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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU DOUTORADO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO MÁRCIO ROGÉRIO DE OLIVEIRA Londrina 2017 MEDIDAS DE EQUILÍBRIO POSTURAL POR MEIO DA PLATAFORMA DE FORÇA EM IDOSOS: DIFERENÇAS EM RELAÇÃO À FAIXA ETÁRIA, SEXO, CAPACIDADE FUNCIONAL E RISCOS DE QUEDAS
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU DOUTORADO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO
SELMA ALICE FERREIRA ELWEIN
MÁRCIO ROGÉRIO DE OLIVEIRA
Londrina 2017
MEDIDAS DE EQUILÍBRIO POSTURAL POR MEIO DA
PLATAFORMA DE FORÇA EM IDOSOS: DIFERENÇAS EM RELAÇÃO À FAIXA ETÁRIA, SEXO, CAPACIDADE
FUNCIONAL E RISCOS DE QUEDAS
MÁRCIO ROGÉRIO DE OLIVEIRA
Cidade ano
AUTOR
Londrina
2017
MEDIDAS DE EQUILÍBRIO POSTURAL POR MEIO DA PLATAFORMA DE FORÇA EM IDOSOS: DIFERENÇAS EM
RELAÇÃO À FAIXA ETÁRIA, SEXO, CAPACIDADE FUNCIONAL E RISCOS DE QUEDAS
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação (Programa Associado entre Universidade Estadual de Londrina - UEL e Universidade Norte do Paraná - UNOPAR), como requisito parcial à obtenção do título de Doutor em Ciências da Reabilitação. Orientador: Prof. Dr. Rubens Alexandre da Silva Jr.
AUTORIZO A REPRODUÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Dados Internacionais de catalogação na publicação (CIP) Universidade Norte do Paraná - UNOPAR
Biblioteca CCBS/CCECA PIZA Setor de Tratamento da Informação
Oliveira, Márcio Rogério de O48m Medidas de equilíbrio postural por meio da plataforma de força em
idosos: diferenças em relação à faixa etária, sexo, capacidade funcional e riscos de quedas. / Márcio Rogério de Oliveira. Londrina: [s.n], 2017.
145f. Tese (Doutorado em Ciências da Reabilitação). Universidade
Norte do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Rubens Alexandre da Silva Junior.
1- Equilíbrio postural - Tese - UNOPAR 2- Envelhecimento 3-
Avaliação 4- Instrumentação 5- Reabilitação I- Silva Junior, Rubens Alexandre da; orient. II- Universidade Norte do Paraná.
CDD 618.97062
MÁRCIO ROGÉRIO DE OLIVEIRA
MEDIDAS DE EQUILÍBRIO POSTURAL POR MEIO DA PLATAFORMA DE
FORÇA EM IDOSOS: DIFERENÇAS EM RELAÇÃO À FAIXA ETÁRIA, SEXO,
CAPACIDADE FUNCIONAL E RISCOS DE QUEDAS
Tese apresentada à UNOPAR, no Doutorado em Ciências da Reabilitação, área
e concentração em Ciências da Saúde, como requisito parcial para a obtenção
do título de Doutor conferido pela Banca Examinadora formada pelos
professores:
_________________________________________
Prof. Dr. Rubens Alexandre da Silva Jr. (orientador) Universidade Norte do Paraná
_________________________________________
Profa. Dra. Karen Barros Parron Fernandes Universidade Norte do Paraná
_________________________________________
Prof. Dr. Fábio de Oliveira Pitta Universidade Estadual de Londrina
_________________________________________
Prof. Dr. Denílson de Castro Teixeira Universidade Estadual de Londrina
_________________________________________
Prof. Dr. César Ferreira Amorim Universidade Cidade de São Paulo
Londrina, 10 de março de 2017.
AGRADECIMENTOS
À Deus em primeiro lugar por me conceder mais essa conquista,
ele que sempre atendeu minhas súplicas dando forças para seguir firme no
caminho correto. “Porque Eu, o Senhor teu Deus, te seguro pela mão direita e te
declaro: Não temas, Eu te ajudarei” (Isaias 41:13).
À minha família, que não mediu esforços e apoio para que este
sonho se concretizasse. À minha noiva Mariana que esteve ao meu lado durante
os últimos anos me auxiliando nas dificuldades encontradas durante esta
jornada.
Ao professor Dr. Rubens Alexandre, pela oportunidade de conduzir
minha formação continuada desde a graduação até minha formação como
doutor. Ao longo dessa trajetória acredito que tive além de um grande mestre,
um amigo que sempre teve alegria, paciência e compreensão durante todo este
período. Um agradecimento especial ao professor Dr. Edgar Vieira e a Florida
International University pela oportunidade concedida de apreender e vivenciar
desafios vinculados a carreira de pesquisador fora do Brasil.
Aos professores, desde a graduação, aos do mestrado e também
do doutorado fontes de inspiração. Tenho a convicção que as contribuições
árduas desses profissionais promoveram mudanças significativas em minha
vida.
Aos amigos do grupo de pesquisa do LAFUP que diretamente
contribuíram na minha formação e capacitação. Aos doutorandos Adriana,
Alexandre e André; também aos mestrandos Leandro e Nelson, obrigado pelo
apoio e incentivo. Aos alunos Pablo e Rubia; e aos colegas de profissão Mariane,
Thais que colaboraram em diferentes etapas na construção desta tese.
