计算机化动态姿势图用于间歇性跛行患者的姿势控制评估

Summary

与健康对照组相比，间歇性跛行的个体表现出平衡能力差。计算机化动态姿势描记法是一种测量个体对平衡障碍的姿势反应的客观方法。这客观地反映了人对感觉刺激改变和发生意外扰动的情况的反应能力。

Abstract

EquiTest 的计算机化动态姿势描记法是一种在具有挑战性的静态和动态条件下测量姿势策略的客观技术。作为诊断评估的一部分，姿势缺陷的早期发现很重要，这样才能制定适当和有针对性的干预措施。EquiTest 上的感觉组织测试 （SOT） 确定个人对负责姿势控制的感觉系统（体感、视觉和前庭）的使用。体感和视觉输入由校准的摇摆参考支撑表面和视觉环绕改变，它们响应个体的姿势摇摆而向前后方向移动。这会产生一种相互冲突的感官体验。运动控制测试 （MCT） 通过以前后平移的形式产生意想不到的姿势干扰来挑战姿势控制。平移按幅度分级，并计算从扰动中恢复的时间。

间歇性跛行是外周动脉疾病最常见的症状，其特征是下肢痉挛性疼痛，由肌肉缺血引起，继发于体力消耗期间流向工作肌肉的血流减少。跛行者通常表现出平衡不良，使他们容易跌倒和避免活动。踝臂压力指数 （ABPI） 是一种无创方法，用于指示存在外周动脉疾病和间歇性跛行，这是下肢的常见症状。ABPI 的测量方法是足背动脉或胫后动脉的最高收缩压除以任一侧臂的最高肱动脉收缩压。本文将重点介绍计算机动态姿势描记法在跛行者平衡评估中的应用。

Introduction

计算机化动态姿势图 （CDP） 是一种客观测量姿势控制的评估技术。它分离并量化了不同感觉系统的功能贡献（即 体感、视觉和前庭输入）以及整合这些感觉输入以维持平衡的机制。它是研究感觉、运动和中枢适应性障碍¹ 的宝贵工具。计算机化动态姿势描记法通过测量一个人在其稳定性范围内移动时的重心 （COG） 变化来检测姿势摇摆。它可以通过确定个人在 CDP 协议期间是使用踝关节或髋关节策略，还是两者的组合来应对姿势障碍，从而量化静态和动态扰动的姿势策略。

平衡评估是临床和康复环境中的常规评估。它们表明一个人在不同条件下控制平衡的能力，例如支撑基础减少（例如串联或单侧站立）或没有视觉输入（例如闭眼）。因此，它们通常用于确定个人对跌倒的敏感性。几种经过验证且可靠的平衡测试，例如 Berg 平衡量表² 和 Tinetti 步态和平衡测试³，在临床上通常用于评估个人在功能任务中保持平衡的能力。虽然这些测试主要是为老年人设计的，但它们也是主观的，并且容易受到天花板效应的影响，尤其是在功能水平高的社区居民中。使用 EquiTest 的计算机化动态姿势图提供了对姿势控制的客观评估，因此需要使用比常规临床测试更复杂的设备。但是，它也更昂贵且不便携。因此，它旨在补充而不是取代对平衡障碍机制进行分类的现有临床措施。

间歇性跛行是外周动脉疾病的一种常见症状，其特征是在体育活动期间下肢出现痉挛性疼痛，休息后缓解。跛行者平衡和步态受损;他们表现出功能受限，容易跌倒。踝肱压力指数 （ABPI） 是一种简单的无创方法，用于检测是否存在伴有间歇性跛行并伴有下肢功能受损的外周动脉疾病。这种疾病通常通过生活方式和锻炼计划进行无创治疗⁴。及早发现姿势障碍有利于有效预防跌倒¹。虽然对于没有外周动脉疾病症状伴间歇性跛行的患者或有其他平衡相关功能障碍的患者，测量 ABPI 是必要的，但对于怀疑外周动脉疾病且运动和平衡受到不利影响的患者，作为全面体检的一部分很重要。

