平衡儀靜態平衡功能參數正常參考值的建立及權重分析

宋桂蕓，張璞，惲曉平

平衡儀靜態平衡功能參數正常參考值的建立及權重分析

宋桂蕓，張璞，惲曉平

[摘要]目的建立EAB-100平衡儀測試的靜態平衡參數正常參考值范圍，并篩選出有臨床應用價值的參數。方法采用EAB-100平衡儀對227名健康人進行睜眼和閉眼站立平衡功能測試。采用SPSS 19.0統計軟件包進行數據分析；用主成分分析法分析各參數在靜態平衡功能測試中的權重。結果建立了靜態平衡參數正常值范圍；軌跡長、矩形面積、外周面積、有效值面積、坐標X/Y軸偏移等參數權重系數高于平均權重。結論在睜眼、閉眼條件下靜態站立平衡測試多參數中，臨床應重點分析軌跡長、矩形面積、外周面積、有效值面積和坐標X/Y軸偏移5項指標，Romberg率重點分析外周面積的比率。

[關鍵詞]靜態平衡；評定；正常參考值；主成分分析；EAB-100平衡儀

[本文著錄格式]宋桂蕓，張璞，惲曉平.平衡儀靜態平衡功能參數正常參考值的建立及權重分析[J].中國康復理論與實踐, 2015, 21(9): 1069-1073.

CITED AS: Song GY, Zhang P, Yun XP. Measure static balance function with Active Balancer EAB-100: reference values and clinical significance [J]. Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2015, 21(9): 1069-1073.

平衡功能是人體運動、日常生活的基礎。近年來，隨著國內康復技術的深入和發展，平衡功能評定已成為康復臨床中必做的常規評定項目，各種平衡量表和各種平衡儀器在臨床康復工作中的應用越來越廣泛，尤其是針對各種平衡儀器的應用研究較多[1-5]。由于這些儀器來自不同廠家，其參數以及參考值范圍亦有所不同。本研究旨在建立日本EAB-100平衡儀的靜態平衡正常參考值范圍，并從中篩選出更有價值的指標作為臨床常規觀察指標。

1　對象與方法

1.1研究對象

2010年～2013年正常受試者227名，均為社區內居民，其中男性111名，女性116名；年齡20～69歲。

納入標準：①無神經系統、耳鼻喉、骨科等影響平衡功能的疾??；②無眩暈史；③測試前未攝入可能影響平衡功能的藥物。

按年齡分為20～29歲、30～39歲、40～49歲、50～ 59歲、60～69歲共5組。按性別分組，男性組年齡、身高、體重均大于女性組(P<0.05)。各分組基本資料見表1、表2。

表1　受試者按年齡分組的基本資料

表2　受試者按性別分組的基本資料

1.2研究方法

1.2.1儀器

采用Active Balancer EAB-100平衡檢測儀(日本SAKAI公司)。該系統包括壓力平板傳感器、圖像顯示器，以及ABS20專用平衡處理和分析軟件。通過記錄壓力傳感器上的力學信號并將其轉為數字信號傳入電腦自動進行分析。

觀察參數：①軌跡長(whole path length, WL)；②單位時間軌跡長(unit path length, UNIT L)；③單位面積軌跡長(unit area length, UAL)；④外周面積(circumference area, CIRCU A)，又稱包絡線面積；⑤矩形面積(rectangle area, ReA)；⑥有效值面積(effective value area, EFFEC A)；⑦X軸移動重心中心偏差(deflection average displacement X, DAX)；⑧Y軸移動重心中心偏差(deflection average displacement Y, DAY)。以上各參數均測定其實際值及Romberg率。

1.2.2檢查方法

被試者脫鞋，雙腳分開并平行，站立在儀器指定部位，雙腳間距84.3 mm，雙手自然下垂于身體兩側，雙眼平視前方，盡量保持身體穩定。先睜眼、后閉眼，各測試1 min，中間間隔30 s。測試前，先向受試者介紹測試注意事項，以取得合作；測試時，盡量保持室內環境安靜，受試者不能講話，不能做動作。由同一名專業技師進行測試操作。

1.3統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件分析數據。用單樣本Kruskal-Wallis檢驗對數據進行正態性檢驗，服從正態分布的數據以(xˉ±s)表示，不服從正態分布的數據以中位數和四分位數間距[M(Q)]表示。符合正態分布的數據用Levene檢驗對其進行方差齊性檢驗，方差齊使用單因素方差分析檢驗，兩兩比較采用LSD t檢驗；方差不齊則使用Kruskal-Wallis H檢驗，兩兩比較采用Nemenyi秩和檢驗。非正態分布數據用Mann-Whitney U檢驗進行組間比較。采用主成分分析法確定平衡功能各參數的權重。