Aos funcionários da Universidade Norte do Paraná que trabalham
em prol da excelência de todos os alunos. Um agradecimento especial as
secretárias Jéssica Silva e Jéssica Calixto.
Por fim, agradeço a todos os idosos que participaram da coleta de
dados e foram incluídos nesse estudo. Também as agências de fomento CAPES
e ao CNPq.
“Devemos aprender durante toda a vida, sem imaginar que a sabedoria vem com a velhice”
(Platão)
de Oliveira, Márcio Rogério. Medidas de equilíbrio postural por meio da plataforma de força em idosos: Diferenças em relação à faixa etária, sexo, capacidade funcional e riscos de quedas. 2016. 145 páginas. Tese de doutorado (Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação - Programa Associado entre UEL e UNOPAR) – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2016.
RESUMO
Introdução: O estudo sobre o equilíbrio postural em idosos é de suma importância em razão que tal capacidade é estreitamente associada com o fenômeno de quedas; um dos principais problemas de saúde pública no mundo. Entretanto, a compreensão sobre as principais medidas de equilíbrio postural se faz necessária para estabelecer um melhor diagnóstico do idoso em que concerne as diferenças na faixa etária, sexo, capacidade funcional e principalmente, o impacto sobre os riscos de quedas. Objetivos: A presente tese procurou investigar o estado de equilíbrio postural em idosos fisicamente independentes por meio da plataforma de força e verificar seu impacto sobre os riscos de quedas. Para tal, cinco trabalhos específicos foram desenvolvidos: (1) o primeiro estudo em forma de um capitulo de livro para comparar as diferenças nas medidas de equilíbrio entre faixa etária e sexo; e apresentar a ocorrência de quedas em idosos; (2) o segundo trabalho em forma de um artigo científico para relatar sobre as diferenças no equilíbrio entre idosos com maior ou menor do risco de quedas baseado numa escala (3) o terceiro trabalho em forma de um artigo cientifico para determinar as diferenças entre idosos com melhor e pior equilíbrio com base na capacidade funcional (4) o quarto trabalho, embora de origem metodológica, delineou sobre a importância de estabelecer a estatística de tendência central como o emprego da média sobre o número de repetições nas medidas da plataforma de força durante o teste de equilíbrio; e (5) por fim o último trabalho em forma de artigo científico para demonstrar a potencialidade das medidas de equilíbrio postural por meio da plataforma de força em classificar os idosos com risco aumentando de cair versus aqueles com menor risco baseado em pontos de cortes. Métodos: Para os diferentes estudos, a amostra variou entre 63 e 352 idosos, com idade média de 67 anos de ambos os sexos. Os idosos eram fisicamente independentes classificados por meio da escala de Spirduso. Para avaliação, foi utilizado a escala de quedas downton, quedas auto relatada, teste de caminhada de 6 minutos e, principalmente, testes de equilíbrio na plataforma de força nas seguintes tarefas: bipodal e semi-tandem com olhos abertos/fechados e unipodal. Os principais parâmetros da plataforma de força investigados em todos os estudos foram: área do centro de pressão (COP) e a velocidade de oscilação do COP nas direções anteroposterior e mediolateral do movimento. Resultados: No capítulo do livro, foi observado que idosos acima de 75 anos apresentam pior equilíbrio postural do que os idosos entre 60 a 74 anos. Foi observado também que mulheres idosas apresentaram melhor equilíbrio postural do que os homens (27,1%; P < 0,05), independente da faixa etária de idade. Já o segundo trabalho que estratificou os idosos em dois grupos conforme o escore da Escala de Downton (baixo e alto risco de quedas), observou um pior equilíbrio postural para os idosos com maior risco apontando pela escala. O terceiro trabalho demonstrou que o grupo de idosos classificados com baixo desempenho funcional durante o teste de caminhada de seis minutos
(distância caminhada ≤ 80% do valor predito) apresentou pior equilíbrio postural do que os demais grupos com desempenho normal (distância caminhada 81-100% do valor predito), e alto (distância caminhada >100% do valor predito). O quarto trabalho demonstrou que não existem diferenças significativas na comparação dos resultados obtidos no valor de uma repetição e na média de duas ou três repetições nas medidas da plataforma de força durante o teste de equilíbrio. Entretanto, com base na redução da variabilidade, o presente trabalho recomendou a média de no mínimo duas repetições para quantificar o equilíbrio. Por fim, o último trabalho apresentou resultado satisfatório para classificar os idosos com risco de cair com base em pontos de cortes por meio das medidas da plataforma de força (área sobre a curva = 0.70); sensibilidade de 78% e uma especificidade de 77% entre as três variáveis do COP para identificação dos casos. Conclusão: Os trabalhos desenvolvidos nesta tese permeiam para novas evidências científicas em que concerne as medidas de equilíbrio postural por meio da plataforma de força em idosos. Cada estudo apresentou sua contribuição para literatura do assunto e com resultados pertinentes para as melhores tomadas de decisões clínicas quanto ao processo de avaliação e intervenção do equilíbrio para idosos. Espera-se que com o conjunto da obra os profissionais de saúde possam utilizar o novo conhecimento para o melhor cuidado e qualidade de vida da população idosa, levando em consideração a manutenção de suas capacidades físicas como a habilidade de equilíbrio para realização das atividades de vida diária. Palavras-chave: Envelhecimento; Equilíbrio Postural; Avaliação; Instrumentação; Reabilitação.
de Oliveira, Márcio Rogério. Measures of postural balance through the force platform in the older people: Differences in relation to age, sex, functional capacity and risks of falls. 2016. 145 páginas. PhD thesis (Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação - Programa Associado entre UEL e UNOPAR) – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2016.
