The elderly population is growing at a rapid pace, and falls are a significant problem facing adults aged 65 and older in terms of both human suffering and economic losses. Falls are the leading cause of mortality among older adults, and non-fatal falls result in reduced function and poor quality of life for older adults. Although much is known about the mechanisms and contributing risk factors relevant to falls, falls still remain a significant problem associated with this age group. Therefore, new strategies and knowledge need to be introduced to understand and prevent falls. Studies show that early detection of impaired mobility is critical to the prevention of falls. In this study, the relationship between gait and postural parameters and falls among elderly participants using wearable inertial sensors was investigated. As such, the aim of this study is to investigate the critical gait and postural parameters contributing to falls, then further to classify fallers and non-fallers by utilizing gait and postural parameters and machine learning techniques, e.g. support vector machines (SVMs). Additionally, as the assessment of fall risk is linked to noisy environment, it is important to understand the capability of the SVM classifier to effectively address noisy data. Therefore, the robustness of the SVM classifier was also investigated in this study. In summary, the presented work addresses several challenges through research on the following three issues: 1) the significant differences in gait and pastoral parameters between fallers and non-fallers; 2) a machine learning based framework for classification of fallers and non-fallers by using only one IMU located at the sternum; and 3) robustness of SVM classifier to classify fallers and non-fallers in a noisy environment. The machine learning based framework developed in this dissertation contribute to advancing the state-of-art in fall risk assessment by 1) classifying fallers and non-fallers from a single IMU located at the sternum; 2) developing machine learning method for classification of fallers and non-fallers; and 3) investigating the robustness of SVM classifier in a noisy environment. / Ph. D.

Objetivo: avaliar os efeitos imediatos da manipulação de AVBA (alta velocidade e baixa amplitude) na sensibilidade dolorosa e nos parâmetros de avaliação do controle postural em participantes com dor lombar de origem inespecífica. Desenho do estudo: ensaio clínico randomizado, duplo cego (paciente e avaliador dos desfechos), com a presença de dois grupos, controle e intervenção. Contexto: a dor lombar é um problema crescente em vários países do mundo com a geração de altos custos em seu manuseio para os serviços de saúde. A implementação de técnicas de avaliação e tratamento são imperativos no entendimento e manejo dos sujeitos com dor lombar. A manipulação de AVBA lombar torna-se uma das formas de tratamento seguras e com baixo custo para a melhora da dor e da capacidade funcional de sujeitos com dor lombar de origem inespecífica. Método: 24 participantes, distribuídos em dois grupos, controle (recebeu manipulação simulada, apenas posicionamento) e intervenção (manipulação de AVBA lombar), 12 em cada grupo, de maneira aleatória, os quais preencheram os critérios da regra de predição clínica (dor inferior a 16 dias, dor que não passe do joelho, escore inferior a 19 no questionário de medos e crenças, rigidez vertebral e rotação interna de quadril maior que 35 graus, uni ou bilateralmente) para utilização da manipulação de AVBA. Foi utilizado a escala numérica de dor e a avaliação com algômetro (instrumento que avalia o limiar de pressão dolorosa) nos eretores da coluna lombar e no processo espinhoso (L1-L5 avaliado através do teste palpatório de pressão póstero-anterior), antes e depois da manipulação de AVBA lombar. Para avaliação das variáveis do controle postural, se fez uso da plataforma de força a qual mensurou a força de reação do solo, e partir desta utilizamos como variáveis a área da elipse, comprimento da trajetória e velocidade RMS para avaliação das alterações da posição do centro de pressão. Foram realizadas três repetições de cada estratégia do tornozelo (postura ereta semi estática) e do quadril (postura ereta semi estática em uma base de suporte menor nas direções ântero posterior) antes e após a manipulação simulada e manipulação de AVBA lombar. Resultados: obtivemos significância estatística na sensibilidade dolorosa, na