有或没有青春期特发性脊柱侧弯 (AIS) 的女性在上肢运动的站立平衡任务中姿势平衡与腰部和下肢肌肉的肌肉活动之间的关联
青少年特发性脊柱侧弯 (AIS) 是最常见的青少年脊柱三维畸形类型,在香港的患病率为 3.5%,以女性为主。 AIS 会增加脊柱退化、背痛和心肺功能障碍的风险。 AIS 引起的这些损伤可能与脊柱的异常侧偏、轴向旋转和矢状曲线减少有关。 AIS 与不对称的肌肉活动和姿势平衡能力受损有关。 通过肌电图 (EMG) 测量,在不稳定的坐板上向右倾斜的骨盆前倾、后倾和左倾过程中,AIS 的主要曲线向右凸出,表明右侧胸椎和腰椎竖脊肌活动增加。
姿势平衡被定义为在任何姿势或活动中保持、实现和恢复平衡状态的行为。 AIS 中维持姿势平衡的能力受多种因素影响,包括脊柱畸形、不对称肌肉活动、感觉输入改变、中枢整合或运动反应。 以前的研究调查了年轻人的运动反应。 在可移动平台上进行平衡扰动时,他们被发现更多地依赖脚踝策略而不是臀部策略。 在安静姿势下进行 EMG 测量时,当重心前移时,也观察到外侧腓肠肌活动增加。 在一项针对腰痛患者的研究中,发现涉及单臂快速屈伸运动的训练方案可促进腹横肌的激活并改善前馈姿势调整。 调查体感输入与运动反应之间关联的研究有限,特别是下肢肌肉活动和上肢运动对 AIS 平衡控制的影响。 最近的证据还表明,AIS 倾向于高估其脊柱畸形的严重程度,但可以通过增强运动技能来改善他们对身体图式和脊柱弯曲度的感知。 因此,涉及增强运动技能和刺激体感系统的姿势平衡训练将有可能改善运动反应并改善 AIS 中的自我感知身体图式。
研究概览
详细说明
将招募 10 名年龄在 10 至 16 岁之间的女性受试者,如果她们通过标准的站立长时间 X 射线检查被诊断患有 AIS,Cobb 角大于或等于 15°,并且没有事先接受过 AIS 治疗并且被医生批准进行体育锻炼. 如果受试者 (i) Cobb 角大于或等于 40°,(ii) 具有任何已知病因的脊柱侧弯,例如先天性、神经肌肉、代谢和骨骼发育不良,(iii) 已知的内分泌和结缔组织异常,(iv) ) 已知的心脏病或其他可能影响运动安全的疾病,(v) 饮食失调或胃肠道吸收不良,以及 (vi) 目前正在服用影响其骨骼或肌肉新陈代谢的药物。 将招募10名年龄、身高和体重相匹配的健康女性受试者作为对照。 所有受试者都将在社区中招募。
所有受试者将自愿参与本研究。 数据收集前,经研究人员充分解释后,受试者在其父母在场的情况下签署知情同意书。 本研究将在 TWC 研究伦理委员会 (REC) 颁发的低风险/可忽略风险人类研究伦理批准下进行。
研究程序 这项横断面研究将于2021年10月至2022年5月在东华学院医学与健康科学学院物理治疗实验室进行。
实验环境将保持在25摄氏度。 受试者在测试时间之前不应进行任何剧烈运动。
受试者将被要求完成 3 份问卷:香港中文大学:儿童和青少年体育活动评级 (CUHK-PARCY)、Tanner 量表和躯干外观知觉量表 (TAPS) 在实验前确定他们的体育活动水平,性成熟和脊柱畸形的自我认知。 将进行生物电阻抗分析 (BIA) 以收集身体成分数据。 女学生调查员将收集人体测量参数和脊柱畸形数据。
表面 EMG (sEMG) 电极将用于检测平衡任务期间的肌肉活动。 根据用于肌肉无创评估的表面肌电图 (SENIAM) 指南,在应用电极以将皮肤阻抗降低到 5k 欧姆以下之前,将通过一次性剃刀和酒精棉签进行皮肤准备和脱毛。 sEMG 电极将放置在腰椎水平的竖脊肌 (ES) 肌肉腹部(L3 棘突外侧最大的肌肉块)。 对于臀中肌 (GM),电极将放置在髂嵴和大转子之间距离的近端 1/3 处。 对于外侧腓肠肌 (LG),在阻力跖屈期间,电极将放置在肌肉腹部最突出的部分。
在放置 sEMG 进行肌肉活动测量后,受试者的平衡性能将在本体感受稳定性评估机上进行测试。 将执行四项任务,包括: 1) 睁眼注视墙上的设定点(高度 170 厘米,距离 200 厘米),手臂放松放在一边; 2) 闭上眼睛,放松的手臂放在一边; 3) 眼睛随着手臂的动作而睁开,4) 眼睛随着手臂的动作而闭上。 手臂运动是单侧肩部屈曲和双臂伸展,有两种频率(40 bpm 和 120 bpm)。 速度将使用节拍器给出。 每项任务将进行两次测试,两次试验之间至少休息 15 秒。
平衡功能 每次平衡测试的表现将由本体感受稳定性评估机(ProKin 252,TecnoBody®,意大利)记录。 结果将根据椭圆面积(mm2)、周长(mm)、前后标准差(mm)、内侧-外侧标准差、X轴投影上内侧-外侧方向的平均压力中心( mm)、Y轴投影前后方向平均压力中心(mm)、前后位移标准差(mm)、内外位移标准差(mm)、前后平均速度位移 (mm/s)、内侧-外侧位移的平均速度 (mm/s) 和躯干摇摆的标准偏差 (o)。