ABSTRACT
Introduction: Studies on postural balance in older people are of great importance, since a decrease in this capability is closely associated with falls, which is one of the major public health problems in the world. However, an understanding of the main measures of postural balance is necessary for establishing a better diagnosis in older people with respect to differences in age, gender, functional capacity, and especially the impact on the risk of falls. Objectives: The present thesis sought to investigate postural balance in physically independent older people through use of a force platform, and to verify its impact on evaluating the risk of falls. For this purpose, five specific research studies were developed: (1) The first study in the form of a book chapter to compare measures of balance between different ages and gender and to present the occurrence of falls in older people; (2) The second study in the form of a scientific paper to report on the differences in balance between older people with greater or lesser risk of falls based on a scale; (3) The third study in the form of a scientific article to determine the differences between older people with better or worse balance based on functional capacity; (4) The fourth study, although of methodological origin, outlined the importance of establishing a central tendency statistic as an average of repetitions from force platform measurements from the balance test; and (5) The last study in the form of a scientific article to demonstrate the potential of measurements of postural balance using the force platform in classifying elderly with increased risk of falling versus those with a lower risk based on cut-off points. Methods: For the different studies, the sample varied between 63 and 352 older people of both sexes, with a mean age of 67 years old. The individuals were physically independent, classified according to the Spirduso scale. For the evaluation, we used the Downton falls scale, self-reported falls, six minute walk test, and mainly, balance tests on the force platform with feet parallel, performing semi-tandem tasks with open/closed and one-legged stance. The main force platform parameters investigated in all the studies were: area of center of pressure (COP) and velocity of COP oscillation in the anteroposterior and mediolateral directions of movement. Results: In the book chapter, individuals over 75 years old showed poorer postural control than those between 60 and 74 years old. However, older women presented better postural balance than older men (27.1%; P <0.05). The second study stratified older people into two groups according to the Downton score range (low and high risk of falls) and observed poorer postural balance for older people at a higher risk on this scale. The third study showed that the group of older people classified as having low performance during the six-minute walk test (walking distance ≤ 80% of the predicted value) showed poorer postural balance than the other groups with normal performance (walking distance of 81-100% of the predicted value) or high performance (walking distance > 100% of the predicted value). The fourth study showed no significant differences in the comparison of results obtained for one repetition or the average of two or three repetitions. However, based on
reducing variability, this study recommended the average of a minimum of two repetitions to quantify postural balance. Finally, the last study presented a satisfactory result for classifying older people for the risk of falling based on cut-off points by means of measurements on the force platform (area under curve= 0.70); with a sensitivity of 78% and a specificity of 77% for the three COP variables used for case identification. Conclusion: The research developed in this thesis presents new scientific evidence concerning measures of postural balance using the force platform with older people. Each study contributes to the subject literature with pertinent results for optimal clinical decision-making regarding the process of evaluation and intervention for balance in older subjects. It is hoped that with the whole body of this work health professionals can use the new knowledge for improving the care and quality of life of older people, taking into consideration the maintenance of their physical abilities with regard to balance in the accomplishment of daily life activities. Keywords: Aging; Postural Balance; Evaluation; Instrumentation; Rehabilitation.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Revisão da literatura
Figura 1 – Teste de Caminhada de 6 minutos....................................................29
Figura 2 – Limites de estabilidade .................................................................... 32
Figura 3 – Análise do equilíbrio postural ...........................................................35
Capitulo do Livro
Figura 1 – Ilustração do teste de equilíbrio unipodal ..........................................46
Figura 2 – Fluxograma ......................................................................................50
Artigo 1
Figura 1 - Postural balance assessment in one-leg stance condition on the force
platform……………………………………………… …………...…………………..72
Artigo 4
Figura 1 - Comparison between groups; area of center of pressure (A-COP)..127
Figura 2 - Comparison between groups; A) COP velocity in the anteroposterior
(VEL A/P) and B) mediolateral (VEL M/L) directions…………………………….127
Figura 3 - Receiver operating curve of all force plate variables analyzed .......128
LISTA DE QUADROS
Capitulo de livro
Quadro 1 – Resultados da comparação da faixa etária de idade e gênero para
as principais variáveis de equilíbrio ...................................................................49
Quadro 2 – Distribuição dos idosos conforme a avaliação das quedas e a faixa
etária..................................................................................................................50
Quadro 3 – Distribuição dos idosos conforme a avaliação das quedas e o gênero
...........................................................................................................................51
LISTA DE TABELAS
Artigo 1
Tabela 1 – Distribution of gender, age and anthropometric characteristics
(weight, height and body mass index) in the study groups (G1: without risk and
G2: the risk of falls) ……………………………………………………..……………73
Tabela 2 – Comparison between groups of postural balance measures through
