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具有无创电刺激的偏瘫手臂机器人动员 (hARMonies)

2022年7月7日 更新者:Giovanni Morone, MD, PhD、I.R.C.C.S. Fondazione Santa Lucia

双经颅电刺激 (tDCS) 与慢性中风患者上肢机器人治疗的关联

两个大脑半球发现自己处于一种平衡的相互抑制状态。 涉及运动功能的中风导致受影响的半球 M1 的兴奋性降低和对侧 M1 的兴奋性增加。 因此,中风可能会损害大脑半球间的平衡,导致同侧半球对对侧半球的抑制减少,进而导致对侧半球对同侧半球的抑制增加。 中风后慢性期健康半球持续过度激活通常是功能恢复很少的指标,并且与更大的同侧结构损伤相关。

机器人介导的物理治疗是一种创新的康复技术,对中风患者有效。 在这项研究中,研究人员将在慢性中风患者的机器人治疗中添加一种非侵入性脑刺激方案,该方案采用直流电经颅刺激 (tDCS)。 tDCS 是一种非侵入性脑刺激技术,能够调节皮质兴奋性。 假设是双 t-DCS(同侧兴奋和伴随的对侧抑制)可以恢复大脑半球间的平衡,从而提高 Armeo Power® 机器人治疗的益处。

研究概览

详细说明

抑制性半球间竞争的一般理论推测,在生理条件下,两个大脑半球发现自己处于平衡的相互抑制状态。 因此,一些电生理学和功能成像研究表明,涉及运动功能的中风会导致受影响半球 M1 的兴奋性降低和对侧 M1 的兴奋性增加。 因此,中风可能会损害大脑半球间的平衡,导致同侧半球对对侧半球的抑制减少,进而导致对侧半球对同侧半球的抑制增加。

这种大脑半球兴奋性的不平衡在中风后头几个月的功能恢复过程中趋于下降,与同侧结构的功能恢复成正比。

或者,中风后慢性期健康半球持续过度激活通常是功能恢复很少的指标,并且与同侧皮质脊髓束和经胼胝体纤维的更大结构损伤相关,尽管一些研究表明健康半球的替代作用。

最近,一些作者提出了一种基于结构储备的双峰恢复模型,其中替代模型仅适用于结构储备较差(因此损伤更广泛)的患者,而纵裂竞争模型适用于结构储备较差的患者。结构性储备较大。

根据这些数据,可以想象,旨在促进大脑纵裂相互作用中正常平衡的重建的程序可以促进麻痹肢体运动功能的恢复,至少在具有适当结构储备的患者中是这样。

直流电经颅刺激 (tDCS) 是一种非侵入性脑刺激技术,它使用恒定电压和可变持续时间的低强度电流,能够有效、持久地调节皮质兴奋性(效果在刺激期间开始并持续一段时间刺激结束后几个小时)并且在健康受试者中是安全的:此外,它能够在两个方向上产生兴奋性变化(即。 朝向增加和朝向其减少)取决于电极在头皮上的定位。

具体而言,t-DCS 似乎会诱发化生现象,即对后续突触增强协议的响应的极性依赖调制。 考虑到这些结果和最近一项荟萃分析的结论,在旨在促进突触可塑性的干预措施(例如神经康复技术)之前或早期阶段,将患者暴露于 t-DCS 似乎是合适的。

除了传统的物理治疗技术,在过去的二十年里,世界各地的许多研究小组已经开始开发支持物理治疗的机器人。

对机器人介导的物理治疗临床试验的回顾显示了这种创新的康复技术如何对急性和慢性中风患者有效,尽管尚未证明其优于传统康复方法。

在这项研究中,研究人员将使用机器人外骨骼,允许在三个空间维度上对特定任务进行有针对性的干预;该机器人以 Armeo Power®(瑞士 Hocoma AG)的名称销售,是最先进的上肢康复设备之一。 该工具的有效性已在最近一项针对具有中度至重度上肢运动缺陷的慢性中风患者的多中心试验中得到证明。

