人体平衡能力测试仪器现状与发展趋势研究

1、人体平衡能力测试仪器现状与发展趋势研究2010年第26卷第6期吉林体育学院journalofjilinlnstituteofphysicaleducation2010v01.26no.6人体平衡能力测iatk现状与发展趋势研究刘海斌元文学孟昭莉(大连理工大学体育科研所，辽宁大连116023)摘要:平衡能力是维持身体姿势的能力,国外相关研究开展十分广泛评定平衡常 用方法包括临床评定和实验室测试,临床评定以观察和量表为主，实骑室测试则是利用平衡测试仪器进行评定多 数平衡仪器通过记录人体压力中心(cop)分析，评价人体静态与动态平衡能力.就其信度与效度而言，部分学者对cop 法提出了质疑.研制人体重

2、心(cog)法的人体平衡仪器是未来揭开人体平衡机制的发展方向.关键词:人体平衡;测试方法;研究进展;问题与展望中图分类号:g8o4.6文献标识码:a文章编号:16721365(2010)06006702thecurrentstatusandfutureofthemeasurementlnstrumentonhumanbalancecontrolliuhaibin,yuanwenxue,mengzhaoli(instituteofathleticsscience.dalianuniversityoftech nology,dalian16023, aoning,c hina)ab raet:pe

3、sturalcontrolisacomplexprocesskeepinghumanbalancewhichhasbeenfocuso nbymanyresearchdepartmentsabroad.therehavetwomain waystomeasure.oneisclinicalmeasurementincludingobservatoryandquestionnaire.theot herislabmeasurementdependsollscientificequipment.mostof thembyrecordingcenterofuie(cop)tomeasure5eval

4、uatestaticandaynamicbalance.somer esearchershavedifferentviewsoncoplneasui l/lentfromthereliabilitya ndvaliclity.humanbalancemeasurementequipmentbyrecominghmnance nterofgravity(cog)isthenewwaytouncoverposmralcontrolmechanisminthefuture.keywords:humanbalance;measurementdevelopment;questionsandexpecta

5、tion 日常生活中行走，站立以及各种动作都依赖有效的平衡 作保障b0de,2002.人体平衡是一个复杂的过程，它需要感 觉信息与适当的身体反应共同完成为了维持人体站立姿 势的平衡与稳定,中央神经系统就必需时时根据视觉系统， 本体感觉系统和前庭系统提供的感觉信息对相应的关节与 骨肉进行不断的调整.既然人体平衡调节是由多个感觉系 统共同完成，那么不同条件下中央神经系统调节人体平衡的 机制就会有所不同因此，研究人体平衡机制将会有助丁理 解人体姿势控制系统(sakineh,2008).1人体平衡能力测试仪器人体平衡测试仪由受力平台(forceplate) wp压力传感器， 显示器，电子计算机及专用软

6、件构成受力平台可以记录到 身体摇摆情况，并将记录到的信号转化成数据输入计算机. 平衡测试仪的出现是人类研究自身平衡功能的一个里程碑.般通用的仪器为三维测力平台,balancemaster和equi一 test 这三种仪器都可以测量地面反作用力.通过地面反作 用力,可能计算出压力中心(cop)位移，重心的摇摆程度 (com),平衡分数(es),姿势稳定性指数和其它相关的参数. 通过 equitest(2001)和 balancemaster(2001)的动态实验，提供 关于视觉,本体感觉和前庭系统综合测量的平衡分数，可以 全面反映这些系统相互协调以保持身体站立姿势的情况 (chaudhryeta

7、l .,2004).平衡实验要求测试者进行六种条件测试:睁眼,坏境和 平台固定;闭眼，环境和平台固定;睁眼，环境移动;睁眼，平 台移动;闭眼，平台移动;睁眼，环境和平台移动.11测力平台与压力板测力平台与压力板可以测量出人体地面作用力,进而来 计算人体的cop变化，来评价人体静态诂立时的平衡状态. 这类测试仪的生产单位比较多，如美国的betec公司生产的 be-ec'sbalaneechecktm 系统;美国 neurocom研发的 basic balancemaster 系统;德国牛产的 bismarcksuperbalanee 系统； 英国生产的medicabalancetrain

8、er系统;fl本anima的重心 动摇平衡检查系统;以色列的tetrax平衡及稳定性测试系 统;瑞士 kistler公司生产的测力平台屮type9281c,9286a, 9285都具有测试人体静态平衡的功能.优点是造价低廉，易操作,缺点是只能完成条件1与条件2的静态测量.1.2balanceiaster这种设备是由可移动的测力平台与可视的环境组成，另 外还配备了防止受试者滑倒的安全带它能够完成条件1, 2,4,5的静态与动态平衡测量动态平衡测试仪器相对静态 平衡仪器来说，生产厂家较少,大多集中在美国各大公司. amti公司与neurocom共同研发动态平衡测试系统;美 国身体康复管理服务公司开

9、发的securebalancetm动态平衡测 试系统;美国生产的biodexbalancesystem动态平衡系统； neurocom研发 了 smartbalancemaster,thebasicbalance master,theprobalancemaste 匚优点是可以完成静态平衡与动态平衡，缺点是周围的环 境还不能移动，这对人体动态平衡测试來说是不完全的.1.3equitest这种装置是由可移动的测力平台,可移动的可视环境和*收稿日期:20100723;修回日期:20100923第一作者简介:刘海斌(1978 )，吉林通化人，硕士，讲师，研究方向:生物力学. 967?第26卷吉林体育

