Hodnocení dynamické posturální stability – tvorba referenčních hodnot pro běžnou, mladou populaci v ČR

Overview

Posturální stabilita stoje je v klinické praxi nejčastěji testována pomocí technik využívající jednoduché funkční testy nebo pomocí komplexnějších škál a baterií, které hodnotí nejen rovnováhu stoje, ale jsou často spojovány s dalšími funkčními testy stoje, změn poloh a chůze. Pro objektivní přístrojové hodnocení posturální stability jsou nejčastěji využívány silové plošiny, které slouží k měření reakčních sil působících od podložky, anebo tlakové plošiny určené pro měření tlaku způsobeného kontaktu nohou s podložkou.

V článku je popisováno využití systému hodnotícího dynamickou posturální stabilitu pomocí dynamické počítačové posturografie NeuroCom SMART EquiTest System, který je nejčastěji využíván pro hodnocení klinického stavu pacientů s poruchami rovnováhy.

Ze zkušeností získaných při řešení studií využívající výše uvedený systém vyplývá, že číselné hodnoty normovaných dat uváděných výrobcem Natus Medical Incorporated nejsou, s ohledem na jejich nastavení k diagnostice poruch rovnováhy, dostatečně citlivé pro hodnocení parametrů dynamické posturální stabilizace běžné mladé populace.

Studie je proto věnována prezentaci zjištěných referenčních hodnot vybraných parametrů dynamické posturální stabilizace přístroje NeuroCom SMART EquiTest System pro věkovou skupinu mezi 20-30 lety.

U záměrně vybrané skupiny 50 zdravých probandů (muži n=25, ženy n=25) ve věku 20-30 let (±25,22) byly za shodně dodržeých podmínek testování naměřeny parametry testovacích protokolů, nabízených NeuroCom SMART Equitest System: Sensory Organization Testu (SOT), Motor Control Testu (MCT) a Adaptation Testu (ADT). Výsledky byly vyhodnoceny stejnou metodikou, jakou byly získány normativní hodnoty publikované v manuálech testovacího systému. Získaná výsledná data některých parametrů popsaných testů jsou prezentována jako referenční hodnoty (REF 20-30) pro skupinu mladých zdravých jedinců ve věku 20-30 let žijících v ČR a jeví se jako výrazně citlivější pro hodnocení dynamické posturální stability běžné mladé a aktivně sportující populace.

Klíčová slova:

referenční hodnoty – dynamická posturální stabilizace – SOT – MCT – ADT – NeuroCom SMART EquiTest System

ÚVOD

Posturální stabilita stoje je v klinické praxi nejčastěji testována pomocí základních hodnotících technik využívající jednoduché funkční testy (např. Single Leg Stance Test, Functional Reach test, Five Times Sit-to-Stand Test, Timed Up and Go Test) nebo pomocí komplexnějších škál a baterií, které hodnotí nejen rovnováhu stoje, ale jsou často spojovány s dalšími funkčními testy stoje, změn poloh a chůze (např. Dynamic Gait Index, Functional Gait Asessment, Tinetti Performance oriented Mobility Assesment, Berg Balance Scale či Balance Evaluation Systems Test). Pro objektivní přístrojové hodnocení posturální stability jsou nejčastěji využívány tenzometrické silové plošiny, které slouží k měření reakčních sil působících od podložky, anebo tlakové plošiny určené pro měření tlaku způsobeného kontaktu nohou s podložkou (1, 3, 14).

Diagnostické a terapeutické zařízení NeuroCom SMART EquiTest System je jedním z moderních představitelů systému dynamických počítačových posturografů (Computer Dynamic Posturography – dále jen „CDP), který nabízí mimo jiné i testování reaktivní posturální stability, z jejíchž výsledků lze vyhodnotit parametry popisující odezvu osoby na vyrušení z rovnovážného stavu.

Při práci s tímto systémem, který byl využit například ve studiích popisujících vztahy mezi standardně používanými motorickými testy a parametry dynamické posturální stability (15), nebo při hodnocení vlivu cvičení „plank“ na posturální stabilitu jedince (4), akutní spánkové deprivace (5), nebo vlivu komplexního strečinku dolní končetiny na posturální stabilitu zdravých mladých osob (6). Bylo zjištěno, že užívané normované hodnoty jsou s úspěchem použitelné pro klinické hodnoceni patologických funkčních stavů, nikoliv však pro citlivé vyhodnocení jednotlivých parametrů při testování mladých, běžně se pohybujících a žádnými patologickými změnami nezatížených jedinců. Dále se autoři článku domnívají, že vytvořené referenční hodnoty, které jsou v příspěvku předloženy, jsou výrazně vhodnější po porovnávání výsledků jak u běžné mladé populace, tak ve sportovní sféře.