sEMG 肌肉活动肌肉活动将通过表面肌电图测量,并通过产品代码为 580(Noraxon,美国公司,美国)的 Noraxon 无线 TELEMyo 直接传输系统(TELEmyo DTS)记录。 采样频率为 1000Hz,带宽为 10-500Hz。 肌电信号采集采用直径为15mm的双极氯化银电极,电极间距固定为20mm。 电极将连接到 3 组双侧肌肉的表面,即腰椎竖脊肌 (LES)、臀中肌 (GM) 和外侧腓肠肌 (LG)。 电极的放置将基于以前的研究,以减少标准化 sEMG 信号时的不一致性和受试者间变异性 [21]。 标准化程序将通过要求受试者执行等距最大自主收缩 (MVC) 来完成。 MVC 将通过连接到扁箍筋的 Lafayette 手持式测力计进行测量。 MVC 将按如下所示进行测试。 对于 LES,在俯卧时抵抗腰部伸展对抗下胸部区域 (T12) 上的腰带。 对于 GM,在侧卧时抵抗腰带外展。 对于 LG,在 90º 背屈中抵抗腰带的坐姿踝关节跖屈。
每个实验期间的 sEMG 信号将归一化为等距 MVC 下的 sEMG,并表示为最大 sEMG 活动的百分比 (%EMG_max),以便与 Noraxon 系统中的归一化信号处理程序进行比较。
研究类型
注册 (实际的)
联系人和位置
学习地点
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Hong Kong、香港、000
- Tung Wah College
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
取样方法
研究人群
描述
纳入标准:
(i) Cobb 角大于或等于 40° (ii) 具有任何已知病因的脊柱侧凸,例如先天性、神经肌肉、代谢和骨骼发育不良 (iii) 已知的内分泌和结缔组织异常 (iv) 已知的心脏病或其他可能导致的疾病影响运动的安全性 (v) 饮食失调或胃肠道吸收不良 (vi) 目前正在服用影响其骨骼或肌肉新陈代谢的药物
排除标准:
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学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 观测模型:病例对照
- 时间观点:横截面
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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青少年特发性脊柱侧凸组
将招募年龄在 10 至 16 岁之间的女性受试者,如果她们通过标准的站立长时间 X 光检查被诊断为 AIS,Cobb 角大于或等于 15°,并且没有事先接受 AIS 治疗并且被医生批准进行体育锻炼。
如果受试者 (i) Cobb 角大于或等于 40°,(ii) 具有任何已知病因的脊柱侧弯,例如先天性、神经肌肉、代谢和骨骼发育不良,(iii) 已知的内分泌和结缔组织异常,(iv) ) 已知的心脏病或其他可能影响运动安全的疾病,(v) 饮食失调或胃肠道吸收不良,以及 (vi) 目前正在服用影响其骨骼或肌肉新陈代谢的药物。
所有受试者都将在社区中招募。
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本体感受稳定性评估机(ProKin 252,TecnoBody®,意大利) 主体的平衡性能将在本体感受稳定性评估机上进行测试。 Noraxon 无线 TELEmyo 直接传输系统 (TELEmyo DTS),产品代码为 580 (Noraxon, USA Inc., USA) 采样频率为 1000Hz,带宽为 10-500Hz。 肌电信号采集采用直径为15mm的双极氯化银电极,电极间距固定为20mm。 标准化程序将通过要求受试者执行等距最大自主收缩 (MVC) 来完成。 MVC 将通过连接到扁箍筋的 Lafayette 手持式测力计进行测量。 MVC 将按如下所示进行测试。 每个实验期间的 sEMG 信号将归一化为等距 MVC 下的 sEMG,并表示为最大 sEMG 活动的百分比 (%EMG_max),以便与 Noraxon 系统中的归一化信号处理程序进行比较。
其他名称:
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控制组
将招募10名年龄、身高和体重相匹配的健康女性受试者作为对照。
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本体感受稳定性评估机(ProKin 252,TecnoBody®,意大利) 主体的平衡性能将在本体感受稳定性评估机上进行测试。 Noraxon 无线 TELEmyo 直接传输系统 (TELEmyo DTS),产品代码为 580 (Noraxon, USA Inc., USA) 采样频率为 1000Hz,带宽为 10-500Hz。 肌电信号采集采用直径为15mm的双极氯化银电极,电极间距固定为20mm。 标准化程序将通过要求受试者执行等距最大自主收缩 (MVC) 来完成。 MVC 将通过连接到扁箍筋的 Lafayette 手持式测力计进行测量。 MVC 将按如下所示进行测试。 每个实验期间的 sEMG 信号将归一化为等距 MVC 下的 sEMG,并表示为最大 sEMG 活动的百分比 (%EMG_max),以便与 Noraxon 系统中的归一化信号处理程序进行比较。
