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    行業(yè)新聞

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    平衡能力評估的黃金標準--壓力中心COP的測量

    來(lái)源:未知 │ 發(fā)表時(shí)間:2021-09-30 | 瀏覽數:載入中...

    平衡能力評估的黃金標準--壓力中心COP的測量


             一個(gè)看似簡(jiǎn)單而普通的身體運動(dòng)涉及了復雜的平衡機制。平衡控制需要不同子系統的協(xié)調配合,這些子系統包括“預期姿勢調整”(APA)、“反應性姿勢調整”(RPC)、“動(dòng)態(tài)步態(tài)”(DG)、“感覺(jué)定向”(SO)、生物力學(xué)約束、信息處理等。每個(gè)子系統包括特定的神經(jīng)生理學(xué)機制,但每個(gè)任務(wù)可能涉及多個(gè)子系統,并且存在交互作用。作為人體的一項基本機能, 平衡能力是指在一定時(shí)間內的一種人體神經(jīng)系統控制下的自我調控平衡的過(guò)程,其特征指標通常能反映出人體的健康狀況、生理及心理狀態(tài)。因此,平衡能力的評估一直受到世界各國的廣泛重視, 并已在體育教育、醫療康復、工業(yè)生產(chǎn)、農林作業(yè)、消防安全等領(lǐng)域展開(kāi)基礎及應用性研究, 成為了一個(gè)熱門(mén)的研究課題。

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    圖1 感覺(jué)輸入→輸入集成→運動(dòng)輸出→平衡


            平衡能力的評估方法主要分為以下幾種:
            ①功能表現測試法:指通過(guò)單雙腳睜眼及閉眼站立、平衡木上行走等一系列動(dòng)靜態(tài)的平衡測試進(jìn)行分值評判,利用分數的高低來(lái)評估平衡能力的強弱,包括Romberg檢查法、Berg檢查法、Fugl-Meyer檢查法、Y-Balance檢查法以及SEBT星形偏移檢查法等。這種測試方法操作簡(jiǎn)單,但主觀(guān)性較強、實(shí)時(shí)性較差,因此得出的結論較為粗糙,容易得到較大的誤差。
            ②人體質(zhì)心COM位置測量法:指通過(guò)光學(xué)或慣性傳感器記錄人體運動(dòng)時(shí)的質(zhì)心變化情況,使用后期的軟件處理得出質(zhì)心變化的具體數據從而判斷其平衡能力。這種測試方法可以較為客觀(guān)地判斷人體的平衡能力,但缺點(diǎn)是設備昂貴、操作復雜、數據處理的周期較長(cháng)。
            ③測力臺壓力中心COP測量法:受試者在測力臺上做單腿站立、下蹲或起跳落地等動(dòng)作,通過(guò)計算機分析測力臺壓力中心COP相關(guān)參數的變化,以此來(lái)評價(jià)動(dòng)靜態(tài)平衡的能力。靜態(tài)平衡評估中COP相關(guān)參數通常選取COP面積、COP平均速度、COP RMS和COP振幅等,動(dòng)態(tài)平衡評估中的參數選擇更注重左右腳的對稱(chēng)性和可變性。相比COM測量法,COP測量法操作更簡(jiǎn)單、設備價(jià)格更低廉、實(shí)時(shí)性更好,并且COM是由姿態(tài)控制系統控制的被動(dòng)變量,而COP是身體搖擺的慣性力和姿態(tài)控制系統恢復平衡力的綜合變量。因此與COM相比,COP更加適合評估人體的平衡能力,被譽(yù)為“平衡能力評估的黃金標準”。


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    圖2  (A)靜態(tài)站在測力臺上進(jìn)行姿勢擺動(dòng)測試
    (B)COPx和 COPy的時(shí)間序列 (C)COP的運動(dòng)軌跡  

            平衡能力的影響因素除了有生理、心理等內在因素外, 還受外界環(huán)境的噪音、光照強度、氣味等等諸多因素的影響。因此在利用COP測量法評估平衡時(shí),要滿(mǎn)足以下幾個(gè)標準條件:     
            ①環(huán)境。必須確保環(huán)境條件的一致性,如良好的照明、靜音和無(wú)噪音以及舒適的溫度,特殊環(huán)境將影響受試者的平衡控制。
            ②測力臺的數量。由于COP是兩只腳肌肉動(dòng)作的結果,因此有必要在左腳和右腳下方放置兩個(gè)獨立的測力板,以測量每只腳下的地面反作用力和COP,這將比使用單個(gè)測力板分析平衡機制更客觀(guān),尤其是對于體重分布不對稱(chēng)的人群,如偏癱和截肢患者。
            ③測試安排的標準化。測試時(shí)間過(guò)長(cháng)、多次執行同一動(dòng)作將導致疲勞因素的增加、測試時(shí)間不足可能會(huì )丟失數據信息。
            ④足部姿勢的標準化。足部姿勢直接影響支撐面積,從而影響平衡控制,建議使用最自然的足部姿勢進(jìn)行平衡評估。
            ⑤確保受試者的安全。通過(guò)使用扶手、吊帶等安全套具可以有效預防受試者的跌倒,特別是對平衡障礙人群。


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    圖3  COP測量法評估平衡 


            總之,憑借著(zhù)高精度、低成本、客觀(guān)性、實(shí)時(shí)性等優(yōu)勢,測力臺壓力中心COP測量法已經(jīng)成為了目前實(shí)驗室和臨床中用于定量姿勢平衡評估的一種廣泛使用的方法和技術(shù)。與壓電式測力臺相比,應變式測力臺由于具有更好的測量精度,更加適合平衡能力的測試與評估。而B(niǎo)ertec三維測力臺作為應變式測力臺的代表品牌,通過(guò)100%的數字編碼實(shí)現了0%的串擾,進(jìn)一步保證了測量數據的精確性,可實(shí)時(shí)采集作用在平臺上的力學(xué)信號,并通過(guò)自帶的數據采集軟件Bertec Digital Acquire直接通過(guò)USB接口得到以下動(dòng)力學(xué)參數:Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz、壓力中心COP等,無(wú)論是在靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)分析中均可以展現出色的性能,是平衡能力評估的不二之選。

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