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BCI-Guided Tibialis Anterior FES for Gait Training in Spinal Cord Injury

12 de agosto de 2026 atualizado por: Caroline Cunha, Santos Dumont Institute

Use of Brain Interface-Guided Functional Electrical Stimulation - Gait Training Machine in Individuals With Spinal Cord Injury

This study aims to investigate the effectiveness of Brain-Computer Interface (BCI)-guided Functional Electrical Stimulation (FES) in improving muscle activation and gait kinematics in individuals with Spinal Cord Injury (SCI).

Visão geral do estudo

Status

Status

Indica o status de recrutamento atual ou o status de acesso expandido.
Ativo, não recrutando

Condições

Condições

A doença, distúrbio, síndrome, doença ou lesão que está sendo estudada. Em ClinicalTrials.gov, as condições também podem incluir outros problemas relacionados à saúde, como expectativa de vida, qualidade de vida e riscos à saúde.

Intervenção / Tratamento

Intervenção / Tratamento

Um processo ou ação que é o foco de um estudo clínico. As intervenções incluem medicamentos, dispositivos médicos, procedimentos, vacinas e outros produtos em fase de investigação ou já disponíveis. As intervenções também podem incluir abordagens não invasivas, como educação ou modificação da dieta e exercícios.

Descrição detalhada

Introduction:

Spinal Cord Injury (SCI) causes serious motor and sensory deficits, affecting thousands of people globally. Brain-Computer Interface (BCI) combined with Functional Electrical Stimulation (FES) emerges as a promising strategy to rehabilitate individuals with SCI. This mechanism will simultaneously stimulate the affected regions of the lower limbs, causing the compromised muscles to contract, causing movement. The FES technique, with its proven effectiveness in improving muscle strength, stands out as a crucial resource in this process of improving approaches integrated with advanced technology and physiotherapeutic principles to offer a promising perspective in neuromuscular rehabilitation.

Objective:

This study aims to investigate the effectiveness of Brain-Computer Interface (BCI)-guided Functional Electrical Stimulation (FES) in improving muscle activation and gait kinematics in individuals with Spinal Cord Injury (SCI).

Methodology:

This is a quasi-experimental study that will be conducted with four (n=4) volunteers with Spinal Cord Injury (age range: 18-60 years), of both sexes. Data collection will take place at the Edmond and Lily Safra International Institute of Neurosciences (IIN-ELS), Macaíba/RN, Brazil. For the characterization and eligibility of volunteers, the following instruments will be used: Modified Ashworth Scale, Douleur Neuropathique 4 questionnaire (DN4), and the Visual-10, Kinesthetic and Visual Imagery Questionnaire-10 (KVIQ-10). For clinical outcomes, the American Spinal Injury Association (ASIA), Spinal Cord Independence Measure - version III (SCIM-III), and the World Health Organization Quality of Life (WHOQOL-BREF) will be used. At the end of the protocol, the following questionnaires will be administered: System Usability Scale (SUS), Intrinsic Motivation Inventory (IMI), and Task Load Index (NASA-TLX) to assess system usability, intrinsic motivation, and perceived workload. The intervention will consist of 24 sessions aiming to use a brain-computer interface based on kinesthetic motor imagery of dorsiflexion associated with neurofeedback (visual and tactile), focused on the functional outcomes of individuals with paraplegia. During the intervention, volunteers will be instructed to imagine performing the dorsiflexion movement. An electroencephalogram (EEG) will be used to monitor brain activity through sensorimotor rhythms. When activity reaches a minimum threshold, functional electrical stimulation (FES) will be triggered, causing contraction of the tibialis anterior muscle.

Expected Results:

It is expected that BCI-guided FES targeting tibialis anterior muscle activation in individuals with SCI will contribute to the rehabilitation process by promoting improvements in neurological function, functional independence, and cortical activity. Changes are expected in clinical outcomes assessed by the International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury (ISNCSCI/ASIA) and the Spinal Cord Independence Measure III (SCIM III), as well as in EEG patterns associated with sensorimotor cortical activation. Furthermore, this innovative approach will not only provide improvements in the physical performance of individuals with SCI, but will also contribute to the continuous evolution of rehabilitation strategies, highlighting the fundamental role of technological advances in promoting the quality of life and autonomy of these individuals.

