Zapobieganie upadkom: dynamiczne pomiary posturograficzne w populacji geriatrycznej

Wyniki skomputeryzowanej dynamicznej posturografii zostaną uzyskane u pacjentów geriatrycznych biorących udział w spotkaniu AARP we wrześniu 2008 r. w Waszyngtonie. Wszyscy badani będą wolontariuszami. Wynik pomiaru zostanie uzyskany za pomocą skomputeryzowanej dynamicznej posturografii, standardowego testu diagnostycznego funkcji równowagi. Równowaga badanego zostanie sprawdzona przy użyciu trójskładnikowej platformy siłowej (test CAPS) w jednym z warunków sensorycznych zmodyfikowanego Klinicznego Testu Interakcji Sensorycznej na Równowadze (mCTSIB), oczy zamknięte bez zakłóceń. Ten warunek został wybrany, ponieważ badania wykazały, że jest to pojedynczy test, który najlepiej koreluje z zaburzeniami równowagi i upadkami. Wynik stabilności, używany już w kilku badaniach przez innych autorów, zostanie wykorzystany jako główna miara wyniku w tym badaniu. Definiuje się go jako 1 minus stosunek między zmierzonym kołysaniem podczas testu (obliczanym jako główna oś standardowej elipsy o 95% ufności) a wielkością kołysania, jaką normalny osobnik o tym samym wzroście co badany powinien być w stanie kołysanie przed upadkiem (znane również jako teoretyczne maksymalne kołysanie lub teoretyczna granica stabilności, obliczone za pomocą wzoru regresji opartego na wzroście badanego, opracowanego przez NASA w 1962 r. i powszechnie stosowanego we wszystkich testach posturograficznych). Dla wygody ocena stabilności zostanie wyrażona w procentach. Jego definicja sprawia, że ​​jest to wygodna i łatwa do zrozumienia miara, ponieważ podmiot, który jest w stanie stać idealnie nieruchomo bez kołysania, uzyska wynik 100%, podczas gdy podmiot, który kołysze się do granicy stabilności, uzyska wynik 0%. . Podczas każdego testu kołysanie badanego będzie określane przez platformę siłową i powiązane z nią oprogramowanie. Trójskładnikowa platforma siłowa CAPS wykorzystuje 3 ogniwa obciążnikowe rozmieszczone w trójkącie do pomiaru rozkładu pionowej siły reakcji podłoża na platformie. Sygnały analogowych czujników wagowych są wzmacniane i jednocześnie próbkowane przez elektronikę platformy za pomocą trzech zsynchronizowanych, indywidualnych 24-bitowych przetworników analogowo-cyfrowych delta-sigma, próbkujących z częstotliwością 312 kHz i dziesiątkujących próbki do szybkości transmisji danych 64 Hz. Zastosowanie trzech przetworników A/D zapewnia, że ​​sygnały z 3 czujników wagowych są pozyskiwane jednocześnie, bez błędów czasowych. Wysoka częstotliwość próbkowania z dużą decymacją i niską szybkością transmisji danych przetworników sigma-delta eliminuje zjawisko aliasingu i zapewnia rozdzielczość około 4 części na milion. Cyfrowe dane z ogniwa obciążnikowego zostaną następnie przesłane przez złącze USB do komputera PC, gdzie oprogramowanie wykorzystuje matrycę kalibracji określoną przez producenta do obliczenia całkowitej siły pionowej i dwóch momentów poziomych działających na platformę. Na podstawie tych danych oprogramowanie obliczy punkt przyłożenia siły pionowej działającej na platformę, powszechnie określany jako środek nacisku (CoP). Położenie CoP pokrywa się w warunkach statycznych z rzutem środka masy (CoM) podmiotu na platformę, a jego ruch odnosi się do ruchów CoM (kołysania) podmiotu. Określenie rzeczywistego kołysania będzie wymagało określenia chwilowej lokalizacji CoM poprzez położenie i właściwości bezwładnościowe każdego segmentu ciała konkretnego testowanego podmiotu. Test CAPS, podobnie jak wszystkie urządzenia posturograficzne, wykorzystuje ruch CoP jako przybliżenie kołysania. Ponieważ jest to przybliżenie i ponieważ z powodów kinetycznych CoP porusza się bardziej niż CoM, rozważony