退行性脊柱疾病中的步态与脊柱旁表面肌电图 (TDGKSEPDSD)
2025年12月15日 更新者：Xuanwu Hospital, Beijing
退行性脊柱疾病中时空步态参数与椎旁表面肌电参数的比较分析：基于运动捕捉与肌电信号集合平均的横断面研究
这项横断面观察性研究旨在定量比较不同退行性脊柱疾病患者（包括腰椎间盘突出症(LDH)、腰椎管狭窄症(LSS)、腰椎矢状面失衡(LSI)、退行性腰椎侧凸(DLS)和脊髓型颈椎病(CSM)）与健康对照组之间的三维步态参数、表面肌电图(EMG)模式和影像学参数。
分析重点包括标准化行走任务中的时空步态特征（步长、跨步长、步频）、下肢运动学与动力学（站立相和摆动相期间的髋/膝/踝关节角度、力矩和功率），以及表面肌电振幅（胸椎竖脊肌、多裂肌、臀大肌和腹直肌）。
此外，影像学参数（如骨盆入射角-腰椎前凸角不匹配、C2-C7矢状面垂直轴、冠状面Cobb角）将与步态和肌肉激活偏差进行相关性分析。
本研究采用动作捕捉系统、测力台和高密度肌电图来客观区分疾病特异性运动障碍。
研究结果可能为每种退行性疾病建立生物力学和神经肌肉特征标志，为脊柱疾病的个性化康复策略、步态再训练和手术效果评估提供框架。
与健康对照组的比较分析将进一步阐明退行性脊柱疾病引起的步态和肌肉募集模式的病理学改变。
研究概览
研究类型
观察性的
注册 (估计的)
120
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
- 姓名：Shibao Lu
- 电话号码：18810728213
- 邮箱：fzr15215486056@163.com
研究联系人备份
- 姓名：Zuoran Fan
- 邮箱：1185867993@qq.com
学习地点
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Beijing Municipality
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Beijing、Beijing Municipality、中国、100053
- Xuanwu Hospital Capital Medical University
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接触：
- Zuoran Fan
- 电话号码：+8615215486056
- 邮箱：fzr15215486056@163.com
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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
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
是的
取样方法
非概率样本
研究人群
本研究纳入了在中国北京首都医科大学宣武医院老年脊柱研究中心需要手术治疗的患者，以及在门诊收集的健康志愿者。
描述
纳入标准：
- 患有以下单一疾病之一的患者：退行性脊柱侧弯、冠状面失衡、腰椎管狭窄、腰椎间盘突出、脊髓型颈椎病；
- 年龄≥60岁，不限性别；
- 计划接受择期开放式脊柱融合手术；
- 自愿参与研究，理解并同意研究内容，并签署知情同意书。
排除标准：
- 既往有脊柱手术史；
- 合并其他可能引起腰腿疼痛、影响身体活动的神经肌肉疾病（如帕金森病）、炎症性疾病（如强直性脊柱炎）、感染性疾病（如脊柱结核）、败血症、肿瘤或下肢关节疾病；
- 患有严重的心、脑、肝、肾疾病；
患有精神疾病、痴呆或无法配合完成临床研究。
- 腰部皮肤破损；
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
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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退变性脊柱侧弯组
该组由诊断为退变性腰椎侧凸（DLS）（Cobb角>20°）的老年患者（>60岁）组成。
如果患者患有并发的神经系统疾病、其他脊柱病变或可能影响步态力学的下肢疾病，则被排除。
此外，为了尽量减少混杂因素，有脊柱或下肢手术史的个体也被排除。
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采用一套全面的运动分析系统来评估功能任务中的生物力学参数。
地面反作用力（GRFs）通过仪器化测力板测量，而肌肉激活模式则通过表面肌电图（sEMG）记录。
三维运动学数据同步通过运动捕捉摄像头捕获。
标准化测试方案包括：（1）安静站立（30秒试验）和（2）三个连续往返步行周期（5米步行道），从而能够量化静态姿势控制和动态步态特征。
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矢状面失衡组
该组包括诊断为矢状面失衡（PI-LL >20°、SVA > 4cm 或 PT > 20°）的老年患者（>60岁）。
若患者同时患有神经系统疾病、其他脊柱病理或可能影响步态力学的下肢疾病，则被排除。
此外，为减少混杂因素，有脊柱或下肢手术史的个体也被排除。
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采用一套全面的运动分析系统来评估功能任务中的生物力学参数。
地面反作用力（GRFs）通过仪器化测力板测量，而肌肉激活模式则通过表面肌电图（sEMG）记录。
三维运动学数据同步通过运动捕捉摄像头捕获。
标准化测试方案包括：（1）安静站立（30秒试验）和（2）三个连续往返步行周期（5米步行道），从而能够量化静态姿势控制和动态步态特征。
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腰椎管狭窄症组
该组由通过影像学发现和临床症状诊断为腰椎管狭窄症（LSS）的老年患者（≥60岁）组成。排除标准包括：（1）同时存在的神经系统疾病（例如，周围神经病变、脑血管疾病）；（2）共存的脊柱病变（例如，退行性脊柱侧凸、脊椎滑脱）；（3）可能影响步态生物力学的下肢疾病（例如，严重骨关节炎、既往关节置换术）；以及（4）任何脊柱或下肢手术干预史，从而最大限度地减少潜在的混杂因素。
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采用一套全面的运动分析系统来评估功能任务中的生物力学参数。
地面反作用力（GRFs）通过仪器化测力板测量，而肌肉激活模式则通过表面肌电图（sEMG）记录。
三维运动学数据同步通过运动捕捉摄像头捕获。
标准化测试方案包括：（1）安静站立（30秒试验）和（2）三个连续往返步行周期（5米步行道），从而能够量化静态姿势控制和动态步态特征。
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腰椎间盘突出组
该组为通过影像学表现和临床症状诊断为腰椎间盘突出症（LDH）的老年患者（≥60岁）。
