创伤性脑损伤的急性间歇性缺氧 (AIH)
2026年1月29日 更新者:Jordan Grafman, Ph.D、Shirley Ryan AbilityLab
急性间歇性缺氧诱导的神经可塑性在创伤性脑损伤中的安全性和认知效应
本研究旨在回答与急性间歇性低氧 (AIH) 在创伤性脑损伤 (TBI) 幸存者中的安全性和初步疗效相关的问题。
首先,我们旨在确定 TBI 幸存者是否可以安全地耐受吸入氧气浓度的短暂降低。
其次,我们旨在确定 AIH 是否对记忆、认知和运动控制有任何影响。
在这些实验期间,将密切监测参与者的任何不良事件。
将分析数据以确定在任何剂量水平下关键结果是否有所改善。
研究概览
详细说明
本研究的目的是确定急性间歇性缺氧 (AIH) 是否可以安全地用于治疗病情稳定的慢性创伤性脑损伤 (TBI) 患者。
有证据表明 AIH 促进中枢神经系统 (CNS) 的神经可塑性。
AIH 刺激脑干中缝核中对氧敏感的血清素能神经元,导致血清素释放到中枢神经系统的不同区域。
这种释放导致皮质神经元上或附近的血清素受体激活,并增加多种营养因子的合成,包括脑源性神经营养因子、血管内皮生长因子和促红细胞生成素。
这些行为也会影响 GABA 等神经递质的功能。
大脑中生长因子的更多表达通过增加突触强度、皮质神经元和中间神经元的兴奋性以及脑内和脑间区域的连通性来促进神经可塑性。
值得注意的是,缺氧诱导的神经可塑性仅发生在急性间歇性暴露时,但不会因持续时间相同的连续缺氧而诱发。
对 TBI 患者使用 AIH 安全吗?
大量先前的动物和人类证据表明,轻度 AIH 的日常发作不会对重要的安全参数产生负面影响,例如静息血压、动脉压、心率、心率变异性、心输出量或认知功能。
迄今为止,在不引发病理后遗症的情况下诱导有益神经可塑性的 AIH 方案仅限于具有低周期数的适度缺氧的短暂发作,例如 10% 吸入氧气的 15 x 90 秒发作。
最近对患有慢性脊髓损伤和中风的人类进行的研究表明,可以安全地耐受这些连续五天重复的适度 AIH 发作,而不会产生病理后果。
最近的另一项研究表明,即使是 4 周的中度每日 AIH 方案(每 1.5 分钟循环 9%/21% 的氧气,每天 15 个循环,持续 4 周)也不会引起不良的医疗后果或认知障碍。
因此,累积的证据表明重复性 AIH 可以安全地用于研究它是否可以增强 TBI 患者的神经行为功能而不会产生有害影响。
在这项研究中,我们将在两到四个星期的过程中,在四个不同的日子里对 16 名患者进行轻度 AIH,从正常氧气浓度开始(目标 SpO2 为 98%),然后在接下来的三个疗程中逐渐降低氧气浓度(达到 93%、87% 和 82%)。
我们的主要目标是确定对具有持续功能障碍但临床稳定的慢性 TBI 患者进行轻度 AIH 是否安全。
作为本研究的次要目标,我们将评估轻度 AIH 给药是否对记忆和认知、通过单脉冲经颅磁刺激评估的皮质激活或研究前大脑结构是否有任何治疗后或累积影响结构和静息态功能磁共振成像检测到的功能连接性或功能连接性可预测对 AIH 的反应。
如果在本研究中未观察到轻度 AIH 的不良反应,则单独使用轻度 AIH 或联合神经行为疗法的临床试验可以评估 AIH 是否有助于改善 TBI 后的功能表现。
研究类型
介入性
注册 (实际的)
12
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
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Illinois
-
Chicago、Illinois、美国、60611
- Shirley Ryan Abilitylab
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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 至 65年 (成人、年长者)
接受健康志愿者
不
描述
纳入标准:
- 18-65岁
- 第一次,轻度至中度创伤性脑损伤 (TBI) 得到病历确认
- 如果可用,格拉斯哥昏迷量表得分在 9-15 之间
- 能够使用键盘
- 能够理解和用英语交流
- 能够独立同意
- 能够与同伴/团体交通一起离开研究访问
- 育龄妇女在参与研究之前必须能够轻松确认阴性妊娠
- 未参与任何其他测试神经行为功能的研究干预研究
排除标准:
- 其他神经系统诊断或严重精神障碍(例如精神病)的诊断或报告的儿童学习障碍
- 严重的失语症,使参与者无法理解协议和同意书
- 预先存在的缺氧性肺病
- 严重高血压 (>160/100)
- 阻塞性肺病的医学记录史 [例如,慢性阻塞性肺病 (COPD) 或严重哮喘]
- 缺血性心脏病
- 没有资格接受 MRI 或 TMS
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:其他
- 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 |
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实验性的:AIH集团
缺氧将通过连接到气体混合装置(HYP123,Hypoxico Inc.)的专用面罩进行管理,该装置控制吸入空气中的氧气含量。
缺氧管理单元将被手动调整以在给定会话的目标水平供应 O2(大约 21%-正常室内空气,分别为 17%、13% 和 9%)。
