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BCI辅助SCS-EXS用于步态优化 (BASEGO)

2025年5月14日 更新者:Wanru Duan、Xuanwu Hospital, Beijing

基于植入式脑机界面和脊髓损伤外骨骼(baseGO)的时空脊髓刺激

这项临床试验的目的是评估新型脑机界面(BCI)辅助脊髓刺激(SCS)和外骨骼(EXS)在脊髓损伤患者(SCI)中的安全性和技术可行性。 主要目的是确定BCI-SCS-EXS系统是否可以安全有效地改善慢性SCI患者的下肢运动功能和生活质量。

参与者人数:

年龄14-65岁的成年人(性别/性别不限)。 慢性SCI(伤害后≥6个月)被归类为亚洲A,B或C的患者。

具有稳定的健康状况,MMSE≥22和中等教育或以上的个人。

主要问题:

  1. BCI-SCS-EXS系统是否安全并且在技术上可用于SCI康复?
  2. 该系统是否改善了SCI患者的下肢运动功能和生活质量?

干预措施:

参与者将接受以下程序:

第一阶段(植入):

BCI植入:放置在运动皮层上的ECOG电极解码下肢运动意图。

SCS电极植入:用于靶向脊髓刺激的T11-L2处的5-6-5桨电极。

第二阶段(系统校准):

BCI-SCS同步:解码电动机意图的校准以触发SCS参数。

SCS-EXO同步:SCS脉冲与外骨骼辅助步态训练的整合。

第三阶段(康复):

每日BCI-SCS-EXS培训课程(60分钟,每周5次,为期1年)。 基于性能的刺激参数和外骨骼支持的自适应调整。

远程监视技术问题的设备性能和紧急干预。

结果指标:

主要:安全性(不良事件,设备性能,同步指标)。 次要:功效(运动功能,神经生理功能,生活质量)。

道德与安全:

将获得所有参与者的知情同意。 根据CTCAE 5.0指南,将监视和报告不良事件。

参与者的机密性将严格维护。 这项研究将为BCI-SCS-EXO系统的安全性和可行性提供基本证据,为SCI康复中未来的随机对照试验铺平了道路。

研究概览

研究类型

介入性

注册 (估计的)

3

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。

学习联系方式

学习地点

    • Beijing
      • Beijing、Beijing、中国、100053
        • 招聘中
        • Xuanwu Hospital ,Capital Medical University
        • 接触:

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

  • 孩子
  • 成人
  • 年长者

接受健康志愿者

不

描述

纳入标准:

  • 年龄14-65岁,任何性别。
  • 由于病史,体格检查和辅助检查证实,由于创伤,炎症,肿瘤,血管疾病或医源性因素引起的脊髓损伤(SCI)临床诊断,导致下肢运动功能障碍。
  • SCI诊断为≥6个月前,连续常规康复(例如,物理治疗,针灸,水疗,每天≥3小时)≥1个月,在过去两个月中没有显着改善运动功能。
  • 亚洲损伤量表(AIS)A级,B或C基于脊髓损伤神经系统分类的国际标准(ISNCSCI)。
  • 良好的一般健康,预期寿命≥12个月。
  • 小精神状态检查(MMSE)得分≥22。
  • 中学或更高的教育程度。
  • 愿意参加,提供知情同意并遵守研究后续行动。

排除标准:

  • 影响下肢运动功能的脊髓损伤(SCI)以外的其他疾病,包括脑部疾病(例如脑肿瘤,中风),下肢血管疾病(例如下肢血管闭塞),周围神经疾病,下肢神经疾病,下肢骨骼疾病或下肢骨骼疾病或关节疾病(例如,骨骨疾病)。
  • 需要连续的医疗干预措施(例如气管插管,鼻胃喂养)来维持关键的生理功能(例如,心跳,呼吸,吞咽)。
  • 下肢骨骼或肌肉的先天或获得的结构异常。
  • 存在手术禁忌症(例如,与麻醉相关的不良反应,凝结风险或外科医生对手术不合适的确定)。
  • 除了SCS或BCI设备(例如起搏器,除颤器,药物输液泵,人工耳蜗,骨神经刺激剂)外,存在主动植入器设备。
  • 由于其他疾病治疗或研究,无法在设备植入期间接收植入式设备,或者需要磁共振成像(MRI)。
  • MRI显示运动功能区域的结构损伤> 50%(前后和中心后环,腹侧感觉运动区域,中部颞叶,Broca的区域,Wernicke的区域,wernicke的区域,Geschwind的区域)或DTI显示内部囊后肢的损坏> 50%。
  • 严重的心血管疾病:高于II级的心肌缺血或心肌梗塞,不受控制的心律不齐(包括男性的QTC间隔≥450毫秒,女性≥470毫秒),IIII-IV级心力衰竭(NYHA分类)或超声心动图显示LVEF <50%。
  • 凝血异常(INR> 1.5 ULN,PT> ULN +4 S或APTT> 1.5 ULN),出血趋势或接受溶栓或抗凝治疗。
  • 在手术前4周内(需要静脉注射抗生素,抗真菌药或抗病毒药物)或腰部软组织感染,或者在筛查前或手术前无法解释的发烧> 38.5℃。
  • HIV感染,获得的免疫缺陷综合征(AIDS),活性结核病,活性丙型肝炎(HBVDNA≥500IU/mL),丙型肝炎(阳性HCV抗体和可检测的HCV-RNA)或乙型肝炎B和C的共感染。