计算机化动态姿势图，以及 EquiTest 上的感觉组织测试和运动控制测试等协议，已被用于调查健康老年人⁵ 平衡的研究，以区分老年跌倒者和非跌倒者⁶，在患有平衡障碍⁷ 的个体中，甚至在胫骨截肢者群体中^8,9.计算机化动态姿势图之前已经对跛行者人群进行了评估，结果表明 52% 的跛行者表现出前庭功能障碍¹⁰，并且随着跛行严重程度的增加，表现明显更差¹¹。因此，这种客观的平衡测量技术被认为足够敏感，可以根据疾病的严重程度区分患者的姿势控制策略。本文将重点介绍计算机化动态姿势图在评估外周动脉疾病引起的间歇性跛行患者的平衡中的应用。

Protocol

参与者是当地一家教学医院血管外科的门诊患者，并知情同意参加本研究。该研究获得了 NHS 地方研究伦理委员会（REC 参考：07/Q1105/12）的批准，并且该方案符合赫尔大学的 IRB 指南。所有参与者都完成了 EquiTest 上的感觉组织测试和运动控制测试。运动前测量踝肱压力指数以对疾病严重程度进行分类。

1. 踝肱压力指数 （ABPI） 测量

1. 在进行 ABPI 测量之前，让参与者仰卧休息至少 5 分钟。
2. 调整肘部上方肱动脉以及脚踝上方足背动脉和胫后动脉上的标准血压计袖带。将袖带快速充气至可闻收缩压以上 20 mmHg，然后以 2 mm/sec 的恒定速率放气。
3. 将收缩压记录为可听到第一次持续收缩压的压力。然后使用手持式多普勒探头 （5-8 MHz），测量足背动脉和胫后动脉的收缩压。
4. 以踝关节收缩压为分子，以肱收缩压为分母计算 ABPI。

注意：目前有几种方法用于确定 ABPI 的分子值。美国心脏协会提倡使用两条腿动脉的较高收缩压作为分子¹²，这就是我们使用的，而文献中报道的另一种方法则使用较低的收缩压¹³。第三种方法建议使用足背动脉和胫后动脉的平均收缩压¹³。

2. 设备设置

1. 确保 EquiTest 周围区域没有障碍物，并从双测力板上移走任何物体并打开 EquiTest 系统。完成双测力台支撑面和视觉环绕校准。
   注意：测力台沿 x 轴和 y 轴移动。双测力板首先以 15.24 cm/sec 的最大线速度绕平行于地板的 y 轴向前和向后平移。然后它们绕 x 轴旋转，以促进踝关节背屈（脚趾向上）和跖屈（脚趾向下），最大角速度为 50°/秒（0.87 rad/sec）。视觉环绕以 15°/秒（0.26 弧度/秒）的最大角速度绕 x 轴前后倾斜，范围为 ±10°。两个独立测力台中的四个力传感器测量每个肢体的垂直力;第五个传感器位于连接两个测力台的销接头下方，用于测量整体剪切力。
2. 在软件程序中输入参与者信息（例如年龄和身高）。准确标明他们的年龄和身高。
   注意：参与者的结果将与年龄匹配的规范数据集（20-59、60-69、70-79 岁）进行比较。高度 将允许根据其高度缩放向后和向前测力板平移的大小 （小、中和大）。
3. 选择是打开还是关闭可视环绕圈内的显示屏。
   注意：如果显示屏打开，参与者将获得有关其 COG 运动的实时视觉生物反馈，这可能在练习过程中或作员希望参与者看到他们的分数时有用。每次试验的结果在试验完成后进行处理，并显示为绿色或红色条。绿色条表示参与者的表现优于年龄匹配的规范数据，而红色条表示他们的表现更差。

