智能化平衡能力测评技术应用研究进展
2022-12-29朱志强赵刚田野
朱志强 赵刚 田野
深圳大学体育学院(深圳518060)
平衡能力与肌肉力量、速度、耐力等身体素质一样,是影响人体运动表现的重要因素之一,在提高竞技运动能力、增进大众健康和运动康复中具有重要意义[1,2]。平衡能力缺陷或不足不仅影响运动能力,也会增加运动损伤风险[2-4]。因此,平衡能力的评测和干预通常被视为提高运动能力和预防运动损伤不可或缺的重要组成部分。
平衡能力是指身体抵抗破坏平衡的外力,以保持全身处于稳定状态的能力,又可称为姿态稳定性。姿态稳定的控制过程中需要视觉、本体感觉和前庭系统迅速、持续的提供反馈信息,并根据反馈信息神经肌肉迅速执行平衡控制任务[5]。因此,根据平衡控制过程对平衡能力进行精准评估,并依据评估结果设计合理有效的训练方案是提高运动能力、降低运动风险的有效途径。
以往传统的平衡能力测试大多采用闭眼站立试验(Romberg’s test)、平衡量表检查法(Berg 平衡量表、Fugl-Meyer 平衡反应测试)、起立行走测试(time up to go,TUG)等方法。以上测试方法操作简单,但精度不足且缺乏量化标准,在竞技体育和运动康复等领域的应用都受到较大的限制。随着平衡测试技术和设备的数字化和智能化,在竞技体育、运动损伤、运动康复等领域,平衡能力研究中智能化测评手段的应用不断增多。为了更好地了解国外平衡能力测评中智能化设备的应用和研究现状,本文通过PubMed数据库检索了2011~2021年期间竞技体育、运动损伤、运动康复等研究领域中与平衡能力相关的文献,介绍智能化平衡能力测试在运动医学领域的最新研究进展,以期为我国竞技体育和大众健康的研究提供参考依据。
本文通过PubMed 数据库采用主题词(Postural Equilibrium、Posture Equilibrium、Posture Equilibriums Balance、Balance,Postural、Postural Equilibrium、Equi⁃librium,Postural、Posture Balance、Balance,Posture、Posture Balances、Musculoskeletal Equilibrium、Equilib⁃rium,Musculoskeletal、Control,Postural、Postural Con⁃trol、Postural Controls、Posture Control、Control,Pos⁃ture、Posture Controls)和(Skiing、Snowboard、Skate、Snow Sport、Sports、Athlete Performance、Physical En⁃durance、Physical Endurance、Athletic Injury、Baseball、Basketball、Bicycling、Boxing、Cricket Sport、Football、Basketball、Bicycling、Boxing、Baseball、Football、Golf、Gymnastics、Hockey、Martial Arts、Mountaineering、Rac⁃quet Sports、Tennis、Running、Jogging、Marathon Run⁃ning、Soccer、Sports for Persons with Disabilities、Team Sports、Track and Field、Volleyball、Walking、Water Sports、Swimming、Weight Lifting、Wrestling、Youth Sports、Rehabilitation)对2011年-2021年期间发表英文文献进行检索,共检索文献4831篇。再根据题目和摘要进行了进一步筛选,并对筛选后与竞技运动、运动损伤和运动康复相关的平衡能力研究文献进行了进一步的甄别、系统分析和梳理。
