两次试验法的可靠性评估体位姿势描记的低成本稳定控制性能在站

文摘

姿势的稳定控制性能评估是必要的为个人提供重要信息的风险下降或平衡障碍。检测评估建议作为一个有效的和可靠的测试,但设置的成本和难度很大的局限性。这个横断面(两次试验法的可靠性)研究的目的是开发的姿势描记,并确定一个低成本的可靠性评估在站姿势的稳定控制性能。姿势描记的低成本开发四个负载细胞和一个丙烯酸平台。压力(COP)的中心位移和速度进行了分析使用写软件。两次试验法的可靠性进行了六个不同的站立姿势稳定性测试20个健康志愿者在两个不同的日子。组内相关系数(ICC),标准误差的测量(SEM),变异系数(CV)和Bland-Altman情节和限制的协议(贷款)被用于分析。低成本姿势描记是准确的(ICC = 0.99, ;SEM = 0.003厘米)相比,真正的计算X和Y坐标,一个温和的优秀的两次试验法的可靠性对警察位移(可以范围0.62 - -0.91, ;sem范围17.92 - -25.77%)和警察速度(可以范围0.62 - -0.91, ;sem范围18.09 - -27.69%)在所有站姿势稳定性测试。Bland-Altman情节和贷款建议良好的姿势描记协议开发低成本的测试参数在不同的日子。总之,发达的姿势描记低成本有足够的可靠性评估警察在站立姿势控制位移和速度稳定性能测试。

1。介绍

姿态控制是一个重要的组成部分,实现人体运动所需的运动控制面向日常生活环境(1,2]。姿态控制是由中枢神经系统为了故意完成目标运动(2]。姿势控制由两个主要组件,包括姿态稳定控制(静态和动态运动)和姿势平衡控制3,4]。姿势的稳定控制性能在静态站是人类的基本能力,通过稳定身体的核心外围有效移动四肢。

姿态稳定控制不仅会导致无效的运动损伤也导致人们成为负担;与一个巨大的医疗服务成本,浪费的时间,失去的机会和一个贫穷的生活质量5,6]。姿态稳定控制问题通常被发现在各种各样的年龄范围,包括儿童和青少年(7,8),成人(9和老年人10,11]。运动干预被利用,建议作为一个有效的策略恢复姿势稳定控制性能(12- - - - - -14]。除了有效的治疗,姿势的稳定控制性能的评价也很重要,因为它有助于临床医生监测治疗的发展和建立一个适当的目标姿态稳定控制康复(15,16]。此外,姿态稳定控制评估建议经常应用于屏幕上老年人的早期检测的风险下降(17]。

仪器的姿势稳定性测试被广泛用于评估姿态稳定控制性能(15]。仪器的测试力的平台,姿势描记,stabilography经常提供给评估姿态稳定控制性能。与仪器的测试,压力(COP)的中心是一个量化参数通常用于量化姿态稳定控制性能(18,19]。警察的subparameters通常在先前的研究报告包括警察的位置、均方根(RMS)振幅的警察,警察的总偏移,影响警察的速度,影响区域的警察。警察位移(或警察路径长度)和警察速度被认为是可靠的和有效的措施来确定姿态稳定控制性能在站(15,18- - - - - -21]。然而,复杂的姿势稳定性评估工具高成本,复杂性和时间消耗相关的设置。此外,大多数人经常在研究领域,不能提供方便。因此,许多研究都集中在开发准确和可靠的工具来确定姿态稳定控制性能较低成本设备(22,23]。在过去的十年中,一些研究表明,Wii平衡板^TM(WBB)开发的软件是一种低成本的有效和可靠的工具姿态稳定控制性能评价(20.,22,24- - - - - -27]。WBB似乎是一个合适的选择;然而,开发的软件从先前的研究并不广泛传播。此外,WBB的成本是相当高的,通常被认为是无法在临床的设置和低收入人口。因此,当前的研究旨在报告一个低成本的发展,准确,可靠的姿势描记,评估警察时域参数。这是假设的姿势描记发达会显示精确测量和可靠的两次试验法的可靠性。这个姿势描记低成本可以提供更容易访问和更用户友好的使用在临床设置。