每个疗程将包括 15 个缺氧周期,每个周期长达 60 秒,中间穿插长达 90 秒的含氧量正常的发作。
氧气监测器将连续测量和记录输送的吸入氧气分数(MAX-250E,Maxtec Inc.)。
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四个缺氧阶段,由 15 个缺氧周期(21%、17%、13% 或 9% O2)组成,每个周期持续长达 60 秒,中间穿插长达 90 秒的含氧量正常发作。
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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 |
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访视2时的生命体征变化
大体时间:第2次访视(AIH治疗第1次,21% O₂,假性治疗),于第1次访视基线评估后1-6天进行
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经医学监察员审查确定,因血压、血氧饱和度和心率较基线发生相关变化而被评估为出现治疗相关不良事件的参与者人数。
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第2次访视(AIH治疗第1次,21% O₂,假性治疗),于第1次访视基线评估后1-6天进行
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访视3时生命体征变化
大体时间:第3次访视(AIH第2次疗程,17% O₂),于第2次访视后1-5天(即基线后2-7天)进行
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由医学监察员审阅并判定的,通过血压、血氧饱和度(SpO2)和心率相对于基线的相关变化评估的,与治疗相关的不良事件发生受试者人数。
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第3次访视(AIH第2次疗程,17% O₂),于第2次访视后1-5天(即基线后2-7天)进行
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访视4时生命体征变化
大体时间:第4次访视(AIH第3次治疗,13% O2),在第3次访视后1-5天进行(即基线后6-12天)
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根据医学监察员审查和确定,以血压、血氧饱和度(SpO2)和心率相对于基线的相关变化进行评估,出现治疗相关不良事件的受试者数量。
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第4次访视(AIH第3次治疗,13% O2),在第3次访视后1-5天进行(即基线后6-12天)
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第5次访视时生命体征的变化
大体时间:第5次访视(AIH第4次疗程,9% O2),于第4次访视后2-6天进行(即基线后8-14天)
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根据医疗监察员审查和确定的血压、血氧饱和度(SpO2)和心率相对于基线的相关变化评估,发生治疗相关不良事件的参与者数量。
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第5次访视(AIH第4次疗程,9% O2),于第4次访视后2-6天进行(即基线后8-14天)
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访视2的症状变化
大体时间:访视2(AIH第1次治疗,21% O2,假性治疗),在访视1的基线评估后1-6天进行
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根据医学监查员的审核与判定,通过口头执行的9项"是/否"主观症状检查表中"是"的回答来评估发生治疗相关不良事件的参与者数量。
该检查表中的九项症状如下:1) 胸痛,2) 呼吸急促,3) 头晕,4) 颈部疼痛,5) 眩晕,6) 手臂疼痛(心脏症状相关为左侧),7) 出汗/发热感,8) 感觉异常(新出现的麻木迹象),9) 乏力加重。
在急性间歇性低氧(AIH)治疗过程中,参与者将在第2分钟、6分钟、14分钟、24分钟和30分钟的时间点被询问是否出现上述任何症状。
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访视2(AIH第1次治疗,21% O2,假性治疗),在访视1的基线评估后1-6天进行
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第3次访视时症状的变化
大体时间:访视3(AIH第2次治疗,17% O2),于访视2后1-5天进行(即基线后2-7天)
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根据医学监察员审查和确定的通过口头管理的9项“是/否”主观症状检查表中“是”的回答评估的与治疗相关的不良事件的参与者数量。