Tipo de estudo

Tipo de estudo

Descreve a natureza de um estudo clínico. Os tipos de estudo incluem estudos intervencionais (também chamados de ensaios clínicos), estudos observacionais (incluindo registros de pacientes) e acesso expandido.
Intervencional

Inscrição (Estimado)

Inscrição

O número de participantes em um estudo clínico. A inscrição "antecipada" é o número alvo de participantes que os pesquisadores precisam para o estudo.
10

Estágio

Estágio

A etapa de um ensaio clínico que estuda um medicamento ou produto biológico, com base nas definições desenvolvidas pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA. A fase é baseada no objetivo do estudo, no número de participantes e em outras características. Existem cinco fases: Fase Inicial 1 (anteriormente listada como Fase 0), Fase 1, Fase 2, Fase 3 e Fase 4. Não Aplicável é usado para descrever ensaios sem fases definidas pela FDA, incluindo ensaios de dispositivos ou intervenções comportamentais.
  • Não aplicável

Contactos e Locais

Esta seção fornece os detalhes de contato para aqueles que conduzem o estudo e informações sobre onde este estudo está sendo realizado.

Locais de estudo

  • Brasil
    • Rio Grande do Norte
      • Macaíba, Rio Grande do Norte, Brasil, 59288-999
        • Santos Dumont Institute

Critérios de participação

Os pesquisadores procuram pessoas que se encaixem em uma determinada descrição, chamada de critérios de elegibilidade. Alguns exemplos desses critérios são a condição geral de saúde de uma pessoa ou tratamentos anteriores.

Critérios de elegibilidade

Critérios de elegibilidade

Os principais requisitos que as pessoas que desejam participar de um estudo clínico devem atender ou as características que devem ter. Os critérios de elegibilidade consistem em critérios de inclusão (que são necessários para que uma pessoa participe do estudo) e critérios de exclusão (que impedem uma pessoa de participar). Tipos de critérios de elegibilidade incluem se um estudo aceita voluntários saudáveis, tem requisitos de idade ou faixa etária ou é limitado por sexo.

Idades elegíveis para estudo

  • Adulto

Aceita Voluntários Saudáveis

Não

Descrição

Inclusion Criteria:

  • Clinical diagnosis of traumatic spinal cord injury (SCI), classified as AIS grades A to D
  • Male or female participants
  • Age between 18 and 60 years

Exclusion Criteria:

  • Skin lesions that preclude the use of functional electrical stimulation (FES)
  • Lower-limb contractures that preclude the use of FES
  • Lower-limb spasticity that precludes the use of FES
  • Osteoporosis
  • Recent surgical procedure

Plano de estudo

Esta seção fornece detalhes do plano de estudo, incluindo como o estudo é projetado e o que o estudo está medindo.

Como o estudo é projetado?

Detalhes do projeto

  • Finalidade Principal: Tratamento
  • Alocação: N / D
  • Modelo Intervencional: Atribuição de grupo único
  • Mascaramento: Nenhum (rótulo aberto)

Armas e Intervenções

Grupo de Participantes / Braço

Grupo de Participantes / Braço

Um grupo ou subgrupo de participantes em um estudo clínico que recebe uma intervenção/tratamento específico, ou nenhuma intervenção, de acordo com o protocolo do estudo.
Intervenção / Tratamento

Intervenção / Tratamento

Um processo ou ação que é o foco de um estudo clínico. As intervenções incluem medicamentos, dispositivos médicos, procedimentos, vacinas e outros produtos em fase de investigação ou já disponíveis. As intervenções também podem incluir abordagens não invasivas, como educação ou modificação da dieta e exercícios.
Experimental: Spinal Cord Injury
Outro: Ankle Dorsiflexion Rehabilitation

The intervention protocol will last 26 min. The first 2 min are used to collect EEG data under baseline conditions, during which the participant does not perform mental tasks or receive electrical stimulation. Then there is 6 min of motor training with Neurofeedback (NFB). During this time, two 10s periods: one in which the FES devices are activated without motor imagery (MI), and another in which the FES is activated by the MI to induce movements in the feet. This includes six separate attempts for the right foot, left foot, and both feet, for a total of 18 attempts. After completing the NFB phase, the participant rests for 6 min to avoid mental and muscular fatigue.

Subsequently, the user performs 12 min of training with BCI. This involves 20s intervals of MI to trigger the FES devices to dorsiflex the feet, followed by 20s rest periods. This cycle is repeated for a total of 18 exercises, six for each movement (right foot, left foot and both feet).

Outros nomes:
  • Neurofeedback
  • Imagens motoras
  • Brain - Computer Interface
  • Functional electrical stimulation

O que o estudo está medindo?

Medidas de resultados primários

Medidas de resultados primários

No protocolo de um estudo clínico, a medida de resultado planejada que é a mais importante para avaliar o efeito de uma intervenção/tratamento. A maioria dos estudos clínicos tem uma medida de desfecho primário, mas alguns têm mais de uma.
Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury
Prazo: Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline
The International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury/ASIA will be used to assess the neurological level and severity of spinal cord injury, including motor and sensory function. The sensory score ranges from 0 (absent) to 2 (normal). The ASIA sensory scores for light touch and pinprick are calculated by summing the scores across 28 dermatomes, with a total score ranging from 0 to 112 for each modality. Higher scores indicate better sensory function. Motor function will be assessed bilaterally using the 10 key muscles corresponding to the C5-T1 and L2-S1 myotomes. Muscle strength is graded from 0 (total paralysis) to 5 (normal movement against maximum resistance). The ASIA Lower Extremity Motor Score (LEMS; range 0-50) will be used to assess lower-extremity motor function, with higher scores indicating better motor function.
Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline
Spinal Cord Independence Measure III
Prazo: Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline
To assess functional independence in individuals with spinal cord injury. The instrument evaluates self-care, respiration and sphincter management, and mobility. The total Spinal Cord Independence Measure III score ranges from 0 to 100, with higher scores indicating greater levels of independence.
Baseline (before start of the intervention) At 12 week after baseline At 24 week after baseline

Medidas de resultados secundários

Medidas de resultados secundários

No protocolo de um estudo clínico, uma medida de resultado planejada que não é tão importante quanto a medida de resultado primária para avaliar o efeito de uma intervenção, mas ainda é de interesse. A maioria dos estudos clínicos tem mais de uma medida de desfecho secundário.
Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Electroencephalography Analysis
Prazo: Baseline (before start of the intervention); At 24 week after baseline.
Verify the clinical effects and cortical activity of mu and beta rhythms through electroencephalography analysis. Power Spectral Density (PSD) will be estimated using Welch's periodogram. Mean power will be calculated across trials for the mu (8-12 Hz) and beta (18-24 Hz) frequency bands. Power values will then be normalized to the mean power across the 8-30 Hz passband. The percentage change in power during kinesthetic motor imagery relative to the resting condition will then be calculated.
Baseline (before start of the intervention); At 24 week after baseline.
System Usability Scale
Prazo: At 24 week after baseline.
To evaluate participants' perception and satisfaction in relation to the intervention protocol, using the System Usability Scale questionnaire, with the aim of identifying the most relevant and impactful aspects of the intervention for volunteers with SCI. The final score ranges from 0 to 100, with scores above 68 indicating good system usability.
At 24 week after baseline.
World Health Organization Quality of Life
Prazo: Baseline (before start of the intervention); At 12 week after baseline; At 24 week after baseline
The World Health Organization Quality of Life-BREF will be used to assess participants' perceived quality of life. The questionnaire evaluates four domains: physical health, psychological health, social relationships, and environment. The raw domain score will be converted into a standardized score, ranging from 0 to 100, with a higher score indicating a better perceived quality of life.
Baseline (before start of the intervention); At 12 week after baseline; At 24 week after baseline
Task Load Index
Prazo: At 24 week after baseline
The Task Load Index will be used to assess participants' perceived workload during the intervention. The questionnaire evaluates six dimensions: mental demand, physical demand, temporal demand, performance, effort, and frustration. The sum of the weighted mean scores across these dimensions results in a total perceived workload score ranging from 0 to 100, classified as very low (0-20), low (21-40), moderate (41-60), high (61-80), and very high (81-100). Higher scores indicate greater perceived workload.
At 24 week after baseline
Intrinsic Motivation Inventory
Prazo: At 24 week after baseline.
It consists of 10 items rated on a 7-point Likert scale, ranging from 1 to 7, with higher scores indicating greater motivation and reflecting the level of agreement or satisfaction regarding different aspects of the motivational experience. The domains assessed include interest/enjoyment, effort/importance, and value/usefulness.
At 24 week after baseline.

