Dynaamisen tasapainotestin toistettavuus ja validointi

Abstract

Eija Hartikainen. 2017. Dynaamisen tasapainotestin toistettavuus ja validointi. Liikuntabiologian tieteenalaryhmä, Jyväskylän yliopisto, Biomekaniikan Pro gradututkielma, 114s.

Tasapaino on kokonaisuus, mitä ohjataan useiden eri säätelyjärjestelmien avulla. Näin ollen tasapainon tutkimiseen kehitettyjen mittausvälineiden on syytä mitata tasapainoa toistettavasti ja validisti. Tässä tutkielmassa selvitettiin Dynaamisen tasapainotestin toistettavuutta ja validiteettia 20 tutkittavalla, joiden keski-ikä oli 28,6 (±6,3). Tasapainotesti suoritettiin moottoroidulla voimalevyllä, jolla horjutettiin tutkittavien tasapainoa aiheuttamalla 32 ulkoista häiriötä liikuttamalla voimalevyä eteen- ja taaksepäin tutkittavien tietämättä häiriöiden liikesuuntaa. Yksi häiriösarja sisälsi 32 häiriötä, joiden amplitudi oli 30 cm ja jarrutusnopeus oli 2 m/s koko testin ajan. Häiriösarjan nopeutta ja kiihtyvyyttä kasvatettiin portaittain: häiriösarja muodostui viidestä eri nopeudesta, 0,05-0,10- 0,15- 0,20 ja 0,25 m/s, ja kuudesta eri kiihtyvyydestä, 1,0- 1,50- 2,0- 2,50- 3,0- 3,50 m/s2. Dynaaminen tasapainotesti toistettiin viisi kertaa.

Dynaamisessa tasapainotestissä mitattiin häiriöiden aiheuttamat painekeskipisteessä (COP)tapahtuneet muutokset: Displacement Time (TIME), painekeskipisteen maksimipoikkeamaan kulunut aika häiriön alusta, Displacement Peak to Peak (P2P), painekeskipisteen maksimipoikkeama häiriön suuntaan, Displacement Max (MAX), koko häiriön aikainen painekeskipisteen maksimipoikkeama, Displacement Post (POST), painekeskipisteen maksimipoikkeama 500 ms jälkeen häiriön loppumisesta ja COP Sum(SUM), koko tasapainon korjaus häiriön aikana.

Tulosten analysoinnissa käytettiin 32 suorituksesta viittä eteenpäin (2, 6, 13, 20, 29) ja viittä taaksepäin (1, 5, 14, 19, 30) suuntautuvaa suoritusta. Testin toistettavuutta tutkittiin Pearsonin korrelaatiokertoimien, Intraclass Correlation Coefficient -menetelmän (ICC), variaatiokertoimen (CV) ja variaatiokertoimen neliöjuuren (CVrms) avulla sekä määrittämällä 95 % luottamusvälit (CI). Validiteetin selvittämiseksi suoritettiin HUR Balance Platform BT4 tasapainolevyllä Modifioitu Rombergin staattinen tasapainotesti, mikä koostui neljästä eri testiasennosta, ja dynaamista tasapainoa mittaava Toiminnallinen tasapainotesti, missä mitattiin 2,5 metrin lankun päästä päähän kulkemiseen käytetty aika.

Toistettavuus vaihteli analysoitavien muuttujien mukaan. Koko tasapainon korjauksesta kertova parametri, SUM, oli toistettavin ICC- arvojen ollessa 0,47- 0,84. Kaikkien muuttujien CV- arvot osoittivat viiden mittaussarjan välisen vaihtelun olevan pääsääntöisesti 12- 30 % välillä. CVrms- arvojen mukaan muuttujien välinen toistettavuus oli hyvä CVrms- arvojen jäädessä, yhtä taaksepäin suuntautunutta suoritusta lukuun ottamatta, alle 10 prosentin.