2。材料和方法

当前的研究利用横断面研究设计两次试验法的可靠性。姿势描记低成本开发作为一个原型名为“站的姿势描记资产评估(SBAP)。“SBAP故意用于分析警察时域参数位移和速度(COP)站。所有测试程序Naresuan大学批准的机构审查委员会(IRB没有。P10186/63)。所有的志愿者之前签署知情同意参与当前的研究。

2.1。参与者

参与者招募Naresuan大学地区通过立意抽样,通过传单,海报,和个人联系。参与者的数量(20志愿者)决心根据指南为样本量估计分析组内相关系数(ICC)(每个主题两个观测,90%力量和ICC = 0.6) (28]。年轻健康成人志愿者(10男10女)年龄在十到二十五岁没有历史的追溯和下肢拱起,没有肌肉骨骼和神经问题被招募。志愿者明显站平衡扰动,其他问题姿势控制残疾,复发性踝关节扭伤的历史,历史的严重下肢创伤性损伤,和承担任何运动或运动训练项目被排除在外。所有志愿者不要每晚睡眠少于6小时,不使用药物或饮酒会影响心态的稳定控制性能之前参与这项研究。在女性志愿者,测试程序没有进行自己的月经期间或怀孕期间。

2.2。仪器和系统概述

SBAP(图1)由一个丙烯酸平台(50厘米宽x 50厘米长0.5厘米厚度)和四个平行束负载细胞(每个100公斤额定容量,OEM)嵌入式平台的四个角落下。负载细胞与信号放大器(模型Hx711)和单片机(Arduino Uno)。丙烯酸平台安装在一个铝框(50厘米宽x 50厘米长15厘米高)这是粘在底部防滑涂层材料的表面。SBAP是界面上的笔记本电脑(联想英特尔®核心™i5 - 8250 u, CPU 1.6 GHz)通过USB电缆连接器。SBAP大约是7公斤的重量。

定制的软件计算警察位移和速度是发达国家和用虚拟仪器。警察位移是指作为一个整体的警察在测试时间(计量单位:厘米厘米)。警察速度是来自警察位移随时间(计量单位:厘米每秒;厘米/秒)。四个平行束负载细胞的信号传递和转换成数字信息写软件。采样频率是招募10赫兹的软件没有数据过滤。从负载细胞的信号处理和按总重量计算得到平台以及警察的位置(的形式X和Y坐标)。警察位移计算的总距离在警察的位置变化的测试时间。警察从警察位移除以速度计算测试时间。单击开始按钮后软件开发,SBAP 40秒开始记录的输入信息,然后自动停止。警察参数处理和计算中间30秒。警察位移、警察速度和图形实时警察轨迹提出了笔记本电脑的屏幕(图2)。

与SBAP进行姿态稳定控制性能测试之前,SBAP最初测试的准确性和一个标准的5公斤体重按顺序放置平台(图9个位置3)。5公斤重量被5次重复在每个位置。实际的或真实的位置计算平台和45头寸(9位置x 5倍)软件的精度进行分析X和Y系统的坐标。

2.3。数据收集

志愿者签署知情同意后,他们按照纳入和排除标准筛选。志愿者通过标准测试的主要通过执行三个活动:腿踢一个球,写他们的名字在地板上,拿起一个对象。占主导地位的腿被确认如果他们使用相同的执行至少2活动。

所有测量在一个地点,盟军的健康科学学院,Naresuan大学,泰国。实验室房间里静悄悄的,没有其他活动可以避免分心。最初,志愿者被要求穿舒适的衬衫,短裤,光着脚。防止下降,志愿者穿着全身利用与尼龙绳投石器坚定地悬挂在支架上。所有志愿者引入测试协议和被允许练习,直到他们成为熟悉测试过程。