1 智能化平衡能力测评方法
1.1 智能化平衡能力测试设备
智能化静态平衡能力测评主要通过测力台(如:Kistler[6]和AMTI[7])采集受试者的压力中心(centre of pressure,COP)评估平衡能力。为了进一步观察姿态摆动情况,测力台也常结合运动捕捉系统(如:VICON[6])计算质心(centre of gravity,COG)。基于测力台和运动捕捉系统的平衡测试方法所采集的数据精准可靠,但数据处理需要耗时较多[8]。此外,人体的平衡控制过程是需要信息交互的多任务活动,单一静态平衡能力测试无法反映真实的人体动态平衡能力[9]。因此,为提高平衡测试的效率和测试数据的可靠性,平衡测评需要操作更加简易和功能更加丰富的一体化智能平衡测试设备。
目前,一体化智能平衡测试设备的应用越来越广泛,为了提高一体化设备的测试精度,2013年国际姿态和步态研究协会(International Society for Posture and Gait Research,ISPGR)的国际临床平衡测量标准委员会(International Standardization Committee for Clinical Stabilometry,ISCCS)建议COP测试的准确度为0.1 mm,精确度为0.05 mm。根据该测量标准,ISCCS推荐了四款平衡测试设备:Bertec BP-5050,Vestibu⁃lar Technologies CAPS Professional,Vestibular Tech⁃nologies CAPS Lite three- component balance plat⁃forms,NeuroCom Balance Manager SMART EquiT⁃est。Carrick 等[10]也检验了以上四种平衡设备的精准度,结果显示四种设备的精确度和精准度都是可靠的。
其中,Neurocom 系列智能化平衡测评系统在体育领域可能具有较好的应用前景。它通过稳定/不稳定的支撑面和视觉反馈系统可实现平衡的本体感觉功能检测和多种平衡控制功能检测[10,11]。目前,该设备在平衡的前庭功能研究中使用频次最高。Labanca等[11]对2008~2019年之间关节置换术后平衡的前庭测试所使用仪器进行了分析,结果显示Neurocom Balance Mas⁃ter System 在研究中使用的次数最多。与传统的平衡测试方法相比,该设备测试精度高、功能丰富、测试流程简便,在体育领域中应用具有较明显优势。但Neu⁃rocom平衡测试仪器在体育领域的使用还较少,本研究仅发现Cortes 等[12]、Fong 等[13]、Yeh 等[14]、Gao 等[15]和Le⁃ong 等[16]在竞技运动能力研究中使用Neurocom 智能平衡测试系统,这种现象可能是由于Neurocom 系列产品体积较大、质量重、不便于搬运,且仪器价格较昂贵。
除Neurocom 系列设备外,还有较多其他智能化测试设备被用于平衡功能研究。其中,Biodex 平衡测试系统精准可靠,应用最广泛。Miner 等[17]比较了Neuro⁃com Smart Equitest系统与BiodexBioSway™平衡测试的精准度,结果显示两种测试仪器的可靠性相当。目前,Biodex 的平衡测试系统已被应用到足球[18]、篮球[19]、格斗[20]、田径[21]和排球[22]等项目的平衡能力研究。除此之外,平衡测试也会使用Sway Balance[23]、MFT S3-Check[24]、King-Devick[25]、Wii fit[26]和XboxKinect[27]等智能化平衡测评设备。
1.2 智能化平衡能力测试方法与指标
智能化平衡能力测评通常采用的变量有:测试状态、测试支撑腿、测试支撑面、信息反馈情况等。测试状态包括:静、动态测试;测试支撑腿包括:单、双腿支撑;测试支撑面包括:稳定、非稳定支撑面测试;信息反馈情况包括:有、无信息反馈[28]。此外,平衡能力研究也常采用多个变量相结合的平衡测评方法[29]。
