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中风后步行平衡训练

2026年5月21日 更新者:Keith Gordon、Northwestern University

运动放大训练以增强中风后的行走平衡

中风是美国导致残疾的主要原因之一,每年影响约 795,000 人。 在慢性中风患者中,平衡能力受损很常见,并且严重限制了活动能力(平衡能力最差的人行走最少)。 该项目将探索一种使用机器人设备放大人的自发运动的新型步态训练干预是否可以改善慢性中风患者的行走平衡。 制定有效的干预措施来提高慢性中风患者的步行平衡能力将对生活质量和参与步行活动的能力产生积极影响。

研究概览

详细说明

背景:慢性中风(PwCS)患者存在严重的步行平衡功能障碍,限制了独立性和参与步行活动。 迫切需要开发有效的方法来增强 PwCS 的步行平衡。 放大自发运动的干预措施可以通过增强人对运动错误的感知来加速运动学习。 该方法有可能用于帮助 PwCS 改善步行平衡。 为此,我们开发了一种电缆驱动机器人,在跑步机行走过程中创建运动放大环境(MAE)。 MAE 通过向骨盆施加侧向力来挑战行走平衡,侧向力的大小与实时侧向质心 (COM) 速度成比例。 我们的目的是评估 MAE 训练对 PwCS 步行平衡的影响。

具体目标: 目标 1a:量化 PwCS 为保持 MAE 中行走平衡而做出的运动适应。 我们将评估两个最重要的步态训练变量的影响:步态速度和 MAE 强度。 目标 1b:在 MAE 训练后立即评估 PwCS 在步行过程中控制其横向 COM 偏移(可量化的步行平衡测量)的能力的短期变化。 目标 2:评估在 MAE 中进行为期 5 周的高强度步态训练干预后步行平衡和日常步行的长期变化。

方法:目标 1a 和 b:20 个 PwCS 将在 MAE 训练期间和之后立即参与两项评估步态生物力学(COM 动力学和步进模式)的实验。 目标 1a 将评估在 MAE 中行走时的运动适应性以及步态速度(慢、首选和快)和 MAE 强度(低、中和高)的影响。 目标 1b 将使用视觉反馈来挑战 PwCS,以控制其在不同外部条件(无外力或 MAE)下行走前后的横向 COM 偏移。 结果将评估接触 MAE 后短期步行平衡是否立即得到增强。 目标 2:10 名 PwCS 将参加 MAE 中进行的 10 次高强度步态训练。 我们将使用临床步态和平衡测量、生物力学评估以及日常步行参与(步数/天)来评估步行平衡前后的变化。 结果将评估 MAE 步态训练后长期步行平衡是否得到增强。

影响:通过放大 PwCS 自身产生的运动来训练 PwCS 的行走平衡,这与当前的实践完全不同,可以显着增强行走平衡。 这项研究将为 PwCS 如何在 MAE 中保持行走平衡以及 MAE 培训后是否持续存在有益行为提供基础了解。 成功的结果将激发一项随机对照试验,评估 MAE 训练对 PwCS 步行平衡的功效。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

33

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、60611
        • Northwestern University

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

  • 成人
  • 年长者

接受健康志愿者

不

描述

纳入标准:

  1. 18岁至80岁;
  2. 偏瘫性中风的诊断;
  3. 中风后超过 6 个月;
  4. 能够在使用或不使用单根拐杖和/或踝足矫形器的情况下在地面上行走 10 米。

排除标准:

  1. 认知障碍(蒙特利尔认知评估量表得分≤26/30);
  2. 失语症(密西西比失语症筛查测试得分≥71/100);
  3. 下肢过度痉挛(改良阿什沃斯量表评分 > 3);
  4. 无法忍受10分钟。站立的;
  5. 参加同步物理治疗;
  6. 使用穿过膝关节的支具/矫形器;
  7. 已知怀孕;
  8. 严重的心血管、肌肉骨骼或其他影响步态和平衡的神经系统疾病。

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:在 MAE 中练习行走期间和之后控制横向 COM 运动

