平衡仪静态平衡功能参数正常参考值的建立及权重分析

宋桂芸，张璞，恽晓平

平衡仪静态平衡功能参数正常参考值的建立及权重分析

宋桂芸，张璞，恽晓平

[摘要]目的建立EAB-100平衡仪测试的静态平衡参数正常参考值范围，并筛选出有临床应用价值的参数。方法采用EAB-100平衡仪对227名健康人进行睁眼和闭眼站立平衡功能测试。采用SPSS 19.0统计软件包进行数据分析；用主成分分析法分析各参数在静态平衡功能测试中的权重。结果建立了静态平衡参数正常值范围；轨迹长、矩形面积、外周面积、有效值面积、坐标X/Y轴偏移等参数权重系数高于平均权重。结论在睁眼、闭眼条件下静态站立平衡测试多参数中，临床应重点分析轨迹长、矩形面积、外周面积、有效值面积和坐标X/Y轴偏移5项指标，Romberg率重点分析外周面积的比率。

[关键词]静态平衡；评定；正常参考值；主成分分析；EAB-100平衡仪

[本文著录格式]宋桂芸，张璞，恽晓平.平衡仪静态平衡功能参数正常参考值的建立及权重分析[J].中国康复理论与实践, 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.

平衡功能是人体运动、日常生活的基础。近年来，随着国内康复技术的深入和发展，平衡功能评定已成为康复临床中必做的常规评定项目，各种平衡量表和各种平衡仪器在临床康复工作中的应用越来越广泛，尤其是针对各种平衡仪器的应用研究较多[1-5]。由于这些仪器来自不同厂家，其参数以及参考值范围亦有所不同。本研究旨在建立日本EAB-100平衡仪的静态平衡正常参考值范围，并从中筛选出更有价值的指标作为临床常规观察指标。

1　对象与方法

1.1研究对象

2010年～2013年正常受试者227名，均为社区内居民，其中男性111名，女性116名；年龄20～69岁。

纳入标准：①无神经系统、耳鼻喉、骨科等影响平衡功能的疾病；②无眩晕史；③测试前未摄入可能影响平衡功能的药物。

按年龄分为20～29岁、30～39岁、40～49岁、50～ 59岁、60～69岁共5组。按性别分组，男性组年龄、身高、体重均大于女性组(P<0.05)。各分组基本资料见表1、表2。

表1　受试者按年龄分组的基本资料

表2　受试者按性别分组的基本资料

1.2研究方法

1.2.1仪器

采用Active Balancer EAB-100平衡检测仪(日本SAKAI公司)。该系统包括压力平板传感器、图像显示器，以及ABS20专用平衡处理和分析软件。通过记录压力传感器上的力学信号并将其转为数字信号传入电脑自动进行分析。

观察参数：①轨迹长(whole path length, WL)；②单位时间轨迹长(unit path length, UNIT L)；③单位面积轨迹长(unit area length, UAL)；④外周面积(circumference area, CIRCU A)，又称包络线面积；⑤矩形面积(rectangle area, ReA)；⑥有效值面积(effective value area, EFFEC A)；⑦X轴移动重心中心偏差(deflection average displacement X, DAX)；⑧Y轴移动重心中心偏差(deflection average displacement Y, DAY)。以上各参数均测定其实际值及Romberg率。

1.2.2检查方法

被试者脱鞋，双脚分开并平行，站立在仪器指定部位，双脚间距84.3 mm，双手自然下垂于身体两侧，双眼平视前方，尽量保持身体稳定。先睁眼、后闭眼，各测试1 min，中间间隔30 s。测试前，先向受试者介绍测试注意事项，以取得合作；测试时，尽量保持室内环境安静，受试者不能讲话，不能做动作。由同一名专业技师进行测试操作。

1.3统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件分析数据。用单样本Kruskal-Wallis检验对数据进行正态性检验，服从正态分布的数据以(xˉ±s)表示，不服从正态分布的数据以中位数和四分位数间距[M(Q)]表示。符合正态分布的数据用Levene检验对其进行方差齐性检验，方差齐使用单因素方差分析检验，两两比较采用LSD t检验；方差不齐则使用Kruskal-Wallis H检验，两两比较采用Nemenyi秩和检验。非正态分布数据用Mann-Whitney U检验进行组间比较。采用主成分分析法确定平衡功能各参数的权重。

2　结果

2.1各参数测量结果

睁眼站立时，各年龄组组间比较除DAX (P<0.01)外，其余参数组间均无显著性差异(P>0.05)，随年龄增加，DAX有左偏增加。男、女间各参数均无显著性差异(P>0.05)。见表3、表4。

闭眼站立时，WL、UNIT L随年龄增长明显增加(P<0.01)，DAX随年龄增长左偏加大(P<0.05)。CIRCUA、ReA男性大于女性(P<0.01)。见表5、表6。

WL、UNIT L、CIRCU A以及EFFEC A对应的Romberg率不同年龄组间有显著性差异(P<0.05)，其余参数Romberg率各年龄组间均无显著性差异(P> 0.05)。男、女间各参数对应的Romberg率均无显著性差异(P>0.05)。见表7、表8。

2.2主成分分析

数据经Kaiser-Meyer-Olkin (KMO)检验及Bartlett球度检验，符合主成分分析条件。睁眼、闭眼测试及Rombegr率最终分别提取到3个、2个、1个特征值>1的主成分因子，分别代表面积、长度及重心偏移。各主成分的累积贡献率分别为82.189%、67.583%和71.289%。各因子负荷>0.4、权重系数高于平均水平的参数主要包括WL、UNIT L、ReA、CIRCU A、EFFECA等。见表9。