force platform………………………………………………………………..………..73
Artigo 2
Tabela 1 – Results of characteristics of participants and tests performance…...91
Tabela 2 – Comparison of postural control between groups…………………….92
Artigo 3
Tabela 1 – Mean (Standard Deviation) values of postural balance during five
balance tasks ………………….……………………………………………………109
Tabela 2 – Coefficient of variation comparison from COP measures during five
balance tasks……………………………………………………………………......110
Artigo 4
Tabela 1 – Characteristic of the study subjects………………………………. 126
Tabela 2 – Cut-off points for the prediction of falls in older people physically
independent with age above 60 years old.……………………………………... 126
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
6MWT Six Minute Walking Test
A/P Ântero-posterior
A-COP Área do Centro de Pressão
AD Alto Desempenho
AR Alto Rendimiento
ATS American Thoracic Society
AUC Area under the curve
BD Baixo Desempenho
BMI Body mass Index
BR Bajo Rendimiento
COM Centro de Massa
EELO Estudo sobre Envelhecimento e Longevidade
HP High Performance
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
ISWT Incremental Shuttle Walk Test
LAFUP Laboratório de Avaliação Funcional e Performance motora humana
LFIP Laboratório de Pesquisa em Fisioterapia Pulmonar
LP Low Performance
M/L Médio-lateral
ND Normal Desempenho
NP Normal Performance
NR Normal Rendimiento
OMS Organização Mundial Da Saúde
PC6M Prueba de Caminada de Seis minutos
PNAD Pesquisa Nacional por Amostras de Domicílio
SNC Sistema Nervoso Central
SPSS Statistical Package for Social Sciences
UEL Universidade Estadual de Londrina
UNOPAR Universidade Norte do Paraná
VEL Velocidade do Centro de Pressão
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................... 17
2 OBJETIVOS......................................................................................... 20
2.1 Objetivo Geral...................................................................................... 20
2.2 Objetivo Específico ............................................................................. 20
3 REVISÃO DE LITERATURA – CONTEXTUALIZAÇÃO................... 22
3.1 Envelhecimento Populacional............................................................ 22
3.2 Problemática de Saúde Relacionadas às Quedas............................. 23
3.3 Avaliação Do Risco De Quedas........................................................ 25
3.4 Capacidade Funcional e Capacidade do exercício........................... 26
3.5 Controle Postural.............................................................................. 29
3.6 Equilíbrio Postural ........................................................................... 31
3.7 Métodos De Avaliação Do Equilíbrio Postural.................................. 33
4 CAPITULO DE LIVRO........................................................................ 36
5 ARTIGO 1........................................................................................... 56
6 ARTIGO 2........................................................................................... 74
7 ARTIGO 3........................................................................................... 93
8 ARTIGO 4.......................................................................................... 111
9 CONCLUSÃO GERAL DA TESE E PERSPECTIVAS FUTURAS... 129
10 REFERÊNCIAS............................................ ..................................... 131
11 APENDICE......................................................................................... 140
APENDICE A Escala de Downton ........................................................... 140
APENDICE B Teste de Caminhada de 6 minutos.................................... 141
APENDICE C Avaliação do equilíbrio postural ......................................... 142
12 ANEXOS........................................................................................... 143
ANEXO A Parecer de aprovação do comitê de ética ................................. 143
ANEXO B Termo de Consentimento livre e esclarecido............................. 144
17
1 INTRODUÇÃO
O aumento da população de idosos é um fenômeno contínuo e
natural que atualmente ocorre em todo mundo. Dados apontam que uma a cada
9 pessoas no mundo tem idade superior a 60 anos, e estima-se um crescimento
de 1 a cada 5 pessoas no ano de 20501. No Brasil, pessoas com 60 anos ou
mais, representam aproximadamente 10,8% da população total, desses, 55,5 %
são mulheres2. As estimativas populacionais preveem ainda um aumento
significativo no número de idosos para 2050, representando 22,71% da
população total3. Além disso, a população de idosos acima de 80 anos aparece
como um grupo que requer atenção especial do sistema de saúde e suporte
social4.
O cenário epidemiológico atual, caracteriza-se pela redução da
participação relativa de crianças e jovens, acompanhada do aumento
proporcional do número de adultos e idosos ativos dentro da população
brasileira4. De acordo com Ervatti5, historicamente, a região sul apresenta o
maior índice de longevidade no pais. Assim, convencionou-se que, em 2100, os
indivíduos poderão apresentar uma idade superior a 80 anos, sendo que as
mulheres poderão alcançar uma longevidade em torno de 88 anos e os homens
de 82 anos. Esta idade avançada traz consigo inúmeras preocupações para esta
população e certamente direcionará, com ímpeto cada vez maior, as políticas
públicas para esse segmento populacional com investimentos e custos com mão
de obra especializada4,6.
A principal preocupação com o aumento do contingente de idosos
está no processo de perdas funcionais e no grau de dependência que esses
indivíduos podem apresentar ao longo do avanço da idade acima de 60 anos.
18
De fato, o próprio processo de envelhecimento reflete ao indivíduo diversas
alterações biológicas que comprometem suas capacidades físicas e funcionais
tais como sua habilidade de preservar o estado de equilíbrio postural para
realização de diversas atividades de vida diária7. É importante ressaltar que o
comprometimento da habilidade em manter o equilíbrio postural resulta no
aumento dos riscos de quedas, na diminuição da mobilidade e no aumento da
dependência entre os idosos7,8. Com base na importância deste assunto para
comunidade clínica e científica, existe uma demanda crescente no número de
pesquisas voltadas a compreender o equilíbrio postural para prevenção de
quedas em idosos.