3. 参与者准备

1. 要求参与者穿着舒适宽松的衣服并脱掉鞋子以在 EquiTest 上进行测试。让参与者系上安全带，同时将长带固定在他们的腿上并系紧腰扣。
2. 将参与者放在双测力板上，然后将安全带上的登山扣夹入安全带的 D 形环中。
   注意：参与者现在被牢固地固定在安全杆上（通过安全带），这将防止他们在测试过程中失去平衡（或感觉即将失去平衡）时真正跌倒。
3. 将参与者的脚放在支撑面上的中心：将每只脚的内踝定位在蓝色水平线上，使踝关节与横向旋转轴对齐，并根据 S、M 或 T 表面标记定位跟骨的外侧。调整安全带的张力，使其既不会太松弛，也不会太受力。
   注意：根据参与者的身高，小范围为 76-140 厘米，中等范围为 141-165 厘米，身高为 166-203 厘米（图 1A）。支撑面（双测力台）沿 y 轴向后和向前移动，而支撑面上的左右运动沿 x 轴发生。双测力板可以绕 x 轴旋转，x 轴代表踝关节的横轴。当参与者站着时，脚踝在蓝色水平线上，并且根据 S、M 或 T 标记，双脚与中心线（y 轴）横向等距，他们的重心应位于 x 轴和 y 轴截距的正上方。此位置用作计算摇摆角的参考点
4. 让参与者站直，双手放在身体两侧，直视前方的视觉环境。要求他们在测试期间不要移动双脚（图 1B）
   注意：如果脚的位置正确，重心 （COG） 显示屏应在 x 轴和 y 轴的交点处显示棒状图形。但是，如果简笔画未对齐并且脚的位置正确（根据上述说明），请勿重新调整脚。

4. 感觉组织测试 （SOT）

1. 完成 SOT 协议的条件 1-6。
   注意：SOT 由 6 个条件组成，每个条件由 3 个试验组成，每个试验持续 20 秒。在条件 1 和 2 中，参与者分别睁开和闭上眼睛安静地站着。这确定了当视觉线索被移除时摇摆是否增加，并决定了参与者如何有效地利用体感输入。在条件 3 中，参与者睁着眼睛站着;视觉环绕是摇摆参考的，视觉提示变得不准确。在条件 4 中，支撑表面是摇摆参考的;因此，体感线索变得不准确。条件 5 是在闭上眼睛和以摇摆为参考的支撑表面的情况下进行的。这决定了当视觉线索被移除且体感线索不准确时，参与者如何利用前庭线索。最后，在条件 6 中，视觉环绕和支持表面都是摇摆参考的，它识别参与者是否依赖视觉提示，即使它们不准确。SOT 条件按难度分级。前 3 个条件在静态支撑面上执行，而后 3 个条件使用动态支撑面。
2. 每次试验后评估分数（将出现绿色或红色条，显示参与者相对于年龄匹配的规范数据集的均衡分数）。如果参与者看起来需要帮助，则随时中断任何试用。
3. 标记参与者迈出一步、触摸视觉周围或开始跌倒为失去平衡 （LOB） 的任何试验。如有必要，让参与者在试验之间休息，并在试验后准确重新定位双脚。

允许软件计算以下相关变量的结果： 均衡分数 - 平衡的总体指标;策略分析 - 踝关节与臀部策略优势的指标;感觉分析 - 使用哪个感觉系统来维持平衡的指标（即 体感、视觉、前庭或视觉偏好）;以及每次试验开始前的初始 COG 对齐。平衡评分根据公式 1 计算，其中 12.5° 表示前后方向的最大正常姿势摇摆;θ 表示参与者计算出的最大前后 COG 位移¹⁴。100 分代表完美的稳定性;分数为 0 表示失去平衡。

策略分数表示剪切振荡的峰峰值幅度相对于 25 磅（11.4 千克）的最大可能剪切力，其中 25 磅是仅使用髋关节策略在窄梁上保持平衡的个人产生的最大剪切力和最小剪切力之间的差值（Nashner，未发表的数据;引用于 EquiTest 系统作员手册）¹⁴.分数接近 100 表示完整的踝关节策略;分数接近 0 表示具有最大剪切力的全髋关节策略。感官分析通过使用来自特定感官测试条件对的平均平衡分数来计算四个感官比率。这些是：

