从1990年到2017年，下腰痛(LBP)是全球疾病负担的大部分残疾年数[ 1］．LBP的影响从轻微的不便到日常活动的严重限制，在极端情况下，还会导致残疾和提前退休。尽管考虑到人口年龄，情况可能有所改善，但腰痛致残的总寿命仍在上升，需要加以解决[ 1］．LBP的标准治疗建议通常包括锻炼和关于身体活动的建议[ 2]，并且已经证明，针对慢性腰痛的锻炼在一定程度上改善了疼痛或残疾等结果[ 3.- 5］．具有不同训练重点的练习之间的效果差异被评价为可以忽略不计[ 4， 5］．有限的疗效促使人们探索加强这些治疗的新方法，正如其他作者已经概述的那样[ 6］．考虑到腰椎区域运动控制的改变被认为是LBP复发的可能原因[ 7]并且考虑到反馈在运动学习中起着核心作用[ 8)，使运动模式更明显的数字工具可能是增强锻炼治疗的一种方式。这些干预措施可与以前研究中实施的其他治疗措施一起使用[ 6， 9- 11或根据需要独立工作，作为自我管理的一种形式。许多LBP患者不要求治疗，尤其是轻度残疾患者[ 12］．因此，支持性技术可以在家中提供一定程度的指导，同时保持独立性，对这一群体来说可能特别有趣。

电机控制可以被描述为“…一个s the way in which the nervous system controls posture and movement to perform a specific motor task, and includes consideration of all the associated motor, sensory, and integrative processes” [ 7］．评估身体特征和运动行为，以深入了解LBP患者在这些过程中的偏差，揭示了许多新的见解，但仍需要进一步澄清[ 7， 13］．在所有运动平面中都发现了运动差异的例子，如腰椎活动范围(ROM)的限制[ 14]和躯干额面(矢状面)ROM受限似乎先于LBP的发生[ 15］．躯干区域的差异被认为与姿势平衡的差异有关[ 7]，已被许多研究发现[ 13， 16， 17］．因此，练习运动任务，重点是腰椎和臀部的运动可能有潜力增强姿势平衡。然而，如前所述，腰压和运动行为的关联尚未完全阐明。 7］．

改变的运动行为似乎延伸到追踪任务，它与躯干运动的反馈一起工作，并在实验室环境中被用作运动控制的指标[ 18， 19］．这些研究使用的任务要求参与者追踪一个循环模式[ 18]或进行屈曲运动[ 19]，同时接收并发反馈。关于准确性的结果是相互矛盾的，因为一项研究发现，有和没有LBP的人在追踪的准确性上存在差异[ 18]，而另一个没有[ 19］．然而，后一项研究证实了两组之间相对于反馈的时间差异[ 19］．类似的任务不仅可以作为躯干运动控制的代理测量，也可以作为训练的机会。最近研究发现，当参与者在举箱子时获得数字反馈时，保持腰椎保持中立的练习比使用镜子时更成功。 20.］．如前所述，有腰bp的人似乎表现出与无腰bp的人不同的运动模式，例如表现出高度僵硬或对他们的运动几乎没有控制[ 7］．在追踪任务中，与目标相关的运动变得明显，患有LBP的人可能会发展出协调良好的躯干运动，既不僵硬也不松散。此外，LBP患者的本体感觉似乎受到了影响。 21]，这可能与微调躯干运动的困难有关[ 18］．早期结果表明，通过对腰痛患者躯干运动的反馈进行干预，本体感觉可能会得到改善[ 22］．简而言之，我们认为这种训练可以通过恢复躯干更充分的运动行为来减少姿势平衡障碍。

运动干预对体位平衡的直接影响以前已经有过研究。对老年人干预研究的元分析表明，平衡训练[ 23]和普拉提[ 24而不是专注于力量或混合不同运动的项目[ 23]可以增强姿势平衡。虽然这些结果来自于年龄较大的参与者，但对LBP患者的研究表明疼痛的发展与此相似[ 25]及治疗结果[ 26)，基本上与年龄无关。此外，据报道，年轻的LBP患者躯干特征也发生改变[ 27］．多项针对腰痛患者的介入研究发现，锻炼干预对至少一项描述平衡的调查标准有影响[ 28- 30.]，而在另一项研究中，没有发现姿势平衡的差异[ 31］．然而，不同的任务有不同的要求;例如，站在移动地面上[ 28]，单腿站立[ 29]，以及蹲姿评估[ 30.］．