1.2.1 静态指标
数字化平衡测试的指标可分为静态和动态指标。常用的静态平衡指标有:COP、COG、稳定极限(limit of stability,LOS)、平衡误差平衡评分(balance error scoring system,BESS)等[30]。
COP:是指足-地面接触面上整个压力的中心点,该作用点是反映肢体摇摆和姿态平衡控制能力的综合变量。COG:通过各肢体的加权三维位置计算出身体整体质量中心(质心),质心在地面上的垂直投影即为COG,它反映质心的摇摆情况。COG 与COP 都反映姿态平衡控制特征,但两个指标所反映的身体摆动速度和频率等变量存在一定差异[31]。LOS:反映身体处于极限不平衡状态下受试者维持平衡的能力,测试要求受试者将身体重心以最快速度移向指定位置,检测在不同方向受试者维持平衡的能力[32]。BESS:是基于测力台-平衡测试的偏移误差进行综合评分,反映姿态控制能力和感觉组织功能[33]。
1.2.2 动态指标
动态平衡测试主要指标有:动态平衡指数(dynam⁃ic postural stability index,DPSI)、平衡时间(time to stabilization,TTS)等[34]和感觉统合测试(sensory organi⁃zation test,SOT)等指标[13,16]。
TTS和DPSI都是反映受试者高空落地后单腿着地快速维持质心平衡的能力。TTS:是指受试者从着地到姿态处于稳定状态所需的时间。DPSI:是受试者着地后0~3 秒地面反作用力在垂直、前后、左右方向均方差的综合系数[34]。
SOT 在近些年的平衡能力测评中越来越受到重视。它是Neurocom 提供的动态姿态控制指标,通过Neurocom 配有的视觉环绕移动测力系统,改变本体感觉、前庭感觉和视觉等信息输入,在不同感觉信息输入的条件下记录受试者平衡控制的过程,并形成综合平衡分数。该指标可反映受试者动、静态平衡能力和本体感觉、视觉、前庭等功能[35]。
2 智能化平衡能力测评的应用人群
2.1 运动员
现有的文献显示排球[36]、篮球[37]、高尔夫[38]、棒球[39]、体操[14]、跆拳道[16]、橄榄球[40]、高山滑雪[41]等项目的平衡能力检测都在采用智能化测评手段。目前,智能化平衡测评主要用于运动员竞技能力分析、运动损伤和康复效果评估、平衡干预效果评估。对平衡能力要求较高的项目,如体操、高山滑雪[41],智能化平衡测评主要用于竞技能力分析。在同场对抗性项目中,如跆拳道[16]和橄榄球[40],智能化平衡测评较多用于运动损伤和运动康复效果评估。在其他的项目中,智能化平衡测评较常被用于不同平衡能力干预方案的效果评估。
2.2 普通人群
普通人群中,采用智能化平衡测评手段的主要有老年人和有平衡功能缺陷的患者。随着年龄的增长,老年人平衡能力不断出现下降,并对老年生活质量造成不良影响。为改善老年人的生活质量,智能化平衡评测手段被用于老年人平衡能力特征分析和平衡能力的干预效果评估[42]。在平衡能力缺陷的患者中,智能化平衡评测手段具有比较广泛的应用。在中风偏瘫、帕金森病、前庭功能缺陷等患者人群中,智能化平衡测评手段主要用于疾病诊断和康复效果评估[43,44]。
3 智能化平衡能力评测的应用目的
3.1 运动能力分析
平衡能力是运动员运动能力的重要构成部分,也是分析运动员竞技能力的重要途径之一。通过智能化平衡测评手段可从平衡的视角对运动员竞技能力进行更加精准、精细、有效的评估。Yeh 等[14]比较了不同算术任务下的艺术体操运动员的平衡能力与对照组之间的差异,结果显示在高难度算术任务要求下艺术体操运动员SOT 平衡表现更好,该结果提示在具有挑战性的平衡任务中,与对照组相比,艺术体操运动员倾向于采用视觉比例较高、本体感觉比例较低的平衡策略。Gao 等[15]通过SOT 检查了高尔夫球运动员与健康成年人本体感觉、视觉和前庭输入在姿态控制中的差异,结果显示高尔夫球运动员视觉和前庭表现显著优于健康成年人,体感表现没有显著差异。Leong 等[16]通过6 种视觉和体感输入条件下的SOT 和触发落地测试(selftriggered drop test,STD),比较了接受过跆拳道训练的运动员与未受训练者的平衡能力,结果显示接受过跆拳道训练者SOT平衡表现更好,落地TTS更短,并提示接受过跆拳道训练者可能更多地通过本体感觉和前庭维持平衡。
