多关节协调性评估:你站好了吗?

2015-01-25 12:06 来源:丁香园 作者:芗泽
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在日常生活中,人体平衡会不断受到内因和外因的挑战。为了防止摔倒,神经肌肉控制器需要根据本体感觉、前庭器和视觉反馈信息产生正确的关节力矩使身体保持直立。在站立位,平衡主要通过踝和髋调整保持,而此过程要涉及到多关节协调。站位的协调性调节主要表现为踝策略和髋策略。

随年龄的增大,多关节协调性将会发生改变。有关上下肢的研究发现,神经肌肉控制器具有通过调节而适应外部力场的作用。认识在这些力场作用下多关节协调性在保持站立位平衡方面的作用,可能有助于理解站立平衡的适应能力。而目前还没有外部力场在站立平衡控制方面的研究。

由于多关节协调性的评估需要应用多重连续且独立的外力干扰和闭环系统识别技术(CLSIT)。所以,来自荷兰特文特大学生物力学工程系的Engelhart博士生等使用了新型双向倒立钟摆干扰器(DIPP)对神经肌肉控制器在站立位对多关节协调性和适应性的影响进行了研究,并发表于Neural Syst Rehabil Eng2014年10月电子刊上。

研究人员介绍,该设备可同时向髋关节和肩胛间区施加干扰力。除了施加干扰外,该设备也可以施加力场使患者对多关节协调性和调节能力进行学习。DIPP有足够的频带宽度(7Hz),可以对多关节协调动力学特征进行评估。研究人员使用了已知的人体力学特征和模型模拟对DIPP和新型CLSIT的性能进行了评估。

在该研究的人体试验中,研究人员将一个稳定力场施加于参与者的髋关节(1500N/m),显示参与者的踝关节控制策略有所减少,并且会逐渐适应外力而保持平衡。并且踝关节从上到下的分段运动力矩分别降低了30%与40%。

通过该研究,研究人员指出,该方法可以对多关节的协调性(病理)改变进行研究,并且可以使用该设备使患者的站立平衡适应能力得到提高。

在该研究中,研究人员对多关节平衡的神经肌肉控制机制进行了动力学关系描述,并且描述了腿和头-臂-躯干运动时的踝关节稳定性和髋关节力矩。

研究人员指出,由于身体不同部位之间存在着相互作用,所以多关节协调性的研究只能建立在两股相互独立的干扰力(即分别在肩胛间区和髋关节处施加干扰力)与CLSIT结合的基础上。并且该多关节协调性和适应性评估技术的操作时间要比其他技术更短。

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编辑: 李向哲

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