不稳定性——失衡检测
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发布时间:2025-07-10 18:10:56 更新时间:2025-07-09 18:10:57
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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平衡能力是人类维持姿势稳定和执行日常活动的基础。然而,由于衰老、神经系统疾病(如帕金森病、脑卒中)、前庭功能障碍、肌肉骨骼损伤、药物副作用等多种因素,个体可能出现不稳定性或失衡。这种失衡不仅显著增加跌倒风险,导致骨折、头部外伤等严重后果,严重影响生活质量,甚至危及生命。因此,对不稳定性或失衡进行准确、客观的检测与评估,对于早期风险识别、疾病诊断、康复干预效果评价以及个性化跌倒预防策略的制定具有至关重要的意义。
失衡检测的核心在于量化个体在静态姿势(如站立)或动态活动(如行走、转身)中维持身体质心在支撑面范围内的能力,以及应对内部或外部干扰时的姿势调节反应。现代评估手段已从单纯的主观观察,发展到结合高科技仪器和标准化量表的综合方法,从而提供更精确、可重复的数据。
失衡检测通常关注以下几个关键方面: 1. 静态平衡 (Static Balance): 评估受试者在无移动状态下(如双脚站立、单脚站立、闭眼站立等不同条件下)维持稳定姿势的能力,主要考察姿势摆动(晃动)的程度和模式。 2. 动态平衡 (Dynamic Balance): 评估受试者在执行动作(如行走、跨越障碍物、转身、起立-行走)过程中维持或恢复平衡的能力。这更贴近日常生活场景。 3. 预期姿势调节 (Anticipatory Postural Adjustments, APAs): 评估身体在即将发生可预见的干扰(如主动抬起手臂、被轻推)之前,为维持稳定而预先进行的肌肉活动和姿势调整。 4. 反应性姿势控制 (Reactive Postural Control): 评估身体在遭遇突发、不可预知的干扰(如突然的平台平移、拉拽)后,快速启动并执行恢复平衡策略(踝策略、髋策略、跨步策略)的有效性和速度。 5. 感觉整合能力 (Sensory Organization): 评估个体在视觉、前庭觉和本体感觉信息输入发生变化(如闭眼、站立在软垫上、视觉环境移动)时,整合和依赖不同感觉输入以维持平衡的能力。 6. 功能性活动能力 (Functional Mobility): 通过模拟日常活动的任务(如计时起立行走测试、功能性前伸测试)来综合评估平衡功能。
现代失衡检测依赖于多种精密仪器: 1. 测力台/压力板 (Force Platforms/Pressure Plates): 这是评估静态和动态平衡的金标准之一。通过测量足底与支撑面之间的垂直力、压力中心(CoP)的轨迹(前后、左右方向的位移、速度、面积等),精确量化姿势摆动和稳定性的细微变化。 2. 动态姿势图系统/计算机动态姿势图 (CDP): 整合测力台、视觉环境和躯体扰动装置(如可移动平台)。通过改变视觉场景或突然移动支撑面来挑战感觉系统和姿势反应,定量评估感觉整合能力和反应性姿势控制。常见的如 NeuroCom Smart Equitest®。 3. 三维运动捕捉系统 (3D Motion Capture Systems): 使用高速红外摄像机追踪粘贴在身体关键部位的反光标记点,精确重建身体各节段在三维空间中的运动轨迹,计算质心位置、关节角度变化等,深入分析动态平衡策略。 4. 可穿戴惯性传感器 (Wearable Inertial Measurement Units, IMUs): 包含陀螺仪和加速度计,通常佩戴在腰部、下肢或头部。可无线监测身体在自由活动状态下的加速度、角速度和角度变化,计算姿势摆动参数,非常适合临床或家庭环境下的长时间监测和功能性活动评估。 5. 电子行走分析系统 (Electronic Walkways/Gait Analysis Systems): 如 GAITRite® 系统,通过嵌有压力传感器的长毯,在受试者自然行走过程中精确测量步长、步宽、步速、步态周期时间、足底压力分布等时空参数,间接反映动态平衡控制。 6. 动态视敏度测试仪 (Dynamic Visual Acuity Test): 用于评估前庭-眼动反射功能,这是维持头部运动时清晰视觉和平衡的重要部分。