排除标准包括：（1）并发神经系统疾病（如周围神经病变、脑血管疾病）；（2）合并脊柱病变（如退行性脊柱侧凸、脊椎滑脱症）；（3）可能影响步态生物力学的下肢疾病（如重度骨关节炎、既往关节成形术）；（4）任何脊柱或下肢手术干预史，从而最大程度减少潜在混杂因素。
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采用一套全面的运动分析系统来评估功能任务中的生物力学参数。
地面反作用力（GRFs）通过仪器化测力板测量，而肌肉激活模式则通过表面肌电图（sEMG）记录。
三维运动学数据同步通过运动捕捉摄像头捕获。
标准化测试方案包括：（1）安静站立（30秒试验）和（2）三个连续往返步行周期（5米步行道），从而能够量化静态姿势控制和动态步态特征。
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颈椎病伴脊髓病变组
该组包含通过影像学发现和症状学临床诊断为脊髓型颈椎病的老年患者（≥60岁）。
排除标准包括：（1）并发神经系统疾病（例如，周围神经病变、脑血管疾病）；（2）合并脊柱病理（例如，退行性脊柱侧弯、脊椎滑脱）；（3）可能影响步态生物力学的下肢疾病（例如，严重骨关节炎、既往关节置换术）；（4）任何脊柱或下肢手术干预史，从而最大限度地减少潜在的混杂因素。
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采用一套全面的运动分析系统来评估功能任务中的生物力学参数。
地面反作用力（GRFs）通过仪器化测力板测量，而肌肉激活模式则通过表面肌电图（sEMG）记录。
三维运动学数据同步通过运动捕捉摄像头捕获。
标准化测试方案包括：（1）安静站立（30秒试验）和（2）三个连续往返步行周期（5米步行道），从而能够量化静态姿势控制和动态步态特征。
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健康志愿者组
该组由健康老年患者（≥60岁）组成。
排除标准包括：（1）并发神经系统疾病（如周围神经病变、脑血管疾病）；（2）合并脊柱病变（如退行性脊柱侧弯、腰椎管狭窄症、腰椎间盘突出症、脊柱滑脱）；（3）可能影响步态生物力学的下肢疾病（如严重骨关节炎、既往关节置换术）；（4）任何脊柱或下肢手术干预史，从而最大限度地减少潜在的混杂因素。
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采用一套全面的运动分析系统来评估功能任务中的生物力学参数。
地面反作用力（GRFs）通过仪器化测力板测量，而肌肉激活模式则通过表面肌电图（sEMG）记录。
三维运动学数据同步通过运动捕捉摄像头捕获。
标准化测试方案包括：（1）安静站立（30秒试验）和（2）三个连续往返步行周期（5米步行道），从而能够量化静态姿势控制和动态步态特征。
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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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速度
大体时间：手术前一周
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velocity（速度）指人体在行走过程中单位时间内移动的距离，是评估动态步态特征的核心参数之一。
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手术前一周
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节奏
大体时间：手术前一周
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节奏是三维步态分析中的核心时空参数之一，指每分钟的步数（Steps Per Minute，SPM），反映行走节奏和运动效率。
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手术前一周
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步态周期时间
大体时间：手术前一周
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在三维步态分析中，步幅时间是指同一脚跟两次连续初始触地之间的时间间隔，代表完成一个完整步幅所需的时间（单位：秒）。
其计算涵盖了单侧下肢的支撑相和摆动相，是步态周期中的核心时间参数之一。
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手术前一周
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站立时间
大体时间：手术前一周
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Stance Time（支撑时间）是步态分析中的关键时空参数之一，指的是从单脚初次接触地面到完全离地（脚趾离地）的这段时间。
它反映了行走周期中下肢的负重能力和稳定性表现。
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手术前一周
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摆动时间
大体时间：手术前一周
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摆动期是步态周期中的一个阶段，指从足部离开地面（趾离地）到同一足部再次接触地面（足跟着地）之间的时间间隔。
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手术前一周
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站立阶段
大体时间：手术前一周
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站立期指的是步态周期中脚与地面接触的整个阶段，从初始接触（脚跟着地）开始，到同一只脚的脚尖离地结束。
它约占正常步态周期的60%~65%（跑步时减少至约40%）。
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手术前一周
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摆动阶段
大体时间：手术前一周
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摆动期是步态周期中的关键阶段，指的是从脚离开地面向前摆动直到再次接触地面的运动过程。