严重的脑血管事件(包括短暂性缺血发作,脑出血,脑梗塞),深静脉血栓形成或入学前12个月内的肺栓塞。

  • 转移性恶性肿瘤或未处理的恶性肿瘤。
  • 在入学前4周内进行重大手术或严重的外伤,骨折或溃疡。
  • 吸毒或酗酒等上瘾的习惯。
  • 精神药物滥用的病史,无法控制或存在精神障碍,包括主要的精神疾病(例如抑郁症[BDI评分> 20],焦虑症,强迫症,精神分裂症,自闭症,自闭症,慢性睡眠障碍,意识障碍)。
  • 怀孕,母乳喂养,计划怀孕或没有可靠的避孕妇女。
  • 在过去一个月内参加其他临床试验。
  • 受试者,家庭成员或护理人员的认知障碍或依从性不佳,或者无法完成至少12个月的随访和康复培训。
  • 由研究人员确定的其他条件增加了研究参与或设备使用的风险。

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:BCI-SCS-EXO
参与者将接受BCI-SCS-EXS干预,涉及高密度ECOG电极以及SCS电极的隐含。 该系统将进行校准,以将BCI代码的电动机与SCS参数同步,并与外骨骼(EXS)集成以提供同步步态辅助。 安全性评估将在干预后的1、2、3、6和12个月进行。

参与者将接受BCI-SCS-EXS干预措施,旨在增强脊髓损伤(SCI)的神经康复。 干预措施包括:

  1. BCI植入:放置在运动皮层上的高密度ECOG电极以解码下肢运动意图。
  2. SCS电极植入:在T11-L2植入的5-6-5桨电极以提供靶向的脊髓刺激。
  3. 系统校准:BCI-SCS同步以基于解码的电动机意图触发刺激参数。 SCS-EXS集成以提供同步步态辅助。
  4. 康复培训:每日培训课程(1年/周5次,每周5次)结合了BCI-SCS-EXS。
  5. 随访:干预后1、2、3、6和12个月的安全性和功效评估。

该干预措施旨在通过脑控制的脊柱激活和同步外骨骼辅助来促进神经可塑性和功能恢复。

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
根据CTCAE v6.0,AES的内容和数量及其严重性
大体时间:植入后0-12个月
BCI-SCS-EXS系统的安全性是通过关注与试用设备(BCI,SCS和EXS)相关的不良事件(AE)来评估的。 AES根据其严重性和与设备的关系进行记录和分类。 根据CTCAE v6.0,计算为AE的内容和数量及其严重程度的主要结果度量。 该指标概述了BCI-SCS-EXS系统的安全性。
植入后0-12个月