Entretanto, algumas evidências demonstraram seus resultados
científicos com base em ferramentas de avaliação indireta do equilíbrio postural
tais como uso de escalas subjetivas e alguns testes funcionais de capacidade
física9,10. A presente tese foca no método de investigação por parte de um
instrumento denominado plataforma de força; tal instrumento fornece
informações diretas sobre os mecanismos biomecânicos e neuromusculares
(força de preensão dos pés, ajustamentos posturais, recuperação dos limites de
estabilidade postural) envolvidos na manutenção do estado de equilíbrio do
corpo11. Tal instrumento é também considerado o método padrão ouro para
avaliação desta capacidade neuromuscular do indivíduo assim como para
auxiliar o diagnóstico e as tomadas de decisões clínicas quanto aos métodos de
prevenção de quedas em idosos, além de ser uma ferramenta válida e confiável
de mensuração12,13.
Neste contexto, o presente trabalho procurou aprofundar o
conhecimento sobre avaliação do equilíbrio postural por meio de informações
19
oriundas das medidas de uma plataforma de força; e descreve sobre relevância
dessas medidas para caracterizar diferenças entre os idosos de faixas etárias
diferentes; comparar as diferenças entre idosos do sexo masculino e feminino;
demonstrar a relação dessas medidas com a capacidade funcional; e
principalmente determinar a capacidade dessas medidas em relação ao
fenômeno de quedas e principalmente para classificar os idosos com maior risco
de cair baseado em pontos de cortes durante tarefa unipodal. O trabalho fez
parte de uma programação de pesquisa mais ampla, articulada por dois projetos
de pesquisa intitulados: projeto EELO - Estudo sobre Envelhecimento e
Longevidade; e o projeto VIVER. Ambos os projetos eram caracterizados por
estudar de forma abrangente uma variedade de informações entre elas
relacionadas às capacidades funcionais e à saúde do idoso de um modo geral;
e isto, especificamente numa população idosa do município de Londrina. O autor
da presente tese trabalhou de forma efetiva e assídua nos dois projetos de
pesquisa, sendo o responsável por realizar junto à equipe de trabalho todas as
coletas de dados relacionadas ao equilíbrio postural sobre a plataforma de força.
O autor também analisou os dados de equilíbrio e articulou o desenho dos
estudos apresentados na tese para descrever os cincos (05) trabalhos científicos
nos quais são apresentados nas próximas sessões no corpo do texto em forma
de um capitulo de livro e quatro artigos científicos.
O principal intuito deste trabalho de doutorado foi elencar novas
evidências científicas sobre as medidas de equilíbrio postural com uso de uma
plataforma de força. Cada objetivo do trabalho foi direcionado para responder
perguntas especificas de pesquisa, sem necessariamente seguir uma ordem de
etapas entre os estudos em que concerne a dependência de um sobre outro.
20
Espera-se que os leitores da presente obra discorram o texto no entendimento
do equilíbrio postural e seu envolvimento com os riscos de quedas.
2 OBJETIVO
2.1 OBJETIVO GERAL
O objetivo geral da presente obra foi avaliar o estado de
equilíbrio postural por meio de medidas da plataforma de força em idosos
fisicamente independentes e identificar se alguns parâmetros analisados
poderiam diferenciar o equilíbrio postural nos sujeitos avaliados. Para melhor
responder essa pergunta de pesquisa, cincos objetivos específicos foram
determinados como segue abaixo.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. O primeiro objetivo específico desta tese foi descrever as medidas de
equilíbrio postural por meio de uma plataforma de força durante o apoio unipodal
e comparar o efeito da faixa etária, do sexo nas principais medidas investigadas;
assim como verificar a ocorrência de quedas entre a amostra analisada. Este
objetivo foi contemplado por meio de uma produção científica publicada na forma
de um capitulo de livro.
2. O segundo objetivo específico desta tese foi avaliar se idosos com maior
risco de quedas (classificados por uma escala) possuem realmente déficit de
equilíbrio postural quantificado por meio de uma plataforma de força durante o
teste de apoio unipodal. Este objetivo foi contemplado por meio de uma produção
científica publicada na forma de artigo original.
21
3. O terceiro objetivo específico desta tese foi verificar se a capacidade
funcional de exercício poderia caracterizar idosos com pior ou melhor equilíbrio
postural, levando em consideração que a instabilidade postural está relacionada
com as limitações funcionais. Este objetivo foi contemplado por meio de uma
produção científica publicada na forma de artigo original.
4. O quarto objetivo específico desta tese foi de caráter metodológico e com
intuito de determinar a importância da medida de tendência central nos dados de
equilíbrio postural. O objetivo foi determinar se existem diferenças nas medidas
de apenas uma repetição na plataforma de força versus a média de duas ou três
repetições em cinco tarefas de equilíbrio. Este objetivo será contemplado por
meio de uma produção científica publicada na forma de artigo original.
5. O quinto objetivo específico foi determinar pontos de corte para classificar
os idosos com maior risco de quedas por meio das variáveis da plataforma de
força durante o apoio unipodal. Este objetivo foi contemplado por meio de uma
produção científica e será submetida em breve na forma de artigo original.
22
3 REVISÃO DE LITERATURA – CONTEXTUALIZAÇÃO
3.1 Envelhecimento populacional no Brasil
O Brasil se caracteriza hoje por mudanças na distribuição etária
da população em relação ao envelhecimento. Algumas razões para este fato
podem ser explicadas pela queda das taxas de fecundidade e da mortalidade e
o aumento da expectativa de vida da população4. Em outras palavras, o número
de crianças de até quatro anos no país caiu de 16,3 milhões, em 2000, para 13,3
milhões, em 20111. Realizando um levantamento em relação ao tempo sobre o
assunto, a taxa de fecundidade total passou de 6,28 filhos por mulher em 1960
para 1,90 filhos em 2010 (redução cerca de 70%). Para 2050, o grupo de
crianças com idade entre 0 a 14 anos representará 13,15%, ao passo que idosos
ultrapassará os 22,71% da população total do Brasil3.