escala numérica de dor, com diminuição da dor em ambos os grupos controle (p=0,01) e intervenção (p=0,02). Na avaliação com algômetro obtivemos significância estatística nos participantes alocados apenas para o grupo intervenção e na região do eretor esquerdo (p=0,04). Nas variáveis do controle postural, as quais foram avaliadas com ANOVA(s) de 4, 3 e 2 fatores, obtivemos diferenças significativas nos fatores principais estratégias e direção, com a estratégia do quadril tendo uma área e um comprimento de trajetória maior em comparação à estratégia do tornozelo, e a direção ântero-posterior apresentando um comprimento de trajetória maior, quando comparada à direção médio-lateral. Conclusão: Podemos estabelecer que os resultados e efeitos observados na escala numérica de dor e na algometria, foram atribuídos à resposta placebo da terapia manual e a modificação neurofisiológica provocada pela manipulação de AVBA na coluna lombar, respectivamente. Tornando desta forma, a técnica de manipulação uma ferramenta terapêutica para diminuição da dor nos pacientes com queixa lombar, respeitando as características de apresentação clínica e funcional de cada paciente para a aplicação da técnica de manipulação. Não foi possível demonstrar influência da manipulação lombar nos parâmetros posturais. / Aim: To assessment, the immediate effects of HVLA thrust manipulation (high velocity and low amplitude) in pain sensitivity and parameters of postural control in participants with nonspecific low back pain. Study design: Randomized clinical trial, double blind (patient and measurer of outcomes), with the presence of two groups, control and intervention. Background: low back pain is a growing problem in many countries of the world with the generation of high costs in handling for health services. The implementation of evaluation techniques and treatment are important to understanding management of subjects with nonspecific low back pain. Lumbar HVLA thrust manipulation becomes one of the safest forms of treatment and low costs to the improvement in pain and functionality of subjects with nonspecific low back pain. Methods: 24 participants are allocated randomly in two groups, control (which received sham manipulation) and intervention (lumbar HVLA thrust manipulation), 12 in each group, which met the criteria of clinical prediction rule (pain below than 16 days, pain that does not pass the knee, score less than 19 in the questionnaire fears and beliefs, spinal stiffness and internal rotation of the hip greater than 35 degrees, unilateral and bilateral). Was used the numerical pain scale and the algometer (instrument that assesses the pressure pain threshold) to assessment pain before and after delivery lumbar HVLA thrust manipulation. To evaluate the variables of postural control, if made use of the force platform, which measured the ground reaction force, and the variables of the postural control was area of the ellipse, the total length and RMS speed of the center of pressure displacement. Were performed three repetition for each ankle strategy (semi static upright posture) and hip (semi static upright posture in a lower supporting base) before and after delivery sham and lumbar HVLA thrust manipulation. Results: we obtained statistically significant in pain sensitivity on the rate scale of pain, with decreased in both groups control (p = 0.01) and intervention (p = 0.02). In the evaluation with algometer, we obtained statistically significant in participants allocated only for the intervention group and left erector region (p = 0.04). The variables of postural control, which were evaluated with ANOVA (s) 4, 3 and 2 factors showed significant differences in the major factors strategies and direction, the hip strategy having an area and a trajectory length larger than ankle strategy, and antero-posterior direction having a length trajectory larger than medial-lateral direction. Conclusion: We can establish that the results observed in the numerical pain scale and pressure pain threshold, were attributed to the placebo response of manual therapy and neurophysiological modifications caused by delivery HVLA manipulation in the lumbar spine, respectively. Moreover, the HVLA manipulation for lumbar spine is a therapeutic tool for decreasing pain in patients with back complaints respecting the functional characteristics and clinical presentation of the patient for the application of manipulation technique.