姿势的稳定控制性能测试通过站在资产评估。站平衡评估不同的视觉输入和基地支持挑战姿势控制能力。资产评估测试站在6种不同条件下,每个条件进行三次。消除了警察轨迹实时显示志愿者在测试。成功试验确认当志愿者可以站摇摆不稳或下降,没有睁开眼睛闭上眼睛。如果发生失败的试验,志愿者被要求重复执行直到每个条件3成功试验完成。6个不同的站立姿势稳定控制性能测试条件如下(图4)。(我)双腿立场与肩同宽,脚睁大眼睛(DLS-SW-EO),武器方面,双脚之间的距离被记录(2)双腿立场与肩同宽,脚闭上眼睛(DLS-SW-EC),武器方面,双脚之间的距离被记录(3)双腿和脚一起立场和眼睛开放(DLS-FT-EO),武器的(iv)双腿和脚一起立场和闭上眼睛(DLS-FT-EC),武器的(v)单腿立场睁着眼睛(SLS-EO),另一条腿膝盖弯曲的弯曲呈90度角向后面,双手交叉在胸口(vi)单腿立场与闭上眼睛(SLS-EC),另一条腿膝盖弯曲的弯曲呈90度角向后面,双手交叉在胸口

测试条件为每一个志愿者被随机分配。志愿者们被要求站在中间SBAP在每个测试了40秒。休息两分钟或更长时间被允许试验或直到志愿者之间没有疲劳和疲劳开始前新审判或条件。SBAP被设定为零转移之前收集数据在每一个试验。所有测试程序进行了两次相同的程序对所有志愿者在两个不同的会话。第二次会议第一次会议24小时后测试。每个会话发生在大约45分钟。两个交易日中所有的测量进行了同样的测试人员在所有适当的指导和训练测试协议。测试人员分别记录和导出个人志愿者的测试参数后完成测试程序在每个会话。所有测试参数被另一位研究人员然后用统计软件进行分析。

2.4。统计分析

2.4.1。SBAP精度

真正的和计算之间的区别X和Y从九个位置坐标的平台(N= 45)测定的准确性使用组内相关系数(双向随机的,绝对的协议,单一测量)(29日)和一个标准的测量误差(SEM)。SEM分析了使用SEM = SD方程”(√1-ICC)”(25,30.]。

2.4.2。两次试验法的可靠性SBAP姿态稳定控制性能测试中六个条件

志愿者的特点叙述地报道。警察的均值位移速度和警察在会话1和2的六个测试条件是描述性的。散点图主要是线性的警察检查会话1和2之间的位移和速度。之后,两次试验法的姿势稳定的可靠性测试与分析了SBAP不同天(会话1和2)使用组内相关系数(ICC)(双向混合效果,一致性,平均测量)。国际刑事法庭的值是定性归类为展示优秀的(ICC > 0.90),良好的0.75和0.90之间(ICC),中等(0.50 - -0.75),和穷人(ICC(< 0.50)可靠性31日]。此外,变异系数(CV) [30.位移和速度)和SEM的警察在会话1和2也进行了分析。此外,Bland-Altman警察位移和速度的情节也以图形方式显示显示每个协议和系统性偏差的测量与95%之间协议的局限性(贷款)。进行了统计分析与社会科学统计软件包(SPSS)。的值被设定为小于0.05统计分析。

3所示。结果

3.1。志愿者

二十岁年轻成人志愿者(= 21.45±0.59岁,体重= 53.21±7.32,高度= 165.50±5.16厘米,和身体质量指数= 19.40±2.34公斤/米²)招募了在当前的研究中。所有志愿者完全对照测试协议的会话1和2。身体和情绪的变化,显然打扰姿态稳定控制性能没有观察到所有的志愿者。未发现下降或严重不良反应在整个研究。

