Oprzyrządowany test Timed Up and Go (iTUG) zyskuje coraz większą uwagę w analizie kołysania ciała i chodu wraz z rozwojem nowych technologii. Przedstawiamy protokół do analizy podzespołów iTUG z motion capture.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Oprzyrządowany test Timed Up and Go (iTUG) zyskuje coraz większą uwagę w analizie kołysania ciała i chodu wraz z rozwojem nowych technologii. Przedstawiamy protokół do analizy podzespołów iTUG z motion capture.
Pomimo wysiłków medycyny i technologii, częstość upadków u osób starszych wciąż rośnie. Dlatego wczesne wykrycie ryzyka upadku staje się coraz ważniejsze w zapobieganiu upadkom. Test Timed Up and Go (TUG) jest powszechnie akceptowanym narzędziem do oceny mobilności i może być stosowany w przewidywaniu przyszłego ryzyka upadku u osób dorosłych. W praktyce klinicznej całkowity czas potrzebny do wykonania testu jest główną miarą wyniku testu TUG. Ze względu na swoją prostotę i ogólność, tradycyjny test TUG został uznany za globalny test do analizy ruchu. Jednak ostatnio naukowcy podjęli próbę podzielenia testu TUG na podkomponenty i zaktualizowali jego system punktacji w celu dalszych badań. Oprzyrządowany test Time Up and Go (iTUG), który jest nową modyfikacją tradycyjnego testu TUG, został uznany za czułe narzędzie do przewidywania zaburzeń ruchowych i ryzyka upadków u osób starszych. Celem niniejszego badania była analiza podzespołów testu iTUG z wykorzystaniem technologii motion capture oraz określenie, które podzadania testowe iTUG są związane z potencjalnym ryzykiem wystąpienia upadków w przyszłości.
Upadek jest jednym z najczęstszych zespołów geriatrycznych i jest drugą najczęstszą przyczyną przypadkowych lub niezamierzonych zgonów związanych z urazami na świecie1. U osób dorosłych w wieku powyżej 65 lat upadek może skutkować upośledzeniem funkcjonalnym, niepełnosprawnością, obniżeniem jakości życia, wydłużeniem czasu pobytu w szpitalach, a nawet śmiertelnością2,3. Dlatego zapobieganie upadkom ma ogromne znaczenie.
Aby określić predyktory upadków, poprzedni badacze skupili się na analizach chodu, testach równowagi, stanie psychicznym, zażywaniu leków uspokajających, a także historii upadków w poprzednim roku4,5 Test Timed Up and Go (TUG) jest szybkim pomiarem mobilności opartym na wydajności. Test TUG został szeroko przebadany u osób starszych i jest zalecany jako prosty test przesiewowy pod kątem ryzyka upadków6. Ten szeroko stosowany test polega na wstaniu z krzesła, przejściu 3 m z preferowaną prędkością, odwróceniu się, powrocie i siedzeniu. Tradycyjny wynik kliniczny tego testu zależy od jego całkowitego czasu trwania7 i jest oceniany przez stoper.
W praktyce klinicznej, konwencjonalny test TUG mierzy całkowity czas wykonania serii czynności bez dzielenia wydajności podmiotu na podkomponenty8. Ostatnio niektórzy badacze zasugerowali, że różne komponenty testu TUG mogą być szczególnie wrażliwe jako predyktory przyszłych upadków9. W przypadku korzystania ze zdigitalizowanego oprzyrządowanego testu TUG (iTUG) poszczególne elementy testu TUG mogą być analizowane oddzielnie. Korzystając z iTUG, możliwa jest obiektywna ocena kilku cech każdej podfazy testu TUG i uzyskanie danych ilościowych, takich jak odpowiednie czasy trwania, prędkości i prędkość kątowa każdego ruchu. Dzięki bardziej szczegółowym danym, test iTUG wykazał przewagę w wykrywaniu konkretnych deficytów, które mogą bardziej wskazywać na ryzyko upadku10.
Jako złoty standard w analizie ruchu, technologie przechwytywania ruchu zostały wykorzystane do wykrywania ruchu u pacjentów z chorobą Parkinsona (PD)11, upośledzenie poznawcze12, oraz zapalenie stawów skokowych13, a także u zdrowych dorosłych14. W niniejszym badaniu naszym celem była analiza podzespołów testu iTUG z wykorzystaniem technologii motion capture oraz określenie korelacji między podzadaniami testu iTUG a potencjalnym ryzykiem przyszłych upadków.