到目前为止，人们对数字锻炼工具的评价褒贬不一。 32]以及鼓励虚拟现实应用的早期成果[ 33]。就干预措施而言，目前的文献被描述为异质的[ 32]和方法[ 33］．技术进步被认为是可能影响干预效果的一个因素，尽管到目前为止，在后来的研究中没有观察到明显的差异[ 32］．因此，持续的研究工作是必要的。可以设计数字工具来影响练习中动作的执行方式，例如改变速度[ 34］．调查工具包括市场上现成的exergames;例如，用著名的Wii平衡板(美国任天堂公司)锻炼身体[ 35， 36]或瓦莱多运动(Hocoma AG) [ 6， 11］．采用传感器技术直接干预躯干的运动特性;例如，在研究中[ 37， 38，研究人员调查了警告参与者在日常工作中不要做极端的背部运动。其他干预措施特别鼓励在锻炼环境下的腰椎运动[ 9， 11， 22， 39]或以其他方式提供腰椎运动的反馈[ 9- 11， 22］．对于使用的不同类型的工具，只有少量的研究已经进行了[ 32］．因此，应进一步研究这种数字化支持的培训方式。已经探索了不同的系统和技术设置，例如相机[ 40]、可穿戴传感器[ 6， 41]，以及在流动电话中随时可用的传感器[ 42]，有时与虚拟现实头戴设备结合使用[ 41， 42］．然而，只有少数研究首次揭示了这些干预措施对腰痛患者运动质量的影响[ 9- 11］．总共有2项研究表明，这些干预措施可能对躯干ROM有积极影响，但在一项研究中，与标准护理对照组是否有显著差异仍不明确[ 9]而在另一项研究中，只调查了一组人[ 22］．在第三项研究中，没有发现对ROM有影响[ 10］．在一项研究中，运动控制障碍没有什么不同，与对照组相比，干预组的患者接受了基于传感器反馈的额外锻炼[ 11］．据我们所知，这种锻炼对腰痛患者姿势平衡的影响尚未被研究。

这项研究的主要目的是检查在躯干运动反馈下的锻炼是否可以增强姿势平衡，通过干预前后评估前后(AP)姿势摇摆的变化来表明。我们还探讨了其他量化姿势平衡的参数。作为次要结果，包括腰椎和髋关节在2个不同运动任务中的运动情况和参与者报告的结果。进一步的目的是分析干预的依从性。

这份手稿基于一项研究方案[ 44，其中包括一项两组随机对照试验。 图1显示评估和干预计划。该研究于2019年5月至2020年10月在苏黎世大学医院进行。除了将研究期延长3个月以弥补COVID-19大流行造成的暂停外，研究按计划完成，没有对干预效果进行中期分析。在T1和T2进行干预前，对结果进行了两次评估。在干预组(T3)进行3周固定运动计划后进行进一步评估，随后进行6周不指定运动计划(T4)。在T2评估期间，参与者被随机分配，被分配到干预组的参与者在评估后立即获得锻炼计划的介绍。T3后，干预组的参与者保留了Valedo Home运动系统(Hocoma AG)，不需要遵循特定的时间表或完成任何运动。引入这段时间是为了观察锻炼计划的进一步坚持情况，而不是对治疗师提供的时间表做出承诺，也不是为了完成研究目的的时间表。被随机分配到对照组的参与者没有接受虚假干预。

通过REDCap (Research Electronic Data Capture;研究电子数据捕获;范德堡大学)[ 45]由Eidgenössische苏黎世理工学院主办。AM使用专用的R包blockrand生成随机序列(版本1.3;［ 49])，并使用REDCap对参与者进行随机化。进行结果评估的工作人员采用盲法，尽可能晚(T2)进行随机分组，以降低意外开盲的风险。

已发表的研究方案[ 44]包含了一个涉及另一组患者的进一步研究问题。我们的目的是比较一组患者和其他参与者之间的干预效果，这些参与者除了接受带有姿势反馈的运动干预外，没有接受其他治疗。在这篇手稿中，我们只报告了根据收集到的数据可以调查的研究问题，因为在研究地点登记的患者数量不足。