在此阶段，下肢在空中完成加速和减速等动作，并为下一个支撑期做准备。
在三维步态分析中，摆动期通过运动捕捉系统（如标记点、测力台和表面肌电图）进行量化，测量关节角度、肌肉活动和时空参数，为临床步态评估提供客观数据。
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手术前一周
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单一支持阶段
大体时间：手术前一周
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单支撑期是步态周期中的一个关键阶段，指一只脚完全承受身体重量，而另一侧下肢处于摆动期的时期。
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手术前一周
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双支撑期
大体时间：手术前一周
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双支撑期是步态周期中的一个关键时间阶段，指行走过程中双脚同时接触地面的时刻。
这一阶段在步态分析中具有重要意义，特别是在三维步态分析中，用于评估平衡、步态稳定性和神经肌肉控制。
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手术前一周
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步幅长度
大体时间：手术前一周
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步幅长度指的是同一只脚连续两次接触点之间的水平距离。
这是步态分析中评估行走周期的关键参数，在临床康复、运动医学和生物力学研究中尤为重要。
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手术前一周
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步长
大体时间：手术前一周
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步长指的是同一侧脚跟连续两个地面接触点之间的水平距离（即左脚/右脚迈步时，从前一个脚跟接触点到下一个脚跟接触点的前向距离）。
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手术前一周
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步宽
大体时间：手术前一周
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步宽是步态分析中的一个关键参数，用于量化人类行走过程中的步态稳定性和平衡控制。
它具有重要的临床价值，特别是在神经肌肉疾病、跌倒风险评估和运动损伤康复等领域。
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手术前一周
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步态偏差指数
大体时间：手术前一周
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步态偏差指数是一种用于定量评估步态异常程度的标准化指标，基于三维运动分析系统的数据计算得出。
它广泛应用于康复医学、骨科和神经科学领域，尤其适用于脑瘫、中风和脊髓损伤等病症患者的步态分析。
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手术前一周
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髋关节活动范围
大体时间：手术前一周
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髋关节活动范围是指髋关节在三个运动平面上的动态角度变化，通过三维步态分析（3D Gait Analysis）中的运动捕捉系统进行定量测量。
这是评估步态异常、髋关节功能和神经肌肉疾病的关键参数。
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手术前一周
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膝关节活动度
大体时间：手术前一周
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膝关节活动范围指在三维步态分析中，通过动作捕捉系统定量测量的膝关节在矢状面、冠状面和横断面上的动态运动范围。
它是评估行走功能、关节稳定性和术后康复效果的核心参数之一。
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手术前一周
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踝关节活动范围
大体时间：手术前一周
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踝关节活动范围（AROM）指步态周期中踝关节的动态运动范围，通常从三个维度进行量化评估：矢状面（屈曲-伸展）、冠状面（内翻-外翻）和水平面（内旋-外旋）。
它对诊断步态异常、监测康复效果以及手术规划具有重要意义。
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手术前一周
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髋关节力矩
大体时间：手术前一周
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髋关节力矩指步态周期中作用于髋关节的生物力学负荷，反映关节周围肌肉、韧带和骨骼的力学平衡。
在三维步态分析中，通过动力学模型计算得出，单位以牛顿·米（N·m）或按体重倍数归一化（N·m/kg）表示。
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手术前一周
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膝关节力矩
大体时间：手术前一周
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膝关节力矩是步态分析中的关键动态参数，指行走或运动时作用于膝关节的旋转力（扭矩），反映了膝关节周围肌肉、韧带和骨骼的机械负荷状态。
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手术前一周