本研究的目的是评估双 t-DCS(同侧兴奋和对侧抑制)和机器人疗法与 Armeo Power® 相结合对治疗伴有上肢瘫痪的慢性中风患者的益处。

本研究是一项双盲随机对照试验,其中接受 Armeo Power® 机器人治疗的患有上肢麻痹的慢性中风患者将被随机分配到伴随的双重 tDCS(受伤侧兴奋侧和健康侧抑制侧)或假 tDCS。

所有患者将在开始治疗前(开始前 30 至 15 天)接受初步评估,并填写一份包含病史和个人数据的表格,并签署知情同意书。

一旦符合条件,患者将使用经过验证的量表进行首次临床评估,使用 ArmeoPower® 对上肢运动性能进行运动学评估,并进行神经生理学评估。

在评估结束时,每位患者都将通过随机系统分配到两个研究组之一:

  • A 组:使用 Armeo Power® 的机器人治疗与 REAL 双 tDCS(受伤半球阳极,健康半球阴极)- 40 名患者
  • B 组:与 SHAM 双 tDCS 相关的 Armeo Power® 机器人治疗 - 40 名患者

在治疗开始之前(时间 T-1),每位参与者将进行第二次临床评估和运动学评估,并将于同一天在圣卢西亚基金会私人部门的健身房开始治疗。

ArmeoPower® 设备是一种用于上肢康复的外骨骼机器人,能够让患者执行上肢近端(肩肘运动)和远端(手腕运动)部分的运动。

一旦机器人的手臂适应专利的上肢,外骨骼就会安装并设置为定义动作区域和探索体积。

在每次疗程开始时,ArmeoPower® 外骨骼将根据患者存储的设置安装,大约需要 10 分钟。

安装后,它将根据患者所属的组进行真实或虚假的 tDCS 刺激。

A 组的参与者将在每次机器人治疗之前立即进行真正的双 tDCS 刺激,而 B 组的患者将使用机器人平台进行治疗,强度和持续时间与 A 组相同,但之前进行假双 tDCS 刺激。

真正的双重 tDCS 刺激需要在受伤的运动皮层 (M1) 上应用阳极,在健康的运动皮层 (M1) 上应用阴极,以便同时执行健康半球的兴奋性抑制和缺血皮层的激活。

将以等于 1-2 mA 的强度同时刺激运动皮层,最长持续时间为 20 分钟。 假双 t-DCS 需要在相同位置和相同持续时间内应用电极,但不提供电刺激。

机器人康复治疗会在刺激结束后立即开始,实际治疗会持续30分钟。 机器人能够减轻手臂的重量,并在运动执行期间协助患者。 患者在监视器上看到他应该在其上移动效应器的目标,并通过机器人的主动协助执行运动,机器人可以补偿患者的运动缺陷。 基于视频游戏的练习和日常生活活动的功能训练练习是通过视觉、听觉和性能反馈进行的。 具有特定培训证书的物理治疗师始终在场,与患者的比例为 1:1。

每位患者将每周进行 5 次,连续两周进行,之后将进行预计达到 T0 的临床、运动学和神经生理学评估;然后将在一个月 (T1) 和治疗结束后 3 个月 (T2) 的随访中对患者进行重新评估,包括临床和运动学评估。

如果数据呈正态分布(基于 Kolgomorov-Smirnov 检验和 Lilliefors 校正),将使用参数统计分析数据,特别是通过应用双向混合模型方差分析(具有受试者之间的内部和外部因素) ). 如果数据似乎不是正态分布的,则将使用 Friedman 分析来分析对象内的变化,并通过 Mann-Whitney u 检验来分析两组之间的变化。 所有分析的显着性水平将设置为 0.05,但应用 Bonferroni 校正的事后分析除外。

非侵入性脑刺激的安全使用指南(Wassermann,1998)将得到尊重;参与者应该能够签署知情同意书。

没有关于使用 ArmeoPower® 机器人平台的不良事件或禁忌症的文献报告,除了上肢严重畸形的患者被排除在本研究之外。 患者的数据将是匿名的,并以密码保护的方式存储。 不会有生物材料、药物输送、健康志愿者或动物的样本。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

80

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

      • Rome、意大利
        • Policlinico Universitario Campus Bio-Medico
      • Rome、意大利
        • I.R.C.C.S. Fondazione Santa Lucia