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
BCI的信号采集正常率
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
信号采集正常速率被量化为成功捕获的高质量ECOG信号段与预定义长度段的总数的比率。 通过分析符合预定义质量标准(SNR)> 10 dB的细分段的比例来计算该度量。 该费率表示为百分比,并反映了BCI系统在捕获可用信号时的可靠性。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
BCI电极的电极阻抗
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
测量电极阻抗以确保最佳信号传输。 使用具有低噪声前置放大器和阻抗检测软件的脑电图采集系统评估阻抗。 以kilohms(kΩ)表示的阻抗值反映了电极和头皮之间的电阻。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
BCI的有效渠道计数
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
有效的通道计数是通过超过10 dB的信噪比(SNR)的通道数来量化的。 通过分析每个通道的功率谱密度来计算SNR。 该计数反映了系统可靠捕获高质量神经信号的能力。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
SCS的电极阻抗稳定性
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
通过定期测量每个SCS电极通道的阻抗来评估电极阻抗稳定性。 使用与SCS系统集成的校准阻抗表测量阻抗。 通过计算一段时间内阻抗值的变异系数(CV)来量化稳定性。 较低的简历表示更稳定的阻抗。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
SCS的位置稳定性
大体时间:植入后0、3、6、12个月
使用X射线成像评估位置稳定性,以确认相对于T12椎体的SCS电极的放置。 通过将初始位置与随后的测量随着时间的推移进行比较来量化稳定性。 大于2 mm的位置移位被认为是显着的,这表明潜在的不稳定。
植入后0、3、6、12个月
SC的电池故障率
大体时间:植入后0-12个月
通过记录研究期内意外电池故障或关闭的数量来量化电池故障率。 该指标计算为此类事件的总数除以电池运行日的总数。 该费率表示为一个百分比,以反映SCS系统随着时间的推移的可靠性。
植入后0-12个月
BCI-SCS匹配的命令触发成功率
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
命令触发成功率被量化为成功激活SCS系统的BCI命令的百分比。 这被计算为将成功触发器的数量除以5分钟内发布的BCI命令总数。 该速率表示为一个百分比,较高的值表明更可靠的BCI-SC同步。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
BCI-SCS匹配的延迟漂移偏差
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
延迟漂移偏差是通过测量BCI命令发行与SCS响应之间实际延迟的时间偏差来量化的。 该偏差计算为5分钟试验中毫秒的平均差异。 较低的值表示BCI和SCS系统之间的同步更加精确。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
BCI脑信号解码的识别精度
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
通过使用混乱矩阵来评估运动意图解码的精度,通过离线分析来量化识别精度。 计算精度是正确解码命令与分析的命令总数的比率,该命令表示为百分比。 较高的精度值表示更可靠的BCI信号解码。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
BCI脑信号解码的潜伏期
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
延迟被量化为从获得ECOG信号到Control命令的生成的时间间隔。 这是使用信号捕获和命令输出之间的时间戳同步以毫秒来测量的。 较低的延迟值表示BCI系统的实时解码性能更有效。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
步态触发SCS-EXS匹配的延迟
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
步态触发延迟被量化为从SCS脉冲开始到外骨骼关节运动开始的时间间隔。 使用SCS设备和外骨骼运动传感器的同步数据记录来测量此延迟,并以毫秒为单位计算时间差。 较低的值表示脊髓刺激和外骨骼辅助步态之间的同步更为精确。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
SCS-EXS匹配的联合运动一致性
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
通过测量使用Pearson相关系数测量髋/膝/踝关节运动与SCS刺激脉冲之间的相关性来量化关节运动的一致性。 通过运动传感器捕获关节运动,而SCS脉冲则由刺激装置记录。 对每个关节计算皮尔逊系数,其值接近+1或-1,表明关节运动和刺激时间之间的一致性更强。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
下肢运动评分(LEM)
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
LEM通过评估每个肌肉组的肌肉强度从0(无运动)到5(正常强度)的肌肉强度来量化下肢关键肌肉群的运动功能恢复。 总分数是通过求和Iliopsoas,股四头肌股骨和胫骨前肌肉的单个肌肉得分来计算的,其得分较高,表明更好的运动功能恢复。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
下肢的肌肉力量
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
使用医学研究委员会(MRC)的分级量表评估肌肉力量,股股骨,股骨,胃肌和胫骨前肌肉。 MRC量表范围为0到5,其中0表示没有肌肉收缩,5表示正常强度。 单独评估每个肌肉群,并记录得分以量化每个肌肉的强度。 较高的MRC等级表明肌肉功能更好。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
协助站立时间
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
辅助站立时间被量化,因为持续时间患者可以在外骨骼辅助方面独立站立。 使用秒表或计时软件以几秒钟的速度测量。 评估是在标准化环境中进行的,以确保一致性。 更长的持续时间表明站立耐力和稳定性提高。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