O Estado do Paraná segue o mesmo ritmo acelerado do
envelhecimento populacional. O Censo 2010 mostrou que os idosos já
representavam 11,2% da população paranaense total, com um contingente de
1.170.955 indivíduos e para cada grupo de 100 crianças com idades entre 0 e
15 anos, havia 49 idosos14. Tal crescimento do número de idosos no Brasil e no
Paraná é um fenômeno que também se faz presente no município de Londrina,
onde, em 1970 havia 10.098 idosos, número que subiu para 61.822 em 2009, e
em 2010 este contingente já alcança valores próximos a 13% da população15.
Os maiores custos à sociedade com o envelhecimento da
população não são os gastos realizados para promover a saúde, mas sim os
benefícios que poderiam ser perdidos se não implementarmos as adaptações e
investimentos necessários. Segundo a organização mundial da saúde16 o
23
enfoque social recomendado para abordar o envelhecimento da população, que
inclui a meta de construir um mundo favorável aos adultos maiores, requer uma
transformação dos sistemas de saúde que substitua os modelos curativos
baseados na doença pela prestação de atenção integrada e centrada nas
necessidades dos adultos maiores.
Portanto, o processo de envelhecimento bem-sucedido no Brasil
vai além de uma abordagem mais simples e se torna uma abordagem muito
complexa, sendo necessário proporcionar autonomia, qualidade de vida e
principalmente independência para aqueles que estão passando por este
processo. Tais requisitos geram implicações nas políticas públicas sociais do
país no intuito de atender as crescentes demandas nos serviços de saúde, na
previdência e assistência social4.
3.2 Problemática de saúde relacionada às quedas
Com aumento da população de idosos cresce também a
preocupação com os cuidados de saúde que cercam este público. A idade
avançada pode tornar o indivíduo mais exposto e vulnerável às doenças crônicas
e desordens ortopédicas que geralmente contribuem para incapacidades
funcionais da vida diária17. Além das doenças degenerativas com a idade,
destaca-se também o fenômeno de quedas18. De acordo com a diretriz
brasileira19, as quedas podem ser definidas como o deslocamento não
intencional do corpo para um nível inferior à posição inicial com incapacidade de
correção em tempo hábil, determinado por circunstâncias multifatoriais que
comprometem a estabilidade postural.
24
A prevalência de quedas é preocupante, e os dados da
organização mundial da saúde indicam que aproximadamente 28-35 % da
população com idade acima de 65 anos cai uma vez ao ano e que tais
percentuais podem aumentar com o avanço da idade20. No Brasil, a prevalência
de quedas em idosos com idade superior a 60 anos é de aproximadamente 32-
41%17,18. Estes dados podem refletir a magnitude dos custos e cuidados que os
idosos necessitam após a ocorrência das quedas. Informações sobre o total de
internações por quedas em idosos brasileiros por meio de registros do sistema
único de saúde registrou entre 2005 e 2010 um total de 399.681 internações21.
Ao analisar os custos decorrentes das internações hospitalares, verificou-se que
estes se tornaram cada vez maiores com o passar dos anos, correspondendo
aproximadamente a R$ 465 milhões de reais entre os anos de 2005 e 201021.
As consequências que podem levar as quedas são com base
nas taxas elevadas de mortalidade e de incapacidades entre os idosos de ambos
os gêneros. Infelizmente, 4% dos eventos de quedas resultam em fraturas
ósseas importantes e 11% ocasionam outras lesões graves no sistema tais como
sub luxações ou luxações no quadril, traumas na região cabeça ou cervical,
lesões de tecidos moles e outros ferimentos22. Dados epidemiológicos sugerem
que, em menos de um ano após a queda o risco de o idoso ir a óbito é alto,
chegando a um percentual em torno de 57% para alguns casos clínicos, e
principalmente, quando este evento ocorre em adultos com idade superior a 75
anos23.
Para os idosos a preocupação e o medo de voltar a cair por meio
dos traumas psicossomáticos podem desencadear a chamada “síndrome pós-
queda”. Este medo pode manifestar o declínio na realização das atividades
25
básicas da vida diária e nas atividades instrumentais da vida diária, o que
compromete boa parte de sua capacidade funcional23. Além desses declínios, a
sensação de fragilidade e insegurança limita sua independência, que em longo
prazo, gera consequências não apenas aos idosos, mas também aos serviços
de saúde e a seus cuidadores e familiares que precisarão se mobilizar para o
tratamento e a recuperação do idoso24,25.
3.3 Avaliação do risco de queda
A importância de avaliar as quedas tornou-se um fator muito
relevante no contexto do envelhecimento, principalmente, se o idoso já vivenciou
algum episódio de queda nos últimos meses16. Uma queda recente ou outros
eventos nos últimos 12 meses, promove dificuldade na caminhada e também
perda do equilíbrio postural e isso são fatores importantes para quedas futuras8.
Em casos de recorrências de quedas, é recomendado um aprofundamento no
histórico médico e também nos riscos multifatoriais relacionados ao uso de
psicofármacos, distúrbios neurológicos, visão, entre outros26.