表3　睁眼站立时年龄组间各参数比较

表4　睁眼站立时性别间各参数比较

表5　闭眼站立时年龄组间各参数比较

表6　闭眼站立时性别间各参数比较

表7　年龄组间各参数Romberg率比较

表8　性别间各参数Romberg率比较

表9　主成分各因子负荷及权重系数较大的参数

3　讨论

本文初步建立了EAB-100平衡仪对于不同年龄与性别人群的静态平衡参考值范围。

本研究显示，睁眼测试时，各项参数性别间无显著性差异。King等发现，人的平衡能力强弱的分界在60岁，本研究睁眼测试时，多数参数各年龄段间无显著性差异，轨迹长和矩形面积呈随年龄增长逐渐增加。张建国等认为，70岁以上女性站立时体重更偏向右后侧[6]，本研究则显示，重心左偏随年龄增加逐渐加大，这可能与本研究中70岁以上女性较少，相关数据不足有关。

所有参数睁眼测试值均小于闭眼测试值，符合人体平衡功能调节机制，也与多数研究结果一致[7-9]；闭眼测试值男性某些参数大于女性组，这可能与女性的柔韧性更强有关[10]。

由于平衡测试的参数较多，这些参数在一定程度上相互重叠，增加了分析的复杂性，给临床诊断、治疗工作带来诸多困难。从众多参数中找出既敏感又能准确反映平衡功能本质的参数是临床亟待解决的问题。本研究应用主成分分析，探讨在相同范畴内参数的负荷，希望减少观察指标数量但又不失关键信息。

本研究提取到3个主成分因子，分别代表站立时的身体晃动轨迹长度、面积及坐标偏移。

在静态平衡测试中，重心移动时的轨迹长度(长度因子)有WL、UNIT L、UAL 3个参数。其中WL反映测试时间内重心移动轨迹的总长度，轨迹长度越长，说明重心摆动越大，稳定性越差；UNIT L反映身体重心移动的速度，速度越快说明平衡越差；UAL 是WL与CIRCU A的商，表示身体重心轨迹在单位面积内通过的长度，UAL与WL和CIRCUA均相关，不能单独反映平衡的某一方面。多个研究显示，随着年龄增长，人体站立时重心移动长度加大，稳定程度降低，轨迹长度与平衡密切相关[11-13]，与本研究的结果一致。要特别关注老年人平衡功能下降与步态改变的问题，预防老年人跌倒[14]。在长度因子中，WL、UNIT L的权重系数高于平均值，提示WL、UNIT L两个参数较UAL更有价值。由于这两个参数高度一致，因此，临床可选择WL代表人体重心轨迹移动长度。

ReA、CIRCU A、EFFEC A均表示身体重心晃动的范围(面积因子)，重心移动覆盖的面积越大，人体重心移动的范围越大，站立的稳定性越差，平衡障碍越严重；重心晃动的面积还反映姿势的细微调节及脊髓对姿势的固有反射性调节[15]，即踝关节模式的姿势调节和全身姿势张力的调节。

ReA是重心在X和Y轴最大振幅的乘积，即人体重心偏离中心最远处的中心点构成的矩型面积，是人体重心在前后、左右两个方向移动的最大范围，并不能准确反映重心移动的实际范围。罗志增等认为，重心动摇径(重心晃动的最大范围)有很大偶然性[8]。

CIRCU A指人体重心移动轨迹包围成的多边形表面积的总和，显示的是重心移动的实际形状。它直观反映人体晃动时重心所经过的区域范围和人体晃动的程度。EFFEC A是指当移动振幅改变时，身体的重心随时间经过而移动的情况[16]，与ReA、CIRCU A相比，EFFEC A不仅反映重心移动的广度，还反映重心移动的密度，是重心移动频度的体现。

主成分分析显示，睁、闭眼测试时，ReA、CIRCU A权重系数均高于平均权重系数；闭眼状态下EFFEC A的权重系数高于平均权重系数值。结合以前的研究，在静态平衡测试中，分析身体重心轨迹摆动的范围应该选取CIRCUA、EFFECA两个指标。

DAX、DAY表示身体重心在坐标轴(左右、前后)的偏移(坐标偏移因子)。有研究认为，DAX、DAY并不能代表身体重心，因为每次测试站立者的位置都不完全一样，因此这两个参数具有较大偶然性[17]；也有研究认为，DAX、DAY能够提示受试者存在肌紧张的不对称性情况[18-19]，这种DAX、DAY的异常偏移会导致姿势缺陷而影响平衡功能。黄勇等认为，睁眼状态下，抬脚过程中，左脚负重时青年女性的平衡好于青年男性，即男性重心在X、Y轴摆动轨迹长度大于女性[20]；王红梅等也认为，人体平衡能力与重心位置及支撑面积有关[21]。DAX、DAY应该作为反映身体重心在X、Y轴偏移情况的重要参考指标。

Romberg率是直立位下闭眼与睁眼所测参数的比值，用于判断平衡障碍的性质。Romberg率增大，提示躯体本体感觉障碍；Romberg率减小，提示视觉干扰或操作者因素影响[16]。主成分分析结果提示，ReA、CIRCU A的Romberg率具有临床分析价值。基于以上分析，CIRCUA的Romberg率更有价值。

本研究初步建立了健康人EAB-100平衡仪测试的静态平衡参数分年龄、性别的参考值范围；静态平衡测试应重点分析WL、CIRCU A、EFEEC A、DAX、DAY，以及CIRCUA的Romberg率。

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·临床研究·

作者单位：1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院康复评定科，北京市100068。作者简介：宋桂芸(1972-)，女，汉族，北京市人，副主任技师，主要研究方向：康复评定。通讯作者：恽晓平，女，教授，主任医师。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

[中图分类号]R493

[文献标识码]A

[文章编号]1006-9771(2015)09-1069-05