Bakgrund: Det finns funktionella tester med varierande svårighetsgrad för att utvärdera patienters balans i kliniken. Dessa tester kan dock endast visa på balansförmåga i grova drag, exempelvis om man kan ställa sig upp från en stol eller klarar att stå på ett ben utan att falla. För mer exakta metoder går det att använda sig utav en kraftplatta. Det har det tidigare undersökts huruvida en Wii Balance Board kan fungera som ett valitt substitut för en standardiserad kraftplatta då denna är lättare och mindre kostsam. Det har dock aldrig undersökts med ett testprotokoll där proprioceptionen hos deltagaren försökt påverkas. Syfte: Öka kunskapen om validiteten för Wii Balance Board i jämförelse med Kistler Force Plate vad gäller mätning av postural kontroll i stillastående med och utan nackrotation via bål och underkropp. Metod: Experimentell metod med 15 deltagare som genomförde tre olika test i stillastående, dels med nacken i neutralposition och dels roterad 45 grader genom att rotera bål och underkropp. Posturala svajet mättes med Wii Balance Board och kraftplatta samtidigt. Skillnader i resultaten uträknades och analyserades sedan med Bland-Altman plots metod och presenterades i grafer. Resultat: Generellt framkom mycket god samstämmighet mellan utrustningarna, dock påvisades anmärkningsvärt större avvikelser för tre av deltagarna. Diskussion: Tekniska problem som har påverkat experimentet har upptäckts under studiens gång och har tagits med för framtida kunskap. Även att standardisera de tester som genomfördes med mer detaljerade och strikta instruktioner för deltagaren att stå stilla är viktigt för att inte få onödigt posturalt svaj. Konklusion: Validiteten för Wii Balance Board bedömer vi som god då resultatet mellan plattorna stämde överens i hög grad. Det är dock viktigt att ta hänsyn till upptäckta avvikelser som går att undvika vid framtida upprepade försök tack vare kunskapen från denna studie.

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With balance assessment being essential to the prediction of fall risk and detection and assessment of motor disorders, increasing clinical accessibility to objective balance metrics is essential. Work has been done validating center of mass (COM) acceleration metrics against well regarded force plate center of pressure (COP) position standards for mobile device data acquisition systems, but most research is restricted to devices being close to the COM or strapped in a harness configuration. Through the use of rigid body kinematics and the inverted pendulum model, this study develops novel methodology for calculating COM acceleration using mobile devices in arbitrary positions, as well as a novel approach to validation through direct comparison of COP position predictions to force plate measurements. Validation of this methodology included comparison of smartphone and force plate results for COM accelerations and COP positions. Results showed good analysis performance for both approaches during subject intentional swaying, but results were limited in cases of little motion where good balance was observed.