该检查表中的九个症状如下:1) 胸痛,2) 呼吸急促,3) 头晕,4) 颈部疼痛,5) 眩晕,6) 手臂疼痛(左侧针对心脏症状),7) 出汗/感觉发热,8) 感觉变化(新的麻木迹象),9) 虚弱加剧。
参与者将在AIH会话中的2分钟、6分钟、14分钟、24分钟和30分钟时间点被询问是否正在经历上述任何症状。
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访视3(AIH第2次治疗,17% O2),于访视2后1-5天进行(即基线后2-7天)
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访视4时的症状变化
大体时间:第4次访视(AIH第3次治疗,13% O2),在第3次访视后1-5天进行(即基线后6-12天)
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根据医学监查员的审查和判定,通过口头进行的9项“是/否”主观症状检查表中出现“是”回答所评估的、与治疗相关的不良事件参与者人数。
该检查表中的九种症状如下:1) 胸痛,2) 呼吸急促,3) 头晕,4) 颈部疼痛,5) 眩晕,6) 手臂疼痛(心脏症状时为左侧),7) 出汗/感觉发热,8) 感觉变化(新出现的麻木迹象),9) 虚弱加剧。
参与者将在AIH(急性间歇性缺氧)治疗期间的2分钟、6分钟、14分钟、24分钟和30分钟时间点被询问是否正在经历上述任何症状。
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第4次访视(AIH第3次治疗,13% O2),在第3次访视后1-5天进行(即基线后6-12天)
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第5次访视时症状的变化
大体时间:第5次访视(AIH第4次干预,9% O2),在第4次访视后2-6天(即基线后8-14天)进行
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根据医学监察员审查和确定的通过口头管理的9项“是/否”主观症状检查表中“是”回答的出现情况,评估的与治疗相关不良事件的参与者数量。
该检查表上的九个症状如下:1)胸痛,2)呼吸急促,3)头晕,4)颈部疼痛,5)眩晕,6)手臂疼痛(心脏症状为左侧),7)出汗/感觉发热,8)感觉变化(新出现的麻木迹象),9)虚弱加重。
参与者将在急性间歇性低氧(AIH)会话的2分钟、6分钟、14分钟、24分钟和30分钟时间点被询问是否正在经历上述任何症状。
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第5次访视(AIH第4次干预,9% O2),在第4次访视后2-6天(即基线后8-14天)进行
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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神经心理状态评估可重复成套测验(RBANS)评分
大体时间:第1次访视(基线)和第6次访视(即基线后9-17天)
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《可重复神经心理状态评估量表(RBANS)更新版》包含十二个子测试,用于计算五个认知领域的指数得分,包括即时记忆、延迟记忆、视觉空间/建构能力、语言和注意力。
每个领域的指数得分范围在40至160之间。
得分越低,表示认知缺陷越严重。
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第1次访视(基线)和第6次访视(即基线后9-17天)
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加利福尼亚言语学习测试(CVLT-II)评分
大体时间:访视1(基线)和访视6(即基线后9-17天)
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加利福尼亚语言学习测验(CVLT-II)是一项多试次词语学习测试,用于评估语言记忆表现。
该测验测量即时自由回忆(可能得分范围:0-80)、短延迟自由回忆(0-16)、短延迟线索回忆(0-16)、长延迟自由回忆(0-16)、长延迟线索回忆(0-16)和长延迟再认(0-16)。
每个子量表的得分代表正确回答的数量。
分数越高表明记忆能力越好。
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访视1(基线)和访视6(即基线后9-17天)
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D-KEFS(Delis-Kaplan执行功能系统)言语流畅性测试得分
大体时间:访视1(基线期)和访视6(即基线期后9-17天)
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D-KEFS(Delis-Kaplan执行功能系统)言语流畅性测试用于评估个体从记忆中提取词语的能力。
该任务要求尽可能多地生成符合以下条件的词语:(1) 以特定字母开头(例如F、A、S),(2) 属于特定语义类别(例如动物名称),或(3) 属于两个交替类别(例如水果和家具)。