3.2。SBAP精度

均值和标准差之间的区别真正的计算X和Y坐标是−0.13±0.22厘米−0.12±0.17厘米,分别。ICC的可靠性系数分析0.99(95%置信区间为0.99 - -1.00, )对于这两个X和Y坐标。区别真正的sem和计算的位置X和Y分别坐标分别为0.022厘米和0.017厘米。这些结果证明了高精度SBAP估计X和Y坐标平台。

3.3。两次试验法的姿态稳定控制的可靠性性能测试与SBAP六个条件

散点图里,两个警察的位移和速度在六个测试条件显示会话1和2之间的线性关系的参数(数字5和6)。均值和标准差(SD)的警察在会话中演示了位移和速度表1。结果两次试验法的姿态稳定控制的可靠性性能测试与SBAP 1和2之间的会话,与国际刑事法院的表达值,给出了表2。结果显示中度到高两次试验法的可靠性会议1和2之间的六种不同的条件。温和的两次试验法的可靠性与警察位移和速度被发现双腿立场与肩同宽脚和眼睛开放条件。好两次试验法的可靠性被警察位移和速度的双腿立场英尺肩同宽,闭上眼睛,双腿立场与脚在一起,闭上眼睛,睁着眼睛,单腿立场的条件。一个优秀的可靠性与警察表示位移和速度的双腿和脚一起立场和眼睛开闭着眼睛和单腿立场的条件。

的简历和SEM警察位移和速度在会话期间报道在表6的测试条件3。在这两个会议,警察位移范围17.92 - -25.77%的简历,而警察的简历速度18.09 - -27.69%不等。在每个测试条件一致的CV值观察之间的会话1和2两个警察位移和速度。

SEM值增加的难度的测试条件(从最简单,条件1,最难的,条件6)。同样,SEM值都观察到1和2之间的会话警察位移和速度。警察的协议会话1和2之间的位移和速度在六个测试条件是通过Bland-Altman情节罗亚山(数据证明7和8)。没有明显的趋势或在所有测试条件下测量之间的系统性偏差。

4所示。讨论

在可靠性分析的研究,测量误差可以归因于三个来源包括评定等级,测量仪器,可变性特征的测量(31日]。测量误差最小化的适当设计测试程序和协议。所有测量的检测方案进行了两次同样的训练有素的试验机与清晰的程序测试协议为了控制测量误差的评定等级。个人志愿者的测试参数分别加工和出口完成后每个会话。之后,另一位研究人员减少的测试参数进行了分析评定等级的偏见的数据分析。消除测量误差的测量仪器,低成本的姿势描记(SBAP)最初测试的准确性通过分析真实和计算之间的区别X和Y坐标在测试之前两次试验法的可靠性的青年志愿者。这项研究的结果表明,SBAP有良好的计算精度X,Y坐标(ICC = 0.99, SEM < 0.03厘米)相比,平台上的正确位置。姿势控制协议性能测试设计适当的先前的研究建议,包括足部和腿部位置,测试时间,重复的测试后,视力条件,随机顺序的测试条件15,18,32,33),为了控制会话之间的可变性。因此,可靠性分析的结果将主要反映了姿态稳定控制的一致性与SBAP性能测试。

在当前的研究中,只有一群志愿者测量警察的位移和速度的两倍。年轻健康的成年志愿者没有明显的身体姿势的稳定控制性能影响因素被招募在相同数量(包括男性和女性)。所有志愿者睡眠足够,不使用药物或酒精会影响姿态稳定控制整个研究加入测试协议之前。会话1和2之间的间隔时间所有志愿者大约24小时。女性志愿者没有测试是否在月经期间或怀孕。正如上面提到的,测量的可变性分数由被测试参与者可能会控制。

从测试条件1−6,警察位移的值逐渐增加。这些增加的值也观察到,警察速度的值。测试条件是有目的地排名根据测试的难度,更广泛基础的支持(BOS)与视觉输入的存在陡BOS和缺乏视觉输入。建议随着警察位移和速度的增加,需要更多的姿势稳定在安静的站(21]。然而,这一概念可能不是隐含于所有情况。Palmieri和他的同事们(18阐明,警察独自位移和速度可能不会充分解释姿态稳定控制的本质。因此,警察的其他参数域应该考虑姿态稳定控制。此外,各种因素影响姿态稳定控制的特点,如测试条件、测试协议,评估工具和对象的特征。如前所述,警察位移和速度可能会更好地为个体纵向监测拨款。