zostanie 95% przedział ufności ruchu CoP. Umożliwi to oprogramowaniu CAPS obliczenie elipsy reprezentującej lokalizację wszystkich próbek kołysania zebranych podczas testu z 95% pewnością. Główna oś tej elipsy będzie reprezentować maksymalne kołysanie się badanego w dowolnym kierunku podczas testu i zostanie wykorzystana do obliczenia wyniku stabilności. Aby ocenić dokładność i rozdzielczość łańcucha pomiarowego, skalibrowane odważniki 75 kg i 100 kg zostaną umieszczone na środku platformy siłowej (tak jakby to był przedmiot) i zostaną wykonane 20-sekundowe akwizycje: Dokładność odważnika musi mieścić się w specyfikacji fabrycznej instrumentu (+2N). W związku z tym za poprawną zostanie przyjęta deklarowana przez producenta dokładność pozycji +1 mm dla masy 75 kg, gdyż jej wyznaczenie wymagałoby specjalistycznego sprzętu i oprogramowania dostępnego tylko u producenta. Należy zauważyć, że ogólna dokładność pozycji CoP podanej przez instrument nie będzie miała znaczenia w tym badaniu, ponieważ ruch CoP będzie determinował kołysanie. Błąd pomiaru kołysania zostanie oszacowany biorąc pod uwagę fakt, że podczas testu przy obu ciężarkach ciężar własny nie będzie się poruszał, ale łańcuch pomiarowy wskaże „kołysanie” mniejsze niż 0,05 mm (szum pomiarowy), stąd rozdzielczość łańcuch pomiarowy i błąd pomiaru kołysania będą uważane za 0,05 mm. Aby zweryfikować powtarzalność łańcucha pomiarowego, ten sam rodzaj testów zostanie powtórzony dwukrotnie. Autorzy uzyskali podobne wyniki (w ramach określonej dokładności i rozdzielczości) w innym badaniu. Biorąc pod uwagę błąd pomiaru kołysania, zostanie określony błąd pomiaru w ocenie stateczności. Z definicji wyniku stateczności jasno wynika, że ​​im mniejsza teoretyczna granica stateczności, tym wyraźniejszy będzie efekt błędu pomiaru przechyłu. Ponieważ teoretyczna granica stabilności jest obliczana przy użyciu wzoru 0,556 wysokości626sin(6,258), im niższy jest badany, tym bardziej ocena stabilności jest wrażliwa na błędy pomiaru. W celu oszacowania błędu pomiaru wyniku stabilności zostanie uwzględniony wzrost osoby badanej wynoszący 1,6 m. Taki podmiot miałby teoretyczną granicę stabilności 191,6 mm. Dla takiego osobnika błąd pomiaru kołysania 0,05 mm oznacza błąd pomiaru wyniku stabilności 0,05/191,6 lub, jeśli wynik jest wyrażony w procentach, 0,026%. Zatem wszelkie zmiany wyniku stabilności większe niż to są konsekwencją kołysania się podmiotu, a nie błędów pomiarowych. U wszystkich badanych uzyskany zostanie test CAPS z pozycji siedzącej na stojącą, w którym osoba badana zostanie poproszona o wstanie na platformie siłowej z pozycji siedzącej, po czym nastąpi test posturograficzny w pozycji z zamkniętymi oczami. Badani zostaną poinstruowani, że mają usiąść na krześle, a następnie wstać bez użycia rąk lub struktury podtrzymującej. Następnie zostaną poinstruowani, aby stanęli na skomputeryzowanej platformie siłowej bez zakłóceń i zamknęli oczy, podczas gdy dane są uzyskiwane ze skomputeryzowanej płyty siłowej. Badani będą mieli sesje treningowe, aby zapoznali się z testem przed zebraniem danych. Test CAPS, w tym test siedzenia do stania i test stania z zamkniętymi oczami trwa ponad 90 sekund. Podzielimy stopień kołysania zaobserwowany podczas pierwszej połowy testu stania z zamkniętymi oczami (10 sekund) i drugiej połowy testu stania z zamkniętymi oczami (10 sekund) i otrzymamy proporcje. Jeśli kołysanie się badanych wzrośnie w drugiej połowie testu w stosunku do pierwszej połowy, będziemy to nazywać współczynnikiem zmęczenia. Kiedy osoby wykażą mniejsze kołysanie w drugiej połowie testu, nazwiemy to współczynnikiem zdolności adaptacyjnych, który naszym zdaniem może być związany z pewnym rodzajem uczenia się motorycznego.