustowość i wzmocnienie oraz mniejsze opóźnienia fazowe. Wykorzystanie tych metod do analizy bilansu opisano w.

Dla każdego podmiotu biorącego udział w BRTP zostaną skonstruowane modele wielomianowe i funkcje przejścia. Ponieważ nauka motoryczna i wynikające z niej zmiany wydajności zachodzą w sposób ciągły w trakcie każdej sesji treningowej, modele wielomianowe i funkcje transferu będą obliczane dla 30-sekundowego okna (zawierającego 3000 punktów danych), które przechodzi przez każdą sesję w odstępach 15-sekundowych. Badacze obliczą również RMSE, średnią SoB i RMSD dla każdego okna. Czterominutowy trening zapewni zatem 15 „migawek” wydajności podczas całej walki. W razie potrzeby rozmiar okna i interwał postępu zostaną dostosowane, aby jak najlepiej uchwycić profil zmian wydajności w czasie. Te modele, funkcje i miary wydajności zostaną również skonstruowane dla dwóch ocen podstawowych i oceny retencji przeprowadzonej przy użyciu modułu oceny BRTP (patrz Cel szczegółowy 1.1 w Metodach). Te modele, funkcje i miary wydajności dostarczą szczegółowego obrazu sposobu, w jaki uczenie się motoryczne (zmiany wydajności w BRTP) ewoluuje w trakcie sesji treningowej, sesji treningowej składającej się z wielu sesji, całego treningu wielosesyjnego schemat i okres przechowywania.

W miarę postępu szkolenia badacze spodziewają się spadku błędu śledzenia (zgodnie z modelem wielomianowym) i RMSE oraz wzrostu LoB (mierzonego na początku każdej sesji treningowej), SoB (zgodnie z modelem wielomianowym), średniego SoB i RMSD. Badacze oczekują ponadto wzrostu liczby i wielkości współczynników A(q) i B(q) każdego modelu wielomianowego. Wskazuje to, że mózg rozwija bogatsze i bardziej złożone modele umysłowe, za pomocą których może kontrolować zarówno śledzenie, jak i równoważenie wydajności w zadaniu zrównoważonego zasięgu. Badacze spodziewają się, że wykresy Bode'a ujawnią większą przepustowość i wzmocnienie oraz mniejsze opóźnienia fazowe; wskazując, że systemy śledzenia i równoważenia są w stanie lepiej zarówno przetwarzać dane wejściowe, jak i reagować na nie. W szczególności badacze oczekują poprawy wydajności w zakresie wysokich częstotliwości, która pogarsza się wraz z wiekiem. Te analizy i oceny będą przeprowadzane dla każdego uczestnika, aby zapewnić, że uśrednianie wyników między podmiotami nie przesłania atrybutów wydajności, które badacze starają się zidentyfikować. Jeśli jednak badacze napotkają wystarczająco podobne wyniki w grupie badanych, badacze skonstruują średnie dla grupy modele, funkcje i miary wydajności, aby to opisać. Szczególnym celem tych ocen jest określenie, czy i kiedy badani osiągają plateau w trakcie poszczególnych ataków treningowych, indywidualnych sesji treningowych lub ogólnego reżimu treningowego. Informacje te zostaną wykorzystane do określenia optymalnego czasu trwania każdego z tych elementów treningowych (czas trwania treningu, liczba treningów na sesję treningową, łączna liczba sesji treningowych).

SA-3.2: Oceń korelacje między przyjętymi klinicznymi miarami równowagi a miarami opartymi na BRTP. Wdrożenie BRTP nieuchronnie wiąże się z wykorzystaniem miar wydajności specyficznych dla zadania polegającego na zrównoważonym sięganiu, w celu dostosowania go do możliwości poszczególnych osób (LoB) i zmierzenia wynikającej z tego wydajności (LoB, SoB i RMSD). Celem tego podcelu jest ocena stopnia korelacji między zmianami w tych miarach BRTP a zmianami w miarach klinicznych, których badacze używają do oceny wpływu BRTP na zachowanie równowagi.