2　結果

2.1各參數測量結果

睜眼站立時，各年齡組組間比較除DAX (P<0.01)外，其余參數組間均無顯著性差異(P>0.05)，隨年齡增加，DAX有左偏增加。男、女間各參數均無顯著性差異(P>0.05)。見表3、表4。

閉眼站立時，WL、UNIT L隨年齡增長明顯增加(P<0.01)，DAX隨年齡增長左偏加大(P<0.05)。CIRCUA、ReA男性大于女性(P<0.01)。見表5、表6。

WL、UNIT L、CIRCU A以及EFFEC A對應的Romberg率不同年齡組間有顯著性差異(P<0.05)，其余參數Romberg率各年齡組間均無顯著性差異(P> 0.05)。男、女間各參數對應的Romberg率均無顯著性差異(P>0.05)。見表7、表8。

2.2主成分分析

數據經Kaiser-Meyer-Olkin (KMO)檢驗及Bartlett球度檢驗，符合主成分分析條件。睜眼、閉眼測試及Rombegr率最終分別提取到3個、2個、1個特征值>1的主成分因子，分別代表面積、長度及重心偏移。各主成分的累積貢獻率分別為82.189%、67.583%和71.289%。各因子負荷>0.4、權重系數高于平均水平的參數主要包括WL、UNIT L、ReA、CIRCU A、EFFECA等。見表9。

表3　睜眼站立時年齡組間各參數比較

表4　睜眼站立時性別間各參數比較

表5　閉眼站立時年齡組間各參數比較

表6　閉眼站立時性別間各參數比較

表7　年齡組間各參數Romberg率比較

表8　性別間各參數Romberg率比較

表9　主成分各因子負荷及權重系數較大的參數

3　討論

本文初步建立了EAB-100平衡儀對于不同年齡與性別人群的靜態平衡參考值范圍。

本研究顯示，睜眼測試時，各項參數性別間無顯著性差異。King等發現，人的平衡能力強弱的分界在60歲，本研究睜眼測試時，多數參數各年齡段間無顯著性差異，軌跡長和矩形面積呈隨年齡增長逐漸增加。張建國等認為，70歲以上女性站立時體重更偏向右后側[6]，本研究則顯示，重心左偏隨年齡增加逐漸加大，這可能與本研究中70歲以上女性較少，相關數據不足有關。

所有參數睜眼測試值均小于閉眼測試值，符合人體平衡功能調節機制，也與多數研究結果一致[7-9]；閉眼測試值男性某些參數大于女性組，這可能與女性的柔韌性更強有關[10]。

由于平衡測試的參數較多，這些參數在一定程度上相互重疊，增加了分析的復雜性，給臨床診斷、治療工作帶來諸多困難。從眾多參數中找出既敏感又能準確反映平衡功能本質的參數是臨床亟待解決的問題。本研究應用主成分分析，探討在相同范疇內參數的負荷，希望減少觀察指標數量但又不失關鍵信息。

本研究提取到3個主成分因子，分別代表站立時的身體晃動軌跡長度、面積及坐標偏移。

在靜態平衡測試中，重心移動時的軌跡長度(長度因子)有WL、UNIT L、UAL 3個參數。其中WL反映測試時間內重心移動軌跡的總長度，軌跡長度越長，說明重心擺動越大，穩定性越差；UNIT L反映身體重心移動的速度，速度越快說明平衡越差；UAL 是WL與CIRCU A的商，表示身體重心軌跡在單位面積內通過的長度，UAL與WL和CIRCUA均相關，不能單獨反映平衡的某一方面。多個研究顯示，隨著年齡增長，人體站立時重心移動長度加大，穩定程度降低，軌跡長度與平衡密切相關[11-13]，與本研究的結果一致。要特別關注老年人平衡功能下降與步態改變的問題，預防老年人跌倒[14]。在長度因子中，WL、UNIT L的權重系數高于平均值，提示WL、UNIT L兩個參數較UAL更有價值。由于這兩個參數高度一致，因此，臨床可選擇WL代表人體重心軌跡移動長度。

ReA、CIRCU A、EFFEC A均表示身體重心晃動的范圍(面積因子)，重心移動覆蓋的面積越大，人體重心移動的范圍越大，站立的穩定性越差，平衡障礙越嚴重；重心晃動的面積還反映姿勢的細微調節及脊髓對姿勢的固有反射性調節[15]，即踝關節模式的姿勢調節和全身姿勢張力的調節。