Devido à complexidade envolvida no fenômeno das quedas,
uma avaliação que contemple diferentes fatores poderia apresentar as
condições atuais do idoso e indicar se o mesmo apresenta vulnerabilidade ao
fenômeno indicado. Dessa maneira, diferentes questionários e bateria de testes
têm sido empregados na literatura para avaliação dos riscos de quedas como
escala de Downton entre outros27. A descrição da escala de Downton poderá ser
apreciada no capítulo do livro a seguir.
Vieira et al. (2016)8 em uma revisão recente da literatura
26
publicada num dos principais periódicos do mundo (BMJ) apresentou diferentes
métodos e estratégias que deverão ser analisados para os cuidados e atenção
com idosos no intuito de evitar quedas. O texto apresenta diferentes fatores
envolvidos nos riscos de quedas dentre eles se destaca a fragilidade no idoso
(diminuição de força muscular avaliada pela preensão palmar, menor que 10,4
kg de força para mulher e 14,5 para homem) e também a inabilidade de caminhar
uma distância maior de 350 metros durante um teste de caminhada de seis
minutos. Esses entre outros fatores devem ser avaliados e também
considerados para triar idosos, e estabelecer relações com o equilíbrio postural
e com os riscos de quedas.
3.4 Capacidade funcional e capacidade do exercício
O atual conceito de saúde não engloba somente a ausência de
doença, mas um estado de completo bem-estar físico, mental e social20. Nesse
contexto, a avaliação dos idosos, deve incluir não só o diagnóstico das moléstias,
mas também uma compreensão quanto aos aspectos físico/funcionais de
maneira ampla. A avaliação da capacidade funcional e do exercício torna-se,
portanto, importante para o acompanhamento do estado clínico-funcional dos
idosos28. O conceito de capacidade funcional do idoso representa o potencial
que os idosos apresentam para decidir e atuar em suas vidas de forma
independente, ou seja, é a ausência de dificuldades no desempenho de certos
gestos e de certas atividades da vida cotidiana20,28. Enquanto que a capacidade
de exercício pode ser definida como a quantidade máxima de esforço físico que
um indivíduo pode sustentar29.
O desempenho no exercício físico reflete uma resposta
27
coordenada de diferentes sistemas (cardiovasculares, pulmonares, neurais) que
juntamente com a ação dos músculos envolvidos apresentam a habilidade de
cada sistema na execução de determinado esforço29. Infelizmente com o
aumento da idade, existe um declínio importante da capacidade funcional, na
qual é preditora das incapacidades prolongadas30. Além do mais, a perda da
mobilidade no idoso é associada às disfunções musculoesqueléticas crônicas31.
Assim, diferentes métodos dentro dos programas de exercício
para idosos e/ ou reabilitação têm sido empregados para avaliar a capacidade
funcional de exercício em populações distintas32-34. Entre os testes de campo
propostos pela literatura, alguns têm se destacados nos últimos anos por
fornecerem medidas objetivas da capacidade do indivíduo e assim, auxiliar nas
tomadas de decisões clínicas quanto ao julgamento da melhora dos diferentes
tipos de intervenções usados na literatura para melhorar o desempenho motor.
Um método reconhecido por sua validade e confiabilidade dentro desses
requisitos é o teste de caminha de seis minutos (TC6) assim como o teste
incremental shuttle walk test (ISWT)34,35. O TC6 é simples, seguro e oferece uma
resposta global e integrada de todos os sistemas envolvidos durante o exercício
(entretanto, este teste não é capaz de diferenciar a função especifica de cada
sistema) baseado na distância percorrida em um corredor durante seis minutos
e é considerado como uma avaliação submáxima do exercício36 (ver figura 1).
Enquanto que o ISWT é considerado como uma ferramenta para avaliação da
capacidade máxima do exercício34.
De fato, métodos laboratoriais também podem ser empregados
para avaliação da capacidade de exercício como o teste de esforço
cardiopulmonar, porém, este teste requer equipamentos específicos para
28
monitorização e equipe especializada para avaliação o que pode tornar este
recurso caro e de difícil acesso37. A habilidade de caminhar uma distância é uma
forma fácil, barata e acessível para avaliar a capacidade física, apesar de alguns
estudos mostrarem que as melhorias na capacidade de exercício não refletem,
necessariamente, em aumentos nas atividades da vida diária em populações
especiais38 (pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica). Todavia,
estudos também demonstram que as aplicabilidades do TC6 podem apresentar
resultados clinicamente importantes, sendo que estes resultados dependem das
condições do sujeito avaliado (condição de saúde) e que tais melhoras podem
variar de 14 a 30 metros36,39.
É importante ressaltar que a capacidade de exercício pode estar
associada com outros componentes relacionada às capacidades físicas como o
equilíbrio por exemplo. A interação entre equilíbrio e capacidade funcional de
exercício (TC6 e ISWT) tem sido explorada em outros estudos40,41. Hayashi et
al.42 demonstraram que idosos com a capacidade do exercício preservada
mensurada pelo ISWT apresentam melhor controle postural avaliados pela
plataforma de força (Área-COP e velocidade) do que aqueles idosos
caracterizados com baixa capacidade de exercício. Assim, tal comparação ainda
se faz necessária para identificar se os mesmos resultados são encontrados
quando avaliado a capacidade submáxima do exercício por meio do TC6.