Prezentovány jsou referenční hodnoty tří vybraných testovacích protokolů - Sensory Organization Testu (dále jen „SOT“), Motor Control Testu (dále jen „MCT“) a Adaptation Testu (dále jen „ADT“), které patří do standardně nabízeného testovacího protokolu NeuroCom SMART EquiTest Systemu a  které jsou z pohledu autorů článku také nejvíce vhodné po popis kvalit dynamické posturální stability testovaných jedinců.

DYNAMICKÁ POČÍTAČOVÁ POSTUROGRAFIE

Popis přístroje NeuroCom SMART EquiTest

NeuroCom SMART EquiTest je jedním z přístrojových systémů, které využívají CDP (Computer Dynamic Posturography) a je konstruován tak, aby zvládl identifikovat a kvantifikovat motorické a smyslové (somatosenzorické, vestibulární a vizuální) funkce lidského organismu, jež se podílejí na řízení rovnováhy. Vzhledem ke konstrukci a softwarovým vybavením je nejčastěji využíván v diagnostice, ale i v terapii pacientů s poruchou rovnováhy, pohybovými problémy a závratěmi (2, 8). Přístroj se skládá z dvou základních částí – z tenzometrické silové plošiny, doplněné o pohyblivou kabinu s vizuálním prostředím, a počítače s vyhodnocovacím softwarem (obr. 1).

Testování jednotlivými testovacími protokoly může probíhat se stabilní či pohybující se plošinou a současně při stabilním či pohybujícím se vizuálním prostředí. Změnami testovacích podmínek při měření (pohybem plošiny, pohybem kabiny či vyřazením zraku zavřením očí probanda) lze modifikovat, a tedy i ovlivňovat kvalitu senzorických podmínek a následně i hodnotit míru vnímání a vyhodnocení somatosenzorických a vizuálních informací.

Uvedené tři testovací protokoly jsou výrobcem pro vyšetření dynamické posturální stability označovány jako „Core Assesments“. Testování stability stoje probíhá za specificky dodržených podmínek, pro které je naprosto zásadní dodržení výchozího nastavení nohou (10, 11), které jsou v přímém kontaktu s tenzometrickou deskou a jejichž funkce je pro napřímené držení těla ve stoji zcela stěžejní (13).

SOT – Sensory Organization Test

Tento testovací protokol vyhodnocuje reaktivitu posturální stability posouzením vzájemných interakcí mezi vestibulárním, somatosenzorickým a vizuálním systémem testovaného. Během tohoto testu se odehrávají předozadní posuny plošiny a předozadní pohyby vizuálního okolí či kombinace obojího. Standardně obsahuje test šest situací s různou kombinací pohybů plošiny a kabiny, přičemž výsledky jsou zaznamenávány po dobu 20 s a každá z šesti testovacích situací je opakována třikrát. Přístrojovým software je mimo jiné vyhodnocen procentuální (%) parametr Equilibrium score (EQL), kterému byly výrobcem stanoveny normativní hodnoty pro danou věkovou skupinu. EQL se pro každou testovou kombinaci vypočítá porovnáním průměru tří pokusů maximální a minimální výchylky COG (centre of gravity) v sagitální rovině s teoretickou hranicí maximálního posunu, která je stanovena na 12,5. (EQL = (12,5– (Max – Xmin))/12,5) * 100. Rozmezí výsledných hodnot je v procentech uvedeno mezi 100 (udávající dokonalou stabilita jedince, tj. žádný posun COG) a 0 (pád). Composite score (EQL-CMP) je vážený průměr EQL vypočítaný z hodnot všech šesti situací testovacího protokolu SOT (7, 8).

MCT – Motor Control Test

Tento testovací protokol vyhodnocuje schopnost vyvinout efektivní motorickou odpověď na vychýlení rovnováhy, které je způsobeno nečekanými, třikrát po sobě zopakovanými translačními pohyby (po dobu menší než je 1 s), plošiny v anterioposteriorním směru. Při testu dochází k postupnému zvyšování míry a rychlosti jednotlivých posunů. Nejprve dochází k malým posunům (S – small, na prahu 2,8_st), poté ke středním (M – medium, na hranici 6,0_st) a nakonec k velkým (L – large, při rychlosti do 8,0_st) posunům plošiny v posteriorním (B – backward) a poté v anteriorním směru (F – forward). Velikost posunů je individuálně stanovována přístrojovým softwarem vzhledem k probandově tělesné výšce. Přístroj mimo jiné zaznamenává a vyhodnocuje parametr Latency (LT), což je hodnota času v milisekundách (ms) od počátku posunu plošiny k iniciaci motorické odpovědi, která je vyjádřena jako první odpor kladený prostřednictvím nohou proti pohybu plošiny. Je hodnocen pro každou dolní končetinu zvlášť (RLT - latency right a LLT - latency left), stejně tak jsou uváděny i normované hodnoty výrobcem (7, 8, 10).