初始 COG 对齐确定为每次 SOT 试验前前半秒的平均前后 COG 位置。

5. 电机控制测试 （MCT）

1. 完成 MCT 上的所有 6 个条件，包括 3 个按量级（小、中和大）分级的正向翻译和 3 个向后翻译><。 注意：小的翻译代表阈值刺激，而大的翻译需要参与者产生最大的反应。媒介翻译介于光谱的两端之间。每个条件执行 3 次，中间有 1.5-2.5 秒的随机延迟。每次平移期间支撑表面的水平位移根据参与者的身高进行缩放。
2. 确保根据上述说明将支脚精确定位在支撑面上。按标准化顺序执行试验（首先向后翻译，然后向前翻译）。如有必要，中断任何试用并记录上述余额损失。
   注意：完整的 MCT 大约需要 5-10 分钟才能完成，无需休息。允许软件计算以下相关变量的结果：重量对称性 - 由力传感器测量的平移开始前左肢与右肢的负重分布;潜伏期 - 支撑面平移开始与参与者的主动力响应之间的时间间隔（以毫秒为单位），针对每个肢体独立测量;和 Amplitude scale（振幅缩放）（或相对响应强度）- 参与者的主动力响应强度，以阻止在向后和向前平移期间传递给身体的角动量。每条腿的响应强度以角动量（度/秒）为单位独立测量，并根据身高和体重进行标准化。

6. 参与者汇报

1. 在完成 SOT 和 MCT 后，协助参与者从平台上下来。通过解释他们在 SOT 和 MCT 上的总体表现来讨论他们的发现的含义。
2. 如果合适，如果参与者在任何测试中得分不佳，请讨论或推荐参与者参加有合格监督的平衡训练计划。如果参与者在任何感官评分上得分不佳，建议进行进一步的医学调查。

Results

踝臂压力指数 （ABPI）

个体的 ABPI 可用于对外周动脉疾病的存在进行分类。ABPI 为 1.0-1.2 在正常范围内。0.9-1.0 的值是可以接受的，但 0.4-0.9 表示轻度至中度外周动脉疾病的严重程度。ABPI 为 <0.4 证实严重的外周动脉疾病¹⁵。ABPI 为 <0.9 对外周动脉疾病的敏感性为 95%，特异性为 99%¹⁶，并且与外周动脉疾病患者的腿部功能相关。

感觉组织测试

图 2 说明了单个参与者对 SOT 的均衡评分、感官和策略分析以及 COG 对齐的典型解释。绿色条表示参与者在条件 1-4 上的表现优于年龄匹配的规范数据集。参与者在条件 5 的最后一次试验和条件 6 的第一次试验中的得分低于标准数据集。然而，（绿色）综合评分表明参与者的总体平衡评分正常（图 2...

Discussion

姿势控制的评估对于跌倒易感性较高的个体很重要，通常是由于衰老或疾病。计算机动态姿势图是一种独特的技术，因为负责平衡的感觉系统可以通过系统地区分损伤的单独协议来挑战⁴。感觉组织测试 （SOT） 可以识别一个人何时不善于利用体感、视觉或前庭线索，或者依赖视觉输入，即使它不准确。例如，感官分析可识别一个人何时对前庭线索的利用不当或前庭线索不可用。这是通过分析平衡和策略分数来实现的，当视觉线索不存在（闭上眼睛）并且体感线索由于摇摆参考的支撑面而不准确（条件 5）时。这些信息对于外周动脉疾病特别有价值，因为许多跛行患者在不知不觉中患有前庭功能障碍⁹，这反过来又损害了他们的平衡并使他们面临更高的跌倒风险。此外，由于自动姿势反应由涉及周围感觉和运动神经的长潜伏期通路控制（使用 MCT 测量），因此跛行患者可能会表现出反应幅度降低和肌肉激活异常。因此，SOT 和 MCT 测试是特别相关的感觉运动测试，挑战外周动脉疾病引起的间歇性跛行患者的平衡能力。

在解释 EquiTest 上的感觉和运动协议的结果时...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
NeuroCom EquiTest	NeuroCom，美国
手持式多普勒超声	Huntleigh Technology Plc，英国
血压计（血压）袖带