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减少轻度认知障碍老年人跌倒的 VR-CogMoBal 培训

2025年6月13日 更新者:Tanvi Bhatt、University of Illinois at Chicago

基于虚拟现实的认知运动平衡 (VR-CogMoBal) 训练:检查行为和神经标志物以降低轻度认知障碍老年人的跌倒风险

老年人经常表现出步态不稳、平衡控制受损和认知能力下降,从而导致跌倒和跌倒风险。 每年大约有 60% 的认知缺陷老年人经历过一次有害的跌倒。 这种运动和认知障碍进一步降低了这一人群的身体活动水平,导致社区融合、社会行为、抑郁和长期残疾受限。 在计算机技术的帮助下,研究采用基于虚拟现实的干预措施来解决上述问题,包括感觉运动、平衡控制和认知障碍。 以前的研究已经证明在改善行为结果方面有希望的结果,并且已经确定此类干预措施也有可能改善潜在的神经生理学结果。 虽然基于 VR 的训练研究已经证明在平衡控制和步态参数、身体活动水平和跌倒风险降低方面有显着改善,但在认知功能方面的收益并不那么明显。 几乎没有证据表明基于 VR 的培训可以明确解决与平衡控制和跌倒相关的高级执行认知领域。 此外,在具有轻度认知障碍的老年人中,基于 VR 的训练对平衡控制和认知功能的影响尚不清楚。 因此,为了明确解决认知领域,当前的研究旨在测试 Wii-Fit Nintendo 的适用性以及通过基于 VR 的认知运动训练范式 (VR-CogMoBal) 对轻度认知障碍的老年人提供的额外认知负荷. 最后,该研究还旨在确定此类训练对潜在行为和神经结果的影响。 行为结果将通过实验室的双重任务和临床措施的表现进行评估。 潜在的神经结果将通过 fMRI 结果进行评估。 为了确定社区层面的综合训练效果,还将进行一项试点子研究,以确定训练 4 周后的身体活动水平。

研究概览

地位

完全的

详细说明

在美国,老年人患有轻度认知障碍,患病率为 3% 至 22%,发病率为每年 1% 至 6%。 除了与年龄相关的运动平衡障碍外,众所周知,老年人的这种认知能力下降会增加跌倒的风险、减少身体活动和融入社区,从而导致长期残疾。 日常生活活动包括几个并发的运动和认知表现(双重任务),例如在超市购物,这需要更高的执行认知功能和完整的运动平衡控制能力。 双任务期间的跌倒主要是由于干扰造成的,即在双任务执行期间,一项或两项任务(运动或认知)表现恶化,这被称为认知运动干扰。 鉴于双任务表现因年龄相关因素而下降,日常生活活动对具有轻度认知障碍的老年人来说极具挑战性且难以进行。 尽管有几种结合运动平衡训练的传统方法,但此类干预的性质不会导致显着的认知增益。 此外,这些干预措施缺乏多感官反馈,并且由于锻炼特征的单调和重复任务练习,个人似乎不坚持治疗,导致依从性降低和锻炼训练的动力降低。 为了克服这些障碍,在虚拟现实设备的帮助下出现了替代形式的治疗,特别是现成的商用锻炼平台出现用于培训目的。 尽管有证据表明基于 VR 的训练可以改善运动平衡控制,并且已知可以隐式解决认知功能,但尚不知道这种基于 VR 的训练可以明确解决更高的执行认知功能。 因此,基于初步研究,测试了通过市售现成设备 Wii-fit Nintendo 进行认知训练和运动游戏的效果,并证明在改善慢性中风患者的平衡控制和认知功能方面取得了可喜的成果。 该研究导致双重任务执行期间的认知运动干扰减少,从而表现出认知和平衡控制功能的改进性能。 目前,在确定改善 MCI 老年人双重任务表现的具体干预措施方面缺乏知识。 鉴于轻度认知障碍的老年人同时患有运动和认知障碍,因此有必要测试在他们之间进行类似干预的可行性,并确定潜在神经生物标志物的变化。

目标 1:该研究旨在测试 VR-CogMoBal 训练的可行性(耐受性、依从性和有效性),以通过降低认知运动干扰和双重训练来改善具有轻度认知缺陷的社区老年人的身体机能并降低跌倒风险任务成本。

假设:参与者将容忍训练范例,并将在双重任务条件下表现出平衡、步态、心血管和认知表现的显着改善。

目标 2:检查 (VR-CogMoBal) 是否会导致更高的干预后认知功能。

假设:与训练前的参与者相比,训练后的参与者将表现出显着增强的整体认知功能、执行和工作记忆以及认知运动负荷的降低。

目标 3:检查 VR-CogMoBal 训练对大脑认知运动区域结构和功能连接变化的影响。

假设:与训练前相比,训练后参与者将在默认模式网络(记忆巩固、自我参照记忆)、额顶叶和辅助运动区(运动计划和执行、注意力).

