Эта страница была переведена автоматически, точность перевода не гарантируется. Пожалуйста, обратитесь к английской версии для исходного текста.

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

27 июля 2026 г. обновлено: 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.

Обзор исследования

Подробное описание

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.

Тип исследования

Интервенционный

Регистрация (Оцененный)

100

Фаза

  • Непригодный

Контакты и местонахождение

В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.

Контакты исследования

Места учебы

    • Amasya
      • Amasya, Amasya, Турция (Туркие), 05100
        • Amasya University
        • Младший исследователь:
          • Ertuğrul Deniz Köse, Ph.D
        • Контакт:
        • Главный следователь:
          • Alpaslan Ersöz, Ph.D
        • Младший исследователь:
          • Eylem Küçük, Ph.D

Критерии участия

Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.

Критерии приемлемости

Возраст, подходящий для обучения

  • Ребенок
  • Взрослый

Принимает здоровых добровольцев

Нет

Описание

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

Учебный план

В этом разделе представлена ​​подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.

Как устроено исследование?

Детали дизайна

  • Основная цель: Диагностика
  • Распределение: Н/Д
  • Интервенционная модель: Одногрупповое задание
  • Маскировка: Нет (открытая этикетка)

Оружие и интервенции

Группа участников / Армия
Вмешательство/лечение
Экспериментальный: 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.

Что измеряет исследование?

Первичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Change in Paraspinal Muscle Activation Asymmetry Index
Временное ограничение: 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

Вторичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Correlation Between EMG-Based Muscle Activation Asymmetry Index and Clinical Treatment Outcome (Cobb Angle Change)
Временное ограничение: 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
Временное ограничение: 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

Соавторы и исследователи

Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.

Спонсор

Публикации и полезные ссылки

Лицо, ответственное за внесение сведений об исследовании, добровольно предоставляет эти публикации. Это может быть что угодно, связанное с исследованием.

Даты записи исследования

Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.

Изучение основных дат

Начало исследования (Оцененный)

1 сентября 2026 г.

Первичное завершение (Оцененный)

31 августа 2027 г.

Завершение исследования (Оцененный)

31 августа 2028 г.

Даты регистрации исследования

Первый отправленный

22 июля 2026 г.

Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества

27 июля 2026 г.

Первый опубликованный (Действительный)

31 июля 2026 г.

Обновления учебных записей

Последнее опубликованное обновление (Действительный)

31 июля 2026 г.

Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества

27 июля 2026 г.

Последняя проверка

1 июля 2026 г.

Дополнительная информация

Термины, связанные с этим исследованием

Другие идентификационные номера исследования

  • Amasya Uni-EMG

Планирование данных отдельных участников (IPD)

Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?

НЕТ

Описание плана 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.

Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы

Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.

Нет

Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Нет

Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .

Подписаться