参与者是通过不同的网络公告板、网站、传单分发和个人交流招募的。为使所有参与者能及时完成，招募工作提前3个月完成。合格性是在类似面试的环境中确定的，允许参与者描述他们的情况。如果参与者提供知情同意，年龄至少18岁，向研究者报告他们患有非特异性LBP，并且在过去6个月内没有接受过LBP治疗或药物治疗，则被视为符合条件。在资格检查期间，没有基于问卷的评估或正式的疼痛强度分值。如果仅通过提出标准问题无法明确参与者的资格，则由团队中训练有素的物理治疗师之一决定有关标准。为了提高招募率，研究期间将近期无治疗的标准从12个月放宽至6个月。报告特定LBP或神经根综合征的参与者被排除在外。如果参与者向研究人员表示，由于高度疼痛，他们无法完成运动干预所要求的动作，他们也会被排除在外。排除的其他原因包括怀孕、服用损害姿势平衡的药物、视力严重受损、对胶条过敏反应以及对德语或英语不熟练。

在任何研究程序开始之前，参与者没有得到补偿，并提供书面知情同意。该试验已获得苏黎世州伦理委员会(BASEC: 2018-02132)的批准，并在ClinicalTrials.gov上注册(NCT04364243)。

干预措施描述在 文本框1． 多媒体包含本研究中使用的练习视频(经Hocoma AG授权发布)。

在MATLAB R2018a (The MathWorks, Inc)和R (version 4.0.4;R统计计算基础)。力台和imu同时记录的数据基于参与者在每次重复之前和之后进行的侧向倾斜运动，将重心向左和向右移动，进行时间同步。对于这种时间同步，移动必须与任务明显不同，并且在两个数据源中都可以识别。这种并行记录对于比较测力板和IMU数据很重要。每个平衡和运动任务的开始和结束是根据评估期间IMU数据中设置的标记时间戳定义的。标记物在进一步分析之前进行目视检查和手工校正，因为评估期间的放置有时不是最优的，在时间同步运动期间过早或在任务期间过晚发生。

为了评估在研究开始(T1)时治疗组之间的等效性，比较了参与者的特征。韦尔奇 t如果根据正态QQ图或组内夏皮罗-威尔克检验，数据似乎不是正态分布，则使用检验(2尾)或Wilcoxon秩和检验。相关的组 t(2尾检验)用于检验在T1和T2之间是否发生了变化，或者如果假设不满足，则使用R包WRS2提供的Yuen检验[ 64]，被使用。关于干预效果的假设通过比较各自结果的变化( Δ结果:T3-T2)，预测干预组预后更佳。这些比较分别作为意向治疗(ITT)和方案分析(PP)进行。在ITT分析中，所有在T2随机分组的参与者都被纳入。T2和T3的缺失值被替换为参与者前两次评估(T1和T2)的平均值。在PP分析中，排除了数据不完整或被随机分配到干预组但在T2和T3之间运动<1小时的参与者。采用独立组进行比较 t当数据按照Shapiro-Wilk检验正态分布，且Levene检验不显示方差的异质性时，检验(1-尾)。否则，采用Wilcoxon秩和检验。在研究方案中报告了先验幂分析[ 44］．我们使用G* power (Heinrich Heine Universität Düsseldorf)计算了主比较的事后功率[ 65］．效应量 r观察到的主要结局的ITT比较转换为 d使用网上工具[ 66］．功率计算为有向Wilcoxon秩和检验与 α级别设置为。05和分发菜单设置为 正常的．

使用混合2-way ANOVA进行额外的探索性分析，以比较所有评估访问(包括第二次干预期)的绝对得分。只有完成研究的参与者(n=20)被纳入这些分析。缺失的数据被该参与者先前评估的平均分所取代。广义 η²作为效应量[ 48]，并使用r包rstatix (version 0.7.0;［ 50])。采用Shapiro-Wilk检验和Levene检验检验正态性和方差齐性的假设。如果数据不满足正态性和方差齐性的假设，则探索不同的数据转换。在未发现合适转换的情况下，对各组的评估访视分别进行Friedman ANOVA分析，并使用bonferroni校正的Wilcoxon秩和检验比较每次评估访视的组间差异。使用描述性统计和图表分析依从性数据。

