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基于惯性测量单元系统测量老年人步态下肢关节耦合角及其变异性的效度与信度研究
作者: 刘坤
单位: 上海交通大学医学院附属第六人民医院

摘要

验证基于惯性测量单元(IMUs)的可穿戴设备评估老年人步态过程中下肢关节间协调的效度与信度,为老年人步态功能评估及跌倒风险筛查提供依据。

纳入45名65岁及以上社区老年人,在10 m步道上完成正常、快速和慢速步行试验,同步采集IMUs与光学运动捕捉(OMC)数据。基于髋、膝、踝关节角度,采用改良向量编码法计算4组关节耦合对的耦合角(CA)、耦合角变异性(CAV)及协调模式,分别为髋矢状面-膝矢状面(HsKs)、髋矢状面-踝矢状面(HsAs)、膝矢状面-踝矢状面(KsAs)和髋冠状面-膝矢状面(HfKs)。采用多重相关系数(CMC)和系统误差(SE)评价CA波形的信效度,并采用Spearman相关分析评价CAV信效度。


偏倚校正后,IMUs测得的CA波形与OMC表现出优异一致性,CMC为0.944–0.978;其中近端耦合对HsKs的SE下降更明显,而远端耦合对KsAs残余误差较大。在CAV指标上,IMUs与OMC系统测量结果具有中等至较强相关性,其中慢速步行时效度最佳(平均rs=0.682),支撑末期相关性最高(rs=0.535–0.826)。信度分析显示,CA波形组内CMC为0.940–0.981,组间CMC为0.954–0.988;CAV方面,HsAs的信度高于KsAs,且慢速步行条件下重复性最佳(rs=0.661/0.683)。


基于IMUs的可穿戴系统可作为评估老年人下肢关节间矢状面协调及其变异性的有效、可靠工具,其测量表现受耦合对类型和步行速度影响。

关键词: 惯性测量单元;效度与信度;下肢协调;耦合角变异性;老年人
来源:中华医学会第二十六次物理医学与康复学学术会议