Submitted by VANIA CRISTINA DOS REIS MIRANDA null (vcrmiranda@yahoo.com.br) on 2016-09-05T15:39:47Z No. of bitstreams: 1 Tese Vania C R Miranda final.pdf: 2140103 bytes, checksum: 48748fd5e35442843be98efc330ce9ac (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-08T19:34:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 miranda_vcr_dr_guara.pdf: 2140103 bytes, checksum: 48748fd5e35442843be98efc330ce9ac (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T19:34:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 miranda_vcr_dr_guara.pdf: 2140103 bytes, checksum: 48748fd5e35442843be98efc330ce9ac (MD5) Previous issue date: 2016-07-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A avaliação do controle postural é importante para o diagnóstico e monitoramento dos distúrbios de equilíbrio observados em várias situações e grupos populacionais, como os idosos, pelas consequentes quedas, que causam grande impacto na vida social desta população. Embora existam inúmeras ferramentas qualitativas e quantitativas para esta avaliação, é possível observar algumas limitações como a subjetividade de alguns testes, a complexidade dos equipamentos e divergência no uso de alguns instrumentos, tais como a espuma. Dentro deste contexto, os objetivos deste estudo foram desenvolver uma plataforma de força com molas para a avaliação do controle postural e verificar se as molas propostas são capazes de gerar instabilidade suficiente para esta avaliação em dois grupos, de adultos jovens e idosos, ambos saudáveis, a partir dos parâmetros do centro de pressão, e também verificar se o Kinect da Microsoft® é capaz de captar as oscilações do centro de massa de jovens adultos sobre a plataforma instável. Essa plataforma de força instável com molas foi elaborada para avaliar os parâmetros relacionados ao centro de pressão (CoP) e posteriormente 12 adultos jovens e 12 idosos saudáveis foram avaliados sob as condições com olhos abertos (OA) e olhos fechados (OF) sobre plataforma de força estável e instável. Uma outra plataforma com molas foi construída no Laboratório GSCOP (INP Grenoble – França) com o intuito de avaliar o controle postural de 20 adultos jovens saudáveis, associado aos dados provenientes do Kinect. Foi observado que no grupo de adultos jovens houve uma maior oscilação média na direção antero-posterior (AP) do CoP na plataforma instável, principalmente com olhos abertos, assim como um aumento na área de oscilação total do CoP. Para os idosos esse aumento ocorreu nos parâmetros de oscilação média na direção AP e médio lateral (ML) nas condições de olhos abertos e fechados, e a área de oscilação também aumentou na condição com olhos fechados. Os resultados com o Kinect ressaltaram um aumento significativo somente da oscilação AP do centro de massa (CM) sobre a plataforma instável com olhos fechados. A plataforma com molas foi capaz de gerar instabilidade suficiente para avaliar o controle postural e pode ser útil para identificar risco de quedas. O Kinect foi capaz de detectar maior oscilação do CM em situações mais desafiadoras. Porém são necessários mais estudos para investigar o efeito de mola no controle postural. / The assessment of postural control is important for the diagnosis and monitoring of balance disorders observed in several situations and population groups such as the elderly, by the consequent falls which cause great impact on the social life of this population. Although there are numerous qualitative and quantitative tools for this evaluation, it is possible to observe some limitations as the subjectivity of some tests, the complexity of the equipment and divergence in the use of some instruments, such as the foam. Within this context, the objectives of this study were to develop a force platform with springs for assessment of postural control and verify if the proposed springs are able to generate sufficient instability for this evaluation in two groups, young adults and older, both healthy, from the center of pressure parameters, and also to check if the Microsoft Kinect is able to capture the center of mass movements of young adults on the unstable platform. This unstable force plate with springs was developed to evaluate the parameters of center of pressure (CoP) and 12 healthy young adults and 12 healthy elderly were evaluated under the conditions with opened eyes (OE) and closed eyes (CE) on stable and unstable force platform. Another platform with springs was built in Laboratory GSCOP (INP Grenoble - France) to assess postural control of 20 younger adults, with data center of mass from the Kinect. It was observed that in young adults group had a average oscilation of anteroposterior (AP) displacement significant increase on the platform unstable, especially with opened eyes and an increase in the oscillation area. For elderly this significant increase occurred in the parameters oscillation’s CoP AP and medial-lateral (ML) CoP displacement in the conditions of opened and closed eyes, the oscillation’s area also increased with closed eyes. The results with Kinect highlighted a significant increase only oscillation’s AP of the center of mass (CM) over unstable force platform with closed eyes. The platform with springs was able to generate enough instability to assess postural control and can be useful for identifying falls risk. Kinect was able to detect greater CM sway in more challenging situations. But more studies are required to investigate the spring effect on postural control.

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本研究では小型軽量な移動式床反力計と加速度センサ,ジャイロセンサおよび地磁気センサからなるウエアラブルな運動計測装置を開発し,本計測装置に適した動力学解析手法を提案して,動作解析システムとしての妥当性の検証を行なうことを目的とした.移動式床反力計の計測精度について定量的に評価し,本運動計測装置を用いて運動中の下肢の姿勢を算出した.さらに,本運動計測装置に適した動力学解析手法を提案し,提案手法にて算出された足関節モーメントの妥当性を検証した. / 博士(工学) / Doctor of Philosophy in Engineering / 同志社大学 / Doshisha University

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