检测方法结合了仪器测量和标准化临床测试: 1. 仪器化方法: * 静态姿势描记 (Static Posturography): 使用测力台记录受试者不同站立姿势(双脚/单脚、睁眼/闭眼)下的 CoP 摆动参数。 * 感觉整合测试 (Sensory Organization Test): 利用 CDP 系统,通过六种不同感觉条件组合(如睁眼固定视野、闭眼、移动视野等)测试个体维持平衡的能力。 * 运动控制测试 (Motor Control Test): 利用 CDP 的可移动平台,给予突然的、不同幅度的前后平移,测量受试者诱发姿势反应(如体重转移、重心移动)的潜伏期、强度和对称性。 * 适应性测试 (Adaptation Test): 利用 CDP 平台进行重复性的、可预测的倾斜或平移,评估受试者学习适应干扰的能力。 * 基于 IMU 的测试: 如 Timed Up and Go (TUG) test with IMUs, 功能性前伸测试(Functional Reach Test) with IMUs 等,在标准临床测试基础上增加运动学参数的定量采集。 2. 标准化临床量表与测试: * Berg平衡量表 (Berg Balance Scale, BBS): 最广泛使用的临床平衡评估工具,包含14项日常生活相关的任务(如坐站、站立、转身、单脚站、闭眼站、前伸取物等),每项0-4分,总分56分。分数越低,跌倒风险越高。 * 计时起立行走测试 (Timed Up and Go Test, TUG): 测量受试者从椅子上站起,行走3米,转身走回并坐下所需的时间。简单快捷,对识别活动能力受限者非常有效。 * 功能性前伸测试 (Functional Reach Test, FRT) / 多方向前伸测试 (Multi-Directional Reach Test): 测量受试者保持双脚固定站立时,手臂向前方、侧方和后方的最大伸展距离。 * 单腿站立测试 (Single Leg Stance Test): 测量受试者睁眼和闭眼单腿站立的最长时间。 * Tinetti步态与平衡量表 (Performance-Oriented Mobility Assessment, POMA): 包含平衡和步态两部分,评估日常活动能力。 * 动态步态指数 (Dynamic Gait Index, DGI): 评估在行走过程中应对不同挑战(如转头、跨障、绕障、速度变化)时的平衡能力。 * 跌倒效能量表 (Falls Efficacy Scale): 评估个体对进行日常活动时是否会跌倒的主观担忧程度,与平衡功能下降和跌倒风险相关。
为了保证检测的可靠性、有效性和可比性,许多标准被制定和应用: 1. 操作标准: * 测试环境: 要求空间安静、光线适宜、地面平整无障碍物。仪器校准需符合厂家规范。 * 受试者准备: 穿着合适的鞋袜或赤脚,了解测试流程,必要时穿戴安全保护装置(如安全带)。 * 测试程序: 严格按照量表或仪器测试的标准化流程执行(如起始姿势、指令用语、尝试次数、测试时间、睁眼/闭眼要求等)。 * 数据采集: 确保传感器正确放置和标定,采样频率足够高(通常测力台>100Hz,运动捕捉>100Hz,IMU>50Hz)。 2. 数据分析与报告标准: * 参数定义: 明确报告中使用的平衡参数的定义(如 CoP 路径长度、速度、前后/左右摆动范围、椭圆面积、TUG时间、FRT距离、BBS总分等)。 * 数据滤波: 对原始信号(如 CoP, IMU 数据)应用适当的滤波器(如低通滤波器)以减少噪声影响,并说明滤波参数。 * 结果解释: 结果需与基于年龄、性别、疾病状态等的常模数据或既定临床临界值(如 BBS <45分提示高跌倒风险,TUG >13.5秒提示高跌倒风险)进行比较以判断异常。 3. 行业标准与指南: * 国际标准: 如 ISO 13482:2014 定义了个人护理机器人(包括物理辅助机器人)的安全要求,其中涉及对使用者稳定性的评估。 * 专业协会指南: 美国老年医学会(AGS)、英国国家卫生与临床优化研究所(NICE)等发布的跌倒预防指南中,包含了推荐的平衡和步态评估工具及临界值。美国物理治疗协会(APTA)的神经病学分会等也提供临床实践指南。 * 仪器制造商标准: 各仪器
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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