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踝关节力矩
大体时间：手术前一周
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踝关节力矩是指在步态分析中，通过三维运动捕捉系统和测力台的联合测量计算得出的，在矢状面、冠状面和水平面上作用于踝关节的内外力矩。
它反映了踝关节周围肌肉、韧带和骨骼结构的动态负荷状态。
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手术前一周
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平均肌电图
大体时间：手术前一周
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平均肌电图（AEMG）是指在三维步态分析中，通过表面肌电图（sEMG）采集目标肌肉的电信号，在一个步态周期（或特定时间段）内经过整流和滤波后，其平均幅值，反映了肌肉活动的整体强度。
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手术前一周
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集成肌电图
大体时间：手术前一周
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整合肌电图（iEMG）是表面肌电图（sEMG）分析中的一项定量指标，指特定时间段内肌电信号幅度的累积总和，反映了肌肉活动的整体强度。
在三维步态分析中，iEMG常用于评估步行周期中不同肌肉的协同激活模式和疲劳水平。
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手术前一周
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均方根
大体时间：手术前一周
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表面肌电图均方根（RMS）平均值是一种时域分析方法，用于表面肌电图（sEMG）信号处理，以量化特定运动（如行走或跑步）期间肌肉的电活动强度。
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手术前一周
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表面肌电图的最大均方根值
大体时间：手术前一周
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最大表面肌电均方根值（RMSmax）指的是在步态周期中，通过三维步态分析采用均方根（RMS）方法处理表面电极采集的肌肉电信号后，获得的特定肌肉的最大激活强度值（单位：μV或mV）。
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手术前一周
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平均功率频率
大体时间：手术前一周
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平均功率频率（MPF）是表面肌电图（sEMG）频域分析的关键指标之一，反映了肌肉收缩过程中运动单位动作电位（MUAPs）的主要频率能量分布。
在三维步态分析中，MPF用于量化肌肉疲劳程度、神经肌肉控制策略及功能性运动状态。
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手术前一周
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中位频率
大体时间：手术前一周
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表面肌电图（sEMG）的中位频率是指通过肌电信号的频谱分析（通常采用快速傅里叶变换，FFT），在功率谱中总能量被等分为两部分（即50%的能量位于该频率之上，50%位于该频率之下）的频率点。
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手术前一周
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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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视觉模拟评分法
大体时间：手术前一周
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VAS评估使用一条长约10厘米的直线或标尺，一端标记为0，另一端标记为10。0代表无痛，10代表最剧烈的疼痛。
患者根据自身的疼痛感知在直线上标记一个点，该点代表患者的疼痛强度。
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手术前一周
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Oswestry功能障碍指数
大体时间：手术前一周
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经过验证的ODI是一种用于评估背部特定功能障碍的自填问卷，包含10个项目，评分范围为0至5分，ODI分数越高表示功能障碍越严重。
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手术前一周
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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。
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 (估计的)
2025年12月10日
初级完成 (估计的)
2028年12月1日
研究完成 (估计的)
2029年12月1日
研究注册日期
首次提交
2025年5月20日
首先提交符合 QC 标准的
2025年12月15日
首次发布 (实际的)
2025年12月30日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2025年12月30日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2025年12月15日
最后验证
2025年5月1日
更多信息
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