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摘要

摘要目的:许多研究广泛探讨了老年人群的步态起始(GI);然而，似乎有必要进一步研究这种方法的可靠性，特别是在跨越障碍或双重任务时。

目的:在这项研究中，我们评估了GI的两个时间阶段，反应阶段(RP)和预期姿势调整阶段(APAP)关于障碍协商的可靠性。

方法:11名健康老年人参与了本研究(平均±标准差年龄:66.27±3.58岁)。测试在4种情况下进行:平坦的人行道;具有并发认知任务的平稳走道;障碍物:有障碍物的走道;一个有障碍物的走道，同时进行认知任务。在所有4种情况下，评估都是由相同的评分者在相隔15分钟的两次会议中进行的。由压力中心(COP)轨迹计算GI的RP和APAP时间。此外，计算了所有条件下的类内相关系数(ICC)和测量标准误差(SEM)。

结果:RP在所有条件下均表现出良好的可靠性;在平滑人行道(ICC=0.81, SEM=0.04)和障碍物人行道(ICC=0.84, SEM=0.03)上执行单任务，在平滑人行道(ICC=0.76, SEM=0.04)和障碍物人行道(ICC=0.86, SEM=0.04)上执行双任务。APAP在相关条件下表现出良好至优秀的信度;在平滑人行道(ICC=0.79, SEM=0.04)和有障碍物人行道(ICC=0.65, SEM=0.04)上进行单任务时，在平滑人行道和有障碍物人行道上进行双任务时[(ICC=0.73, SEM=0.04)和(ICC=0.81, SEM=0.03]。

结论:我们发现反应期和预期性姿势调整期的可靠性好到极好。然而，关于障碍协商或双重任务的影响，没有发现明确的模式。这种可靠的方法可以作为跌倒预防康复计划的评估工具，在训练前后。

同时提供

步态启动;可靠性;谈判的障碍;老化

缩写

COP:压力中心，RTP:反应时间阶段，APAPT:预期姿势调整阶段，GI:步态开始，COM:身体中心

简介

步态起始(步态起始)是一种自发的失稳行为，是动态姿态稳定性的敏感指标[1,2]。GI可深入了解与衰老相关的姿势控制和生物力学变化，并识别老年人的跌倒风险[2-5]。中枢神经系统与环境的不稳定性相互作用，并通过代偿性和预见性姿势调整(APAs)为个体的身体运动做好准备。APAs受老化影响;例如，压力中心的后移随着年龄的增长而减小，导致重心(COM)向站立肢体的向前和侧向加速，以使摆动腿能够抬起[6-9]。先前的研究表明，COP后移的减少与跌倒[2]的风险有关。

对老年人成功跨越障碍的研究非常重要，因为这个人群中的许多摔倒都是由绊倒物体引起的。在越障过程中，从穿越前阶段开始，与在通畅的人行道上行走相比，脚的放置需要更多的认知参与[10]。双任务范式用于评估认知、步态和跌倒风险之间的相互作用。由于与稳定行走相比，GI需要更高的认知资源，研究表明，GI中APAs持续时间的增加与老年人摔倒风险的增加有关[11,12]。因此，双任务条件下的APAs持续时间是GI动态平衡效率的敏感指标[1,13]。

通常，为了认为一种方法是有效和可靠的，必须在重复测量中检验其一致性和精度。可靠性方法用于测量与变量的可重复性相关的精度和一致性。关于GI可靠性的研究很少[1,14]，而老年人自愿步骤执行的APA长度与跌倒风险之间的相关性的重要性[10,15]增加了调查GI在双重任务(认知过载)障碍协商期间的反应时间和预期姿势调整阶段的可靠性的必要性，如果发现可靠，该评估可用于临床环境中预防干预前后对健康老年人的干预进行评估。因此，本研究的目的是确定在不同认知需求下自愿步起过程中GI定时参数定量测量的测试-再测试信度。我们的假设是该方法的高可靠性，因此，它是一个适用于未来跌倒风险研究的方法。本研究是伊朗临床试验注册中心(N= IRCT2017022513146N5)注册工作的可靠性部分。