ReA是重心在X和Y軸最大振幅的乘積，即人體重心偏離中心最遠處的中心點構成的矩型面積，是人體重心在前后、左右兩個方向移動的最大范圍，并不能準確反映重心移動的實際范圍。羅志增等認為，重心動搖徑(重心晃動的最大范圍)有很大偶然性[8]。

CIRCU A指人體重心移動軌跡包圍成的多邊形表面積的總和，顯示的是重心移動的實際形狀。它直觀反映人體晃動時重心所經過的區域范圍和人體晃動的程度。EFFEC A是指當移動振幅改變時，身體的重心隨時間經過而移動的情況[16]，與ReA、CIRCU A相比，EFFEC A不僅反映重心移動的廣度，還反映重心移動的密度，是重心移動頻度的體現。

主成分分析顯示，睜、閉眼測試時，ReA、CIRCU A權重系數均高于平均權重系數；閉眼狀態下EFFEC A的權重系數高于平均權重系數值。結合以前的研究，在靜態平衡測試中，分析身體重心軌跡擺動的范圍應該選取CIRCUA、EFFECA兩個指標。

DAX、DAY表示身體重心在坐標軸(左右、前后)的偏移(坐標偏移因子)。有研究認為，DAX、DAY并不能代表身體重心，因為每次測試站立者的位置都不完全一樣，因此這兩個參數具有較大偶然性[17]；也有研究認為，DAX、DAY能夠提示受試者存在肌緊張的不對稱性情況[18-19]，這種DAX、DAY的異常偏移會導致姿勢缺陷而影響平衡功能。黃勇等認為，睜眼狀態下，抬腳過程中，左腳負重時青年女性的平衡好于青年男性，即男性重心在X、Y軸擺動軌跡長度大于女性[20]；王紅梅等也認為，人體平衡能力與重心位置及支撐面積有關[21]。DAX、DAY應該作為反映身體重心在X、Y軸偏移情況的重要參考指標。

Romberg率是直立位下閉眼與睜眼所測參數的比值，用于判斷平衡障礙的性質。Romberg率增大，提示軀體本體感覺障礙；Romberg率減小，提示視覺干擾或操作者因素影響[16]。主成分分析結果提示，ReA、CIRCU A的Romberg率具有臨床分析價值。基于以上分析，CIRCUA的Romberg率更有價值。

本研究初步建立了健康人EAB-100平衡儀測試的靜態平衡參數分年齡、性別的參考值范圍；靜態平衡測試應重點分析WL、CIRCU A、EFEEC A、DAX、DAY，以及CIRCUA的Romberg率。

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·臨床研究·

作者單位：1.首都醫科大學康復醫學院，北京市100068；2.中國康復研究中心北京博愛醫院康復評定科，北京市100068。作者簡介：宋桂蕓(1972-)，女，漢族，北京市人，副主任技師，主要研究方向：康復評定。通訊作者：惲曉平，女，教授，主任醫師。E-mail: xiaoping_yun@163. com。

Measure Static Balance Function with Active Balancer EAB-100: Reference Values and Clinical Significance

SONG Gui-yun, ZHANG Pu, YUN Xiao-ping
1. Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine, Beijing 100068, China; 2. Department of Rehabilitation Evaluation, Beijing Bo'ai Hospital, China Rehabilitation Research Center, Beijing 100068, China

Abstract:Objective To establish the reference values of static balance function with Active Balancer EAB-100 in healthy Chinese adults, and to screen the valuable indices for clinical work. Methods There were 227 healthy adults measured with Active Balancer EAB-100 when standing still with eyes opened and closed. All the data recorded were analyzed with SPSS 19.0, and the weight of every parameter was obtained with principal component analysis. Results The reference values of parameters for static balance function were established in healthy Chinese adults. The loadings of whole path length, rectangle area, circumference area, effective value area, deflection center displacement X, deflection center displacement Y, rectangle area of Romberg rate and circumference area of Romberg rate were more than average. Conclusion It is need to focus on whole path length, circumference area, deflection center displacement X, deflection center displacement Y, and effective value area and circumference area of Romberg rate much more in clinical practice for the static balance assessment.

Key words:static balance; assessment; reference value; principal component analysis.Active Balancer EAB-100

(收稿日期：2014-12-30修回日期：2015-07-22)

DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2015.09.018

[中圖分類號]R493

[文獻標識碼]A

[文章編號]1006-9771(2015)09-1069-05