Modifioidun Rombergin testin ja Toiminnallisen tasapainotestin tulokset mukailivat kirjallisuuden tuloksia, mutta kumpikaan testi ei tukenut riittävästi Dynaamisen tasapainotestin validiteettia. Modifioidun Rombergin testiasennon ja Dynaamisen tasapainotestin muuttujien välisissä korrelaatioissa oli suurta vaihtelua. Toiminnallisen tasapainotestin ja Dynaamisen tasapainotestin korrelaatiot jäivät mataliksi; suoritusten joukossa oli vain yksi merkitsevästi korreloiva suoritus (P2P 20.1 r=-0,61 p<0,01). Muut raportoitavat korrelaatiot jäivät tilastollisesti melkein merkitsevälle tasolle (p<0,05). Dynaamisen tasapainotestin tulokset kertovat testin toistettavuudesta vain tämän tutkimusryhmän ja mittaustavan osalta. Dynaamisen tasapainotestin toistettavuus vaihteli muuttujasta riippuen heikosta hyvään. Testillä voidaan mitata tutkittavan dynaamista tasapainoa toistettavasti suorittamalla testi useammin kuin kerran. Tämä kuitenkin vaatii muuttujien huolellisen valitsemisen. Dynaamisen tasapainotestin validiteetti tarvitsee jatkotutkimusta, sillä käytetyt testimenetelmät, Modifioitu Rombergin tasapainotesti ja Toiminnallinen tasapainotesti, eivät olleet riittävät validiteetin selvittämiseen.

Eija Hartikainen. 2017. The reliability and validity of the Dynamic balance test. Unit of Biology of Physical Activity, University of Jyväskylä, Master’s Thesis in Biomechanics, 114p.

Postural control is regulated by a number of systems; it is the interaction between the musculoskeletal and neural systems. Therefore balance tests are necessary to measure the balance reliably and validly. Twenty volunteers participated in this study, their average age was 28,6 (±6,3). The Dynamic balance test was performed on a force platform which was moved 30 cm anterior-posterior directions. The subjects stood on the force platform and their balance was distracted by moving the force platform forward and backward. Forward- Backward movement to disturb subject’s balance was repeated 32 times. Velocity and acceleration of the balance disturbances grew stepwise; the test consisted of five different velocities, 0,05- 0,10- 0,15- 0,20 and 0,25 m/s, and six different accelerates, 1,0- 1,50- 2,0- 2,50- 3,0- 3,50 m/s2. The force platform braking velocity was constant at 2 m/s. One of the disturbance series included 32 disturbance so Dynamic balance test was repeated five times but subjects were not awere of the direction of disturbances.

Dynamic balance test was measured by the changes in center of pressure (COP): Displacement Time (TIME), the time elapsed to the maximum deviation of the center of pressure (COP) since beginning of the disturbance, Displacement Peak to Peak (P2P), maximum deviation of the COP to direction of the disturbance, Displacement Max (MAX), maximum deviation of the COP the time of the whole disturbance, Displacement Post (POST), maximum deviation of the COP after 500 ms from ending of the disturbance and COP Sum (SUM), correction of the whole balance during disturbance.

The analysis of the results was used five forward (2, 6, 13, 20, 29) and the five backward (1, 5, 14, 19, 30) performances. Repeatability of the Dynamic balance test was examined by using five different methods: Pearson Correlation Coefficient, Intraclass Correlation Coefficient (ICC) method, Coefficient of Variation (CV), CV root-mean-square (CVrms) and by determining the 95 % Confidence Intervals (CI). Dynamic balance test was validated by performing Functional balance test and Modified Romberg’s balance test by using HUR Balance Platform BT4 balance board. The Modified Romberg test consisted of four tasks focusing on subjects balance. In the Functional balance test subjects had to walk on top of a plank, which was 2,5m long, from end to end as quickly as possible and without error.

The repeatability of Dynamic balance test was varying. SUM variable was the most reliable measuring parameter when the ICC was varying between 0,47- 0,84. CV-values indicate that variance in all five measuring series were ranging from 12 to 30 %. CVrms-values of repeatability between variables were good because almost all CVrms values were less than 10 %.

The results of the Modified Romberg test and Functional balance test retold the results of the literature but validity of the Dynamic balance test did not receive adequate support from the Modified Romberg’s test or Functional balance test. Between the Modified Romberg test tasks and Dynamic balance test disturbance were showed a slight dependence; more challenging task correlated more prone with faster disturbance. The correlations between the tests were a large variation depending on the Modified Romberg’s tasks and Dynamic balance test’s variables. The correlations between the Functional balance test and Dynamic balance test were low. Among the performances was the only one significantly correlated to performance (P2P 20.1 r=-0,61 p<0,01). Performance of other correlations were nearly significant level (p<0,05).

The results of the Dynamic balance test indicate the test repeatability only in this group and implementation. Dynamic balance test’s reliability ranged from poor to good depending on the variable. The test can be used to measure the dynamic balance reliability when the test is performed more often than once. This requires careful selection of variables. The Dynamic balance test validity needs further research as the test methods used, the Modified Romberg test and Functional balance test, were not sufficient validity of evidence.