This Study Evaluates the Use of a Data-driven Lower Limb Exoskeleton Controller for Stroke Rehabilitation.
27 мая 2026 г. обновлено: Robert D Gregg, University of Michigan
From Stroke Rehabilitation to Independence: An Impairment-Aware Control Framework for Adaptive Exoskeleton Assistance
The goal of this clinical trial is to test a new, impairment-aware robotic control software framework to see if its smart adaptation can improve walking recovery in healthy adults and chronic stroke survivors. .
The main questions it aims to answer are:
Can the new control software safely use sensors and machine learning to predict and instantly adapt to a user's specific walking needs?
Does training with a robotic device driven by this new adaptive control framework improve walking speed and overall mobility in stroke survivors?
Researchers will compare a lower-limb orthosis operating under the new "smart" control software (which adapts to the user's impairment) to the same device operating under a standard, non-adaptive controller (which uses rigid or fixed assistance) to see if the new control approach leads to greater improvements in walking ability.
Participants will:
Walk on treadmills, flat walkways, or stairs while wearing a robotic leg orthosis driven by the different control software systems being tested.
Wear small tracking tools (like reflective motion-capture markers and muscle activity sensors) so researchers can precisely measure how their movements interact with each control program.
Complete standard walking tests to measure their walking speed and overall mobility under each software condition.
Обзор исследования
Статус
Еще не набирают
Условия
Тип исследования
Интервенционный
Регистрация (Оцененный)
20
Фаза
- Непригодный
Контакты и местонахождение
В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.
Места учебы
-
-
Michigan
-
Ann Arbor, Michigan, Соединенные Штаты, 48109
- Rehabilitation Laboratory in the Ford Robotics Building on the University of Michigan North Campus
-
-
Критерии участия
Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
- Взрослый
- Пожилой взрослый
Принимает здоровых добровольцев
Да
Описание
Inclusion Criteria:
- Cohort 1: Able-Bodied Participants (Initial Validation)
- Healthy young adults.
- No history of neurological, orthopedic, or cardiovascular impairments affecting gait or balance.
- Able to walk independently without assistive devices.
Cohort 2: Stroke Survivors (Clinical Efficacy Pilot)
- Individuals with a documented history of chronic stroke.
- Persistent unilateral lower-limb motor impairment resulting in a pathological gait pattern (heterogeneous gait deficits).
- Stable medical condition allowing for participation in intensive physical rehabilitation tasks.
- Able to provide informed consent.
Exclusion Criteria:
- Severe cognitive or communication impairments that prevent the participant from following safety instructions or reporting discomfort.
- Co-existing neurological conditions (other than stroke) that independently impair locomotion (e.g., Parkinson's disease, Multiple Sclerosis).
- Severe lower-limb joint contractures or orthopedic conditions that mechanically restrict the safe range of motion of the robotic orthosis.
- Skin breakdowns, open wounds, or severe unhealed lesions at the contact points where the powered orthosis interfaces with the lower limbs.
- Any medical contraindication to intensive walking exercise or treadmill training (e.g., unstable angina, severe unmanaged cardiovascular disease).
Учебный план
В этом разделе представлена подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.
Как устроено исследование?
Детали дизайна
- Основная цель: Уход
- Распределение: Рандомизированный
- Интервенционная модель: Назначение кроссовера
- Маскировка: Нет (открытая этикетка)
Оружие и интервенции
Группа участников / Армия |
Вмешательство/лечение |
|---|---|
|
Экспериментальный: Experimental Arm
Training with the new "unified control framework" (the smart, adaptive robotic exoskeleton).
|
An AI-driven, machine learning-based control software integrated into a wearable lower-limb powered orthosis.
The system utilizes a Bayesian Neural Network (BNN) to analyze a user's pathological walking patterns (kinematics) in real-time via onboard sensors.
Based on this real-time performance, the device dynamically modulates its physical assistance along a seamless continuum.
It automatically transitions between stiff corrective guidance (position-based gait training) when the user struggles, and compliant, volitional torque support (torque-based assistance) as the user's independent walking ability improves.
|
|
Активный компаратор: Active Comparator Arm
Training with a "conventional controller" (the standard robotic exoskeleton controller).
|
A standard control paradigm for lower-limb powered orthoses that provides non-adaptive physical assistance during gait training.