Objetivo: avaliar os efeitos imediatos da manipulação de AVBA (alta velocidade e baixa amplitude) na sensibilidade dolorosa e nos parâmetros de avaliação do controle postural em participantes com dor lombar de origem inespecífica. Desenho do estudo: ensaio clínico randomizado, duplo cego (paciente e avaliador dos desfechos), com a presença de dois grupos, controle e intervenção. Contexto: a dor lombar é um problema crescente em vários países do mundo com a geração de altos custos em seu manuseio para os serviços de saúde. A implementação de técnicas de avaliação e tratamento são imperativos no entendimento e manejo dos sujeitos com dor lombar. A manipulação de AVBA lombar torna-se uma das formas de tratamento seguras e com baixo custo para a melhora da dor e da capacidade funcional de sujeitos com dor lombar de origem inespecífica. Método: 24 participantes, distribuídos em dois grupos, controle (recebeu manipulação simulada, apenas posicionamento) e intervenção (manipulação de AVBA lombar), 12 em cada grupo, de maneira aleatória, os quais preencheram os critérios da regra de predição clínica (dor inferior a 16 dias, dor que não passe do joelho, escore inferior a 19 no questionário de medos e crenças, rigidez vertebral e rotação interna de quadril maior que 35 graus, uni ou bilateralmente) para utilização da manipulação de AVBA. Foi utilizado a escala numérica de dor e a avaliação com algômetro (instrumento que avalia o limiar de pressão dolorosa) nos eretores da coluna lombar e no processo espinhoso (L1-L5 avaliado através do teste palpatório de pressão póstero-anterior), antes e depois da manipulação de AVBA lombar. Para avaliação das variáveis do controle postural, se fez uso da plataforma de força a qual mensurou a força de reação do solo, e partir desta utilizamos como variáveis a área da elipse, comprimento da trajetória e velocidade RMS para avaliação das alterações da posição do centro de pressão. Foram realizadas três repetições de cada estratégia do tornozelo (postura ereta semi estática) e do quadril (postura ereta semi estática em uma base de suporte menor nas direções ântero posterior) antes e após a manipulação simulada e manipulação de AVBA lombar. Resultados: obtivemos significância estatística na sensibilidade dolorosa, na escala numérica de dor, com diminuição da dor em ambos os grupos controle (p=0,01) e intervenção (p=0,02). Na avaliação com algômetro obtivemos significância estatística nos participantes alocados apenas para o grupo intervenção e na região do eretor esquerdo (p=0,04). Nas variáveis do controle postural, as quais foram avaliadas com ANOVA(s) de 4, 3 e 2 fatores, obtivemos diferenças significativas nos fatores principais estratégias e direção, com a estratégia do quadril tendo uma área e um comprimento de trajetória maior em comparação à estratégia do tornozelo, e a direção ântero-posterior apresentando um comprimento de trajetória maior, quando comparada à direção médio-lateral. Conclusão: Podemos estabelecer que os resultados e efeitos observados na escala numérica de dor e na algometria, foram atribuídos à resposta placebo da terapia manual e a modificação neurofisiológica provocada pela manipulação de AVBA na coluna lombar, respectivamente. Tornando desta forma, a técnica de manipulação uma ferramenta terapêutica para diminuição da dor nos pacientes com queixa lombar, respeitando as características de apresentação clínica e funcional de cada paciente para a aplicação da técnica de manipulação. Não foi possível demonstrar influência da manipulação lombar nos parâmetros posturais. / Aim: To assessment, the immediate effects of HVLA thrust manipulation (high velocity and low amplitude) in pain sensitivity and parameters of postural control in participants with nonspecific low back pain. Study design: Randomized clinical trial, double blind (patient and measurer of outcomes), with the presence of two groups, control and intervention. Background: low back pain is a growing problem in many countries of the world with the generation of high costs in handling for health services. The implementation of evaluation techniques and treatment are important to understanding management of subjects with nonspecific low back pain. Lumbar HVLA thrust manipulation becomes one of the safest forms of treatment and low costs to the improvement in pain and functionality of subjects with nonspecific low back pain. Methods: 24 participants are allocated randomly in two groups, control (which received