方法

参与者

11名老年人，其中10名女性和1名男性，年龄在65至80岁之间，从德黑兰一家为老年人提供活动的机构招募(表1)。纳入标准为:年龄> 65岁，能够自主发起步态和行走，在社区中独立生活，能够理解听觉提示发起步态，简易精神状态检查>评分为24分[16]分。根据医院焦虑与抑郁量表(HADS)评分、神经或肌肉骨骼疾病或明显的听觉或视觉障碍，排除患有抑郁和焦虑的潜在参与者[17,18]。所有参与者都提交了经德黑兰医学科学大学伦理委员会批准的书面知情同意书(批准号:IR.TUMS.REC.1396.2936)。

表1。参与者的人口特征。

变量	的意思是	SD	范围
高度,厘米	161	6．0	151 - 175
体重公斤	66.2	3．5	56 - 93
年龄、y	70.8	8.5	65 - 74
伯格平衡量表	54.3	3．3	42-56
体重指数，Kg/m2	26.2	3．3	20.7 - -32.9
HADS-D	4.8	3．0	1－10

HADS-D:医院焦虑抑郁量表-抑郁亚量表;SD:标准差

过程

试验在4种条件下进行:在畅通的走道上进行GI;在无障碍走道上的GI与并发认知任务;障碍物行人道的地理标志;和GI在障碍物人行道上同时进行认知任务。试验顺序是随机的。在数据收集之前，参与者对每种条件只进行一次试验，以尽量减少学习。

所有测试都由相同的评分员在相同的实验室环境中进行评估，每隔15分钟进行2次。参与者最初站在力台上。初始足位为双足外展10°，足跟向外侧间隔约6cm，距平台记录面中线[10]等距。为了确保脚的位置在所有条件下都是相同的，我们在纸上画了每只脚的轮廓。我们在各种条件下将它们安装在力台上。参与者被要求将体重均匀地分布在左右腿上。

参与者被要求直视前方一个与眼睛平齐的目标，这个目标是红色背景上半径2.5厘米的白色圆圈中心的一个黑点。目标在两眼与对面墙的垂线[19]之间的交叉点。参与者被要求在听到听觉提示后低头看地板和障碍物。听觉提示发生在测力板录音开始后2000 ms。这段时间被用来计算初始COP位置，即在听觉提示[10]开始之前的1500毫秒期间的平均振幅。参与者在听到提示后立即用自己选择的腿开始步态。我们将重点放在第一步来研究步态启动。

在跨越障碍条件下，在走道上放置障碍物，并指示参与者在步态开始步骤后跨越障碍物。障碍物为白色，尺寸为宽91.0 cm ×高2.4 cm ×深1.0 cm。我们将障碍物定位在距离棕色走道初始位置1米的地方。这一位置的原因是在健康的老年人中，GI第一步的平均长度为52.5 cm [20];因此，我们的参与者无法在第一步跨过障碍物，他们开始了预期运动计划，以正确地在第一步放置脚[10,21]。因此，如果障碍物更近，在GI期间的预期运动计划将需要很少的注意力，因为参与者将知道他们能够在第一步跨越障碍。实验前，参与者被要求检查障碍物的位置，并被指示跨过障碍物。

在双任务条件下，受试者被要求同时执行GI任务和认知任务，有或没有跨越障碍。认知任务是在音频编辑程序中记录的听觉反应时间任务。单词红、黄、蓝被随机记录，每个超过200毫秒，间隔500毫秒，总时间为1600毫秒。这个时间符合老年人(66-84岁)的首选步行速度，约为100cm /s[22,23]。因此，在双重任务中，认知任务时间(1600毫秒)约为1.6米。因为障碍物位于1米的距离内，所以跨越障碍和认知任务是一致的。研究表明，70岁以上的成年人与40岁至59岁之间的人相比，通常的步态速度明显降低。由于障碍物距离初始位置为1m，因此计算认知任务时间，以确保双任务条件下认知任务与障碍物穿越时间一致。研究人员要求参与者每次听到“红色”这个词时都说“是”。他们的反应用录音机记录下来。 Audio editing software was used to calculate the interval between the appearance of the word 'red' and the initiation of the response. This interval was recorded as the cognitive reaction time.