Depending on the trial block, the device operates in one of two static modalities: either rigid position-based gait training (GT) that physically guides the patient's limbs through a fixed, predetermined trajectory regardless of effort, or torque-based volitional augmentation (VA) that proportionally amplifies existing muscle output or ground reaction forces.
Unlike the experimental intervention, this controller cannot interpret kinematics in real-time or dynamically modulate assistance along a continuous spectrum based on the user's instantaneous performance.
|
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Walking Speed
Временное ограничение: Baseline (Week 0), Post-Intervention Phase 1 (Week 4), Post-Washout / Pre-Intervention Phase 2 (Week 8), and Post-Intervention Phase 2 (Week 12).
|
A standardized clinical assessment used to determine short-distance walking speed over a 10-meter course.
This metric evaluates the preliminary clinical efficacy of the unified control framework compared to the conventional controller in chronic stroke survivors.
|
Baseline (Week 0), Post-Intervention Phase 1 (Week 4), Post-Washout / Pre-Intervention Phase 2 (Week 8), and Post-Intervention Phase 2 (Week 12).
|
|
Functional Mobility and Balance
Временное ограничение: Baseline (Week 0), Post-Intervention Phase 1 (Week 4), Post-Washout / Pre-Intervention Phase 2 (Week 8), and Post-Intervention Phase 2 (Week 12).
|
A clinical performance-based measure used to assess dynamic balance, turning agility, and functional mobility.
The test measures the time (in seconds) taken for a participant to rise from a chair, walk 3 meters, turn around, walk back, and sit down.
|
Baseline (Week 0), Post-Intervention Phase 1 (Week 4), Post-Washout / Pre-Intervention Phase 2 (Week 8), and Post-Intervention Phase 2 (Week 12).
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Acute Within-Session Changes in Spatial Gait Symmetry
Временное ограничение: Baseline (Week 0) and weekly during the 12 training sessions across each 4-week intervention period.
|
Gait symmetry evaluated using the step length symmetry index (SI), calculated from lower-limb kinematics recorded by the exoskeleton's onboard joint encoders and/or motion capture data.
This metric evaluates the immediate corrective effects on walking patterns.
An SI of 0% represents perfect symmetry.
|
Baseline (Week 0) and weekly during the 12 training sessions across each 4-week intervention period.
|
|
Acute Within-Session Changes in Ground Reaction Force Symmetry
Временное ограничение: Baseline (Week 0) and weekly during the 12 training sessions across each 4-week intervention period.
|
Force symmetry evaluated using the peak vertical ground reaction force ratio between the paretic and non-paretic limbs, measured via the exoskeleton's instrumented insoles and/or force plates.
This evaluates the immediate impact of the control framework on weight-bearing symmetry.
Data are expressed as a dimensionless ratio, where a value of 1.0 indicates perfect symmetry between limbs.
Force is measured in units of Newtons.
|
Baseline (Week 0) and weekly during the 12 training sessions across each 4-week intervention period.
|
|
Acute Within-Session Changes in Joint Range of Motion
Временное ограничение: Baseline (Week 0) and weekly during the 12 training sessions across each 4-week intervention period.
|
Measurement of the peak angular displacement of the knee, hip and ankle joints (in degrees) during the sagittal plane gait cycle, captured by the exoskeleton's onboard joint encoders and/or a motion capture system.
|
Baseline (Week 0) and weekly during the 12 training sessions across each 4-week intervention period.
|
Соавторы и исследователи
Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.
Спонсор
Даты записи исследования
Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.
Изучение основных дат
Начало исследования (Оцененный)
1 октября 2026 г.
Первичное завершение (Оцененный)
31 декабря 2027 г.
Завершение исследования (Оцененный)
31 декабря 2027 г.
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
19 мая 2026 г.
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
27 мая 2026 г.
Первый опубликованный (Действительный)
1 июня 2026 г.
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
1 июня 2026 г.
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
27 мая 2026 г.
Последняя проверка
1 мая 2026 г.
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Дополнительные соответствующие термины MeSH
Другие идентификационные номера исследования
- HUM00287262
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Нет
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Да
Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .