Summary
В этой статье описываются процедуры скрининга людей на нарушения равновесия при стоянии и ходьбе с использованием двух нормированных, быстрых, низкотехнологичных тестов равновесия.
Abstract
Целью этого протокола является информирование читателей о точных процедурах, которые следует использовать для выполнения двух скрининговых тестов на вестибулярные расстройства: тандемная ходьба (TW) с закрытыми глазами, также известная как ходьба с пятки на носок, и клинический тест сенсорной интеграции и равновесия (CTSIB), который также известен как модифицированный тест Ромберга. В исследовании описаны этапы выполнения каждого теста и каждого из трех субтестов CTSIB, чтобы читатель мог воспроизвести условия теста для использования в клинике, в клинической лаборатории или в любой другой ситуации, требующей валидного и надежного скрининга навыка равновесия, на который могут повлиять изменения функции вестибулярного аппарата. Процедуры, описанные здесь, могут быть легко проведены и занимают менее 1 минуты на одно испытание. Приводятся ссылки на опубликованные работы с нормативными данными. В разделе «Репрезентативные результаты» приведены примеры данных, собранных с помощью этих скрининговых тестов.
Introduction
Скрининг вестибулярного аппарата, сенсорной системы с рецепторами во внутреннем ухе, которые обнаруживают движение головы, как известно, сложен. Благодаря наличию вестибуло-спинальных путей, которые проецируются от вестибулярных ядер в ростральном продолговатом мозге вниз через шейный, грудной и пояснично-крестцовый уровни спинного мозга, сигналы скорости головы, генерируемые вестибулярной системой, влияют на равновесие во время стоянияи ходьбы. По этой причине многие люди с нарушениями вестибулярного аппарата имеют нарушение равновесия и подвержены риску падения. Например, 25% американских пожилых людей в возрасте старше 65 лет падаюткаждый год2, а уровень смертности от падений в США в 2016 году колебался от 24,2 до 142,7 на 100 000 человек в зависимостиот штата3. Таким образом, проверка равновесия часто является компонентом клинической оценки или скрининга вестибулярных нарушений и часто используется в клинических исследованиях4. Эти тесты также могут быть полезны для скрининга спортсменов, астронавтов после полета, военнослужащих и других лиц, у которых могут наблюдаться некоторые проблемы с равновесием. Такие люди могут нуждаться в скрининге рядом со спортивной площадкой, на посадочной площадке, в полевом госпитале скорой помощи или в какой-либо другой чрезвычайной ситуации, соответственно, прежде чем их перевезут на большое расстояние в комплексные медицинские учреждения для детального тестирования.
Для скрининга людей на наличие нарушений равновесия часто используются два различных вида тестирования равновесия. Стояние на месте и перемещение веса, например, при мытье посуды у кухонной раковины, требует несколько иных навыков, чем перемещение тела в пространстве при ходьбе. Оба вида баланса должны быть изучены. Тестирование равновесия часто проводится с узкой базой поддержки, чтобы сделать тест сложным для человека. Например, тестирование равновесия стоя при близко поставленных ногах и закрытых глазах основано на признаке Ромберга, т.е. что пациенты имеют хорошее равновесие с открытыми глазами, но теряют равновесиес закрытыми глазами. Этот тест оттачивался на протяжении многих лет несколько раз, пока текущая модифицированная версия теста Ромберга, или клинического теста на сенсорную интеграцию и равновесие (CTSIB)4, не оказалась более полезной для клинического скрининга, чем предыдущие тесты, поскольку она была проще, короче и доказала хорошую чувствительность. В текущей версии на опорной поверхности используется нестабильная пена средней плотности, которая еще больше затачивается при движениях головы. Эти модификации были использованы в недавних исследованиях, показывающих возрастные нормативные данные у детей и взрослых, а также в исследованиях, показывающих, что нормы специфичны для используемой пены 7,8,9,10.
Тандемная ходьба (TW), также известная как ходьба с пятки на носок, выполняется на полу, при этом субъект носит носки, но не носит обуви и с закрытыми глазами. Последние исследования дают возрастные нормативные данные о детях и взрослых11,12,13. Снижение работоспособности на TW и CTSIB может быть связано с расстройством вестибулярного аппарата, хотя тесты на равновесие не являются прямыми тестами вестибулярного аппарата. Когда TW и CTSIB назначаются вместе пациентам, у которых нет деформаций опорно-двигательного аппарата или значительных неврологических проблем, чувствительность тестов к вестибулярным расстройствам выше, чем при назначении только TW или CTSIB12.
Используя методологию, описанную в этой статье, было проведено несколько исследований со здоровыми участниками. Например, исследование 292 здоровых людей контрольной группы и 90 пациентов с вестибулярными расстройствами, как показали стандартные, клинические объективные тесты вестибулярного аппарата с использованием битермического калорического тестирования, вестибулярных вызванных миогенных потенциалов и тестирования Дикса-Холлпайка, показало возрастное снижение среди контрольной группы в условиях CTSIB и TW11,12,13. Чувствительность отдельных тестов была умеренной для TW7 и CTSIB8, но чувствительность комбинированной батареи составила > 0,9. В исследовании CTSIB в Музее науки в Бостоне здоровые участники смогли проверить себя на CTSIB на податливой пене с головой в неподвижном состоянии14. Возрастные изменения у детей и взрослых также были обнаружены этой группой.
Эти скрининговые тесты, основанные на производительности, не могут быть изучены, прочитав о них в исследовательских работах. Эта статья призвана проинформировать читателя о том, как именно выполнять эти тесты.
Protocol
Методики тестирования, описанные в данном исследовании, были разработаны на здоровых субъектах контрольной группы и пациентах с вестибулярными расстройствами. Здоровые участники контрольной группы не имели в анамнезе неврологических, отологических или скелетно-мышечных заболеваний. У пациентов с вестибулярными расстройствами наблюдались аномальные реакции на ряд объективных тестов вестибулярного аппарата, включая тесты вестибуло-окулярного рефлекса в темноте, позиционные тесты и шейные вестибулярно-вызванные миогенные потенциалы. Эти исследования были одобрены Институциональным наблюдательным советом по исследованиям на людях в Медицинском колледже Бэйлора, Хьюстон, штат Техас, США.
Примечание: В исследовании, проведенном в 1869 году, здоровые испытуемые в возрасте от 4 до 85 лет, которые были протестированы в Космическом центре Хьюстона, общественном научно-образовательном центре, были протестированы с помощью методологии, описанной в этой статье. Сначала участники снимали обувь, но надевали носки. Затем преподаватели естественных наук протестировали участников на тандемной ходьбе с закрытыми глазами и на CTSIB на податливой пене с тремя условиями, каждый с закрытыми глазами, стоя неподвижно с неподвижной головой, стоя неподвижно с медленным кивком головой по тону (вверх/вниз) и стоя неподвижно с медленным покачиванием головой при рыскании (вправо/влево).
1. Пациенты/субъекты исследования
- Убедитесь, что люди могут стоять прямо, без опоры, не менее 30 с. Они должны уметь следовать инструкциям.
2. Окружающая среда и оборудование
- Проводите испытания в хорошо освещенном помещении с твердой поверхностью, например, виниловой плиткой или промышленным ковровым покрытием. Не проводите эти испытания на плюшевом ковровом покрытии.
- Используйте секундомер, часы с секундной стрелкой или цифровой таймер для CTSIB. Для TW не требуется устройство синхронизации.
- Для выполнения CTSIB используйте податливую пену средней плотности, которая соответствует следующему критерию соответствия: PSI = 0,85-0,95. Этот тип пены широко известен как закалочная пена или пена с эффектом памяти. Нормы были разработаны с пенопластом следующего размера: 40,64 см Х 45,72 см Х 10 см. При желании можно использовать плиту пенопласта большего размера, но это не обязательно.
ПРИМЕЧАНИЕ: Эту пену производит более одного производителя. Очень важно использовать пену с правильными характеристиками податливости. Если используется другой вид пены, опубликованные нормы применяться не будут.
3. Методология проведения CTSIB
- Для безопасности поместите пенопласт рядом с углом комнаты или стеной. Пусть испытуемый сначала потренируется выполнять тест на полу с открытыми глазами, чтобы изучить основные движения.
- Попросите испытуемого стоять прямо, ничего не касаясь ног или спины, поставив ноги вместе, бок о бок. Убедитесь, что руки человека скрещены на талии, при этом каждая рука держит контралатеральный локоть или удобно скрещена на талии.
- Попросите человека смотреть прямо перед собой. Выполните 1-3 пробных испытания в течение 5-10 секунд на пенопласте, скрестив руки в талии, ноги рядом, стоя прямо и глядя прямо перед собой, ничего не касаясь ног или спины.
- Чтобы успокоить человека, положите руку ему на плечо, пока он смотрит прямо перед собой.
- Чтобы начать пробную версию, скажите: «Закрой глаза». Уберите руку с плеча человека, скажите «Вперед» и начните отсчитывать время до 30 секунд. Выполните это испытание только один раз. Если человек выглядел испуганным, отвлекся на шум или не понял инструкций, проведите вторую попытку и считайте первую попытку тренировочной.
ПРИМЕЧАНИЕ: При закрытых глазах у человека будет повышенное постуральное раскачивание, что может быть источником беспокойства для тестируемого. Мягко посоветуйте человеку не беспокоиться об этом. - Зависимая мера: Измеряет время, в течение которого человек может сохранять прямую позу до совершения ошибки, до 30 с, для каждого условия CTSIB.
ПРИМЕЧАНИЕ: Ошибки заключаются в том, что вы открываете глаза, двигаете руками, делаете шаг или прислоняетесь к стене.
- Выполните испытание 1 с неподвижной головой. Если человек испытывает трудности при прохождении испытания 1 в первый раз, считайте это испытание тренировочным и дайте ему второй раз. Используйте результаты второго испытания.
- Выполните испытание 2, медленно кивая головой (вверх/вниз) с частотой 0,3 Гц в такт настоящему метроному или цифровому метроному.
- Перед началом испытания 2 попросите испытуемого встать на пол с открытыми глазами и потренируйтесь кивать головой в такт звуку до тех пор, пока максимальные движения верхней и нижней головы не будут происходить в такт максимальному и минимальному звукам в приложении, чтобы человек мог двигаться с частотой 0,3 Гц.
- Чтобы выполнить упражнение 2, попросите испытуемого встать на пенопласт, скрестив ноги и скрестив руки, как в испытании 1.
- Запустите звук на метрономе или в приложении метронома до того, как человек закроет глаза. Затем попросите человека закрыть глаза, положив руку исследователя на плечо, чтобы успокоить его.
- Чтобы начать испытание 2, попросите испытуемого кивать головой (голова двигается вверх/вниз) в такт звуку, когда раздается «Вперед».
- Уберите руку с плеча человека, скажите «Go» и одновременно запустите таймер.
- После этого испытания дайте человеку отдохнуть в течение нескольких секунд, сойдя с пены и присядя, если хотите.
- Выполните упражнение 3, покачивая головой (влево/вправо) с частотой 0,3 Гц в такт звуку. В противном случае используйте ту же процедуру для пробной версии 2.
4. Методика тандемной ходьбы
- Убедитесь, что в помещении нет препятствий, где человек может пройти расстояние примерно 4,5 м вперед и примерно 1 м по обе стороны от человека. Можно использовать больше места, но это не обязательно.
- Продемонстрируйте тест для человека в течение 3-5 шагов: Поставьте одну ногу с пятки на носок перед другой ногой. Повторите еще 4 шага, чтобы человек знал задачу.
- Практическое испытание:
- Попросите испытуемого выполнить тренировочное испытание с открытыми глазами, скрестив руки на талии, как для CTSIB, без обуви, но в носках для хорошей гигиены.
- Попросите человека поставить одну ногу прямо перед другой, чтобы расстояние между передними и задними ногами не превышало 2,4 см (1 дюйм). Убедитесь, что человек выполняет пробное испытание в течение 5 шагов. При необходимости используйте несколько практических упражнений, чтобы человек понял двигательную задачу.
- Тестовое испытание: Встаньте, скрестив руки на груди, ноги на удобном расстоянии друг от друга, без обуви, но надев носки для хорошей гигиены. Попросите испытуемого закрыть глаза и выполнить 10 шагов с пятки на носок, как описано в шаге 4.3, когда исследователь скажет: «Иди».
- Не засекайте время проведения теста.
- Зависимая мера: Измеряет общее количество правильных тандемных шагов, выполненных из 10 шагов, даже если шаги не являются последовательными. Чтобы считать неправильные шаги, считайте пальцами одной руки, как дети считают пальцами. Подсчитайте вслух общее количество шагов, но не произносите вслух количество неправильных шагов во время теста.
ПРИМЕЧАНИЕ: Ошибками: открывание глаз, движение рук, выход за линию или шаг слишком далеко впереди задней ноги.
5. Скоринг для CTSIB и TW
- Для оценки испытаний данные предоставляются из двух источников. Используйте нормы для детей и подростков по CTSIB и TW из статьи с этими опубликованными данными9. Кроме того, нормы CTSIB и TW для взрослых в возрасте от 21 до 90 лет доступны в статье с опубликованными данными8.
- Сравните баллы индивидуума с опубликованными данными, чтобы определить, являются ли баллы нормальными или ненормальными для возрастной группы человека, а для CTSIB - для каждого состояния.
Representative Results
Как и в других исследованиях, возрастные изменения были обнаружены при ходьбе в тандеме и при CTSIB, особенно у маленьких детей и пожилых людей, хотя данные для пожилых людей могут быть ненадежными из-за небольшого размера выборки. На рисунке 1 представлены данные по трем условиям CTSIB. На рисунке 2 показаны данные для тандемной ходьбы с закрытыми глазами. У маленьких детей было меньше баллов по обоим тестам по сравнению с детьми в возрасте 10 лет и старше. Баллы снижались в среднем и особенно пожилом возрасте. В этом конкретном исследовании данные по самым старым испытуемым ненадежны из-за небольшого размера выборки.
Рисунок 1: Средние данные CTSIB по возрастным группам. Данные — это время в секундах. (А) Голова ЦЦИБ по-прежнему. (B) Рысканье головы CTSIB. (C) Шаг головы CTSIB. Этот рисунок был изменен по сравнению с оригинальной статьей и использован с разрешения Friello et al.13. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Медианные данные TW по возрастным группам. Данные — это количество правильных шагов тандема. Диапазоны были от 1 до 10, но варьировались в зависимости от возраста; см. Friello et al.13 для получения более подробной информации. Этот рисунок был изменен по сравнению с оригинальной статьей и использован с разрешения Friello et al.13. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.
Discussion
Эти скрининговые тесты требуют минимальных технологий или не требуют их вовсе, а также занимают минимум места. Администрирование и скоринг выполняются быстро и легко. Поэтому эти скрининговые тесты широко используются в медицинских учреждениях медицинскими работниками, эрготерапевтами и физиотерапевтами в реабилитационных клиниках и эпидемиологических скрининговых исследованиях. Эти тесты могут быть использованы для скрининга пациентов на вестибулярные расстройства, а также для скрининга людей с невестибулярными расстройствами, такими как пресбиастаз. Другие нарушения равновесия также могут быть выявлены с помощью этих тестов, но список возможных нарушений слишком длинный, чтобы описывать его здесь. Клиницисты, прошедшие подготовку по оценке и лечению различных типов нарушений вестибулярного и невестибулярного равновесия, могут использовать эти скрининговые тесты как часть клинического инструментария.
Тесты имеют некоторые ограничения. Эти тесты можно использовать только с людьми, которые могут следовать инструкциям и стоять без посторонней помощи. Проблемы с опорно-двигательным аппаратом, такие как артрит и деформация суставов, ампутация пальца ноги, значительная слабость и нарушение координации, поражающие стопы и нижние конечности, повлияют на результаты теста. Точно так же двигательные расстройства нервной системы, такие как болезнь Паркинсона, влияют на результаты анализов. Нарушения опорно-двигательного аппарата и движений могут повлиять на способность стоять достаточно долго, чтобы выполнить тест, иметь достаточно хорошую способность перемещать вес или даже двигательный контроль для выполнения тестов вообще. Чтобы соответствовать нормативным данным, обувь носить не следует, но носки следует носить для хорошей гигиены. Ожирение влияет на исход5. Тип податливой пены, используемой для CTSIB, влияет на результат. Если администратор теста предпочитает использовать другой тип пены, то он должен следовать советам Шамуэй-Кука и Хорака, создателей CTSIB, и разработать нормы на здоровых людях перед тестированием на пациентах15.