10米步行测试(10MWT)
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
10MWT测量步行或辅助步行速度在10米远的距离上。 步行速度是通过将患者按照舒适的速度行走10米所需的时间来计算的。 然后以每秒(m/s)米表示速度。 较高的步行速度表明移动性和功能恢复更好。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
步态步长
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
这些指标是使用运动分析系统捕获的。 步长在10MWT期间以厘米为单位进行测量。 较高的步长表示改善的步行功能。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
步态关节范围
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
这些指标是使用运动分析系统捕获的。 在10MWT期间,运动的关节运动范围以程度测量。 较高的关节运动范围表明步行功能改善。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
步态对称性
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
这些指标是使用运动分析系统捕获的。 通过比较四肢之间的步骤的一致性,可以在10MWT期间测量步态对称性。 更对称的步态模式表明步行功能改善。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
表面肌电图(SEMG)
大体时间:时间范围:植入后0、1、2、3、6、12个月
SEMG测量腿部和膝盖伸展过程中的静止和特定于任务的肌肉活动。 使用位于目标肌肉上的表面电极捕获肌肉活性,并记录在微伏(µV)中的信号。 通过在定义的周期内计算信号的根平方(RMS)来量化活性。 较高的RMS值表明在特定任务期间的肌肉激活更大。
时间范围:植入后0、1、2、3、6、12个月
神经传导速度
大体时间:植入后0、6、12个月
通过EMG量化神经传导速度,以评估肢体肌肉中神经信号传播的效率。 这涉及刺激特定神经并记录所得的肌肉动作电位。 传导速度是通过测量刺激点和记录电极之间的距离来计算的,除非以每秒(m/s)为单位表示诱发响应的潜伏期。 较高的值表示更有效的神经传导。
植入后0、6、12个月
尿动力学
大体时间:植入后0、6、12个月
通过测量膀胱残留体积和最大游离尿液流量来量化尿动力学。 使用超声或导管插入术以毫升(ML)表示膀胱残留体积。 在自发空隙期间测量最大游离尿液流量,以每秒毫升(mL/s)表示。 这些参数提供了有关膀胱功能和尿路效率的见解。
植入后0、6、12个月
SF-36健康调查
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
SF-36健康调查通过标准化问卷量化了与身心健康相关的生活质量。 该调查包括多个领域,例如身体机能,由于身体健康,身体疼痛,一般健康感知,活力,社交功能,情绪问题和心理健康造成的角色限制。 每个领域的评分从0到100,得分较高,表明健康状况和生活质量更好。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
SCI-QOL心理适应子量表
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
SCI-QOL心理适应量表通过一系列李克特级项目量化了对脊髓损伤(SCI)的心理适应。 该子量表评估了心理健康的各个方面,包括情绪健康,抑郁,焦虑,污名,悲伤/损失,自我评估和心理创伤。 每个项目的评分从1到5分,得分较高,表明心理适应和心理健康。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
MMSE认知功能
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
小精神状态检查(MMSE)评估了方向,注册,注意力,回忆和语言,分数范围从0到30不等,其中较高的分数表明认知功能更好。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
MOCA认知功能
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
蒙特利尔认知评估(MOCA)评估了更广泛的认知领域,包括注意力,执行功能,记忆,语言,视觉空间能力和抽象,分数为0到30。 这两种测试的得分较高均表明更好的认知表现。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
疼痛强度
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
使用视觉模拟量表(VAS)量化疼痛强度。 要求患者的疼痛连续量表从0到10,其中0代表疼痛,10代表最严重的疼痛。 分数记录在数值中,得分较低,表明疼痛强度较小。
植入后的0、1、2、3、6、12个月
辅助设备的社会心理影响
大体时间:植入后的0、1、2、3、6、12个月
使用辅助设备量表(PIADS)的社会心理影响评估辅助设备的心理影响。 该量表评估了辅助设备对个人能力,适应性和自尊心的影响。 每个领域的评分从-3到+3,较高的正分数表明对社会心理健康的影响更大。
植入后的0、1、2、3、6、12个月

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。

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)

2025年4月23日

初级完成 (估计的)

2026年5月1日

研究完成 (估计的)

2027年4月30日

研究注册日期

首次提交

2025年4月2日

首先提交符合 QC 标准的

2025年4月14日

首次发布 (实际的)

2025年4月23日

研究记录更新

最后更新发布 (估计的)

2025年5月20日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2025年5月14日

最后验证

2025年5月1日

更多信息

与本研究相关的术语

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

不

IPD 计划说明

由于包含与BCI-SCS-EXS系统的开发和操作有关的专有和商业敏感信息,因此不会共享个别参与者数据(IPD)。 数据包含技术规格,算法细节和性能指标,这些指标被协作研究机构和行业合作伙伴保护为知识产权。 共享此类数据可能会损害竞争优势,阻碍未来的创新,并违反机密协议。 但是,将根据合理的要求提供汇总和匿名的结果,以进行科学和监管目的,从而在维护商业利益的同时确保透明度。

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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