sham manipulation) and intervention (lumbar HVLA thrust manipulation), 12 in each group, which met the criteria of clinical prediction rule (pain below than 16 days, pain that does not pass the knee, score less than 19 in the questionnaire fears and beliefs, spinal stiffness and internal rotation of the hip greater than 35 degrees, unilateral and bilateral). Was used the numerical pain scale and the algometer (instrument that assesses the pressure pain threshold) to assessment pain before and after delivery lumbar HVLA thrust manipulation. To evaluate the variables of postural control, if made use of the force platform, which measured the ground reaction force, and the variables of the postural control was area of the ellipse, the total length and RMS speed of the center of pressure displacement. Were performed three repetition for each ankle strategy (semi static upright posture) and hip (semi static upright posture in a lower supporting base) before and after delivery sham and lumbar HVLA thrust manipulation. Results: we obtained statistically significant in pain sensitivity on the rate scale of pain, with decreased in both groups control (p = 0.01) and intervention (p = 0.02). In the evaluation with algometer, we obtained statistically significant in participants allocated only for the intervention group and left erector region (p = 0.04). The variables of postural control, which were evaluated with ANOVA (s) 4, 3 and 2 factors showed significant differences in the major factors strategies and direction, the hip strategy having an area and a trajectory length larger than ankle strategy, and antero-posterior direction having a length trajectory larger than medial-lateral direction. Conclusion: We can establish that the results observed in the numerical pain scale and pressure pain threshold, were attributed to the placebo response of manual therapy and neurophysiological modifications caused by delivery HVLA manipulation in the lumbar spine, respectively. Moreover, the HVLA manipulation for lumbar spine is a therapeutic tool for decreasing pain in patients with back complaints respecting the functional characteristics and clinical presentation of the patient for the application of manipulation technique.

Objetivo: avaliar os efeitos imediatos da manipulação de AVBA (alta velocidade e baixa amplitude) na sensibilidade dolorosa e nos parâmetros de avaliação do controle postural em participantes com dor lombar de origem inespecífica. Desenho do estudo: ensaio clínico randomizado, duplo cego (paciente e avaliador dos desfechos), com a presença de dois grupos, controle e intervenção. Contexto: a dor lombar é um problema crescente em vários países do mundo com a geração de altos custos em seu manuseio para os serviços de saúde. A implementação de técnicas de avaliação e tratamento são imperativos no entendimento e manejo dos sujeitos com dor lombar. A manipulação de AVBA lombar torna-se uma das formas de tratamento seguras e com baixo custo para a melhora da dor e da capacidade funcional de sujeitos com dor lombar de origem inespecífica. Método: 24 participantes, distribuídos em dois grupos, controle (recebeu manipulação simulada, apenas posicionamento) e intervenção (manipulação de AVBA lombar), 12 em cada grupo, de maneira aleatória, os quais preencheram os critérios da regra de predição clínica (dor inferior a 16 dias, dor que não passe do joelho, escore inferior a 19 no questionário de medos e crenças, rigidez vertebral e rotação interna de quadril maior que 35 graus, uni ou bilateralmente) para utilização da manipulação de AVBA. Foi utilizado a escala numérica de dor e a avaliação com algômetro (instrumento que avalia o limiar de pressão dolorosa) nos eretores da coluna lombar e no processo espinhoso (L1-L5 avaliado através do teste palpatório de pressão póstero-anterior), antes e depois da manipulação de AVBA lombar. Para avaliação das variáveis do controle postural, se fez uso da plataforma de força a qual mensurou a força de reação do solo, e partir desta utilizamos como variáveis a área da elipse, comprimento da trajetória e velocidade RMS para avaliação das alterações da posição do centro de pressão. Foram realizadas três repetições de cada estratégia do tornozelo (postura ereta semi estática) e do quadril (postura ereta semi estática em uma base de suporte menor nas direções ântero posterior) antes e após a manipulação simulada e manipulação de AVBA lombar. Resultados: obtivemos significância estatística