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分形提示与等时提示在ACL重建术后运动员中的比较 (SyncGait)

2026年9月9日 更新者：Egas Moniz - Cooperativa de Ensino Superior, CRL

比较步态同步至分形与等时性提示对前交叉韧带重建运动员步态变异性和皮质脊髓测量的影响：一项交叉随机对照试验

前交叉韧带（ACL）损伤是运动中最常见且功能受限的膝关节损伤之一，尤其是在涉及旋转动作的运动中。 尽管手术重建和物理康复技术有所进步，许多运动员仍表现出持续的运动控制缺陷和步态变异性增加，这两者都与再损伤风险和长期关节退变风险升高密切相关。 这些缺陷源于生物力学损伤，并破坏了需要皮层重组的前馈输入，从而导致不良神经可塑性。 然而，传统的康复策略常常忽视这一神经维度。 最近的研究结果强调了通过外部聚焦策略（包括感觉运动同步）促进运动变异性和神经可塑性的重要性。 虽然等时性提示（一种不变的刺激）常用，但它们不能反映健康步态的自然波动，并可能降低其复杂性。 相比之下，分形提示引入了类似于自然运动动力学的结构化变异性，并已被证明可以在临床人群中恢复步态复杂性。 然而，目前尚无研究探讨其在ACL重建（ACLR）后对步态变异性和皮质脊髓功能的急性影响。 这项交叉随机对照试验旨在比较单次跑步机行走同步于分形或等时性视觉提示对ACLR运动员步态变异性和皮质脊髓指标的急性影响。 研究者假设，分形提示将急性恢复步态变异性并增强皮质脊髓兴奋性，表现为皮质脊髓兴奋性和皮层内促进增加，以及短间隔皮层内抑制减少，从而促进适应性神经可塑性。 相反，等时性提示预计将维持或降低步态复杂性，而不会改善皮质脊髓指标。 这项研究可能提供对促进神经可塑性和优化ACLR后步态康复非常宝贵的见解，同时也允许客观量化，并旨在将变异性恢复到接近健康个体观察到的水平，从而有助于降低再损伤率。

研究概览

地位

招聘中

条件

干预/治疗

详细说明

本研究将测试一种基于实验室的干预方法，通过步态试验结合感觉运动同步，这是步态康复中旨在恢复或急性改变步态变异性的常用方法。 这项名为SyncGait的干预措施包括在跑步机上行走并与视觉线索同步。 采用交叉设计，每位参与者将完成两次训练，一次使用分形线索（FRC），一次使用等时线索（ISO），顺序随机分配。 每次有线索的试验将持续12分钟，前后均有无线索行走试验。 视觉线索将以移动条的形式呈现在跑步机前方的屏幕上。 在FRC条件下，线索将根据每位参与者的步幅时间变异性进行个性化设置，通过分形算法生成并使用去趋势波动分析进行验证。 在ISO条件下，线索将匹配每位参与者的平均步幅时间，无变异性。 参与者将被指示将重建肢体的脚跟撞击与移动条的顶部同步。 跑步机（Bertec Inc., USA）将以1000 Hz的频率记录步态数据。 每次训练将单独进行，由至少两名经过培训的团队成员监督。 样本量为36名参与者，以确保在5%显著性水平下检测中等效应大小（ηp² = 0.25）时有足够的功效（90%），并考虑了预期的20%脱落率。 为了鼓励参与和保留，参与者将在12个月内收到个性化评估报告和免费等速评估。 数据收集将包括步态和皮质脊髓结果。 步态变异性将从跑步机力数据中分析，重点关注步幅间隔和同步性能。 皮质脊髓结果将使用经颅磁刺激（TMS）与BiStim2刺激器（Magstim®, UK）进行评估。 肌电图（Delsys Trigno, AD Instruments, NZ）将从股四头肌和腘绳肌记录，而膝关节力量将使用等速测力计（Humac Norm, USA）评估。 标准化电极放置和收缩协议将确保可重复性。 在测试期间，单脉冲和配对脉冲TMS协议将在最大自主收缩的10%下应用。 每个条件将收集十个刺激，提供兴奋性和抑制的可靠估计。 视觉反馈将帮助参与者在整个评估过程中保持所需的收缩水平。 统计分析将从正态性测试（Shapiro-Wilk）开始。 线性混合模型（时间 × 线索条件）将用于主要和次要结果。 事后比较将使用Bonferroni校正。 同步准确性将与配对t检验进行比较。 统计显著性将设置为p < 0.05，分析将使用Jamovi软件进行。 本协议旨在严格测试分形线索是否能与传统的等时线索相比，在ACL重建运动员中恢复健康的步态变异性模式并增强皮质脊髓兴奋性。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

