가속도 기반 보행 분석 시스템을 사용하여 낙상 위험이 있는 피험자 식별 (stumble)

낙상 위험을 객관적으로 조사하기 위해 표준화된 실험실 조건에서 젊고 나이가 많은(>60세) 피험자를 대상으로 낙상 관련 움직임 특성(보행 및 균형에 기반)과 거의 낙상을 보상하는 능력을 분석했습니다.

특정 움직임 매개변수, 균형 성능 및 넘어질 위험이 있는 여행에서 회복하는 능력을 연결하기 위해 4가지 테스트가 수행됩니다.

1. 낙상 위험은 낙상 위험 평가의 표준인 Tinetti Scale을 사용하여 평가됩니다. 이 척도는 보행과 균형 점수로 구성됩니다. 이 척도에 따라 피험자는 낙상 위험이 있는/위험하지 않은 것으로 분류됩니다.
2. 움직임 매개변수를 분석하기 위해 보행 테스트가 수행됩니다. 작고(56mmx61mmx15mm), 가벼운 무게(5g)의 움직일 수 있는 가속도계를 탄성 벨트로 천골에 부착한 상태에서 대상자는 원하는 속도로 20m 거리를 6회 걸어야 합니다. 가속도계는 100Hz의 샘플 주파수로 세 방향(전후방, 중측면 및 두개골 꼬리)에서 신체의 가속도를 측정합니다.
3. 동일한 가속도계가 몸의 움직임을 측정하는 동안 4가지 균형 작업을 수행하여 균형 능력을 테스트합니다. 피험자는 눈을 뜨고 감은 상태에서 일반 표면 또는 거품 표면에 발을 감고 서 있어야 합니다.
4. 마지막으로 여행을 보상하는 능력을 평가하기 위해 비틀거리는 실험이 수행됩니다. 대상자는 천골에 부착된 가속도계를 착용한 상태에서 러닝머신에서 원하는 속도로 걷도록 요청받습니다. 정상적인 걷기 2분 후, 두 다리에 부착된 확장된 트리핑 가죽끈을 사용하여 예기치 않게 넘어지는 것을 시뮬레이션합니다. 런닝머신 뒤의 고정 프레임에 흘린 코드를 풀고 감아 피험자가 자유롭게 움직일 수 있습니다. 이 유출에는 가죽 끈을 매우 짧게 차단할 수 있는 차단 장치가 있습니다. 다리 중 하나의 중간 또는 초기 스윙 중에 검사자는 목줄을 막아 피험자를 넘어지게 합니다. 하지만 천장에 안전벨트가 붙어 있어 추락은 불가능하다. 이 하네스가 무게를 지탱하기 시작하면 비상 스위치가 작동되어 런닝머신이 즉시 중지됩니다. 섭동 후 피험자는 새로운 섭동이 적용될 때까지 몇 초 동안 회복해야 합니다. 이 측정은 느리고(40% Fr 선호 속도) 빠른 속도(20% Fr 선호 속도)로 걷는 동안 반복됩니다. 가속 기반 넘어짐 감지를 검증하기 위해 전체 실험을 비디오에 녹화합니다.

연령 관련 이동성 변화의 기본 메커니즘을 조사하기 위해 두 가지 다른 테스트가 통합되었습니다.

• 피험자의 인지는 반응 시간 테스트를 사용하여 테스트됩니다. 피험자는 타자기의 두 키에 가운데 손가락과 집게 손가락을 대고 컴퓨터 뒤에 앉습니다. 네 개의 사각형이 컴퓨터 화면에 나타납니다. 또는 모든 사각형이 빨간색이고 그 중 하나가 녹색으로 변경되거나(=미확인 상태) 왼쪽(오른쪽)에 두 개의 빨간색 사각형이 나타나고 오른쪽(왼쪽)에 하나의 사각형이 녹색으로 바뀝니다. 피험자는 타자기의 해당 키를 가능한 한 빠르고 정확하게 눌러야 합니다. 이 테스트를 통해 (자극이 왼쪽으로 나타날 때 왼쪽으로 응답하는 대신) 자동 응답을 변경하는 기능을 반응 시간을 사용하여 조사할 수 있습니다. 먼저 피험자는 교육을 받고 10번 시도하고 운동할 수 있는 기회를 얻은 다음 실제 테스트가 시작됩니다. 신호가 있는 자극과 신호가 없는 자극이 다른 시간 간격(100ms, 250ms, 500ms, 750ms 및 12000ms)으로 나타나는 120번의 시도가 수행됩니다.
• Cybex를 사용하여 오른쪽 다리의 근력을 테스트합니다. 피험자는 확장 및 굴곡 테스트 중에 최대 힘을 ​​생성해야 합니다.

모든 가속 데이터는 Matlab(c)에 프로그래밍된 특정 알고리즘을 사용하여 분석됩니다. 보행 매개변수, 균형 특성 및 여행에서 회복하는 능력 간의 상관관계를 조사하기 위해 피어슨 상관관계를 사용하여 SPSS에서 통계 분석을 수행합니다. 또한 인지 및 근력과 낙상 위험(보행, 넘어짐 회복 및 균형)의 관계를 조사하기 위해 Pearson 상관관계 및 회귀 분석을 수행할 것입니다. Pearson 상관관계는 또한 Berg Balance Scale로 객관적인 보행 및 균형 테스트를 검증하는 데 사용됩니다. ANOVA(p< 0.005)를 사용하여 젊은 대상자와 나이든 대상자 간의 근력, 인지 보행, 균형 및 보상 능력의 차이를 조사합니다.