不同技术等级运动员平衡能力的比较研究结果显示,排球[36]、篮球[37]、高尔夫[38]、棒球[39]、艺术体操[14]、跆拳道[16]等项目的运动员竞技运动水平越高,平衡能力越好。Pau等[30]通过DPSI、TTS、COP等指标调查了不同运动技术等级足球运动员的平衡能力,也得到一致的结果。该现象可能有两个原因:1)大量重复性训练使运动员更多地依靠视觉和本体感觉控制平衡。2)大量的训练改善运动员的协调、力量和关节活动范围,使运动员平衡能力提高[5,40]。同时,研究也显示高山滑雪运动员的竞技能力与平衡能力之间不存在相关性[40]。这可能由于优秀的高山滑雪运动员将更多的注意力放在了控制滑雪靴而不是控制姿态平衡[41]。
3.2 干预平衡效果评估
智能化平衡测评也被大量用于平衡能力干预效果的评估。其在训练干预和非训练干预中都有大量的应用。训练干预的应用集中于专项训练、单一训练手段和混合训练等的干预效果评估。非训练干预主要用于穿戴装备和视觉互动游戏等的干预效果评估。
3.2.1 训练干预的效果评估
专项训练方面,Wojtyczek等[45]通过MFT S3-Check调查了单次高山滑雪训练前后平衡能力的变化,结果显示本体感觉和稳定性指数显著改善。单一干预训练方面,智能化评测在平衡训练和超等长训练干预平衡能力的效果中都有应用。Jakobsen 等[46]调查了6 周平衡训练对足球运动员COP 的影响,结果显示平衡训练干预后运动员的COP 摆动速度下降,平衡控制能力上升。Lee等[47]通过测力台和运动捕捉系统研究了8周超等长训练对跆拳道运动员动态平衡能力和着地稳定性的影响,结果显示超等长训练会改变膝关节和髋关节的着地策略,减少重心的前后方向摆动。多种训练组合方面,Al-Attar 等[29]将179 名女运动员被试分为超等长训练组、平衡训练组、超等长训练+平衡训练组和对照组进行6周干预,采用Biodex检测了不同干预方案对平衡能力的影响,结果显示:与对照组相比,组合训练组的LOS显著改善,动态平衡能力提高。
3.2.2 非训练干预的效果评估
非训练干预方面,智能化测评主要用于视觉互动和穿戴装备等的平衡干预效果评估。视觉互动相关研究显示:沉浸式虚拟现实(virtual reality,VR)、Xbox Ki⁃nect和Nintendo Wii Fit等视觉互动干预游戏对平衡能力都有积极的影响。Vernadakis 等[27]将63 名有伤病史的运动员随机分成XboxKnetic 干预组、理疗组和控制组,采用Biodex 比较了不同干预方案对受试者综合平衡指数(overall stability index,OSI)和LOS 的影响,结果显示Xbox Kinect 干预可改善运动员的OSI 和LOS,且效果优于理疗组。Michalski 等[48]采用Nintendo Wii Fit 内置的视觉滑雪游戏干预受试者的姿态控制能力,结果显示10 次视觉滑雪干预后受试者滑雪时骨盆和躯干的摆动减小。在VR 干预效果研究中,Reneker 等[49]根据神经可塑性原理和感觉运动控制的过程设计了9种VR训练程序,并随机将130名足球运动员分为VR干预组和对照组,干预组接受了6 周的沉浸式VR 干预,结果显示9 种方案中的7 种VR 干预训练可显著改善运动员的运动控制和平衡能力。