数据收集与统计

COP数据使用Bertec Columbus (Ohio, USA)力平台(90 × 90 x 15.2cm)获得，采样率为1000 Hz，灵敏度为10µv/div，低通滤波器为3 Hz。GI数据分析提取特定的时间事件，使用SPSS[10]编写的程序。以下事件的时间是根据COP轨迹计算的。首先，步骤起始被定义为COP朝向摆动腿的第一次中外侧偏移[COP偏离初始COP位置>3 SD，定义为听觉提示开始前1500ms期间的平均振幅]。其次，离脚定义为COP向站立腿的中外侧偏移结束(COP绝对斜率<100 mm/s，连续2个样本)[1]。反应阶段被计算为提示和步骤开始之间的时间。APA阶段计算为从步骤开始到脚离开的时间(图1)。

图1所示。步态开始时的压力轨迹中心。图中标记了以下时间事件:听觉提示(cue)的开始，压力中心(COP)向摆动侧的第一次中外侧偏移(步骤开始)，以及COP向站立腿的中外侧偏移(脚离)的结束;RP:反应阶段;APAP:预期姿势调整阶段。

使用类内相关系数的双向随机模型(模型2)来估计相对信度。对于每个ICC，计算95%置信区间(CI)。在测试和重测期间获得的分数差异的配对t检验用于测试系统偏倚[25]。ICC从0到1，解释如下:0.00-0.39差;0.40 - -0.59公平;0.60 - -0.74好;0.75-1.00优秀[23]。计算均方误差的第二根(SEM)和95% CI，以提供与测量[26]相同单位的测量相关的绝对误差量的估计值。

结果

表1显示了本研究中所有参与者的人口统计学特征。所有条件下cop衍生GI测量的测试和重测得分均显示无系统性偏倚(P>0.05，表2)。计算的ICC和SEM值见表3。在老年人中，cop衍生GI测量在反应期表现出极好的可靠性(ICC, 0.76至0.86)，在预期调整期表现出良好至极好的可靠性(0.65至0.81)。与障碍协商或双重任务处理的效果没有相关的趋势。在无障碍走道上，RTP和APAP的ICC分别为0.81和0.79。在第二种情况下，在同时执行认知任务的无障碍走道上，RTP和APAP的ICC分别为0.76和0.73。在跨越障碍时，RTP和APAP的ICC分别为0.84和0.65，在最后一种情况下，在同时进行认知任务的情况下，RTP和APAP的可靠性得分分别为0.86和0.81。

表2。不同测试条件下测试-再测试COP测量的描述性数据。

变量	任务	与障碍		没有障碍
		意思是,年代	P值	意思是,年代	P值
RP,年代	单一的任务	0.14 (-0.04, 0.01)	0.28	0.00 (-0.04, 0.02)	0.53
RP,年代	双重任务	0.00 (-0.04, 0.03)	0.71	0.02 (0.00, 0.05)	0.08
APAP即s	单一的任务	0.01 (-0.02, 0.04)	0.45	0.02 (-0.01, 0.05)	0.18
APAP即s	双重任务	-0.01 (-0.04, 0.01)	0.22	0.01 (-0.02, 0.05)	0.51

取值为均值(下限，上限)，S为秒，P为配对t检验对检验-重测差异的P值;COP:压力中心;RP:反应相;预见性体位调整阶段。

表3。单任务和双任务条件下COP测量的重测信度分析。

条件	变量	谈判的障碍		无障碍协商
		国际刑事法庭(95%置信区间)	SEM,年代	ICC (95% ci)	SEM,年代
单任务操作	RP,年代	0.84 (0.54, 0.95)	0.03	0.81(0.45, 0.94)	0.04
	APAP即s	0.65 (0.13, 0.89)	0.04	0.79(0.41, 0.93)	0.04
双重任务	RP,年代	0.86 (0.57, 0.96)	0.04	0.76 (0.33, 0.93)	0.04
	APAP即s	0.81 (0.46, 0.94)	0.04	0.73(0.27, 0.92)	0.04