Analiza statystyczna i oczekiwane wyniki: Możliwość porównania wyników w BRTP z wynikami w klinicznych pomiarach równowagi jest ograniczona ze względu na różne skale pomiaru, na podstawie których uzyskiwane są dane z BRTP i pomiarów klinicznych. Miary BRTP (RMSD, średnia SoB i LoB) uzyskuje się na skali wskaźnikowej. Niektóre miary kliniczne uzyskuje się również na skali wskaźnikowej, ale inne uzyskuje się na skali porządkowej. Badacze wykorzystają metodę Pearsona do oceny korelacji między miarami BRTP a miarami klinicznymi uzyskanymi na skali proporcji; i Spearmana w celu oceny korelacji między miarami BRTP a miarami klinicznymi uzyskanymi na skali porządkowej. Badacze oczekują, że pomiary BRTP będą korelować z pomiarami klinicznymi, ale będą się zmieniać w „płynniejszy” i bardziej ciągły sposób oraz wykazywać większy zakres i czułość. Badacze spodziewają się, że te korelacje będą statystycznie istotne, dostarczając dowodów na to, że pomiary równowagi oparte na BRTP mają wartość kliniczną. Ponieważ wykazano, że test zasięgu wielofunkcyjnego, ocena profilu fizjologicznego, testy równowagi Tinetti i skala skuteczności upadków również korelują z ryzykiem upadku, statystycznie istotne korelacje miar BRTP z nimi dostarczą dowodów, że wskazują one na ryzyko upadku. Wreszcie statystycznie istotna korelacja LoB ze Skalą Skuteczności Upadków dostarczy dowodów na to, że LoB może służyć jako ilościowa miara FoF.

Typ studiów

Obserwacyjny

Zapisy (Rzeczywisty)

62

Kontakty i lokalizacje

Ta sekcja zawiera dane kontaktowe osób prowadzących badanie oraz informacje o tym, gdzie badanie jest przeprowadzane.

Lokalizacje studiów

    • Maryland
      • Baltimore, Maryland, Stany Zjednoczone, 21201
        • Baltimore VA Medical Center VA Maryland Health Care System, Baltimore, MD

Kryteria uczestnictwa

Badacze szukają osób, które pasują do określonego opisu, zwanego kryteriami kwalifikacyjnymi. Niektóre przykłady tych kryteriów to ogólny stan zdrowia danej osoby lub wcześniejsze leczenie.

Kryteria kwalifikacji

Wiek uprawniający do nauki

60 lat do 85 lat (Dorosły, Starszy dorosły)

Akceptuje zdrowych ochotników

Tak

Metoda próbkowania

Próbka bez prawdopodobieństwa

Badana populacja

Pacjenci będą rekrutowani z klinik neurologii, rehabilitacji i podstawowej opieki zdrowotnej VA Maryland Health Care System (VAMHCS); 12 szpital University of Maryland Medical System (UMMS); oraz Instytut Rehabilitacji Uniwersytetu Maryland. Dodatkowe tematy zostaną zidentyfikowane za pomocą rejestrów rekrutacji do badań prowadzonych przez Centrum Badań Geriatrycznych i Klinicznych Baltimore VA (GRECC) oraz UM-NIA Pepper Center. Zatwierdzone przez IRB reklamy, mailingi i biuletyny będą skierowane do osób starszych z grupy wysokiego ryzyka upadków, które nie są obecnie zarejestrowane do usług opieki zdrowotnej w naszych centrach medycznych. Uczestnicy zostaną wybrani bez względu na status społeczno-ekonomiczny i pochodzenie etniczne.

