Putoamisen ehkäisy: dynaamiset posturografiset mittaukset iäkkäässä väestössä

Tietokoneistetun dynaamisen posturografian tulokset saadaan geriatrisista aiheista, jotka osallistuvat syyskuun 2008 AARP-kokoukseen Washington DC:ssä. Kaikki aiheet ovat vapaaehtoisia. Tulosmittaus saadaan käyttämällä tietokoneistettua dynaamista posturografiaa, joka on standardi tasapainotoimintojen diagnostinen testi. Kohteen tasapainoa testataan kolmikomponenttisella voimaalustalla (CAPS-testi) yhdessä muokatun kliinisen aistinvaraisen vuorovaikutuksen testin (mCTSIB) aistitilassa, silmät kiinni ilman häiriöitä. Tämä tila on valittu, koska tutkimukset ovat osoittaneet, että se on yksi testi, joka parhaiten korreloi tasapainohäiriön ja kaatumisten kanssa. Tässä tutkimuksessa ensisijaisena tulosmittana käytetään vakauspistemäärää, jota on jo käytetty useissa muiden tekijöiden tutkimuksissa. Se määritellään 1 miinus suhde testin aikana mitatun heilahtelun (laskettu standardin 95 %:n luottamusellipsin pääakselina) ja huojunnan määrän välillä, jonka normaalin koehenkilön, jonka pituus on sama kuin testattava, pitäisi pystyä huojua ennen putoamista (tunnetaan myös teoreettisena maksimiheinauksena tai vakauden teoreettisena rajana, joka lasketaan NASAn vuonna 1962 kehittämän kohteen pituuteen perustuvalla regressiokaavalla, jota käytetään yleisesti kaikissa posturografisissa testeissä). Mukavuuden vuoksi vakauspisteet ilmaistaan ​​prosentteina. Sen määritelmä tekee siitä kätevän ja helposti ymmärrettävän mittarin käytettäväksi, sillä subjekti, joka pystyy seisomaan täysin paikallaan ilman heilumista, saa 100 %:n pistemäärän, kun taas sellaisen, joka heiluu yhtä paljon kuin vakavuusraja, on 0 %. . Jokaisen testin aikana koehenkilön keinuminen määräytyy voimaalustan ja siihen liittyvien ohjelmistojen mukaan. Kolmikomponenttinen CAPS-voimataso käyttää kolmea kolmion muotoista punnituskennoa mittaamaan pystysuoran maareaktiovoiman jakautumista alustalla. Alustaelektroniikka vahvistaa ja näytteistää analogiset punnituskennon signaalit samanaikaisesti käyttämällä kolmea synkronoitua yksittäistä 24-bittistä delta-sigma analogia-digitaalimuunninta, jotka näytteistetään 312 kHz:llä ja desimoidaan näytteet 64 Hz:n datanopeuteen. Kolmen A/D-muuntimen käyttö varmistaa, että signaalit 3 punnituskennosta saadaan samanaikaisesti ilman ajoitusvirhettä. Sigma-delta-muuntimien korkea näytteenottotaajuus sekä korkea desimaatio ja alhainen datanopeus eliminoivat aliasoinnin ja tarjoavat noin 4 miljoonasosan resoluution. Digitaaliset punnituskennon tiedot lähetetään sitten USB-yhteyden kautta tietokoneeseen, jossa ohjelmisto käyttää valmistajan määrittämää kalibrointimatriisia laskeakseen pystysuoran kokonaisvoiman ja kaksi alustaan ​​vaikuttavaa vaakamomenttia. Näistä tiedoista ohjelmisto laskee alustaan ​​vaikuttavan pystysuuntaisen voiman kohdistamispisteen, jota kutsutaan yleisesti painekeskukseksi (CoP). CoP:n sijainti osuu staattisissa olosuhteissa yhteen kohteen massakeskuksen (CoM) projektion kanssa alustalle, ja sen liike liittyy kohteen CoM:n (keinumisen) liikkeisiin. Todellisen heilautuksen määrittäminen edellyttää CoM:n hetkellisen sijainnin määrittämistä tietyn testattavan kohteen kunkin kehon segmentin sijainnin ja inertiaominaisuuksien perusteella. CAPS-testi, kuten kaikki posturografiset laitteet, käyttää CoP:n liikettä huojunnan likimääräisenä. Koska se on likiarvo ja koska kineettisistä syistä CoP liikkuu enemmän kuin