Tato stránka byla automaticky přeložena a přesnost překladu není zaručena. Podívejte se prosím na anglická verze pro zdrojový text.

Wireless EMG-Based Monitoring of Paraspinal Muscle Activation in Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS-EMG)

27. července 2026 aktualizováno: Ertugrul Deniz Kose

Design of a Wireless and Non-Invasive EMG-Based Embedded Measurement System for Monitoring Muscle Activation Asymmetries in Scoliosis

This study aims to develop and evaluate a wireless, non-invasive, embedded electromyography (EMG) system for monitoring paraspinal muscle activation asymmetries in adolescents with idiopathic scoliosis. Surface EMG electrodes will be placed bilaterally around the apical vertebra of the spinal curve to record muscle activity during static (seated) and dynamic (trunk extension) tasks. Measurements will be taken longitudinally over the course of physiotherapy treatment to evaluate whether the recorded muscle activity patterns can serve as an objective, non-invasive indicator of treatment response, potentially reducing reliance on repeated radiographic (X-ray) follow-up.

Přehled studie

Detailní popis

Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is a three-dimensional spinal deformity typically diagnosed and monitored through radiographic assessment of the Cobb angle. While imaging remains the clinical gold standard, it involves radiation exposure and is typically performed at limited intervals, making it less suitable for frequent, short-term monitoring of treatment response. Prior research has shown that paraspinal muscle activation asymmetries - particularly increased convex-side activation near the apex of the curve - are consistently observed in AIS and may serve as early, objective markers of curve progression and treatment response, as demonstrated in prospective cohort and machine-learning-based studies.

This study will use a custom-developed, low-power, wireless, embedded surface EMG (sEMG) measurement system, consisting of skin-surface EMG electrodes, an analog front-end (AFE) for signal conditioning and digitization, and a microcontroller-based wireless communication module. EMG signals will be sampled at a minimum of 1000 Hz using a differential (bipolar) electrode configuration to minimize noise and common-mode interference.

Electrodes will be placed bilaterally on the paraspinal muscles at the level of the apical vertebra of the major spinal curve, approximately 3 cm lateral to the spinous process, oriented parallel to the muscle fibers. Standard skin preparation procedures (shaving, alcohol cleaning) will be used to reduce skin impedance prior to electrode placement.

EMG recordings will be performed under two task conditions: a static task, in which participants sit upright with hips and knees flexed at 90°, arms at their sides, and feet on the floor; and a dynamic task, in which participants perform active trunk extension in the prone position for a defined number of repetitions. These tasks are designed to capture both static postural and dynamic movement-related muscle activation patterns.

Recorded EMG signals will be processed to calculate root mean square (RMS) and mean absolute value (MAV) parameters, with frequency-domain (FFT) analysis performed as needed. Convex- and concave-side RMS values at each vertebral level will be used to derive muscle activation ratios and asymmetry indices. Measurements will be repeated at different time points over the course of physiotherapy treatment to evaluate longitudinal changes in muscle activation patterns, and associations between EMG-based indices and clinical treatment outcomes will be examined using appropriate statistical methods.

The study is being conducted in two phases: an initial technical validation phase, in which system performance is verified using commercial EMG sensor evaluation boards and microcontroller-based development platforms; and a subsequent phase in which a custom-designed wireless sEMG system (incorporating a proprietary analog front-end and embedded control unit) is evaluated for feasibility and usability in monitoring muscle activation patterns in scoliosis patients during physiotherapy. Only the human-subjects (clinical) component of this work is registered here; the underlying hardware/firmware engineering and bench validation are not within the scope of this trial record.

Typ studie

Intervenční

Zápis (Odhadovaný)

100

Fáze

  • Nelze použít

Kontakty a umístění

Tato část poskytuje kontaktní údaje pro ty, kteří studii provádějí, a informace o tom, kde se tato studie provádí.

Studijní kontakt

Studijní místa

    • Amasya
      • Amasya, Amasya, Turecko (Türkiye), 05100
        • Amasya University
        • Dílčí vyšetřovatel:
          • Ertuğrul Deniz Köse, Ph.D
        • Kontakt:
        • Vrchní vyšetřovatel:
          • Alpaslan Ersöz, Ph.D
        • Dílčí vyšetřovatel:
          • Eylem Küçük, Ph.D

Kritéria účasti

Výzkumníci hledají lidi, kteří odpovídají určitému popisu, kterému se říká kritéria způsobilosti. Některé příklady těchto kritérií jsou celkový zdravotní stav osoby nebo předchozí léčba.