ADT – Adaptation Test

Tento test hodnotí schopnost jedince automaticky reagovat a adaptovat se na opakující se rotační pohyby plošiny kolem osy X. Při testu dochází k pěti po sobě jdoucím náklonům plošiny směrem nahoru (TUP - toes up) a pěti náklonům plošiny směrem dolů (TDN – toes down). Naklopení plošiny trvá 400 ms a má amplitudu 8_st. Rychlost rotačního stimulu je 20_st. Sekvence mez jednotlivými rotačními pohyby je volena náhodně (3–5 s) a plošina rotuje kolem osy umístěné ve středu plošiny. Software vyhodnocuje parametr reakční síly, tzv. Sway Energy Score, což je bezrozměrná veličina popisující hodnoty získané během prvních 2 s po zahájení rotačního pohybu (SWE=C1*PY´ (RMS)+C2*PY´´ (RMS); kdy C1 a C2 jsou vážené konstanty, PY´je rychlost, PY´´ je zrychlení a RMS je střední kvadratická odchylka), která kvalifikuje, jaké množství energie je potřebné k udržení stabilního stoje, který je rotačními posuny desky znesnadňován, a na němž v rámci pěti po sobě jdoucích opakování vzniká adaptace (7, 8, 10).

CÍL STUDIE

Vzhledem ke skutečnosti, že normativní hodnoty NeuroCom® Data Range data jsou vytvořeny pro cílové skupiny ve věku 20 – 59 let, 60 – 69 let a 70 –79 let, bylo cílem námi provedené studie vytvoření referenčních hodnot vybraných parametrů dynamické posturální stabilizace, získatelných v rámci měření NeuroCom EquiTest SMART Sytem pro skupinu běžné zdravé populace v České republice ve věku 20–30 let.

CHARAKTERISTIKA VÝZKUMNÉHO SOUBORU

Pro studii bylo záměrně vybráno 50 mladých zdravých probandů, z toho 25 mužů a 25 žen. Výzkumný soubor se pohyboval ve věkovém rozmezí 20 – 30 let s výškou 155 – 198 cm a tělesnou hmotností 56 – 100 kg. Kompletní charakteristické údaje výběrového souboru jsou uvedeny v tabulce 1. Výzkumný soubor byl seznámen s průběhem měření, možnými riziky i přínosy prováděného měření v Laboratoři aplikované kineziologie Katedry fyzioterapie FTVS UK.

PRŮBĚH MĚŘENÍ A HODNOCENÍ DAT

Laboratorní měření všech jedinců výzkumného souboru studie probíhalo shodně za dodržení standartních podmínek (9, 10) testování a byly naměřeny parametry testovacích protokolů SOT, MCT a ADT. Vyhodnocení získaných dat bylo provedeno stejnou metodikou, jako byly získány normativní hodnoty – NeuroCom® Data Range, které uvádí výrobce v manuálech testovacího systému (7, 9).

Referenční hodnoty, tzn. průměrné hodnoty výzkumného souboru, byly stanoveny pouze pro parametry, které jsou popsány výše. Pro SOT (Sensory Organization Test) byly stanoveny referenční hodnoty pro parametry Equilibrium Score (tj. EQL pro situaci 1-6 a pro EQL-COMP). Pro MCT (Motor Control Test) byly stanoveny referenční hodnoty pro Latency (tj. LLT pro levou stanu a RLT pro pravou stranu) pro všechny tři velikosti (S – M - L) posunu plošiny a pro testovací protokol ADT (Adaptation Test) byly stanoveny hodnoty pro Sway Energy Score (tj. TUP a TDN).

Rozsah dat NeuroCom® Data Range (11, 12) je založen na 5. percentilu a přepokládá normální rozložení dat. Data zahrnují výsledky souboru běžné populace ve věkovém rozmezí 20 – 59 let s výškou mezi 76 – 203 cm a hmotností mezi 18 –136 kg. Pro ty parametry, ve kterých je průměr a standardní odchylka považována jako nejlepší reprezentativní hodnota, byla hodnota 5. percentilu stanovena výpočtem podle vzorce (Q5/100=Mean ± 1,645*SD). Znaménko plus (+) znamená, že menší hodnota (nižší skóre) je lepší a záporné znaménko mínus (-) znamená, že větší hodnota (vyšší skóre) je lepší.

Referenční hodnoty naší studie, označované jako REF 20-30, byly zpracovány stejnou metodikou a pro lepší interpretaci dat jsou doplněny i o SEM, tj. o standardní odchylku průměru. V uvedených grafech jsou porovnávány hodnoty NeuroCom® Data Range a REF 20-30 a v závěrečné tabulce 2 jsou uvedeny výsledné referenční hodnoty REF 20-30, které jsou výsledkem naší studie.