得分(范围:0-无上限)表示每个条件下产生的正确回答数量。
得分越高意味着测试表现越好。
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访视1(基线期)和访视6(即基线期后9-17天)
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序列反应时间任务(SRTT)评分
大体时间:访视1(基线期)和访视6(即基线期后9-17天)
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序列反应时间任务(SRTT)测量内隐运动学习。
参与者根据屏幕上的提示按顺序按下四个键盘按键。
起初,相同的十键模式在参与者不知情的情况下重复。
接着,按键遵循随机序列。
结果测量是随机序列与学习序列之间平均反应时间的差异。
随机序列期间反应时间的增加反映了抑制先前学习模式所需的认知努力。
因此,差异越大表明内隐运动学习越强。
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访视1(基线期)和访视6(即基线期后9-17天)
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连线测验 (TMT) 分数
大体时间:第1次访视(基线)和第6次访视(即基线后9-17天)
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连线测试(TMT)是一项用于评估运动功能和执行功能的测量工具。
该测试分为A和B两部分。A部分要求参与者在包含按升序排列数字的圆圈之间画线(例如,1-2-3……等)。
B部分要求参与者在按升序排列的数字和字母之间交替画线(例如,1-A-2-B……等)。
测试结果以完成A部分和B部分所需的反应时间(秒)作为衡量指标。反应时间越短,表明测试表现越好。
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第1次访视(基线)和第6次访视(即基线后9-17天)
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手指轻敲测试分数
大体时间:基线(访视1)和随访(访视6,基线后9-17天),以及访视2(基线后1-6天)、访视3(基线后2-7天)、访视4(基线后6-12天)和访视5(基线后8-14天)中AIH后一小时
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手指敲击测试通过测量手指按压速率来评估简单的运动协调能力。
在此任务中,参与者被要求用食指尽可能快地敲击木板上的杠杆,持续十秒钟。
每只手进行五次试验。
前两次试验作为练习被舍弃。
随后三次试验的平均敲击次数被记录为测试分数。
分数越高反映运动功能越好。
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基线(访视1)和随访(访视6,基线后9-17天),以及访视2(基线后1-6天)、访视3(基线后2-7天)、访视4(基线后6-12天)和访视5(基线后8-14天)中AIH后一小时
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沟槽钉板测试分数
大体时间:基线(访视1)和随访(访视6,基线后9-17天),以及访视2(基线后1-6天)、访视3(基线后2-7天)、访视4(基线后6-12天)和访视5(基线后8-14天)中AIH后一小时的测量
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沟槽钉板测试用于评估手部灵巧度和眼手协调能力。
测试要求参与者尽可能快速地将沟槽钉插入5×5的板中,从顶行开始,不得跳过任何插槽。
每次测试一只手,从优势手开始。
使用右手时,参与者需从左到右填充板子。
使用左手时,则从右到左完成板子。
结果指标是完成板子所需的秒数。
反应时间越快,表明运动功能越好。
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基线(访视1)和随访(访视6,基线后9-17天),以及访视2(基线后1-6天)、访视3(基线后2-7天)、访视4(基线后6-12天)和访视5(基线后8-14天)中AIH后一小时的测量
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雷氏听觉词语学习测验(RAVLT)分数
大体时间:在访视2(基线后1-6天)、访视3(基线后2-7天)、访视4(基线后6-12天)和访视5(基线后8-14天)进行急性高海拔缺氧暴露后约一小时
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雷伊听觉词语学习测试(RAVLT)是一项标准化的言语学习和记忆评估工具,用于测量即时自由回忆(分数范围:0-75)、短时延迟自由回忆(0-15)、长时延迟自由回忆(0-15)和长时延迟强迫选择再认(0-15)。
各子量表的得分代表正确回答的总数。
得分越高表示测试表现越好。
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在访视2(基线后1-6天)、访视3(基线后2-7天)、访视4(基线后6-12天)和访视5(基线后8-14天)进行急性高海拔缺氧暴露后约一小时