此外,特制的穿戴装备在改善平衡能力方面也有积极效应。Michael等[50]将运动员随机分为睁眼和闭眼的合身加压紧身服、宽松紧身服和传统运动服等六组,并通过测力台和运动捕捉系统采集比较了受试者的COP 和COG,研究发现加压紧身衣可降低闭眼条件下的单腿COP 和COG 的摆动,提高姿态控制稳定性,降低运动损伤风险。
3.3 运动损伤评估
运动损伤评估是智能平衡能力测评的主要应用领域之一。运动损伤评估中,Vander Vegt 等[51]对207 名运动员进行了脑震荡问卷调查、症状分级调查、认知评估和SOT测试,并对多个指标进行了多元线性回归,结果显示反应时和执行力得分与SOT测试的综合平衡能力和前庭得分呈正相关,反应时间和视觉得分呈正相关,并认为SOT 可用于评估和甄别脑震荡损伤。除SOT外,通过BESS也能有效甄别运动相关的脑震荡患者。Ruhe等[52]通过分析1980~2013年间发表的5篇原创研究,比较了BESS和SOT在运动员运动性脑震荡患者平衡能力评估中的差异,结果显示BESS是一种简单有效的评估方式,但这种测试方式具有主观性和学习效应,而SOT 对姿态控制过程的细微变化非常敏感。与Ruhe 等的研究相似,Murray 等[26]通过比较Wii fit、SOT 和BESS 等平衡测试方法在检测脑震荡运动员平衡障碍中的信度和效度,结果显示BESS可甄别脑震荡后3天内的平衡能力差异,但3天后的平衡能力检测需要通过SOT 或Wii fit 等方法。可见,SOT 在损伤评估特别是脑震荡损伤的评估中具有更明显的优势。
3.4 损伤风险与康复疗效评估
智能化平衡能力测评在运动损伤风险和康复效果评估中也有较好的应用。Caccese等[53]调查了头球撞击次数高和低对足球运动员在不同视觉、前庭感觉、本体感觉条件下的姿态控制能力的影响,结果显示:高频撞击组质心摆动的面积、速度和总功高于低频撞击组,同时高频撞击组的前庭反应滞后,并提示高频头球撞击可能增大平衡能力受损的风险。Sweeney 等[54]比较了艺术表现类项目(体操、啦啦操)和球类项目(排球、篮球)运动员脑震荡后姿态控制特征,结果显示:艺术表现类运动员的BESS误差显著小于球类运动员,该结果表明脑震荡对艺术表现类运动员平衡能力的影响小于球类项目。Steib 等[4]调查了有踝关节扭伤史运动员疲劳前后TTS 和COP 的变化,结果显示跑步诱发的疲劳会影响有踝关节扭伤史运动员的静态和动态平衡控制能力,增加踝关节再次受伤的风险。
在关节置换术后康复中的应用方面,Labanca 等[11]调查了2008~2019年间关节置换术后患者平衡能力评估所采用的测试设备,结果显示在关节置换术患者的平衡和本体感觉的评估中各仪器之间的差异较大,而Neurocom Balance Master System 是可靠的平衡能力评估手段。
4 智能化平衡能力测评在不同研究领域中的应用
4.1 运动医学
平衡能力与运动损伤之间存在密切关系,姿态稳定可大大降低运动损伤的风险[55]。随着技术的发展,智能化的平衡测评设备在运动损伤中的应用也越来越广泛。目前,智能化的平衡测评较多用于损伤因素的研究[52]。
智能化测评手段可从平衡控制的过程更加精细地调查运动损伤的因素,这是传统平衡测试手段无法做到的。
目前研究集中于机能因素和疲劳因素致伤的研究。机能因素方面,Promsri 等[56]研究了膝关节屈伸肌肌力和感觉运动控制能力对速降滑雪运动员下肢损伤的影响,结果显示双腿的感觉运动控制能力不对称,而非双腿力量不对称,是增加下肢损伤的主要风险因素。Knight等[55]通过AMTI测力台研究了田径运动员优势腿和非优势腿的平衡能力与运动损伤风险之间的关系,结果显示优势腿和非优势腿之间平衡控制能力差异过大会增加非优势腿的受伤风险。疲劳因素方面,Pau 等[57]研究了比赛疲劳对高水平足球运动员单腿着地稳定性TTS 和COP 轨迹特征的影响,结果显示比赛后TTS、COP 路径长度和内外侧COP 位移显著增加。Güler 等[18]采用Biodex SD Balance system 研究了有氧和无氧负荷诱发的疲劳对足球运动员平衡能力的影响,结果显示与无氧负荷相比,有氧负荷对平衡能力的破坏更大,平衡能力10分钟后可恢复正常。