Outras medidas de resultado

Outras medidas de resultado

Para ensaios clínicos, uma medida planejada descrita no protocolo que é usada para determinar o efeito de uma intervenção/tratamento nos participantes. Para estudos observacionais, uma medida ou observação usada para descrever padrões de doenças ou características, ou associações com exposições, fatores de risco ou tratamento. Os tipos de medidas de resultados incluem medidas de resultados primários e medidas de resultados secundários.
Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Douleur Neuropathique 4 questionnaire
Prazo: Baseline (before start of the intervention).
To identify the presence of neuropathic pain. The score ranges from 0 to 10, with scores ≥4 indicating the presence of neuropathic pain. For the eligibility criteria.
Baseline (before start of the intervention).
Kinesthetic and Visual Imagery Questionnaire-10
Prazo: Baseline (before start of the intervention).
To assess the volunteer's ability to generate and manipulate mental images. The questionnaire score ranges from 0 to 25, with higher scores indicating greater motor imagery ability.. For the eligibility criteria.
Baseline (before start of the intervention).
Modified Ashworth Scale (MAS)
Prazo: Baseline (before start of the intervention).
To assess muscle spasticity, with scores ranging from 0 to 4, where 0 indicates no increase in muscle tone and 4 indicates severe spasticity, for eligibility assessment.
Baseline (before start of the intervention).

Colaboradores e Investigadores

É aqui que você encontrará pessoas e organizações envolvidas com este estudo.

Patrocinador

Patrocinador

A organização ou pessoa que inicia o estudo e que tem autoridade e controle sobre o estudo.
Santos Dumont Institute

Colaboradores

Colaboradores

Uma organização diferente do patrocinador que fornece suporte para um estudo clínico. Esse apoio pode incluir atividades relacionadas a financiamento, projeto, implementação, análise de dados ou relatórios.
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel

Datas de registro do estudo

Essas datas acompanham o progresso do registro do estudo e os envios de resumo dos resultados para ClinicalTrials.gov. Os registros do estudo e os resultados relatados são revisados ​​pela National Library of Medicine (NLM) para garantir que atendam aos padrões específicos de controle de qualidade antes de serem publicados no site público.

Datas Principais do Estudo

Início do estudo (Real)

Início do estudo

A data real em que o primeiro participante foi inscrito em um estudo clínico. A data de início do estudo "antecipada" é a data que os pesquisadores acham que será a data de início do estudo.
1 de novembro de 2024

Conclusão Primária (Real)

Conclusão Primária

A data em que o último participante de um estudo clínico foi examinado ou recebeu uma intervenção para coletar dados finais para a medida de resultado primário. Se o estudo clínico terminou de acordo com o protocolo ou foi encerrado, não afeta esta data. Para estudos clínicos com mais de uma medida de resultado primário com diferentes datas de conclusão, este termo refere-se à data em que a coleta de dados é concluída para todas as medidas de resultado primário. A data de conclusão primária "antecipada" é a data que os pesquisadores acham que será a data de conclusão primária do estudo.
30 de novembro de 2025