To badanie zostało zatwierdzone przez Akademicką Komisję Etyki Siódmego Centrum Medycznego Chińskiego Szpitala Ogólnego ChALW w Pekinie, Chiny.
1. Kryteria włączenia/wykluczenia uczestnika
2. Przygotowanie obszaru testowego
3. Przygotowanie oprogramowania do procedur przed testem
4. Test iTUG
UWAGA: Uczestnicy powinni nosić obcisłe, ale wygodne ubrania i buty.
5. Zbieranie danych i definiowanie zmiennych testowych iTUG
6. Indeks ryzyka upadku w Downton (DFRI)
7. Analiza statystyczna
Zrekrutowano trzynastu starszych uczestników z wysokim ryzykiem upadku (wynik DFRI: 3-11) oraz 11 starszych osób z niskim ryzykiem upadku (wynik DFRI: 0-2). Szczegóły dotyczące DFRI przedstawiono w Tabeli 1. Jak wspomniano wcześniej, wynik równy lub wyższy od 3 uznaje się za wskazujący na wysokie ryzyko upadków u pacjentów podczas hospitalizacji16.
Dane demograficzne przedstawiono w Tabeli 1, która obejmuje płeć, wiek, wynik testu TUG oraz zmienne testu iTUG. Jak pokazano w Tabeli 2, nie stwierdzono istotnych różnic w zakresie płci i wieku pomiędzy grupami. Między grupami wystąpiła marginalna różnica w wyniku testu TUG (15,4 ± 5,3 s vs 11,2 ± 5,5 s, P = 0,056). Wynik testu TUG oparto na tradycyjnej metodzie (czas ukończenia). Osoby z wysokim ryzykiem upadku wykazały istotnie dłuższy czas trwania fazy 3 (2,8 ± 1,5 s vs 2,0 ± 0,9 s, P = 0,023) oraz fazy 4 (2,9 ± 1,6 s vs 2,1 ± 1,0 s, P = 0,024), a także niższą prędkość kątową w fazie 3 (1,2 ± 0,4 º/s vs 1,7 ± 0,4 º/s, P = 0,021) w porównaniu z osobami o niskim ryzyku upadku. Zmienne związane z kołysaniem ciała nie różniły się istotnie między grupami.
Jak pokazano w Tabeli 3, stwierdzono istotną korelację między wynikiem DFRI a czasem trwania fazy 1, czasem trwania fazy 3, prędkością kątową w fazie 3, czasem trwania fazy 4 oraz czasem trwania fazy 5. Nie odnotowano jednak podobnych zależności między DFRI a zmiennymi kołysania w każdej fazie testu iTUG.
Jak pokazano na Rysunku 2, wykresy Bland-Altmana sugerują, że zgodność między iTUG a czujnikiem akcelerometru Dynaport była akceptowalna dla czasu trwania fazy 1, prędkości kątowej fazy 3 oraz czasu trwania fazy 4. Odnotowano jeden (5%), zero (0%) i jeden (5%) wynik odstający od wartości 1,96 odchylenia standardowego odpowiednio dla czasu trwania fazy 1, prędkości kątowej fazy 3 oraz czasu trwania fazy 4.

Rycina 1:Podetapy instrumentowanego testu Time Up and Go. (A) Przed fazą 1: osoba siedząca na krześle. (B) Podczas fazy 2: w drodze w kierunku widza. (C) Podczas fazy 3: obchodzenie krzesła z przodu. (D) Podczas fazy 4: powrót do pierwotnego krzesła. Skrót: iTUG = instrumentowany test Time Up and Go. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 2: Wykres Blanda-Altmana służący do porównania akcelerometru iTUG i Dynaport. (A) Wykres Blanda-Altmana dla czasu trwania Fazy 1 przy użyciu iTUG i akcelerometru Dynaport. (B) Wykres Blanda-Altmana dla prędkości kątowej w Fazie 3 przy użyciu iTUG i akcelerometru Dynaport. (C) Wykres Blanda-Altmana dla czasu trwania Fazy 4 przy użyciu iTUG i akcelerometru Dynaport. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
| Elementy | Wynik |
| Wcześniejsze znane upadki | |
| Tak | 1 |
| Nie | 0 |
| Leki | |
| Leki przeciwlękowe/środki uspokajające | 1 |
| Leki moczopędne | 1 |
| Leki przeciwnadciśnieniowe (inne niż diuretyki) | 1 |
| Leki przeciwparkinsonowskie | 1 |
| Leki przeciwdepresyjne | 1 |
| Inne leki | 1 |
| Proszę dostarczyć tekst źródłowy do tłumaczenia. | 0 |
| Deficyty sensoryczne | |
| Upośledzenie wzroku | 1 |
| Upośledzenie słuchu | 1 |
| Upośledzenie kończyn | 1 |
| Proszę dostarczyć tekst źródłowy do tłumaczenia. | 0 |
| Stan psychiczny | |
| Zdezorientowany (z zaburzeniami poznawczymi) | 1 |
| Zorientowany | 0 |
| Chód | |
| Niebezpieczne (z/bez pomocy w chodzeniu) | 1 |
| Bezpieczne korzystanie z pomocy do chodzenia | 0 |
| Normalna (bezpieczna bez pomocy do chodzenia) | 0 |
| Niezdolny | 0 |
Tabela 1: Elementy i system punktacji w indeksie ryzyka upadku Downtona. Wynik DFRI powyżej 3 punktów wskazuje na wysokie ryzyko upadku. Skrót: DFRI = indeks ryzyka upadku Downtona.
