跌倒预防：老年人群的动态姿势测量

将在参加 2008 年 9 月在华盛顿特区举行的 AARP 会议的老年受试者中获得计算机动态姿势成像结果。 所有受试者都是志愿者。 结果测量将使用计算机动态姿势图获得，这是平衡功能的标准诊断测试。 受试者的平衡将使用三分量力平台（CAPS 测试）在改良的平衡感觉相互作用临床测试 (mCTSIB) 的一种感觉条件下进行测试，眼睛闭上而不受干扰。 选择此条件是因为研究表明它是与平衡损伤和跌倒最相关的单一测试。 已经在其他作者的几项研究中使用的稳定性评分将用作本研究的主要结果指标。 它被定义为 1 减去测试期间测量的摇摆（计算为标准 95% 置信椭圆的长轴）与与被测者具有相同高度的正常受试者应该能够摇摆的量之间的比率。跌倒前的摇摆（也称为理论最大摇摆或稳定性的理论极限，使用基于 NASA 于 1962 年开发的受试者身高的回归公式计算，并且通常用于所有姿势测试）。 为方便起见，稳定性分数将以百分比表示。 它的定义使其成为一种方便且易于理解的衡量标准，因为能够完全静止不动且不摇晃的受试者得分为 100%，而摇晃到稳定极限的受试者得分为 0% . 每次测试时，受试者的摇摆将由测力平台及其相关软件确定。 CAPS三分力平台采用3个呈三角形排列的称重传感器来测量垂直地面反作用力在平台上的分布。 平台电子设备使用三个同步的独立 24 位 delta-sigma 模数转换器对模拟称重传感器信号进行放大和同步采样，这些转换器以 312 kHz 采样并将样本抽取为 64 Hz 的数据速率。 使用三个 A/D 转换器可确保同时采集来自 3 个称重传感器的信号，而不会出现定时错误。 Σ-Δ 转换器的高采样率、高抽取率和低数据率消除了混叠，并提供了大约百万分之四的分辨率。 然后，数字称重传感器数据将通过 USB 连接发送到 PC，软件使用制造商确定的校准矩阵来计算作用在平台上的总垂直力和两个水平力矩。 根据这些数据，软件将计算作用在平台上的垂直力的作用点，通常称为压力中心 (CoP)。 CoP 的位置在静态条件下与主体的质心 (CoM) 投影到平台上一致，其运动与主体的 CoM 的运动（摇摆）相关。 实际摇摆的确定将需要通过被测特定对象的每个身体部分的位置和惯性特性来确定 CoM 的瞬时位置。 CAPS 测试与所有姿势摄影设备一样，使用 CoP 的运动作为摇摆的近似值。 因为它是一个近似值，并且由于动力学原因 CoP 比 CoM 移动得更多，所以将考虑 CoP 运动的 95% 置信区间。 这将允许 CAPS 软件以 95% 的置信度计算代表测试期间收集的所有摇摆样本位置的椭圆。 该椭圆的长轴将代表测试期间受试者在任何方向上的最大摇摆，并将用于计算稳定性分数。 为了评估测量链的准确性和分辨率，将 75 公斤和 100 公斤的校准重量放置在力平台的中心（就好像它是一个主题）并将执行 20 秒的采集：重量的准确性必须符合仪器的出厂规格 (+2N)。 因此，对于 75 千克的重量，制造商声称的 +1 毫米的位置精度将被认为是正确的，因为它的确定需要仅制造商可用的专门设备和软件。 应该注意的是，仪器给出的 CoP 位置的整体精度与本研究无关，因为 CoP 的运动将决定摇摆。 考虑到在两个重量的测试期间自重不会移动，但测量链将指示小于 0.05 毫米的“摇摆”（测量噪声），因此将估计摇摆测量误差，因此分辨率测量链和摇摆测量误差将被认为是 0.05 毫米。 为了验证测量链的可重复性，相同类型的测试将重复两次。 作者在另一项研究中获得了类似的结果（在指定的准确度和分辨率内）。 给定摇摆测量误差，将确定稳定性得分中的测量误差。 从稳定性得分的定义可以清楚地看出，稳定性的理论极限越小，摇摆测量误差的影响就越明显。 由于稳定性的理论极限是使用公式 0.556height626sin(6.258) 计算的，因此受试者越矮，稳定性得分对测量误差越敏感。 为了估计稳定性得分测量误差，将考虑受试者的身高 1.6 m。 这样的对象理论上的稳定性极限为 191.6 毫米。 对于这样的对象，0.05 毫米的摇摆测量误差意味着稳定性评分测量误差为 0.05/191.6，或者如果评分以百分比表示，则为 0.026%。 因此，任何大于该值的稳定性分数变化都是受试者摇摆的结果，而不是测量误差。 CAPS 坐立测试，其中将要求受试者从坐姿站在力平台上，然后对所有受试者进行闭眼姿态姿势测试。 将指示受试者坐在椅子上，然后在不使用手或支撑结构的情况下站起来。 然后他们将被指示站在计算机化的测力台平台上，没有扰动，并在从计算机化的测力台获得数据时闭上眼睛。 受试者将进行练习，以便他们在收集数据之前熟悉测试。 CAPS 测试，包括从坐到站和闭眼站立测试，持续时间超过 90 秒。 我们将在闭眼站立测试的前半部分（10 秒）和闭眼站立测试的后半部分（10 秒）中观察到的摇摆度进行划分，并获得比率。 如果受试者在测试的后半部分相对于前半部分的摇摆增加，我们将其称为疲劳率。 当个人在测试的后半部分表现出较少的摇摆时，我们将其称为适应性比率，我们认为它可能与某种类型的运动学习有关。