Opis

Kryteria przyjęcia:

  • Wysokie ryzyko upadku: Upadek dwa razy lub więcej w ciągu ostatniego roku
  • Odpowiedni język i funkcje neurokognitywne do udziału w testach i szkoleniach
  • Potrafi wyrazić odpowiednią świadomą zgodę
  • Zdolność do wykonania BRTP: Zdolność do wykonania zadania zrównoważonego zasięgu bez urządzeń wspomagających
  • Zdolność do wykonywania MCET: Potrafi samodzielnie wstać z krzesła i przejść 10 metrów bez pomocy człowieka
  • Wzrok wystarczający do zobaczenia czarnego dysku o średnicy 1 cala na białym tle z odległości 3 stóp

Kryteria wyłączenia:

Historia kliniczna:

  • Niestabilna dławica piersiowa
  • Niedawno przebyty zawał mięśnia sercowego (< 3 miesięcy) lub istotna hemodynamicznie zastoinowa niewydolność serca (NYHA II) lub dysfunkcja zastawek
  • Choroba zarostowa tętnic obwodowych z chromaniem
  • Złamania biodra

    • inne złamania dużych kości kończyn dolnych występujące w ciągu ostatniego roku, inne poważne urazy układu mięśniowo-szkieletowego
    • problemy ortopedyczne górnej lub dolnej części ciała
    • i/lub poważny przewlekły ból, który uniemożliwiłby osobie badanej wykonanie zadania polegającego na zrównoważonym zasięgu
  • Niewydolność płuc
  • Wskaźnik masy ciała (BMI) >40
  • Aktywne zawroty głowy
  • Objawowe niedociśnienie ortostatyczne
  • Źle kontrolowane nadciśnienie tętnicze (>190/105) przy co najmniej dwóch różnych okazjach
  • Źle kontrolowana cukrzyca typu 1 lub 2 (HbA1c >10)
  • Niedawna hospitalizacja z powodu ciężkiej choroby lub zabiegu chirurgicznego (<3 miesięcy)
  • Nadmierne dzienne spożycie alkoholu (> 3 oz. trunek; > 12 uncji wino; lub > 36 uncji. piwo) lub nielegalne nadużywanie narkotyków
  • Nieleczona duża kliniczna depresja lub demencja
  • Choroby neurologiczne, takie jak udar, TBI, choroba Parkinsona itp.
  • Zaburzenia układu przedsionkowego o na tyle dużym nasileniu, że uniemożliwiają osobie badanej wykonanie zadania polegającego na zrównoważonym zasięgu
  • Wszelkie inne warunki (np. ekstremalna słabość), które wykluczałyby bezpieczne ukończenie BRTP lub MCET

Plan studiów

Ta sekcja zawiera szczegółowe informacje na temat planu badania, w tym sposób zaprojektowania badania i jego pomiary.

Jak projektuje się badanie?

Szczegóły projektu

  • Modele obserwacyjne: Kohorta
  • Perspektywy czasowe: Spodziewany

Kohorty i interwencje

Grupa / Kohorta
Interwencja / Leczenie
Grupa BRT
Grupa Treningowa Zrównoważonego Zasięgu
Godzinne sesje szkoleniowe 2-3 razy w tygodniu przez sześć tygodni w ramach protokołu szkoleniowego o zrównoważonym zasięgu (BRTP) (patrz projekt badania).
Inne nazwy:
  • BRT
MMBI
Grupa Interwencji Równowagi Multimodalnej (MMBI).
Trzy godzinne sesje szkoleniowe 2-3 razy w tygodniu przez sześć tygodni w ramach Interwencji Równowagi Multimodalnej (MMBI). (Zobacz projekt badania)
Inne nazwy:
  • MMBI

Co mierzy badanie?