| Wysokie ryzyko upadku | Niskie ryzyko upadku | Wartość p | |
| (n=13) | (n=11) | ||
| Płeć, M/K | “3/10” | “4/7” | 0.08 |
| Wiek, lata | 74.29 (6.61) | 70.40 (9.23) | 0.077 |
| Wynik testu TUG, s | 15.4 (5.3) | 11.2 (5.5) | 0.056 |
| Czas trwania fazy 1, s | 1.4 (0.4) | 1.2 (0.2) | 0.56 |
| Kołysanie w fazie 1, ° | 123.3 (68.9) | 110.3 (57.7) | 0.684 |
| Czas trwania fazy 2, s | 2.9 (1.0) | 2.8 (1.4) | 0.924 |
| Kołysanie w fazie 2, ° | 141.3 (72.6) | 132.2 (48.6) | 0.082 |
| Czas trwania fazy 3, s | 2.8 (1.5) | 2.0 (0.9) | 0.023* |
| Prędkość kątowa w fazie 3, °/s | 1.2 (0.4) | 1.7 (0.4) | 0.021* |
| Czas trwania fazy 4, s | 2.9 (1.6) | 2.1 (1.0) | 0.024* |
| Kołysanie w fazie 4, ° | 119.8 (64.1) | 113.5 (55.7) | 0.936 |
| Czas trwania fazy 5, s | 4.6 (1.7) | 3.5 (1.5) | 0.063 |
| Wartość = Średnia (Odchylenie standardowe) |
Tabela 2: Dane demograficzne i zmienne z instrumentowanego testu Time Up and Go uczestników. Zaobserwowano istotne różnice między grupami w czasie trwania fazy 3, czasie trwania fazy 4 oraz prędkości kątowej w fazie 3.
| DFRI | wartość r | wartość p | |
| Czas trwania fazy 1, s | 0.347 | 0.007* | |
| Kołysanie w fazie 1, ° | 0.061 | 0.804 | |
| Czas trwania fazy 2, s | -0.026 | 0.898 | |
| Kołysanie fazy 2, ° | 0.287 | 0.174 | |
| Czas trwania fazy 3, s | 0.462 | 0.020* | |
| prędkość kątowa fazy 3, °/s | -0.403 | 0.003* | |
| Czas trwania fazy 4, s | 0.487 | 0.000* | |
| kołysanie w fazie 4, ° | 0.312 | 0.137 | |
| Czas trwania fazy 5, s | 0.568 | 0.000* | |
| Wyższa wartość r oznacza bliższy związek | |||
| DFRI = Skala Ryzyka Upadków Downtona | |||
Tabela 3: Korelacje między wynikiem DFRI a subkomponentami iTUG. Istotna korelacja między wynikiem DFRI a czasem trwania fazy 1, czasem trwania fazy 3, prędkością kątową fazy 3, czasem trwania fazy 4 oraz czasem trwania fazy 5. Skróty: iTUG = instrumented Time Up and Go; DFRI = wskaźnik ryzyka upadków Downtona.
Wideo 1: Przykład zadania iTUG. Kliknij tutaj, aby obejrzeć to wideo.
Krytycznymi krokami w protokole jest dokładne przymocowanie punktów odblaskowych do anatomicznych punktów orientacyjnych, aby uniknąć stronniczości. Ponadto kluczowym krokiem jest również identyfikacja każdego elementu składowego testu iTUG; Przegląd wideo jest pomocny w identyfikacji.