36

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

研究联系人备份

学习地点

  • 葡萄牙
    • Monte de Caparica
      • Almada、Monte de Caparica、葡萄牙、2829-511

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

接受健康志愿者

不

描述

纳入标准：

  • 接受单侧前交叉韧带重建手术不到2年；
  • 获得医疗许可，受伤肢体完全负重至少2周；
  • 能够独立无痛行走；
  • 符合运动员定义：定期训练以提高表现，积极参加比赛或正式注册于体育联合会或协会；
  • 必须能够理解并执行要求的任务。

排除标准：

  • 任一侧膝盖曾接受过手术的参与者；
  • 前交叉韧带损伤与手术间隔超过3个月者；
  • 手术与开始物理治疗间隔超过2周；
  • 过去6个月内下肢有其他肌肉骨骼损伤；
  • 过去18个月内接受过其他肌肉骨骼手术；
  • 有运动系统疾病史的参与者，如神经系统、心血管、肺部、皮肤或内分泌疾病；
  • 有前庭或体感系统疾病或视力障碍，影响观看任务所需节拍器的参与者；
  • 使用可能影响运动和平衡的药物。

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：基础科学
  • 分配：随机化
  • 介入模型：交叉作业
  • 屏蔽：双倍的

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的：分形提示，然后等时提示
参与者暴露于与视觉分形节拍器同步的12分钟跑步机行走，该节拍器根据步态时间变异性进行个性化设置。 经过1周的洗脱期后，参与者将暴露于与视觉等时节拍器同步的12分钟跑步机行走，该节拍器具有固定的步态时间。
设备：分形提示
与视觉分形节拍器同步的步行。
设备：同步提示
与视觉等时性节拍器同步行走。
实验性的：同步提示，然后分形提示
参与者暴露于与视觉等时性节拍器同步的12分钟跑步机步行，具有固定步态时间。经过1周的洗脱期后，参与者将暴露于与视觉分形节拍器同步的12分钟跑步机步行，该节拍器根据步态时间变异性进行个性化设置。
设备：分形提示
与视觉分形节拍器同步的步行。
设备：同步提示
与视觉等时性节拍器同步行走。

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
通过跨步间隔分形标度指数测量的步态变异性
大体时间：干预前（40分钟前）和干预后（40分钟后）
分形标度指数α（α-ISI）将通过计算同一只脚两次连续脚跟触地之间的时间来确定。 首先，研究人员将识别主导脚的脚跟触地事件。 为改进该事件的识别，信号将使用截止频率为20 Hz的二阶零滞后低通巴特沃斯滤波器进行滤波。 然后，使用去趋势波动分析（DFA）确定分形标度，即复杂性的一个指标。 DFA是一种改进的随机游走分析，利用了长程相关时间序列。 长程相关可以通过简单积分映射到自相似计算。
干预前（40分钟前）和干预后（40分钟后）
通过运动诱发电位幅度测量的皮质脊髓兴奋性
大体时间：基线（干预前）和干预后即刻
使用Spike2软件（版本10；Cambridge Electronic Design，英国剑桥）进行，随后导出至MATLAB R2018a（The MathWorks，美国马萨诸塞州纳蒂克）进行处理和分析。 皮质脊髓兴奋性将通过单脉冲TMS刺激引发的MEPs峰峰值幅度进行量化，每位参与者的数值将在10次试验中取平均值。
基线（干预前）和干预后即刻
皮质静默期（SP）持续时间
大体时间：基线（干预前）和干预后立即
静默期将计算为从MEP开始到自主EMG活动恢复的时间，表示为SP = 自主EMG活动恢复时间 - MEP开始时间（58），并在所有10次刺激中取平均值。
基线（干预前）和干预后立即
皮层内易化 (ICF)
大体时间：基线（干预前）和干预后即刻
ICF将使用相同的计算方法确定，但刺激间隔为12毫秒（ICF = 条件化MEP / 对照MEP）。
基线（干预前）和干预后即刻
短间隔皮层内抑制（SICI）
大体时间：基线（干预前）和干预后立即
SICI将计算为使用配对脉冲TMS协议（刺激间隔：3毫秒）引发的条件性MEP与从AMT评估获得的对照MEP之间的比率，表示为SICI = 条件性MEP / 对照MEP。
基线（干预前）和干预后立即