在目视检查的基础上，对2例轴翻转的IMU传感器的方向数据进行了校正(2名参与者15次试验)。由于怀疑传感器放置错误，T1和T2对照组的另一名参与者的数据被丢弃。干预组的一名参与者没有T3评估的数据，因为传感器没有充足电。在ITT分析中，所有随机参与者被分析，缺失值被替换，如中所述 方法部分。对于平衡和问卷数据的ITT分析，对T3评估进行了6次替换(5次对照组和1次干预)。对于运动任务，对照组T2评估更换1例，T3评估更换7例(5例对照组，2例干预)。对于PP分析，必须进行替换的参与者从分析中删除。此外，来自干预组参与者的数据(3份平衡和问卷;2个运动任务)，这些人在3周的时间内锻炼了<1小时，如果参与者也是辍学者，或者由于传感器电量不足，数据已经被删除，则将被排除在PP分析之外。

在数据分析过程中，我们发现在德语版本的WHOQOL-Bref at T3中收集了一些项目，响应选项从1到4，而不是1到5。在所有评估访问中，使用受影响项目(项目3-9)收集的数据被丢弃，并且在没有这些项目的情况下计算量表的得分。

由于并非所有数据都满足在所有4次评估访问中进行分析的2-way混合方差分析的要求，因此在必要时对数据进行了转换。中报告应用的转换 表1．

T1和T2之间的有效时间中位数为21天(IQR 5;最小17，最大97);T2 ~ T3, 23 d (IQR 3;最小19，最大36);T3 ~ T4间44 d (IQR 7.75;最小38，最大112)。对于一名参与者，由于COVID-19大流行导致研究中断，T1和T2之间的时间跨度延长至97天，而对于2名参与者，T3和T4之间的时间跨度分别延长至112天和99天。T2和T3之间的时间段不受COVID-19大流行延长的影响。

如在 图3，共有93名参与者进行了初步联系，并询问了有关该研究的信息。在这93名参与者中，38人(41%)提供了书面知情同意。在T1时，共有32名近期未接受LBP治疗的参与者符合研究条件。32名参与者中，5名(16%)在T2随机分组前退出(n= 27,84%)。 表2而且 3.显示基线时的参与者特征。在随机分组的干预组和对照组之间，在T1或T2时，任何结果测量都没有显著差异，但对T1和T2之间变化的分析显示，随机分组的参与者疼痛强度显著降低(T1:中位数3.00;均值3.26,SD 1.56, T2:中位数2.00;均值2.59，标准差1.34)。所有评估访视结果的描述性统计报告见表S1 多媒体附件4T1和T2时的结果比较见表S2 多媒体附件4．

在所有4次评估访视中进行了探索性分析，这些参与者一直参加到T4期(n=20)。

干预组的参与者被指示在评估T2和T3之间完成一组固定的90个练习。在这些练习中，中位数为61% (55/90;范围为2%-99%)。由于并不是所有的练习都按照规定的持续时间和频率进行，而且一些参与者进行的练习是由设备提供的，但不是计划的一部分，有效的锻炼时间与计划的完成时间不同。在这段时间内，按照预先设定的时间表(T2-T3)，参与者锻炼的中位数为77.2% (139/180;180分钟的目标锻炼时间的3%-202%)。4名参与者的运动时间超过180分钟。在有时间表的干预期间，共有7名参与者进行了9次练习的中位数(最少1次，最多41次)，相当于17分钟(最少2次，最多109次)，这些练习不属于计划的一部分。在没有时间表的干预期间，留在研究中的11名参与者中，4名(36%)参与者进行了27次练习的中位数(最少1次，最多29次)，相当于82分钟(最少2分钟，最多101分钟)。中提供了所执行的任何练习的数量的概述 图6．

没有与干预相关的意外影响。虽然没有系统地评估不遵守协议的原因，并且鼓励参与者有任何困难与调查人员联系，但干预组的一些参与者报告了处理设备的问题。这包括诸如在平板电脑上找到正确的图标、imu校准困难和平板电脑程序失败等困难。这些问题可能导致了一些参与者的低依从性。

在大约3周的时间里，对有腰痛的研究参与者进行自我指导的家庭锻炼，并对躯干运动进行反馈，并没有增强他们在安静站立时的姿势平衡，也没有显著影响任何其他调查结果。比较两组的运动任务，描述性地显示，在两项任务中，干预组的腰椎运动有轻微增加的趋势，而对照组的腰椎运动有轻微减少，这与我们的预测相矛盾。对既定锻炼计划的坚持率很低。在不再为参与者提供完成计划后，只有部分参与者在没有明确指示的情况下重复使用训练设备。尽管在本试验中没有显示出干预效果，但不能排除这些干预措施在整合到患者的治疗环境中时仍然是有益的。此外，对于其他运动干预，已证明运动对LBP患者的影响比其他研究参与者更明显[ 3.］．一项综述显示，当这些锻炼与另一种干预措施一起进行时，使用数字系统进行LBP锻炼的结果是积极的，但其他情况则不是[ 32］．