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 及以上 (成人、OLDER_ADULT)

接受健康志愿者

不

有资格学习的性别

全部

描述

纳入标准:

  • 通过脑成像(MRI、CT)确认的孤立性缺血性中风受试者
  • 保留足够认知功能和语言以遵循医生和治疗师给出的指示的受试者
  • 基础改良 Ashworth 量表评分低于 3 分的受试者
  • 基础 Fugl-Meyer 评分≥ 3 的受试者,因此他们不会完全瘫痪
  • 已签署知情同意书参加本研究的受试者
  • 在两次治疗前评估中表现稳定的受试者,以避免“霍桑效应”

排除标准:

  • 患有慢性麻痹性肢体畸形的受试者
  • 肩部和肘部所有运动功能完全和弛缓性麻痹的受试者;
  • 具有严重偏侧忽视的受试者(用于单侧空间忽视的 Pizzamiglio 电池,包括字母取消测试、弹幕测试、阅读和 Wundt-Jastro 区域错觉测试;如果存在该电池的 4 个项目中的 3 个,则诊断为忽视的患者)
  • 与第一次评估的分数相比,受试者在第二次治疗前临床评估中 Fugl-Meyer 评分增加超过 2.1 分
  • 对执行经颅磁刺激有禁忌症的受试者 - TMS -(起搏器,金属植入物)
  • 癫痫患者
  • 既往神经外科干预
  • 严重的上肢骨质疏松症
  • 由于既往骨折导致上肢力量或关节活动受限
  • 由于先前的手术干预导致上肢力量或关节运动受限
  • 简易精神状态评估 (MMSE) <24

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 主要用途:治疗
  • 分配:随机化
  • 介入模型:平行线
  • 屏蔽:四人间

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:真正的 tDCS

双 tDCS(受伤半球阳极,健康半球阴极)。 运动皮层将同时以等于 1-2 mA 的强度受到刺激,最长持续时间为 20 分钟,就在使用外骨骼设备 (Armeo Power) 进行的手臂机器人任务导向治疗 30 分钟之前。

干预将每周进行 5 次,连续 2 周。

SHAM_COMPARATOR:假 tDCS

SHAM 双侧 tDCS 最长持续时间为 20 分钟,就在使用外骨骼设备 (Armeo Power) 执行手臂机器人任务导向治疗 30 分钟之前。

干预将每周进行 5 次,连续 2 周。

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
大体时间
真正的双 tDCS 组与假 tDCS 组相比,Fugl-Meyer 评估上肢 (FMA-UE) 显着改善
大体时间:第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行

次要结果测量

结果测量
大体时间
真正的双 tDCS 组与假 tDCS 组相比,修改后的 Ashworth 量表显着改善
大体时间:第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
真正的双 tDCS 组与假 tDCS 组相比,显着的行动研究手臂测试 (ARAT) 改进
大体时间:第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
真正的双 tDCS 组与假 tDCS 组相比,Barthel 指数显着改善
大体时间:第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后 2 天内以及 1 个月和 3 个月的随访中重复进行
ArmeoPower® 测量的显着运动学性能改进,在真正的双 tDCS 组与假 tDCS 组中
大体时间:第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后的 2 天内重复进行
第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后的 2 天内重复进行
真实双 tDCS 组与假 tDCS 组运动诱发电位 (MEP) 偏侧指数的显着再平衡
大体时间:第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后的 2 天内重复进行
第一次评估将在入学后 2 天内进行,并将在 2 周培训结束后的 2 天内重复进行

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 研究主任:Stefano Paolucci、I.R.C.C.S. Fondazione Santa Lucia, Roma
  • 研究主任:Vincenzo Di Lazzaro、Policlinico Universitario Campus Bio-Medico, Roma

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2016年2月1日

初级完成 (实际的)

2021年12月1日

研究完成 (实际的)

2021年12月1日

研究注册日期

首次提交

2017年1月12日

首先提交符合 QC 标准的

2017年1月17日

首次发布 (估计)

2017年1月20日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2022年7月8日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2022年7月7日

最后验证

2022年7月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • FSLCBM01

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

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