其他名称:
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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 |
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平衡功能
大体时间:1小时
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椭圆面积(mm2)、周长(mm)、前后标准差(mm)、内外标准差、X轴投影内外方向平均压力中心(mm)、平均压力中心在Y轴投影前后方向(mm),前后位移标准差(mm),内外位移标准差(mm),前后位移平均速度(mm/s),平均值内侧-外侧位移的速度 (mm/s) 和躯干摇摆的标准偏差 (o)。
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1小时
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肌电图肌肉活动
大体时间:1小时
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1小时
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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躯干旋转角度 (ATR)
大体时间:10分钟
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10分钟
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人体测量
大体时间:5分钟
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站立高度、坐高和臂展
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5分钟
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身体构成
大体时间:5分钟
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体脂量 (BFM)、去脂量 (FFM)、体脂百分比 (%BFM) 和内脏脂肪组织 (VAT)、BMI
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5分钟
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性成熟
大体时间:5分钟
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青春期成熟度水平,包括最接近月份的月经初潮年龄、乳房发育和阴毛分布,将由受试者使用 Tanner 量表进行自我评估
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5分钟
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身体活动水平
大体时间:5分钟
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自我管理的 1 项问卷,测量身体活动水平,同时考虑身体活动的频率、持续时间和强度。
CUHK-PARCY 得出的分数将受试者分为低、中和高体力活动。
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5分钟
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自我感知的脊柱外观
大体时间:5分钟
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躯干外观感知量表 (TAPS) 包括来自 3 个视点的 3 组图形:向后看、在患者弯腰时向头部看(亚当测试)和向前看。
每张图从 1(最大畸形)到 5(最小畸形)打分,通过将 3 张图的分数相加并除以 3 获得平均分
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5分钟
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合作者和调查者
出版物和有用的链接
一般刊物
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