CoM, CoP-liikkeen 95 %:n luottamusväli otetaan huomioon. Näin CAPS-ohjelmisto voi laskea ellipsin, joka edustaa kaikkien testin aikana kerättyjen heilahdusnäytteiden sijaintia 95 %:n varmuudella. Tämän ellipsin pääakseli edustaa kohteen suurinta heilahtelua mihin tahansa suuntaan testin aikana, ja sitä käytetään vakauspisteiden laskemiseen. Mittausketjun tarkkuuden ja tarkkuuden arvioimiseksi 75 kg ja 100 kg kalibroidut painot asetetaan voimatason keskelle (ikään kuin se olisi kohde) ja suoritetaan 20 sekunnin mittaukset: Painon tarkkuus on oltava laitteen tehdasmäärittelyjen (+2N) mukainen. Tästä syystä valmistajan ilmoittaman sijainnin tarkkuus +1 mm 75 kg:n painolle hyväksytään oikeaksi, koska sen määrittäminen olisi vaatinut vain valmistajan saatavilla olevia erikoislaitteita ja ohjelmistoja. On huomattava, että instrumentin antamalla CoP:n sijainnin yleisellä tarkkuudella ei ole merkitystä tässä tutkimuksessa, koska CoP:n liike määrittää heilunnan. Heilunnan mittausvirhe arvioidaan ottaen huomioon, että testin aikana molemmilla painoilla omapaino ei liiku, vaan mittausketju osoittaa alle 0,05 mm:n ''heilahtelua'' (mittauskohina), joten mittausketjun ja kallistuksen mittausvirheen katsotaan olevan 0,05 mm. Mittausketjun toistettavuuden varmistamiseksi samantyyppiset testit toistetaan kaksi kertaa. Kirjoittajat ovat saaneet samanlaisia ​​tuloksia (määritetyllä tarkkuudella ja resoluutiolla) toisessa tutkimuksessa. Kun huojuntamittausvirhe otetaan huomioon, stabiilisuuspisteiden mittausvirhe määritetään. Vakauspistemäärän määritelmästä käy selvästi ilmi, että mitä alhaisin on stabiilisuuden teoreettinen raja, sitä selvempi on heilunnan mittausvirheen vaikutus. Koska stabiilisuuden teoreettinen raja on laskettu käyttämällä kaavaa 0,556korkeus626sin(6,258), mitä lyhyempi kohde, sitä herkempi stabiilisuuspisteet ovat mittausvirheille. Vakauspisteiden mittausvirheen arvioimiseksi otetaan huomioon kohteen 1,6 metrin korkeus. Tällaisen kohteen teoreettinen vakavuusraja olisi 191,6 mm. Tällaiselle kohteelle 0,05 mm:n kallistuksen mittausvirhe tarkoittaa vakavuuspisteiden mittausvirhettä 0,05/191,6 tai, jos pistemäärä ilmaistaan ​​prosentteina, 0,026 %. Siten kaikki sitä suuremmat muutokset stabiilisuuspisteissä ovat seurausta kohteen heilunnasta eivätkä mittausvirheistä. Kaikille koehenkilöille tehdään CAPS istumasta seisomaan -testi, jossa koehenkilöä pyydetään seisomaan voimatasolla istuma-asennosta ja sen jälkeen posturografiatesti silmät kiinni -asennossa. Koehenkilöt opastetaan istumaan tuolilla ja nousemaan sitten seisomaan käyttämättä käsiään tai tukirakennetta. Sitten heitä neuvotaan seisomaan tietokoneistetun voimalevyn alustalla ilman häiriöitä ja sulkemaan silmänsä, kun tietoja saadaan tietokoneiselta voimalevyltä. Koehenkilöille järjestetään harjoituksia, jotta he tutustuvat kokeeseen ennen tiedonkeruuta. CAPS-testi, mukaan lukien istuminen seisomaan ja silmät kiinni -seisontatesti kestää yli 90 sekuntia. Jaamme silmät kiinni -seisontatestin ensimmäisen puoliskon (10 sekuntia) ja toisen puoliskon silmät kiinni -seisontakokeen (10 sekuntia) aikana havaitun heilahtelun asteen ja saamme suhteet. Jos koehenkilön huojunta lisääntyy testin toisella puoliskolla verrattuna ensimmäiseen puoliskoon, kutsumme tätä väsymyssuhteeksi. Kun yksilöt osoittavat vähemmän heiluntaa testin toisella puoliskolla, kutsumme tätä sopeutumiskykysuhteeksi, jonka katsomme liittyvän jonkinlaiseen motoriseen oppimiseen.