10、学院第6期防止滑倒的安全带组成.可以同时测量人体cop的位置与 com的摆动.6种条件下的测试都可以完成.美国neuro. comlnc 产的 smartequitest,美国 micmmedicaltech.生产的 balancequest,法国 synapsys 产的 synapsysplatform. 这三种平衡仪中只有美国neurocomlnc生产的smarteq一 uitest为真正的动态平衡仪，其它产品基本是鉴于动态平衡 仪的临床价值模仿或派生出的产品.虽然balancequest和 synapsysplatform具有smartequitest动态平衡功能，但岀于 知识产权问题做

11、了一些变动，但还缺乏长时间的实际临床应 用考验.另外，美国smartequitest是真止以重心移动为参量 计算和分析人体静，动态下的姿态平衡，而balancequest和 synapsysplatform都不是用重心移动为计算参量，而是用压 力中心变化为计算参量,这决定了这两种平台具有先天不足 的，会严重影响测量准确性的缺陷.这类仪器达到了目前所有平衡测试的要求，缺点是造价过于昂贵，非专业人员不易操作.2对人体平衡能力测试方法的质疑人体平衡可分为动态平衡与静态平衡(lexandta,2000). 静态平衡即人体或人体某一部位处于某种特定姿势，例如坐 或站等姿势时保持稳定状态的能力.另一类是动

12、态平衡，包 括2个方面:1)自动态平衡,即人体在进行各种自主运动，例 如由坐到站或由站到坐等各种姿势间的转换运动时能重新 获得稳定状态的能力;2)他动态平衡，即人体对外界干扰，例 如推，拉等产牛反应,恢复稳定状态的能力平衡的这种分 类包括了人体在齐种运动中保持，获得或恢复稳定状态的能 力，具有一定的科学性和完整性.些学者(teasdale,2001 ;woollacott,2002)经常釆用人体安静站立时身体姿势变化模式来评价与研究个体平衡系统. 然而，人体的静态平衡能力与动态平衡能力是没有相关性的 (owings,2000;mackey,2005).从机械力学的观点来看，当人体姿势受到干扰时

13、有三种 机制可以完成身体的自我调节(hof,2007):1)扩大与质心com相关的身体支撑面的面积;2)围绕人体com反向旋转人 体关节;3)借助人体外部的力(推或拉等动作).当人体受到外界干扰时，屮枢神经系统会通过一系列的 身体动作来维持身体的动态平衡.但是当人体安静站立时， com位于人体支撑面内，因此，人体姿势的自我调节并不需 要以上三种机制，而动态平衡却需要.因此,可以得出结论:通过测量人体站立姿势静态平衡所获得的信息不能用來作为人体维持动态平衡的机制研究(arampatzls,2008).3问题与展望目前，国际上主要是通过记录cop来分析和评价人体静态站立平衡能力.这种作法是建立在简

14、单的将人体姿势的 摇摆一个静态过程的假设基础z上另外，很多学者只局限 于研究cop轨迹的标准统计上面然而,cop轨迹不能代表 968?所有评价方式大量研究表明多数生理系统如身体姿势摇 摆是一个混乱的过程，基本没有规律可寻(doyle,2004;buzzi, 2003;hausdorff,2001).这种以cop为基础的测量方法(如包 络面积，平均cop速率等)已经测量出了年龄，感觉条件，病 理学等与跌倒的风险有着密切的关系,但是这种测量方法忽 略cop运动过程中的动态特性,它并不能代表姿势控制的细 微变化这种把cop简单的认为是”身体姿势的摆动”，甚至 等同于cog是不合理btl(winter

15、l995,2004).主要有两个缺 点：1)简单的记录cop会失去对人体控制因素的考虑，并且 失去了对人体控制变量的获取.人体倒钟摆模型显示,cog (或是com)才是人体维持平衡过程所控制的变量，而cop只 是人体控制的一个结果而已.从生物力学角度来说,cop- com只是控制com水平加速度的一个错误信号.2)单个平 台的使用存在着极大的局限性通过对每一个肢体分别记 录可以使我们识别人体cop左右移动的各自控制机制，而前 后方向的平衡则是由踝关节的趾屈和跖屈来控制的那么 今后开发与研制采用人体重心(cog)为测量方法的人体平衡 实验仪器才是揭开人体平衡机制的发展方向.参考文献：11 jbo

16、derk,heinemann aw.courseoffunctionalimprovementafterstoke, nalcordinj ury,andtraumaticbraininj ury j .archphy smedreha. bil,2002,83:100106.2 sakinehba,jamesseaftabep.balancecontrolduringcontinuousmta- tionalperturbationsofthesupportsurfacej.gait&posture,20o&27: 393398.3 lexandtasp,brainr

17、d,philipjr.whatisbalance?j.clinrehabil, 2000.14:4o2406 14jteasdalen?sirooneaum.attentionaldemandsforposturalcontrol:theef- fectsofa 西 ngandsensoryreintegrationj.gait&posuire,2001,14:203210.|5woollacottm,shumwayca.attentionandthecontrolofpostureandgait:areviewofanemcrgingareaofresearch.j.gait

18、&posture,2oo2j6:114.16 |owingstm,pavolred,foleykt,grabinermd.measuresofposturalsta一 bilityarenotpredictomofrecoveryfromlargeposturaldisturbancesin healthyolderadultsj.joumaloftheamericangeriatricsociety,2oo0, 48:4250.7 mackeydc,robinovitchsn.posturalsteadinessduringquietstancedoes notassociatewithabilitytorecoverbalanceinolderwomenljj.clinicalb iomechanics,20d5,20:776一783.8 h0fal,gazendammg,sinkewe.conditionfordynamicstability ljj.journalofb iomechanics,20o5,3& 1 一8.9 arampa/zisa5karam