VÝSLEDKY

Ve výsledcích jsou pro přehlednost zobrazeny grafy 1-5, ze kterých je patrný rozdíl hodnot normy NeuroCom® Data Range data (20-59 let) a nově vzniklých hodnot REF 20-30 (20-30 let), tj. referenční skupiny mladých, zdravých jedinců ve věkovém rozmezí 20-30 let. Cílem práce nebylo porovnání hodnot vlastních škál dat či zjištění jejich statistického nebo klinického rozdílu, ale vytvoření referenčních hodnot pro porovnávání výsledků mladých jedinců s kontrolní skupinou přiměřeného věku. Rozdíly hodnot jsou na první pohled patrné (šedé a modré pole grafu), ale nutno podotknout, že jsou v grafech zobrazeny výsledky dvou nehomogenních skupin, ať již v rozdílném věkovém rozmezí, zastoupení pohlaví a v neposlední řadě i počtu testovaných jedinců a národnosti.

Výsledky SOT (Sensory Organization Test) testu (graf 1) zobrazují porovnání normativních dat NeuroCom® Data Range a zjištěné referenční hodnoty REF 20-30 u parametru EQL (Equilibrium Score).

Výsledky MCT (Motor Control Test) testu zobrazují porovnání normativních dat NeuroCom® Data Range a zjištěné referenční hodnoty REF 20-30 u parametru LLT (Latency) pro pravou (graf 2) a levou (graf 3) stranu při translačním posunu v anterioposteriorním směru plošiny.

Výsledky ADT (Adaptation Test) testu zobrazují porovnání normativních dat NeuroCom® Data Range a zjištěné referenční hodnoty REF 20-30 u parametru Sway Energy Score při rotačním pohybu plošiny směrem nahoru (graf 4) a dolů (graf 5).

Výsledné referenční hodnoty vybraných parametrů testovacích protokolů SOT, MCT a ADT, testovaných na diagnosticko terapeutickém přístroji NeuroCom SMART EquiTest System, jsou uvedeny v tabulce 2. Výsledky zobrazují výsledné průměrné hodnoty (Mean), standartní odchylku (SD) a jsou doplněny o standardní odchylku průměru (SEM). V rámci metodiky zpracování normativních dat, tak jak je ve svých manuálech uvádí výrobce systému (11), byl za předpokladu normálního rozložení dopočítán 5. percentil (Q5/100).

DISKUSE

Pro objektivní zhodnocení aktuálního stavu dynamické posturální stability je považováno za zásadní porovnávat data vhodnou normou, vytvořenou pro danou věkovou skupinu tak, aby vliv ostatních proměnných, jako je například pohlaví, hmotnost, klinické příznaky onemocnění či sportovní historie a samotná motivace k výkonu nebo aktuální psychický stav mohly být popsány, případně minimalizovány vhodným výběrem testované skupiny.

Norma NeuroCom® Data Range předpokládá normální rozdělení dat a je založena na 5. percentilu. V rámci zpracování dat naší studie byla všechna data testována testem normality (D´Agostino Normality Test, p < 0,05, s využitím statistického software GraphPad PRISM, verze 5,03, kdy jejich normální rozdělení u všech testovaných parametrů nebylo potvrzeno. Přesto byla data vyhodnocena stejnou metodikou, která je výrobcem popsána v manuálech k NeuroCom SMART EquiTest Systemu (11) tak, aby mohl být případně i v grafech vizuálně porovnatelný rozdíl mezi získanými hodnotami a původní normou. Pro budoucí studie a v rámci dalších zpracování získaných dat bude k jejich hodnotám přistupováno neparametrickými metodami.

ZÁVĚR

Prezentované hodnoty zjištěných referenčních dat, autory příspěvku označované jako REF-20-30, jsou výsledkem studie výběrového souboru čítající 50 mladých, zdravých osob obojího pohlaví. Aktuálně probíhají v Laboratoři aplikované kineziologie Katedry fyzioterapie FTVS UK další měření a předpokládá se, že hodnoty REF 20-30 budou doplněny o výsledky dalších parametrů jednotlivých testovacích protokolů, získaných na rozšířené výzkumné skupině o další jedince. Na závěr lze podotknout, že diagnostický a klinický software NeuroCom SMART EquiTest System umožňuje doplnění dalších referenčních hodnot do vyhodnocovacího software systému, a tudíž jakékoliv následující studie mohou být vztahovány k hodnotám specificky vytvořených kontrolních skupin.

Studie vznikla v rámci programu PROGRES na Univerzitě Karlově č. Q41 - Biologické aspekty zkoumání lidského pohybu.

Adresa ke korespondenci:

Mgr. Helena Vomáčková

Katedra fyzioterapie FTVS UK

José Martího 31

162 52  Praha 6

e-mail: hvomackova@ftvs.cuni.cz