逐步增加警察标准差的位移和速度也观察到在两个会议。这意味着警察位移和速度的变化随着测试协议的难度增加而增加(从测试条件1 - 6)。然而,大多数的CVs的警察位移和速度值在所有测试条件和会话似乎一致测试条件和会话(CV值大多是20 - 30%)。因此,它可以表示,增加的变化观察取决于测试的内在困难条件。的两次试验法的静态姿势控制的可靠性测试的警察位移和速度SBAP温和的优秀。SEM的所有测量值在这个研究是可以接受的(小于30%)19,32]。测量之间的协议在所有测试条件下对警察位移和速度很好,证明在Bland-Altman情节和贷款。大多数警察测量的差异2会话SBAP在±2 SD意味着不同的正面和负面的方向。这表明没有明显的偏见与SBAP不同测量之间的会话。此外,的值之间的平均COP位移和速度是一致的会议和在一个相似的范围从研究评估了这些姿势控制性能在站WBB和实验室级力平台(16,19,20.,25,34),即使有一些差异在测试参数相比,这项研究。因此,它可以表示,发达的姿势描记低成本在这项研究中有足够的可靠性评估在站姿势的稳定控制性能。

姿势的稳定控制性能的检测试验是建议要比临床测试,报告更准确和精确的分数和提供更多细节相关的生物力学参数。然而,很少用于临床检测测试由于他们的难度设置,沉重的重量,和高成本。大量的研究调查的信度和效度的姿势描记低成本(16,20.,22,24- - - - - -27]。他们提议Wii平衡板^TM(WBB)作为一种低成本的姿势描记,中等到良好的可靠性和有效性与实验室级力量相比平台。然而,一些技术的局限性WBB报道,包括不一致的采样率和信噪比,这可能影响了警察的分析参数(22]。因此,一些研究试图解决这些局限性,提高输入信号与低通滤波减弱噪声(16,20.,22,24- - - - - -27];然而,相关的技术细节写软件的数据采集和计算不精确解释道。如今,WBB降低了受欢迎,即使WBB的成本也有所降低,广泛使用在临床设置的成本仍然很高,甚至在家里使用。然而,压力传感器用于SBAP目前减少价格和方便,他们可以连接到各种计算机程序有效地创建软件进行生物力学分析。因此,我们决定开发一种低成本的使用简单的负载细胞平台姿势描记。在未来发展的系统中,有可能降低生产成本和SBAP的重量。

本研究的局限性有关材料和外部效度。负载细胞仅限于100公斤。采样率很低(10 Hz)没有数据过滤,而以往的研究使用了至少40 Hz (WBB)或200赫兹(平台)的实验室级力量与低通滤波(小于10 Hz) [15,16,20.,22,24- - - - - -27,32]。然而,记录参数的结果仍然有足够的可靠性,并与以前的研究一致16,19,20.,25,34]。志愿者在这个研究是无症状的个体,所以结果不能被另一个人口。

在未来的研究中,姿势描记的准确性应与不同的重量和数量的测试X和Y坐标上的平台。更好的负载细胞,数据和信号处理等警察参数应该开发并与实验室级力量的平台。志愿者与平衡失调或人口老龄化应该加入了这些研究。

5。结论

本研究开发低成本的姿势描记(SBAP)评估在站姿势的稳定控制性能。结果表明,低成本SBAP是准确和有中度到优秀的两次试验法的可靠性。

数据可用性

使用的数据来支持本研究可从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者想感谢所有参与者参与这项研究。这个研究是完全支持由国家科学研究和创新基金(FRB630011/0179和R2563B006),泰国。

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