试点子研究的目的:

该研究旨在监测接受 VR 培训前一天和培训后 4 周所采取步数的变化。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

27

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

    • Illinois
      • Chicago、Illinois、美国、60612
        • University of Illinois at Chicago

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

55年 及以上 (成人、年长者)

接受健康志愿者

不

描述

纳入标准:

  • MOCA 少于 26 分(满分 30 分)
  • T 值 ≥ -2.5 的骨密度
  • 可以用英语理解和交流
  • 能够在没有辅助设备的情况下站立至少 5 分钟(Wii Fit 游戏的时长)

排除标准:

  • 任何急性或慢性神经系统(中风、帕金森病、阿尔茨海默病)、心肺、肌肉骨骼或全身诊断
  • 最近的大手术(< 6 个月)或住院(< 3 个月)
  • 使用任何镇静药物
  • HR > 年龄预测最大心率 (HRmax) 的 85%(HRmax = 220 - 年龄)
  • 静息时收缩压 (SBP) > 165 mmHg 和/或舒张压 (DBP) > 110 mmHg,和/或静息时血氧饱和度(通过脉搏血氧仪测量)< 90%
  • 特定于 MRI:自我报告存在起搏器、金属植入物和/或幽闭恐惧症

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:不适用
  • 介入模型:单组作业
  • 屏蔽:无(打开标签)

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:VR认知运动平衡训练
基于虚拟现实的认知运动平衡 (VR-CogMoBal) 培训将使用市售的 Wii-Fit Nintendo 结合认知培训进行。 所有参与者将以逐渐减少的方式进行为期 4 周的 12 节训练,每节训练 90 分钟,即第一周 5 节,第二周 3 节,第三周和第四周各 2 节。 每个会话将分为 3 个子会话,其中每个子会话将包括玩 4 个游戏和认知任务。 所有游戏都将使用电视屏幕前的 Wii-Fit 平衡板进行。
参与者将玩 Table tilt、Tightrope、Soccer、Balance bubble、Light Run 和 Basic Step 六种平衡棋盘游戏中的四种(每款游戏最多 1.5 分钟)。 每个游戏将叠加 6 项认知任务中的任意 3 项(单词列表生成,包括语言流畅度(VF)和类别流畅度(CF)、数字回忆(DR)、类比(AN)、心算(MA)、重复字母(RL)。 认知任务将是随机的,以确保所有认知任务都与所有游戏一起玩。 认知和平衡棋盘游戏分数将记录在每节课的计分表上。 每个小节之间将强制提供总共 10 分钟的休息时间。
其他名称:
  • 双任务训练
  • VR-CogMoBal

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
改变最大游览
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
这是一个自我启动运动的实际程度(即,他/她实际上达到了目标多远),而无需在单一和双重任务条件下以百分比衡量的百分比衡量平衡。 较高的值表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
在4米步行测试中进行更改
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
将注意完成4米的总时间。 然后,将通过使用用于完成测试的时间覆盖的公式距离(4米)来确定速度。 较高的速度表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
在字母编号测序中的准确性更改
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)

这是一项口头制作测试,其中包括列出顺序给出的提示中的替代字母和数字。 该测试将在单一和双任务条件下进行。

对于听觉时钟测试,为参与者提供了包括一天中不同时间(例如3.15)的线索,并且参与者必须回答是,如果时钟的小时和分钟在同一侧,并且小时和微小的手在时钟相反的一侧。

