Tämä sivu käännettiin automaattisesti, eikä käännösten tarkkuutta voida taata. Katso englanninkielinen versio lähdetekstiä varten.

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

maanantai 27. heinäkuuta 2026 päivittänyt: 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.

Tutkimuksen yleiskatsaus

Yksityiskohtainen kuvaus

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.

Opintotyyppi

Interventio

Ilmoittautuminen (Arvioitu)

100

Vaihe

  • Ei sovellettavissa

Yhteystiedot ja paikat

Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.

Opiskeluyhteys

Opiskelupaikat

    • Amasya
      • Amasya, Amasya, Turkki (Türkiye), 05100
        • Amasya University
        • Alatutkija:
          • Ertuğrul Deniz Köse, Ph.D
        • Ottaa yhteyttä:
        • Päätutkija:
          • Alpaslan Ersöz, Ph.D
        • Alatutkija:
          • Eylem Küçük, Ph.D

Osallistumiskriteerit

Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.

Kelpoisuusvaatimukset

Opintokelpoiset iät

  • Lapsi
  • Aikuinen

Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia

Ei

Kuvaus

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

Opintosuunnitelma

Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.

Miten tutkimus on suunniteltu?

Suunnittelun yksityiskohdat

  • Ensisijainen käyttötarkoitus: Diagnostiikka
  • Jako: Ei käytössä
  • Inventiomalli: Yksittäinen ryhmätehtävä
  • Naamiointi: Ei mitään (avoin tarra)

Aseet ja interventiot

Osallistujaryhmä / Arm
Interventio / Hoito
Kokeellinen: 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.

Mitä tutkimuksessa mitataan?

Ensisijaiset tulostoimenpiteet

Tulosmittaus
Toimenpiteen kuvaus
Aikaikkuna
Change in Paraspinal Muscle Activation Asymmetry Index
Aikaikkuna: 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

Toissijaiset tulostoimenpiteet

Tulosmittaus
Toimenpiteen kuvaus
Aikaikkuna
Correlation Between EMG-Based Muscle Activation Asymmetry Index and Clinical Treatment Outcome (Cobb Angle Change)
Aikaikkuna: 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
Aikaikkuna: 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

Yhteistyökumppanit ja tutkijat

Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.

Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä

Tutkimusta koskevien tietojen syöttämisestä vastaava henkilö toimittaa nämä julkaisut vapaaehtoisesti. Nämä voivat koskea mitä tahansa tutkimukseen liittyvää.

Opintojen ennätyspäivät

Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan ​​julkisella verkkosivustolla.

Opi tärkeimmät päivämäärät

Opiskelun aloitus (Arvioitu)

Tiistai 1. syyskuuta 2026

Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)

Tiistai 31. elokuuta 2027

Opintojen valmistuminen (Arvioitu)

Torstai 31. elokuuta 2028

Opintoihin ilmoittautumispäivät

Ensimmäinen lähetetty

Keskiviikko 22. heinäkuuta 2026

Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit

Maanantai 27. heinäkuuta 2026

Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)

Perjantai 31. heinäkuuta 2026

Tutkimustietojen päivitykset

Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)

Perjantai 31. heinäkuuta 2026

Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit

Maanantai 27. heinäkuuta 2026

Viimeksi vahvistettu

Keskiviikko 1. heinäkuuta 2026

Lisää tietoa

Tähän tutkimukseen liittyvät termit

Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)

Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?

EI

IPD-suunnitelman kuvaus

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.

Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat

Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta

Ei

Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta

Ei

Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .

Tilaa