对于目标 1a,将确定参与者首选的快速跑步机步行速度,然后进行 2 分钟的基线步行。 每个参与者将进行八次 2 分钟的跑步机行走试验 1) 空环境:无力,2) MAE 低增益:25 Nsm-1,3) MAE 中增益:35 Nsm-1,4) MAE 高增益:45 Nsm -1,将以两种跑步机步行速度重复。 试验顺序将是随机的。

对于目标 1b,我们将评估参与者在不施加外力的情况下控制其横向 COM 运动的最大能力,使用三个 21 米步行试验,并在跑步机上进行视觉投影,以提供用于挑战其横向 COM 运动控制的反馈。 在空环境中进行五次 2 分钟试验后将进行 COM 控制评估。 参与者将在 MAE 中休息并重复上述顺序。 外部环境的顺序将在参与者之间随机化。

参与者可以参与多个目标(1a、1b 和 2)。

对于目标 2,每位参与者将在运动放大环境 (MAE) 中进行 10 次时长 45 分钟的高强度步态训练课程。 培训课程每周进行两次,由持证物理治疗师主持。 每次训练课程的目标是在 MAE 中估计年龄预测心率最大值和感知偏移 (RPE) 的 70% 至 80% 的目标心率 (HR) 范围内实现 40 分钟的踏步练习。 每节课将开始和结束 2.5 分钟的热身和放松,以及 40 分钟的训练,使用两个 10 分钟的速度训练模块和两个 10 分钟的平衡训练模块。 平衡训练活动包括横向机动、头部转动、越过障碍和向后行走。 MAE 增益、训练速度和平衡活动将在课程内和课程间逐步增加,以挑战参与者。