Эти нормальные тесты на равновесие полезны для скрининга весов в широком диапазоне возрастов. Они требуют минимального оборудования и минимального времени, но предоставляют достоверные и надежные данные для использования в различных условиях. Руководитель теста должен использовать пену с правильными характеристиками плотности, а люди должны проводить тесты без обуви, но в носках, с закрытыми глазами. Чувствительность тестов (для пациентов) и специфичность (для здоровых контрольных групп) будут улучшены, если использовать оба теста. На результаты тестов будет влиять наличие двигательных расстройств, нарушений опорно-двигательного аппарата или трудности с выполнением инструкций. Поэтому интерпретируйте данные с осторожностью при наличии таких проблем.
Disclosures
Автору нечего раскрывать.
Acknowledgments
Эта исследовательская работа была поддержана грантом NIH R01 DC009031. Благодарим Шэрон Л. Конгдон, Мелоди А. Фрегию и Натана Сильвера за техническую поддержку.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 10 cm thick, medium density, Sunmate foam | Dynamic Systems, Leicester, NC, USA; | sunmatecushions.com | Either this foam or foam by another manufacturer that has the same compliance characteristics as medium density Sunmate foam will be sufficient. Use a slab of foam large enough for an adult man's feet, e.g. 40.65 cm X 45.72 cm or larger |
| Metronome app | Any source | N/A | Either a real, physical metronome or a metronome app that can provide an auditory cue at 0.3 Hz. 0.3 Hz is the equivalent of 18 beats per minute, but using 20 beats per minute is acceptable if your app only goes that low. |
| Stopwatch | Any source | N/A | Any timing device in tenths of seconds will be sufficient |
References
- Wilson, V. J., Melvill Jones, G. Mammalian Vestibular Physiology. , Plenum Press. New York. (1979).
- Bergen, G., Stevens, M. R., Burns, E. R. Falls and fall injuries among adults aged ≥65 years-United States, 2014. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report. 65 (37), 993-998 (2016).
- Burns, E., Kakara, R. Deaths from falls among persons aged > 65 years - United States, 2017 - 2016. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report. 67 (18), 509-514 (2018).
- Strupp, M., Brandt, T., Dieterich, M. Vertigo and Dizziness. , Third edition, Springer Nature Switzerland. Cham, Switzerland. (2023).
- Lanska, D. J. The Romberg sign and early instruments for measuring postural sway. Seminars in Neurology. 22 (4), 409-418 (2002).
- Horak, F. B. Clinical measurement of postural control in adults. Physical Therapy. 67 (12), 1881-1885 (1987).
- Gosselin, G., Fagan, M. Foam pads properties and their effects on posturography in participants of different weight. Chiropractic & Manual Therapies. 23 (1), 2 (2015).
- Lin, C. -C., et al. Test-retest reliability of postural stability on two different foam pads. Journal of Nature and Science. 1 (2), e43 (2015).
- Cohen, H. S., Sangi-Haghpehkar, H. Differences in responses on the modified clinical test of sensory interaction and balance on medium firm and medium density foam in healthy controls and patients with vestibular disorders. Biomedicine Hub. 5 (1), 1548-1555 (2020).
- Patel, M., Fransson, P. A., Lush, D., Gomez, S. The effect of foam surface properties on postural stability assessment while standing. Gait & Posture. 28 (4), 649-656 (2008).
- Cohen, H. S., et al. Tandem walking as a quick screening test for vestibular disorders. The Laryngoscope. 128 (7), 1687-1691 (2018).
- Cohen, H. S., et al. Screening for vestibular disorders using the modified clinical test of sensory interaction and balance and tandem walking with eyes closed. Otology & Neurotology. 40 (5), 658-665 (2019).
- Friello, P., Silver, N., Sangi-Haghpeykar, H., Cohen, H. S. Screening for balance in children and adults in a community science education setting: normative data, influence of age, sex, and body mass index, and feasibility. PLoS One. 17 (5), e0268030 (2022).
- Bermudez Rey, M. C., Clark, T. K., Merfeld, D. M. Balance screening of vestibular function in subjects aged 4 years and older: a living laboratory. Frontiers in Neurology. 8, 631 (2017).
- Shumway-Cook, A., Horak, F. B. Assessing the influence of sensory interaction on balance. Physical Therapy. 66 (10), 1548-1550 (1986).