对于字母编号测序测试,将提供参与者的字母和数字集(例如A1),并将要求序列列出连续的字母和数字(例如B2,C3,D4,E5),直到提供下一个提示。

两项测试的性能将以准确性(总响应中正确响应的数量)来衡量。 较高的精度,即较高的百分比表明性能更好。

基线(第0周)和立即训练后(第5周)
改变工作记忆
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
列表分类内存测试以评估工作内存。 该测试要求参与者在视觉上和口头呈现的刺激上序列地列出并依次列出。 参与者响应的准确性是计算机产生的。 更高的价值表明性能更好。 可能的总响应是28。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
变化情节记忆
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
图片序列记忆测试将评估个人的情景记忆。 正确放置的相邻图片的数量将得分。 分数是计算机生成的。 更高的价值表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
侧翼抑制控制和注意力测试的准确性变化
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
侧翼抑制性控制和注意力测试用于评估参与者抑制对刺激的注意力并专注于特定刺激的能力。 记录响应的准确性,分数是计算机生成的。 更高的价值表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
认知灵活性和注意力的变化
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
尺寸更改卡排序评估认知灵活性和注意力。 要求参与者通过颜色或形状相应地匹配一系列二价图片。 响应是计算机记录的,精度得分是计算机生成的。 更高的价值表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
变化处理速度
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
模式比较处理速度测试用于评估处理速度。 是否有两张图片并非一侧相同,参与者应响应这两张图片。 精度将通过90秒内的总问题中的正确响应数量记录。 分数是计算机生成的。 更高的价值表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
变化运动速度
大体时间:基线(第0周)和立即训练后(第5周)
这是在单一和双任务条件下以每秒程度测量的有意运动中重力运动中心运动的平均速度。 较高的值表明性能更好。
基线(第0周)和立即训练后(第5周)
终点旅行的变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
这是一个自我启动运动的大小(即,他/她要达到目标的距离),而没有采取措施或在单一和双重任务条件下以百分比衡量的余额。 较高的值表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
定向控制
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
在单一和双任务条件下以百分比测量的自发运动的质量(即,实际向目标表现出的运动量实际上表现出了远离目标运动的量的运动量)。 较高的值表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
反应性平衡控制期间的姿势稳定性变化(单一和双任务)
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
在单个和双任务条件下(同时执行字母编号测序任务或听觉stroop任务),将通过姿势扰动测试检查反应性平衡控制。 姿势稳定性可以定义为同时控制质量(COM)位置(COM)位置和速度在滑动或行程中的速度(如扰动)相对于支撑底部(后跟)的后边缘。 该位置以个人的脚长度归一化,并通过引力加速度和个人身高的平方根的速度进行标准化。 较大的值表明稳定性更大。
基线(第0周)和训练后(第5周)
更改听觉Stroop的准确性
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)

该测试涉及响应“高”或“低”单词的音调(高或低)。 该测试将在单一和双任务条件下进行。

将计算出听觉Stroop的准确性(从总响应中的正确响应数量)。 较高的精度表明性能更好。 较高的值表明性能更好。

基线(第0周)和训练后(第5周)
变更双重任务成本
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
双任务电动机和认知成本将使用公式 - [(双任务性能 - 单个任务性能)/单个任务性能*100]。 这将在有意的姿势摇摆,反应性平衡控制和步态条件下进行双任务性能计算。 较低的成本表明表现更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
步态参数的变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
空间和时间步态参数,例如步长,节子和步步性长度,将在单次和双任务步行性能中通过步态垫确定。 步长和步长度的较高值以及较低的节奏表示表现更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
反应时间的干扰变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
通过Visual Stroop任务对反应时间的干扰,其中预期个人会响应单词被打印而不读取单词的颜色。 将通过花费时间来确定性能以完成测试。 较低的时间表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
语言流利的变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
通过口头和类别任务的语言流利性将被管理。 绩效将通过对每个任务响应的适当单词的总数确定。 较高的值表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
反应时间的干扰变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
当屏幕上出现提示时,要求个人按数字键盘上的键。 在个人在几秒钟内看到提示后,将确定性能,以达到键的时间。 较低的时间表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
改变配对的联想学习
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
将通过网格任务配对相关的学习。 准确性(总响应中正确响应的数量)将以百分比表示。 较高的值表示性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
空间工作记忆的变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
列表分类内存测试以评估工作内存。 该测试要求参与者在视觉上和口头呈现的刺激上序列地列出并依次列出。 参与者响应的准确性是计算机产生的。 较高的值表示性能更好。 最低分数为0%,最大分数为100%
基线(第0周)和训练后(第5周)
反应时间变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
当屏幕上出现提示时,要求个人按数字键盘上的键。 在个人在几秒钟内看到提示后,将确定性能,以达到键的时间。 较低的时间表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)
分数各向异性的变化
大体时间:基线(第0周)和训练后(第4周)
分数各向异性(FA)是源自扩散张量成像(DTI)的标量量度,可量化生物组织中水分子扩散的方向依赖性。 从0(完全各向同性的扩散,如脑脊液中)到1(完全有组织的白质区域中),FA反映了微结构特性,例如轴突密度,髓鞘化和纤维相干性。 较高的值表明白质区的完整性更好
基线(第0周)和训练后(第4周)
伯格平衡量表
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
Berg平衡量表(BBS)是一种标准化的临床评估工具,旨在评估静态和动态平衡能力,主要是在老年人和具有神经系统疾病的个体中。 量表得分范围至少为0至最高56,得分较高,表明余额表现更好
基线(第0周)和训练后(第5周)
体育锻炼水平的变化(问卷)
大体时间:基线(第0周)和训练后(第5周)
老年人(PASE)的体育活动量表是一项经过验证的自我报告问卷,旨在通过7天的职业,家庭和休闲活动来量化65岁以上成人的身体活动水平。 得分范围从0-793,得分较高,表明性能更好。
基线(第0周)和训练后(第5周)

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

  • 首席研究员:Tanvi S Bhatt, PhD、University of Illinois at Chicago

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)

2018年11月28日

初级完成 (实际的)

2022年9月5日

研究完成 (实际的)

2023年3月15日

研究注册日期

首次提交

2018年11月30日

首先提交符合 QC 标准的

2018年12月3日

首次发布 (实际的)

2018年12月5日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2025年7月3日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2025年6月13日

最后验证

2025年6月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • 2018-1257
  • 2P30AG022849-11 (美国 NIH 拨款/合同)

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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