na sensibilidade dolorosa, na escala numérica de dor, com diminuição da dor em ambos os grupos controle (p=0,01) e intervenção (p=0,02). Na avaliação com algômetro obtivemos significância estatística nos participantes alocados apenas para o grupo intervenção e na região do eretor esquerdo (p=0,04). Nas variáveis do controle postural, as quais foram avaliadas com ANOVA(s) de 4, 3 e 2 fatores, obtivemos diferenças significativas nos fatores principais estratégias e direção, com a estratégia do quadril tendo uma área e um comprimento de trajetória maior em comparação à estratégia do tornozelo, e a direção ântero-posterior apresentando um comprimento de trajetória maior, quando comparada à direção médio-lateral. Conclusão: Podemos estabelecer que os resultados e efeitos observados na escala numérica de dor e na algometria, foram atribuídos à resposta placebo da terapia manual e a modificação neurofisiológica provocada pela manipulação de AVBA na coluna lombar, respectivamente. Tornando desta forma, a técnica de manipulação uma ferramenta terapêutica para diminuição da dor nos pacientes com queixa lombar, respeitando as características de apresentação clínica e funcional de cada paciente para a aplicação da técnica de manipulação. Não foi possível demonstrar influência da manipulação lombar nos parâmetros posturais. / Aim: To assessment, the immediate effects of HVLA thrust manipulation (high velocity and low amplitude) in pain sensitivity and parameters of postural control in participants with nonspecific low back pain. Study design: Randomized clinical trial, double blind (patient and measurer of outcomes), with the presence of two groups, control and intervention. Background: low back pain is a growing problem in many countries of the world with the generation of high costs in handling for health services. The implementation of evaluation techniques and treatment are important to understanding management of subjects with nonspecific low back pain. Lumbar HVLA thrust manipulation becomes one of the safest forms of treatment and low costs to the improvement in pain and functionality of subjects with nonspecific low back pain. Methods: 24 participants are allocated randomly in two groups, control (which received sham manipulation) and intervention (lumbar HVLA thrust manipulation), 12 in each group, which met the criteria of clinical prediction rule (pain below than 16 days, pain that does not pass the knee, score less than 19 in the questionnaire fears and beliefs, spinal stiffness and internal rotation of the hip greater than 35 degrees, unilateral and bilateral). Was used the numerical pain scale and the algometer (instrument that assesses the pressure pain threshold) to assessment pain before and after delivery lumbar HVLA thrust manipulation. To evaluate the variables of postural control, if made use of the force platform, which measured the ground reaction force, and the variables of the postural control was area of the ellipse, the total length and RMS speed of the center of pressure displacement. Were performed three repetition for each ankle strategy (semi static upright posture) and hip (semi static upright posture in a lower supporting base) before and after delivery sham and lumbar HVLA thrust manipulation. Results: we obtained statistically significant in pain sensitivity on the rate scale of pain, with decreased in both groups control (p = 0.01) and intervention (p = 0.02). In the evaluation with algometer, we obtained statistically significant in participants allocated only for the intervention group and left erector region (p = 0.04). The variables of postural control, which were evaluated with ANOVA (s) 4, 3 and 2 factors showed significant differences in the major factors strategies and direction, the hip strategy having an area and a trajectory length larger than ankle strategy, and antero-posterior direction having a length trajectory larger than medial-lateral direction. Conclusion: We can establish that the results observed in the numerical pain scale and pressure pain threshold, were attributed to the placebo response of manual therapy and neurophysiological modifications caused by delivery HVLA manipulation in the lumbar spine, respectively. Moreover, the HVLA manipulation for lumbar spine is a therapeutic tool for decreasing pain in patients with back complaints respecting the functional characteristics and clinical presentation of the patient for the application of manipulation technique.