Podstawowe miary wyniku

Miara wyniku
Opis środka
Ramy czasowe
Pierwiastek średniokwadratowego odchylenia między środkiem masy a środkiem podstawy podparcia (RMSD)
Ramy czasowe: Oceń zmianę między linią podstawową (tuż przed treningiem) i w ciągu 24 godzin od zakończenia treningu (1 tydzień)
Miara zdolności równowagi. Root Mean Squared Deviation (RMSD) rejestruje pierwiastek średniej kwadratowej odległości między rzutem na płaszczyznę podłoża środka masy całego ciała a środkiem podstawy podparcia podczas wykonywania zadania zrównoważonego zasięgu, w centymetrach. Mieści się w zakresie od zera do odległości od środka Podstawy Podparcia do granicy Podstawy Podparcia. Większe odchylenia wskazują na lepszą wydajność niż mniejsze odchylenia.
Oceń zmianę między linią podstawową (tuż przed treningiem) i w ciągu 24 godzin od zakończenia treningu (1 tydzień)

Miary wyników drugorzędnych

Miara wyniku
Opis środka
Ramy czasowe
Wielokierunkowy test zasięgu
Ramy czasowe: Oceń zmianę między linią podstawową (tuż przed treningiem) i w ciągu 24 godzin od zakończenia treningu (1 tydzień)]
Mierzy zdolność pochylania się i sięgania. Wielokierunkowy test zasięgu rejestruje odległość w centymetrach, jaką można osiągnąć w kierunku do przodu, do tyłu, w prawo iw lewo; zginając się w talii i sięgając wyciągniętymi rękami do każdego współpracownika
Oceń zmianę między linią podstawową (tuż przed treningiem) i w ciągu 24 godzin od zakończenia treningu (1 tydzień)]
Skala Skuteczności Upadków
Ramy czasowe: Oceń zmianę pomiędzy wartością bazową (tuż przed treningiem) a w ciągu 24 godzin od zakończenia treningu (1 tydzień)
Ocenia strach przed upadkiem. Skala Skuteczności Upadków to kwestionariusz samoopisowy, dostarczający informacji na temat poziomu obaw związanych z upadkami w odniesieniu do szeregu codziennych czynności. Kwestionariusz zawiera 16 pozycji ocenianych w skali od 1 do 10 punktów (1 = bardzo pewny do 10 = niezbyt pewny). Ogólny wynik jest sumą 16 podanych punktów. Ogólny wynik powyżej 70 wskazuje na strach przed upadkiem; Niższe wyniki są lepsze niż wyższe wyniki.
Oceń zmianę pomiędzy wartością bazową (tuż przed treningiem) a w ciągu 24 godzin od zakończenia treningu (1 tydzień)

Współpracownicy i badacze

Tutaj znajdziesz osoby i organizacje zaangażowane w to badanie.

Śledczy

  • Główny śledczy: Joseph E. Barton, MD PhD, Baltimore VA Medical Center VA Maryland Health Care System, Baltimore, MD

Daty zapisu na studia

Daty te śledzą postęp w przesyłaniu rekordów badań i podsumowań wyników do ClinicalTrials.gov. Zapisy badań i zgłoszone wyniki są przeglądane przez National Library of Medicine (NLM), aby upewnić się, że spełniają określone standardy kontroli jakości, zanim zostaną opublikowane na publicznej stronie internetowej.

Główne daty studiów

Rozpoczęcie studiów (Rzeczywisty)

9 listopada 2021

Zakończenie podstawowe (Rzeczywisty)

13 sierpnia 2025

Ukończenie studiów (Rzeczywisty)

13 sierpnia 2025

Daty rejestracji na studia

Pierwszy przesłany

21 kwietnia 2020

Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości

21 kwietnia 2020

Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)

24 kwietnia 2020

Aktualizacje rekordów badań

Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)

22 stycznia 2026

Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości

20 stycznia 2026

Ostatnia weryfikacja

1 stycznia 2026

Więcej informacji

Terminy związane z tym badaniem

Inne numery identyfikacyjne badania

  • E3096-R
  • I01RX003096 (Grant/umowa NIH USA)

Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)

Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?

NIE

Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze

Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA

Nie

Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA

Nie

produkt wyprodukowany i wyeksportowany z USA

Nie

Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .

Subskrybuj