Conclusão do estudo (Estimado)

Conclusão do estudo

A data em que o último participante de um estudo clínico foi examinado ou recebeu uma intervenção/tratamento para coletar dados finais para as medidas de resultado primário, medidas de resultado secundário e eventos adversos (ou seja, a última visita do último participante). A data "prevista" de conclusão do estudo é a data que os pesquisadores acham que será a data de conclusão do estudo.
6 de dezembro de 2026

Datas de inscrição no estudo

Enviado pela primeira vez

Enviado pela primeira vez

A data em que o patrocinador ou investigador do estudo enviou pela primeira vez um registro do estudo para ClinicalTrials.gov. Normalmente, há um atraso de alguns dias entre a primeira data de envio e a disponibilidade do registro em ClinicalTrials.gov (a primeira data publicada).
6 de agosto de 2026

Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ

Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ

A data em que o patrocinador ou investigador do estudo envia pela primeira vez um registro do estudo que seja consistente com os critérios de revisão do controle de qualidade (QC) da National Library of Medicine (NLM). O patrocinador ou investigador pode precisar revisar e enviar um registro de estudo uma ou mais vezes antes que os critérios de revisão de QC do NLM sejam atendidos. É responsabilidade do patrocinador ou investigador garantir que o registro do estudo seja consistente com os critérios de revisão do NLM QC.
12 de agosto de 2026

Primeira postagem (Real)

Primeira postagem

A data em que o registro do estudo foi disponibilizado pela primeira vez em ClinicalTrials.gov após a conclusão da revisão do controle de qualidade (QC) da National Library of Medicine (NLM). Normalmente, há um atraso de alguns dias entre a data em que o patrocinador ou investigador do estudo enviou o registro do estudo e a primeira data publicada.
17 de agosto de 2026

Atualizações de registro de estudo

Última Atualização Postada (Real)

Última Atualização Postada

A data mais recente em que as alterações em um registro de estudo foram disponibilizadas em ClinicalTrials.gov. Pode haver um atraso entre o momento em que as alterações foram enviadas ao ClinicalTrials.gov pelo patrocinador ou investigador do estudo (a última data de envio de atualização) e a data de publicação da última atualização.
17 de agosto de 2026

Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade

Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade

A data mais recente em que o patrocinador ou investigador do estudo enviou alterações em um registro do estudo que são consistentes com os critérios de revisão do controle de qualidade (QC) da National Library of Medicine (NLM). É responsabilidade do patrocinador ou investigador garantir que o registro do estudo seja consistente com os critérios de revisão do NLM QC.
12 de agosto de 2026

Última verificação

Última verificação

A data mais recente em que o patrocinador ou investigador do estudo confirmou as informações sobre um estudo clínico no ClinicalTrials.gov como precisas e atuais. Se um estudo com status de recrutamento de recrutamento; ainda não está recrutando; ou ativo, não recrutando não foi confirmado nos últimos 2 anos, o status de recrutamento do estudo é mostrado como desconhecido.
1 de agosto de 2026

Mais Informações

Termos relacionados a este estudo

Palavras-chave

Termos MeSH relevantes adicionais

Outros números de identificação do estudo

Outros números de identificação do estudo

Identificadores ou números de identificação diferentes do número NCT que são atribuídos a um estudo clínico pelo patrocinador, financiadores ou outros do estudo. Esses números podem incluir identificadores exclusivos de outros registros de ensaios e números de concessão do National Institutes of Health.
  • 79344824.8.0000.0129

Plano para dados de participantes individuais (IPD)

Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?

NÃO

Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo

Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Essas informações foram obtidas diretamente do site clinicaltrials.gov sem nenhuma alteração. Se você tiver alguma solicitação para alterar, remover ou atualizar os detalhes do seu estudo, entre em contato com register@clinicaltrials.gov. Assim que uma alteração for implementada em clinicaltrials.gov, ela também será atualizada automaticamente em nosso site .

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