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
最小平均横向质心 (COM) 偏移
大体时间:对于目标 1,COM 偏移将在第 1 节和一周后的第 2 节进行计算。对于目标 2,COM 偏移将在第 1 节和 5 周培训后的第 12 节进行计算。每个节次将持续两个小时长的。
将计算 5 个连续步态周期内发生的最小平均横向 COM 偏移,作为我们在行走过程中控制横向 COM 运动的能力的指标
对于目标 1,COM 偏移将在第 1 节和一周后的第 2 节进行计算。对于目标 2,COM 偏移将在第 1 节和 5 周培训后的第 12 节进行计算。每个节次将持续两个小时长的。
10 米步行测试 (10MWT)
大体时间:对于目标 1,将在第 1 阶段执行 10MWT 以确定基线功能状态。对于目标 2,将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行 10MWT。每节课时长为两个小时。
10MWT 是对个人平均步行速度的简单测量,以自选速度(说明:“以正常舒适的速度行走”)和最快速度(说明:“安全地尽可能快”)测量。
对于目标 1,将在第 1 阶段执行 10MWT 以确定基线功能状态。对于目标 2,将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行 10MWT。每节课时长为两个小时。
计时出发 (TUG)
大体时间:对于目标 1,将在第 1 次会议中进行 TUG 以确定基线功能状态。对于目标 2,TUG 将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行。每节课时长为两个小时。
TUG 用于评估功能活动能力、行走平衡和跌倒风险。 它是一种快速、有效、可靠且广泛使用的基于临床表现的个体中风后测量方法。 虽然 TUG 测试没有时间限制,但完成任务所需的时间越长,表明平衡能力较差,跌倒风险越大。
对于目标 1,将在第 1 次会议中进行 TUG 以确定基线功能状态。对于目标 2,TUG 将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行。每节课时长为两个小时。
伯格平衡量表 (BBS)
大体时间:对于目标 1,将在会话 1 中执行 BBS 以确定基线功能状态。对于目标 2,BBS 将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行。每节课时长为两个小时。
BBS 是一项包含 14 项的测量方法,用于评估中风后个体的静态平衡,具有出色的有效性和可靠性。 本次考试总分为56分。 最低分数为 0,最高分数为 56。 较高的分数表示平衡能力较好,跌倒风险较低,而分数较低表示平衡能力较差,跌倒风险较高。
对于目标 1,将在会话 1 中执行 BBS 以确定基线功能状态。对于目标 2,BBS 将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行。每节课时长为两个小时。
特定活动平衡信心 (ABC) 量表
大体时间:对于目标 1,将在第 1 节中执行 ABC 以确定基线功能状态。对于目标 2,ABC 将在第 1 节中进行,并在训练 5 周后在第 12 节中进行。每节课时长为两个小时。
ABC 量表是对个人在进行特定姿势和行走活动时的信心的自我报告测量。 ABC 是衡量中风后个体平衡信心的可靠且有效的指标。 ABC量表的总分为1600分。 最低分数为 0,最高分数为 1600。 较高的分数表示较好的平衡信心,而较低的分数表示较差的平衡信心。
对于目标 1,将在第 1 节中执行 ABC 以确定基线功能状态。对于目标 2,ABC 将在第 1 节中进行,并在训练 5 周后在第 12 节中进行。每节课时长为两个小时。
动态步态指数(DGI)
大体时间:对于目标 1,将在会话 1 中执行 DGI 以确定基线功能状态。对于目标 2,DGI 将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行。每节课时长为两个小时。
DGI 是一项八项测试,用于评估正常稳态行走和更具挑战性任务期间的步态、平衡和跌倒风险。 本次考试总分为24分。 最低分数为 0,最高分数为 24。 分数越高表示步行平衡性越好,分数越低表示步行平衡性差。
对于目标 1,将在会话 1 中执行 DGI 以确定基线功能状态。对于目标 2,DGI 将在第 1 节和训练 5 周后的第 12 节进行。每节课时长为两个小时。
家庭和社区中的踏步活动
大体时间:对于目标 2,将在第 1 节和第 12 节(训练 5 周后)后一周的时间内评估踏步活动。参与者将被要求在所有醒着的时间内佩戴显示器。
将针对目标 2 评估训练前后 7 天收集期内每天在家庭和社区的平均步数。将使用 StepWatch4(Modus,埃德蒙兹,华盛顿州)活动测量和记录每日步数监视器。 在步数评估期间,基于微处理器的加速计将在所有醒着的时间(洗澡除外)佩戴在脚踝周围。
对于目标 2,将在第 1 节和第 12 节(训练 5 周后)后一周的时间内评估踏步活动。参与者将被要求在所有醒着的时间内佩戴显示器。
Minimum lateral Margin Of Stability (MOS)
大体时间:For Aim 1, margin of stability will be calculated at session 1 and after a week on session 2. For Aim 2, margin of stability will be calculated at session 1 and after 5 weeks of training at session 12. Each of these sessions will be two hours long.

Minimum lateral margin of stability is the distance between the lateral extrapolated center of mass (XCOM) and the base of support (BOS), approximated as the lateral position of the 5th metatarsal marker on the side of the last initial contact. Minimum MOS is identified during stance phase of each step. Extrapolated center of mass (XCOM) position is calculated using:

XCOM= COM + COM* √ l/g

For Aim 1, margin of stability will be calculated at session 1 and after a week on session 2. For Aim 2, margin of stability will be calculated at session 1 and after 5 weeks of training at session 12. Each of these sessions will be two hours long.
6 Minute Walk Test (6WMT)
大体时间:For Aim 2, 6WMT will be performed at session 1 and after 5 weeks of training at session 12. Each of these sessions will be two hours long.
6MWT is a sub-maximal exercise test used to assess aerobic capacity and endurance. The distance covered during 6 minutes of walking indicate participants exercise tolerance. The vitals measures before and after the 6MWT indicate the cardiovascular and respiratory response to exercise.
For Aim 2, 6WMT will be performed at session 1 and after 5 weeks of training at session 12. Each of these sessions will be two hours long.