4.2 老年医学
老年人功能衰退和疾病都可导致平衡能力下降,甚至不足,增大老年人跌倒风险,影响老年人生活质量。为提高老人健康水平,针对老年人平衡能力下降,智能化平衡测评也有大量的应用。目前,老年人运动康复领域的应用主要集中于平衡能力特征诊断和平衡干预效果评估。
平衡能力特征方面,Park等[42]通过SOT评估了本体感觉、视觉、前庭输入对视觉主导和非视觉主导下老年人姿态控制能力的影响,结果显示视力主导下老年人平衡能力显著优于非视力条件,并提出视觉严重影响老年人平衡能力,老年人康复计划应考虑视觉评估。Baydan等[58]比较了轻度认知障碍老年人与健康老年人在6个SOT测试条件下的平衡能力特征,结果显示轻度认知障碍的老年人在前庭功能检测、闭眼平衡板固定、睁眼平衡板固定视觉摇晃、睁眼平衡板非固定视觉移动等的综合平衡得分显著低于健康受试者,并指出轻度认知障碍患者容易跌倒,应制定更有针对性的平衡康复训练方案。
老年人干预平衡效果评估分为训练干预和非训练干预效果评估。训练干预,Neurocom 既可用于平衡能力评估,又可用于前庭康复干预训练。Deems等[59]通过Neurocom 对76 名平均年龄80.5 岁的老年人的平衡能力进行了干预和评估,干预方法采用计算机动态姿态描绘法(computerized dynamic posturography,CDP),评估采用SOT,结果显示连续的CDP 干预后老年人的SOT达到72.8分,提高35%。与Deems等的研究结果相似,Soto-Varela 等[60]比较了CDP 等四种平衡干预方法对老年人平衡能力的影响,结果表明CDP 可改善老年人的平衡能力,减少跌倒次数。在该研究之后,Soto-Varela 等[61]又再次采用Neurocom 比较了CDP 的干预次数对前庭功能障碍老年人姿态控制不稳的影响,结果显示结果显示5次和10次前庭干预后老年人SOT综合评分都呈现显著提升,两种干预的效果没有显著差异。在平衡极限能力的评估中,LOS 主要用于专项训练干预效果评估。Ghandali 等[62]调查了太极训练对老年膝关节炎患者平衡能力的影响,结果显示太极拳可显著提高LOS,改善膝关节炎患者的平衡能力。Długo⁃sz-Bo等[63]的研究对50 名女性老年人进行了3 个月每周2 次的普拉提干预,在干预前后分别通过Biosway 采集单腿稳定性数据,结果显示干预后重心的摆动面积和摆动速度显著下降、LOS显著改善,该结果提示普拉提训练可改善老年女性静态稳定能力,降低跌倒风险。
非训练干预方面,神经调控技术改善老年人平衡能力效果越来越受到研究人员的关注。近年,智能化平衡测评也结合经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)观察tDCS干预对老年人平衡能力的影响。在多项tDCS 干预平衡能力的研究中显示采用刺激时间为10~20 分钟,刺激强度为1.5~2 mA,阳极刺激靶区位于初级运动皮层、小脑和前额叶区域的tDCS 干预方案可促进大脑运动相关皮层之间的功能网络连接和运动皮层兴奋性,改善老年人COP的摆动速度和距离、前-后稳定指数和整体稳定指数[64,65]。
4.3 神经与前庭功能康复
神经功能受损和前庭功能缺陷都会严重影响人体平衡能力,因此这两个康复研究领域,智能化平衡测评都具有较大的应用空间。
中风偏瘫患者的感觉缺陷严重影响平衡能力,使静态站立和行走时肢体摇摆增大,跌倒的风险增加[43]。智能化平衡测评在中风偏瘫患者病情诊断和康复干预效果的研究中都有相应的应用。其中,SOT 测试在以上两个方面都有较好的应用。Yoo 等[43]通过SOT观察了电动踝关节伸展器干预对中风患者平衡能力的影响,结果显示1个月中7次电动踝关节伸展干预显著改善中风患者的SOT综合积分。Oliveira等[66]比较中风偏瘫患者与健康受试者的SOT分数,结果显示:在未提供本体感觉信息和感觉信息冲突的条件下,中风偏瘫患者的SOT 得分显著低于健康者,该结果提示感觉缺陷严重影响中风偏瘫患者的平衡控制能力。