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贝克抑郁量表(BDI-II)评分
大体时间:第1次访视(基线)和第6次访视(即基线后9-17天)
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贝克抑郁量表(BDI-II)是一份包含21个项目的自评问卷,用于评估抑郁症状的严重程度。
每个问题有四个回答选项,评分从0到3。结果指标为总分(范围:0-63)。
分数越高表明抑郁症状的严重程度越高。
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第1次访视(基线)和第6次访视(即基线后9-17天)
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视觉模拟情绪量表(VAM-S)分数
大体时间:约在基线后第1-6天(访视2)、第2-7天(访视3)、第6-12天(访视4)和第8-14天(访视5)进行AIH后一小时
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视觉模拟情绪量表(VAM-S)由一条100毫米的水平线组成,该线代表一个从“情绪非常差”(评分:0)到“情绪非常好”(评分:100)的量表。
参与者被要求在线上标记一个与其当前情绪相对应的点。
结果测量指标是量表最左侧与参与者标记点之间线段的长度(以毫米为单位)。
评分越高表示情绪越好。
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约在基线后第1-6天(访视2)、第2-7天(访视3)、第6-12天(访视4)和第8-14天(访视5)进行AIH后一小时
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运动诱发电位 (MEPs)
大体时间:大约在访视2(基线后1-6天)和访视5(基线后8-14天)的AIH后45分钟
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经颅磁刺激(TMS)作用于头皮,以诱发优势手第一骨间背侧肌的运动诱发电位(MEP)。
通过沿初级运动皮层手部代表区以微小步距移动线圈,确定最佳刺激位点,该位点能以最小强度在目标肌肉中诱发最大的MEP。
MEP幅度的变化用于评估运动功能的改善情况。
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大约在访视2(基线后1-6天)和访视5(基线后8-14天)的AIH后45分钟
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磁共振成像
大体时间:访视 1(基线)和访视 6(即基线后 9-17 天)
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MRI被用于确定是否存在从基线开始的脑结构或功能变化,由医生和神经影像数据分析师进行评估。
该结局指标是在AIH干预后,脑结构或功能图像上观察到变化的参与者人数。
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访视 1(基线)和访视 6(即基线后 9-17 天)
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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:Jordan Grafman, PhD、Shirley Ryan Abilitylab
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)
2022年3月15日
初级完成 (实际的)
2024年1月29日
研究完成 (实际的)
2024年1月29日
研究注册日期
首次提交
2021年4月28日
首先提交符合 QC 标准的
2021年5月12日
首次发布 (实际的)
2021年5月18日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2026年2月18日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2026年1月29日
最后验证
2025年12月1日
更多信息
与本研究相关的术语
关键字
其他研究编号
- STU00213969
- 1R21NS114815-01A1 (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)?
是的
IPD 计划说明
IPD 将在出版时提供给其他研究人员。
IPD 共享时间框架
IDP 将在发布后 6 个月后开始可用。
IPD 共享访问标准
访问 IPD 的请求可以通过电子邮件发送给 P.I.,他将根据具体情况审查请求。
IPD 共享支持信息类型
- 研究方案
- 树液
- 国际碳纤维联合会
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
在美国制造并从美国出口的产品
不
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