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
步长
大体时间:对于目标 1,步长将在第 1 节和一周后的第 2 节进行计算。对于目标 2,步长将在第 1 节和 5 周训练后的第 12 节进行计算。每个节次为两小时长的。
步长计算为脚初始接触时跟骨标记之间的前后距离。
对于目标 1,步长将在第 1 节和一周后的第 2 节进行计算。对于目标 2,步长将在第 1 节和 5 周训练后的第 12 节进行计算。每个节次为两小时长的。
步宽
大体时间:对于目标 1,步宽将在第 1 节课和一周后的第 2 节课中进行。对于目标 2,将在第 1 节课和 5 周训练后的第 12 节课计算步宽。每个节课将持续两个小时长的。
步宽计算为足部初始接触时左右第五跖骨标记之间的中外侧距离
对于目标 1,步宽将在第 1 节课和一周后的第 2 节课中进行。对于目标 2,将在第 1 节课和 5 周训练后的第 12 节课计算步宽。每个节课将持续两个小时长的。
用力
大体时间:对于目标 2,将在 5 周内的 10 次训练课程中收集参与者的运动水平。每节训练课时长为一小时。
将通过 6-20 分的感知劳累量表和心率来监测参与者的劳累情况,以确定参与者在每次训练期间的表现并跟踪他们的进度。 感知用力的最低分数为 6,最高分数为 20。 分数越高表示运动量越大,分数越低表示运动量越小。
对于目标 2,将在 5 周内的 10 次训练课程中收集参与者的运动水平。每节训练课时长为一小时。
训练期间采取的步数
大体时间:对于目标 2,将在 5 周内的 10 次训练中每次训练后收集训练期间的总步数。每节训练课时长为一小时。
将收集参与者在培训课程期间采取的步数,以确定参与者在每次培训课程期间的表现并跟踪他们的进度。
对于目标 2,将在 5 周内的 10 次训练中每次训练后收集训练期间的总步数。每节训练课时长为一小时。
Chedoke-McMaster 中风评估 (CMSA) 量表
大体时间:对于目标 1 和 2,将在第 1 节中收集 CMSA 量表,以确定参与者的中风恢复情况。本次会议将持续两个小时。
将收集 CMSA 以确定参与者腿部和足部的中风损伤程度。 每个区域(腿和脚)均按 7 分制评分(第 1 阶段到第 7 阶段,分别为大部分损伤到无损伤)。 最低分数为 0 分,最高分数为 7 分。
对于目标 1 和 2,将在第 1 节中收集 CMSA 量表,以确定参与者的中风恢复情况。本次会议将持续两个小时。
心率
大体时间:对于目标 2,将在 5 周内进行 10 次一小时长的训练课程之前和之后收集心率。将在第 1 节课和训练 5 周后的第 12 节课收集生命体征。这两节课的时长均为两个小时。
将收集参与者每分钟心跳次数 (bpm) 的心率,以确定心血管对运动的反应。
对于目标 2,将在 5 周内进行 10 次一小时长的训练课程之前和之后收集心率。将在第 1 节课和训练 5 周后的第 12 节课收集生命体征。这两节课的时长均为两个小时。
血压
大体时间:对于目标 2,将在 5 周内进行 10 次一小时长的训练课程之前和之后收集血压。将在第 1 节课和训练 5 周后的第 12 节课收集生命体征。这两节课的时长均为两个小时。
将收集参与者的血压(以毫米汞柱 (mm Hg) 为单位),以确定心血管对运动的反应。
对于目标 2,将在 5 周内进行 10 次一小时长的训练课程之前和之后收集血压。将在第 1 节课和训练 5 周后的第 12 节课收集生命体征。这两节课的时长均为两个小时。

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:Keith Gordon, PhD、Assistant Professor, Northwestern University

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)

2023年8月18日

初级完成 (实际的)

2025年5月2日

研究完成 (实际的)

2026年5月2日

研究注册日期

首次提交

2023年9月18日

首先提交符合 QC 标准的

2023年10月17日

首次发布 (实际的)

2023年10月19日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2026年5月26日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2026年5月21日

最后验证

2026年5月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • 1R21HD112813-01 (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

这项研究的去识别化数据将上传到西北大学研究和数据存储库 (Arch),以便有兴趣进一步探究数据并进行二次分析的其他各方完全可用。

IPD 共享时间框架

完成学习后

IPD 共享访问标准

数据将公开。

IPD 共享支持信息类型

  • 研究方案

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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