Istniała marginalna różnica między grupami w wynikach testu TUG, co sugeruje, że tradycyjne wyniki TUG mogą nie być wystarczająco czułe, aby rozróżnić ryzyko upadku. Nie znaleźliśmy oczywistych różnic między grupami w czasie trwania fazy 1 i fazy 5, co można wytłumaczyć faktem, że wszyscy uczestnicy nie wykazywali nieprawidłowości w sile kończyn dolnych. Czas trwania fazy 1 jest związany z siłą kończyn dolnych u osób w podeszłym wieku z wysokim ryzykiem upadku 17,18. Stwierdzono, że prędkość kątowa fazy 3, która jest kluczowym punktem związanym z niedoczynnością przedsionkową, wraz z czasem trwania fazy 3, jest skorelowana z wynikiem DFRI19. Wysokie ryzyko upadku u osób starszych może być spowodowane uczuciem zawrotów głowy związanym z niedoczynnością przedsionkową.
Istnieją cztery ograniczenia tej metody. Po pierwsze, system przechwytywania ruchu jest obecnie drogi; Jednak wraz z rozwojem technologii system ten będzie stawał się coraz bardziej ekonomiczny. Po drugie, potencjalnym wyzwaniem jest również konkretne pomieszczenie testowe. Jak wspomniano wcześniej, niektóre rzeczy uczestników zagubione na podłodze mogą zostać wykryte jako punkt odblaskowy; Dlatego pomieszczenie należy dokładnie posprzątać. Ponadto ten test iTUG oparty na systemie przechwytywania ruchu zajmuje znacznie więcej miejsca niż tradycyjny test TUG. Tradycyjna próba TUG potrzebuje tylko 3 m x 2 m, dzięki czemu można ją wykonać w wielu miejscach (np. na korytarzu, sali testowej, oddziale). Natomiast pomieszczenie do badania iTUG powinno być większe niż 32m2 , ponieważ kamery są zainstalowane wokół pomieszczenia. Po trzecie, punkty odblaskowe mogą wpływać na przestrzeganie przepisów przez uczestników. Im więcej punktów odblaskowych jest dołączonych, tym niższy może być podawany poziom komfortu. Badacze powinni potwierdzić, czy punkty odblaskowe wpływają na mobilność uczestników. Po czwarte, test iTUG jest kosztownym pomiarem w porównaniu z tradycyjnym testem TUG.
Test TUG jest powszechnie stosowanym sposobem oceny ruchu i ryzyka upadku20. Jednak poza czasem realizacji, lekarze nie mogą uzyskać więcej informacji z tradycyjnej wersji. Natomiast iTUG podświetlił punkty, aby pokazać więcej szczegółów. Znaczenie tej metody polega na tym, że dzieli ona tradycyjny test TUG na system przechwytywania ruchu, dostarczając nowych zmiennych dotyczących czasu i kołysania ciała. Nasze wyniki pokazały, że niektóre składowe zmiennych czasowych, a nie zmienne kołysania ciała, różniły się między grupami. System przechwytywania ruchu może być również używany w chodzeniu tandemowym i teście Romberga w celu podkreślenia nierównowagi u pacjentów z chorobą Parkinsona, ataksją móżdżkową i wstrząśnieniem mózgu 21,22,23. Ponieważ ostatnie badania dowiodły, że podkomponenty testu TUG są związane z funkcjami poznawczymi,6,24 metoda ta może być również stosowana w badaniach przesiewowych w kierunku zaburzeń poznawczych.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Autorzy dziękują dr Honghua Zhou za wsparcie technologii cyfrowej. To badanie było wspierane przez Capital's Funds for Health Improvement and Research of China (ID:2024-2-7031).
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| pasek | Deli | 60 mm x 20 m | |
| Kalibrator | NOKOV | reflektora1 | Kalibrator w kształcie litery L |
| Marker | odbłyśnikowy | NOKOV2 | Krzesło w kształcie litery T |
| YUANSHENGYUANDAI | " 10076062317820" | ||
| Komputer | HUAWEI | HONOR | |
| McRoberts sensor | DynaPort Hybrid, McRoberts, Haga, Holandia | ||
| Kamera do przechwytywania ruchu | NOKOV | Mars2H | |
| Oprogramowanie do przechwytywania ruchu | NOKOV | DG-01 | |
| Marker odblaskowy | NOKOV | mały marker | do kalibratorów |
| Marker odblaskowy | NOKOV | duży marker | dla uczestników |