Kritéria způsobilosti

Věk způsobilý ke studiu

  • Dítě
  • Dospělý

Přijímá zdravé dobrovolníky

Ne

Popis

Inclusion Criteria:

  • Diagnosed with adolescent idiopathic scoliosis
  • Cobb angle between 10° and 25°
  • No prior surgical or conservative treatment for scoliosis

Exclusion Criteria:

  • Neurological disease
  • Significant concomitant orthopedic problems
  • Back pain severe enough to interfere with the measurement process

Studijní plán

Tato část poskytuje podrobnosti o studijním plánu, včetně toho, jak je studie navržena a co studie měří.

Jak je studie koncipována?

Detaily designu

  • Primární účel: Diagnostický
  • Přidělení: N/A
  • Intervenční model: Přiřazení jedné skupiny
  • Maskování: Žádné (otevřený štítek)

Zbraně a zásahy

Skupina účastníků / Arm
Intervence / Léčba
Experimentální: Experimental: Wireless EMG Monitoring
All enrolled participants (adolescents with idiopathic scoliosis, Cobb angle 10°-25°) will undergo surface EMG monitoring using the study's custom-developed wireless, embedded measurement system. Bilateral paraspinal EMG recordings will be obtained at the level of the apical vertebra during standardized static (seated) and dynamic (prone trunk extension) tasks. Measurements will be repeated at multiple time points over the course of each participant's physiotherapy treatment to longitudinally assess muscle activation asymmetry.
A custom-developed, low-power, wireless, non-invasive surface EMG system consisting of skin-surface electrodes, an analog front-end (AFE) for signal conditioning and digitization, and a microcontroller-based wireless communication module. Electrodes are placed bilaterally on the paraspinal muscles at the apical vertebra level, approximately 3 cm lateral to the spinous process. EMG signals are sampled at ≥1000 Hz using a differential (bipolar) configuration and analyzed for root mean square (RMS), mean absolute value (MAV), and frequency-domain (FFT) parameters to quantify muscle activation asymmetry between the convex and concave sides of the spinal curve.

Co je měření studie?

Primární výstupní opatření

Měření výsledku
Popis opatření
Časové okno
Change in Paraspinal Muscle Activation Asymmetry Index
Časové okno: Baseline and through study completion, an average of 1 year
An asymmetry index will be calculated from bilateral surface EMG RMS (root mean square) values recorded at the apical vertebra level during static and dynamic tasks, comparing convex- and concave-side paraspinal muscle activation. Change in this index over the course of treatment will be evaluated.
Baseline and through study completion, an average of 1 year

Sekundární výstupní opatření

Měření výsledku
Popis opatření
Časové okno
Correlation Between EMG-Based Muscle Activation Asymmetry Index and Clinical Treatment Outcome (Cobb Angle Change)
Časové okno: Baseline and through study completion, an average of 1 year
The relationship between change in EMG-derived muscle activation asymmetry and change in Cobb angle (measured via standard clinical radiography) will be evaluated using appropriate correlation analysis.
Baseline and through study completion, an average of 1 year
Device Signal Acquisition Success Rate
Časové okno: through study completion, an average of 1 year
The proportion of EMG recording sessions in which signal quality meets predefined criteria for analysis (e.g., acceptable signal-to-noise ratio, no excessive artifact), assessing the technical feasibility of the wireless embedded measurement system in a clinical setting.
through study completion, an average of 1 year

Spolupracovníci a vyšetřovatelé

Zde najdete lidi a organizace zapojené do této studie.

Publikace a užitečné odkazy

Osoba odpovědná za zadávání informací o studiu tyto publikace poskytuje dobrovolně. Mohou se týkat čehokoli, co souvisí se studiem.

Termíny studijních záznamů

Tato data sledují průběh záznamů studie a předkládání souhrnných výsledků na ClinicalTrials.gov. Záznamy ze studií a hlášené výsledky jsou před zveřejněním na veřejné webové stránce přezkoumány Národní lékařskou knihovnou (NLM), aby se ujistily, že splňují specifické standardy kontroly kvality.

Hlavní termíny studia

Začátek studia (Odhadovaný)

1. září 2026

Primární dokončení (Odhadovaný)

31. srpna 2027

Dokončení studie (Odhadovaný)

31. srpna 2028

Termíny zápisu do studia

První předloženo

22. července 2026

První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality

27. července 2026

První zveřejněno (Aktuální)

31. července 2026

Aktualizace studijních záznamů

Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)

31. července 2026

Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality

27. července 2026

Naposledy ověřeno

1. července 2026

Více informací

Termíny související s touto studií

Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)

Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?

NE

Popis plánu IPD

Individual participant data will not be shared. EMG recordings, clinical assessment data (including Cobb angle measurements), and other study data will be stored securely and will be accessible only to the research team. Personal identifying information will be kept separate from the analysis dataset. Study findings will be reported in aggregate form in scientific publications, without disclosing any individual participant's identity or raw data.

Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty

Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA

Ne

Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA

Ne

Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .

Předplatit