COP:压力中心;ICC:类内相关系数;SEM:测量标准误差，RP:反应相;APAP:预期性体位调整阶段，S:第二阶段

讨论

这项研究表明，在健康老年人中，在跨越障碍和同时执行认知任务时，来自GI COP轨迹研究的两个时间参数的相对和绝对可靠性。我们发现在所有条件下，RTP和APAP(我们的自愿步骤执行的定时参数)的可靠性都很好。在双重任务和障碍协商过程中，这些值基本相同，但在不同条件下没有特定的模式。

我们的结果证实了Melzer的报告，该报告基于自愿步骤执行[1]中相似参数的良好到优秀的可靠性。然而，虽然他们只考虑了单任务和双任务，但我们也考虑了我们的条件下的障碍协商。另一个差异与试验计划有关，他们在三步数据收集中进行了18次重复(每次数据收集6次试验)，而我们在数据收集前只进行了一次重复，以防止学习效应。有可能是一个良好的学习姿势挑战(跨越障碍)，它与日常活动的相关性更自动性，参与者的健康状态(减少衰老效应)，对认知任务的干扰更少，导致检测到相似的值，只需重复一次。

Halvarsson,et al。在自愿步骤执行期间，在类似的定时参数中也报告了良好到优秀的可靠性。他们在实验中使用了两块测力板。他们对脱脚的定义，考虑了与双下肢相关的时间点，而不仅仅是摆动腿。这种方法在他们的方法[27]中为现实生活提供了更多的概括性;这可能是与Meltzer的可靠性得分相比，可靠性得分更高的原因。在我们的研究中，我们只有一个测力板来检测与摆动相相关的COP轨迹;尽管如此，我们的结果与Halvarsson的结果部分相似，et al。[27]。哈特利,et al。[28]报告了这些参数在慢性踝关节不稳患者中的良好到极好的可靠性，没有考虑双重任务和学习效果降低的方法，该方法基于10次试验重复，间隔一周，没有同时进行认知任务[28]。我们的结果在单一任务条件下部分相似，对健康老年人的不利学习影响较小。根据先前的研究[15]，由于大多数跌倒通常发生在需要注意力的情况下，似乎有必要在老年人的干预项目中加入认知元素(例如，在执行认知任务时克服障碍)。步进训练项目对障碍协商的改善[29]有积极的影响，多成分运动可能防止老年人摔倒[30]。因此，我们建议在每次双任务秋季预防干预前后使用这种可靠的方法来衡量其对RTP和APAP的积极影响。这种结果测量方法的独特之处在于，它可能会降低评估期间重复的学习效果。

APAP的可靠性(好到优秀)，在某种程度上低于RTP(优秀)。这可能是因为我们的受试者可以自由选择右腿或左腿来开始行走。根据以往的研究，GI可能具有运动控制[31]的不对称特征，因为S1期(APA的第一部分)部分受椎管上控制。一些研究[32]报道，在步态开始前，对外部线索做出反应的左腿的COP到初始摆动腿的侧向位移更大，也比自发选择的腿的步态开始大。此外，当选择腿以响应外部提示[32]时，步态起始时重心向初始摆动侧的转移是不对称的。我们没有外部线索，但参与者可以自由选择任何一条腿，这可能会影响COP轨迹，从而影响可靠性得分。

这项研究有一些局限性。我们没有医生检查来确认参与者的健康状况，因此依赖于他们的感知[10,27,32]。另一个限制是这项研究的创新性;前人对GI在越障过程中的可靠性研究较少，无法对越障过程中的数据进行比较。然而，这项研究的方法优势在于，测试环境和一天中的时间是相同的。同时，在主数据采集之前只重复一次就获得当前结果，以减少或消除学习效应。

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结论

我们发现反应阶段和预期姿势调整阶段的可靠性良好到极好，但没有发现关于障碍协商和双任务处理的影响的明确模式。因此，这些可靠的结果测量具有很好的潜力，可以作为评估中枢神经系统和动态平衡的有用工具，用于诊断目的和预防跌倒的临床干预。该方法用于跌倒风险评估的有效性有待进一步研究。

利益冲突

没有一个

确认

本研究得到德黑兰医科大学康复系生物力学实验室的支持

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