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
变异性幅度
大体时间：干预前（40分钟前）和干预后（40分钟后）
计算步幅间隔的变异系数，表示变异程度的大小。
干预前（40分钟前）和干预后（40分钟后）
同步精度
大体时间：干预期间
异步性（ASYNC），即脚跟触地与提示音之间的时间差，以毫秒表示。 这将用于确保主要结果的差异不是不同同步表现的结果。 ASYNC的负值表示脚跟触地发生在提示音之前。 ASYNC提供了关于所用策略和同步过程表现的信息，作为一个控制参数，以可靠地解释我们在步态复杂性方面的结果。
干预期间

其他结果措施

结果测量
措施说明
大体时间
按Lysholm膝关节评分（LKS）分组的样本人口学特征。
大体时间：在第一次治疗开始时（第1天）
LKS展现出良好的内部一致性（Cronbach's α = 0.802）和较高的重测信度（ICC = 0.859）。 LKS包含8个项目，每个项目有3到6个封闭式回答选项，评估膝关节功能的不同方面，如疼痛、肿胀、交锁和不稳定。 该量表可在约5分钟内完成，得分越高表示膝关节功能越好。
在第一次治疗开始时（第1天）
按Tegner活动量表（TAS）划分的样本人口学特征
大体时间：在第一个疗程开始时（第1天）
TAS显示出良好的内部一致性（克朗巴哈系数 α = 0.802）和较高的重测信度（ICC = 0.972）。 TAS包含一个包含11个活动级别（0-10）的单项，反映了递增的身体需求。 该量表可在约2分钟内完成，得分越高表示身体活动水平越高（TAS）。
在第一个疗程开始时（第1天）
样本的坦帕运动恐惧量表（TSK）人口统计学特征
大体时间：在第一次治疗开始时（第1天）
TSK量表包含13个条目，采用4点李克特量表评分（1=非常不同意至4=非常同意），总分范围13-52分，分数越高表明运动恐惧程度越高。 完成该量表需4-6分钟，并表现出良好的内部一致性（α=0.82）和重测信度（ICC=0.99），证实其在评估运动恐惧方面的可靠性。
在第一次治疗开始时（第1天）

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。

赞助

Egas Moniz - Cooperativa de Ensino Superior, CRL

调查人员

  • 研究主任：João R Vaz, PhD、Egas Moniz School of Health & Science

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10月3日

初级完成 (估计的)

2026年11月1日

研究完成 (估计的)

2026年12月1日

研究注册日期

首次提交

2025年9月16日

首先提交符合 QC 标准的

2025年11月17日

首次发布 (实际的)

2025年11月24日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2026年9月11日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2026年9月9日

最后验证

2026年9月1日

更多信息

与本研究相关的术语

关键字

其他研究编号

  • SyncGait-5725

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)？

是的

IPD 计划说明

所有原始数据将在主管的机构个人Microsoft 365账户中存储五年，之后将被永久删除。 数据将使用唯一的编码数字ID进行匿名记录，仅主管知晓该编码。 数据库将采用Excel格式。 编码后的数据集可能会与其余研究团队成员以及研究将发表的期刊共享，期刊可能会在发表后一年内向科学界提供这些数据。

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

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