这项工作的特别之处在于结合了对家庭锻炼计划的调查，在一段时间内有一个固定的训练时间表，在第二段时间内，参与者可以随心所欲地锻炼。很难与家庭环境下的相关干预研究进行比较，这些研究被认为是相似的，因为在一项研究中调查了包括其他练习在内的综合价值[ 11]，在另一项研究中，自我报告方法失败了[ 6］．此外，在一项研究中，使用任天堂Wii进行锻炼的人完成了71%的建议时间[ 36]，这与本研究所得的中位数77%相当。然而，在另一项研究中，提供的时间表要求更高，并使用了额外的措施来提高依从性[ 36］．相对较短的3周运动周期加上低依从性可能限制了干预的效果。这一假设与一项关于虚拟现实干预的综述的结果一致，该综述表明，会话次数越多的干预可能更成功[ 33］．

考虑到锻炼时间，坚持的结果比研究人员要求的锻炼次数更有利。一些参与者的运动量甚至超过了要求，但却没有严格按照指导进行。在某些情况下，参与者可能忘记将游戏时间从默认的4分钟重置到2分钟，或者游戏可能激励参与者探索其他内容，并且可能提供了比调查人员的指示更强的指导。具有灵活锻炼机会的6周周期更接近于参与者在不与治疗环境联系的情况下使用这些工具的情况。只有少数参与者在T3后继续运动。这些结果可能意味着，这种干预措施只被少数人采用，或者更可能被整合到现场的监督项目中。在本研究的设置中，无法确定是否提供的时间表或参与者遵守研究方案的承诺导致了T2和T3之间更高的运动量。未来的研究应该调查自动调度选项是否以及如何有助于提高依从性，以及如何将它们整合起来。尽管Valedo应用程序提供了生成锻炼计划的选项，但这些功能可以放在更突出的位置。此外，应更加注意所需援助的范围和种类。 Recently, for example, blended therapy setups for people with LBP have been explored [ 75］．

可招募的参与者数量少是本研究的一个重要限制。虽然研究方案的各个组成部分可能不会太耗时，但与研究参与相关的整体努力，包括日记法和活动跟踪，可能是招募和保留率低的原因，本文没有讨论。这些评估被包括来回答超出单个手稿范围的其他研究问题，但有助于研究参与者的努力。根据这一假设，提出的退出理由往往与时间投资或所认为的利益和努力有关。这也可能是干预依从性低的原因。由于参与者经常要求重新安排预约，评估之间的时间间隔略有延长，因为参与研究不是官方治疗计划的一部分，因此经常不得不在参与者的工作时间之外进行。在评估运动任务之前和之后，参与者将他们的体重转移到两侧和背部，以便将imu的数据与力平台同时收集的数据进行时间同步。尽管T2和T3之间变化的支持性分析(从不稳定的起始位置进行的试验数据被删除)似乎相似，但这种设置可能会影响结果。研究参与者不能被蒙蔽，而且大多数评估都是在实地进行的，不排除参与者自己完成了所有的练习。在一个练习次数特别多的案例中，有人怀疑其他人可能已经完成了其中的一些练习。 We did not record the use of pain medication during the study; therefore, confounding effects of pain medication could not be ruled out. Further, although we consider the availability of the questionnaires in different languages as a strength, this setup may have caused inconsistencies between the questionnaires that different participants received.

本研究的结果表明，对于仅有中度腰痛强度和残疾的人来说，仅对躯干运动进行反馈的锻炼可能不会影响安静站立时的姿势平衡。对腰椎和髋关节运动、疼痛强度、残疾、生活质量域和运动恐惧均未观察到显著干预效果。这些结果必须在样本量小、干预依从性低(导致运动剂量低)的背景下看待。需要在这一领域进行更多的工作;例如，在受LBP影响更严重的人群中，通过对躯干运动的反馈来确定干预措施的效果，并阐明对躯干运动特性的更近距离影响。由于在没有计划的干预期间，运动量大幅下降，未来的研究应调查不同计划方案的影响，并探索这些干预措施与其他治疗环境或其他策略相结合，以提高依从性。