在帕金森病患者的康复研究中,Harro 等[44]比较了LOS、SOT 和运动控制测试(motor control test,MCT)三种测试方法在帕金森病患者测试中的可靠性,结果显示三种测试方法都有很好的可重复性,SOT 综合平衡评分和MCT 平均潜伏期均与疾病严重程度中等相关。在干预效果的研究中,Harro 等[67]再次调查了跑步机训练和有节奏的听觉提示对帕金森病患者LOS和SOT的影响,结果显示两种训练方式都可显著改善LOS 和SOT。与Harro 等的研究方法近似,An 等[68]采用LOS 和SOT等指标评估了可穿戴远程康复训练系统对帕金森病患者平衡能力的影响,结果显示可穿戴远程康复训练系统干预后患者LOS 显著改善。此外,Soke 等[69]的研究显示8 周(每周3 次)的任务导向循环训练结合有氧训练可显著改善帕金森病患者LOS和姿态稳定性测试(postural stability test,PST)等指标。
除神经功能康复外,智能化平衡能力测评在前庭功能缺陷患者的康复研究中也有应用。由于CDP具备评估和干预平衡能力的优势,其在前庭康复的平衡能力特征分析和干预平衡能力效果评估的研究中都有大量的应用。Park 等[70]的研究比较了改良版感觉交互和平衡临床测试(modified clinical test for sensory inter⁃action and balance,mCTSIB)和SOT在单侧前庭病患者诊断和康复中的效果,在单侧前庭疾病患者的甄别中mCTSIB和SOT有较好的一致性,但在头晕程度的评估中mCTSIB与SOT的差异较大。Sanjak等[71]通过SOT调查了肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者前庭功能障碍的平衡能力特征,结果显示ambALS的前庭输入功能下降,需要更多的依赖视觉输入来维持姿态平衡控制。在平衡能力干预效果研究中,Rossi-Izquierdo 等[72]比较了CDP和视觉动态刺激对前庭康复的影响,结果显示两种干预方式SOT 综合评分都显著提高,CDP 组的视觉、前庭输入、LOS 表现更好。
5 总结与展望
智能化平衡能力测评技术的应用与研究呈现以下几个特点:(1)与传统平衡测试方法相比,智能化平衡测评方法更加精准可靠,其中SOT 测试可更加精细地观察人体平衡控制过程和平衡控制策略,但智能化平衡测试设备普遍价格昂贵、体积大、质量重、不易携带和搬运,这在一定程度上限制了智能化平衡测试设备的推广和应用。(2)由于智能化平衡测评技术可更加精准、精细化地观察平衡能力,在普通人群(老年人、神经和前庭疾病患者)研究中的应用较为普遍,在运动员平衡能力研究中智能化测评较常采用COP、COG、LOS 测试方法,而较少采用SOT、mCTSIB 等精细测试方法,以上两种方法可能在未来的运动员平衡能力研究中得到广泛应用。(3)智能化平衡测评技术的应用集中于运动能力分析、干预效果评估、损伤程度评估、损伤风险和康复效果评估等四个研究方向,运动员和普通人群(老年人和疾病患者)损伤程度、损伤风险和康复效果的平衡能力特征与平衡机理是智能化平衡测评的主要应用研究领域,其中康复研究中智能化平衡测评技术结合VR 或神经调控技术观察平衡能力变化规律越来越受到研究人员的重视。(4)运动员平衡能力干预效果的研究尚缺少大样本量、多项目之间系统的比较研究。
针对目前研究存在的局限,未来运动员平衡能力的研究中可通过增大样本量、增加运动项目,更加系统、精细化地研究运动员的平衡能力。此外,智能化平衡测评结合神经和视觉相关的前沿技术,如神经调控技术、神经影像学技术和VR 技术,可实现从平衡干预手段到平衡控制神经机制全面研究平衡能力控制过程和控制机制。