Methods for the Quantification of Motor Stability for the Assessment of Fall Risk
Metodi per la Quantificazione della Stabilità Motoria nella Valutazione del Rischio di Caduta
Creators: name: Riva, Federico <1984>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2013
Subjects: ING-INF/06 Bioingegneria elettronica e informatica

description: The research field of the Thesis is the evaluation of motor variability and the analysis of motor stability for the assessment of fall risk. Since many falls occur during walking, a better understanding of motor stability could lead to the definition of a reliable fall risk index aiming at measuring and assessing the risk of fall in the elderly, in the attempt to prevent traumatic events. Several motor variability and stability measures are proposed in the literature, but still a proper methodological characterization is lacking. Moreover, the relationship between many of these measures and fall history or fall risk is still unknown, or not completely clear.
The aim of this thesis is hence to: i) analyze the influence of experimental implementation parameters on variability/stability measures and understand how variations in these parameters affect the outputs; ii) assess the relationship between variability/stability measures and long- short-term fall history.
Several implementation issues have been addressed. Following the need for a methodological standardization of gait variability/stability measures, highlighted in particular for orbital stability analysis through a systematic review, general indications about implementation of orbital stability analysis have been showed, together with an analysis of the number of strides and the test-retest reliability of several variability/stability numbers. Indications about the influence of directional changes on measures have been provided. The association between measures and long/short-term fall history has also been assessed. Of all the analyzed variability/stability measures, Multiscale entropy and Recurrence quantification analysis demonstrated particularly good results in terms of reliability, applicability and association with fall history. Therefore, these measures should be taken in consideration for the definition of a fall risk index.
description: L’ambito di ricerca della tesi è la valutazione della variabilità motoria e l'analisi della stabilità motoria per la stima del rischio di caduta. Dal momento che molte cadute avvengono durante il cammino, una migliore comprensione della stabilità motoria potrebbe portare alla definizione di un indice affidabile del rischio caduta con lo scopo di misurare e valutare il rischio di caduta negli anziani, nel tentativo di evitare l’insorgere di eventi traumatici. Diverse misure di variabilità e stabilità motoria sono proposte in letteratura, ma manca ancora una scrupolosa caratterizzazione metodologica. Inoltre, il rapporto tra molte di queste misure e la storia di cadute o il rischio caduta è ancora sconosciuto, o non del tutto chiaro.
Lo scopo di questa tesi è quindi di: i) analizzare l'influenza dei parametri implementativi sperimentali sulle misure di variabilità/stabilità e analizzare come le variazioni di questi parametri influenzano le uscite; ii) valutare la relazione tra le misure di variabilità/stabilità e la storia di cadute a lungo e breve termine.
Diversi aspetti implementativi sono state affrontati. A seguito della necessità di una standardizzazione metodologica delle misure di variabilità/stabilità, evidenziata, in particolare, da una revisione sistematica della letteratura sull’analisi di stabilità orbitale, indicazioni generali riguardanti l’implementazione della suddetta analisi sono stati presentate, assieme ad un'analisi del numero di passi richiesti e affidabilità test-retest di diverse misure di variabilità/stabilità. Indicazioni circa l'influenza dei cambi direzionali sulle sono state inoltre fornite. L’associazione tra le misure e la storia di cadute a lungo e breve termine è stata valutata. Di tutte le misure di variabilità/stabilità analizzate, la Multiscale entropy e la Recurrence quantification analysis hanno dimostrato risultati particolarmente buoni in termini di affidabilità, applicabilità e associazione con la storia di cadute. Pertanto, tali misure dovrebbero essere prese in considerazione per la definizione di un indice di rischio di caduta.