29
Figura 1. Ilustração do teste de caminhada de 6 minutos. Este teste deve ser
realizado sobre uma superfície plana e rígida com 30 metros ou mais de
comprimento e é delimitado por cones nas extremidades. Fonte: autor.
3.5. Controle Postural
O controle postural é um pré-requisito para manter uma
infinidade de posturas e atividades, tendo como principal função programar ou
restaurar um estado de equilíbrio. Na manutenção de uma postura específica
(sentado ou em pé), mesmo quando um indivíduo decide ficar na posição parada,
ele apresenta oscilações11. Em outras palavras, o modo de ficar na posição
vertical, faz com que os torques nas várias articulações do corpo seja aplicado e
ações multi-conjuntas e coordenadas acontecem de tal maneira que a posição
centro de massa do corpo é estabilizado contra a gravidade43. Dessa maneira,
30
devido as oscilações que acontecem neste mecanismo, o termo postura ereta
estática, embora muito utilizado, é tecnicamente impreciso, o termo mais
adequado seria postura ereta semi-estática, ou até mesmo postura ereta
quieta11.
O mecanismo de controle postural realiza a integração de vários
sistemas (visual, somato-sensorial e vestibular) que envolvem as diferentes
informações para manutenção da postura44. Os diferentes meios envolvidos
com o controle postural são conhecimentos como mecanismo de ajuste postural
antecipatório (feedforward) e o mecanismo de ajuste postural compensatório
(feedback)45. Sabe-se que esses são os dois mecanismos principais utilizados
pelo sistema nervoso central (SNC), a fim de lidar com as perturbações que
podem ser geradas internamente ou externamente46. O mecanismo de
feedforward ocorre quando a perturbação é causada pelos movimentos do
próprio indivíduo, ele gera ajustes para se contrapor aos efeitos mecânicos
esperados da perturbação, mantendo a estabilidade. Já o mecanismo de
feedback, é desencadeado quando ocorre perturbações do equilíbrio
decorrentes de forças externas inesperadas47.
Podemos encontrar na literatura, que os dois principais objetivos
comportamentais do sistema de controle postural são orientação e equilíbrio48.
A orientação postural se refere a capacidade de manter a relação apropriada
entre os segmentos do corpo e o ambiente. Envolve o controle ativo do
alinhamento do corpo e do tônus em relação à gravidade, superfície de apoio,
ambiente visual e referências internas49,50. Já o equilíbrio postural é referente à
coordenação das estratégias sensório-motoras para manter a posição do corpo
estável, referente ao centro de massa, dentro dos limites de estabilidade por
31
meio da inter-relação entre as forças que agem sobre o corpo, internas ou
externas, a gravidade, as acelerações inerciais e as respostas musculares51 e
será discutida no proximo tópico.
3.6 Equilíbrio Postural
O ato de manter o equilíbrio está vinculado a diferentes
atividades como andar, ficar em pé, sentar-se entre outros. O equilíbrio é um
termo muito utilizado por profissionais de saúde dentro de uma ampla variedade
de especialidades clínicas. A palavra “equilíbrio” é utilizada em associação com
termos como estabilidade e controle postural48. Na literatura, é possível
encontrar diferentes termos para explicar o mesmo assunto como: equilíbrio,
postura, equilíbrio postural, controle postural, centro de gravidade, centro de
massa, estabilidade. Entretanto, esses termos possuem suas próprias definições
como apresentado por alguns autores na literatura48,51,52:
Equilíbrio (Balance): termo genérico que descreve a dinâmica
da postura corporal em prevenir a queda. Está relacionada às forças inerciais
que agem sobre o corpo e as características inerciais sobre cada segmento
corporal;
Postura: descrição da orientação de qualquer segmento
corporal em relação ao vetor gravitacional. Sendo esta, uma média angular da
vertical;
Estabilidade humana: habilidade inerente de uma pessoa
manter, alcançar ou restaurar um estado específico de equilíbrio e não cair.
Habilidade inerente ao funcionamento do sistema sensório-motor e das
32
propriedades físicas do próprio indivíduo;
De fato, é importante ressaltar que não há ainda um consenso
absoluto na literatura sobre qual seria o melhor termo a ser utilizado. A escolha
de um termo em relação a outro dependerá sempre do objetivo da pesquisa e
das ferramentas de avaliação para quantificar os déficits de equilíbrio.
A manutenção do equilíbrio postural e o reconhecimento dos
limites de estabilidade envolvem a coordenação e a complexa interação de
estratégias sensório-motoras de ajuste postural, as quais estimulam
continuamente a correção do sistema muscular necessária para a manutenção
do equilíbrio53. Os ajustes posturais podem utilizar mecanismos para
manutenção da postura ereta tendo como principais estratégias utilizadas a:
tornozelo, quadril e passo54, essas estratégias podem usar utilizadas de acordo
com os limites de estabilidade55 (ver figura 2).
Figura 2. Limites de estabilidade. (A) Homem inclinando-se para frente, levando o centro de massa do corpo (COM) (ponto branco) em relação aos seus limites de estabilidade, representados como a área de um cone; (B) Mulher com déficits multissensoriais tenta inclinar para a frente sem mover o COM para a frente; (C) Mulher com déficits multissensoriais tenta inclinar para trás, mas logo dá um passo para aumentar a sua base de apoio. A projeção do COM corpo sobre a base de apoio do pé é indicado esquematicamente com a seta branca. Fonte: Horak et al. 200655.
33
3.7 Métodos de avaliação do equilíbrio
A avaliação do equilíbrio postural é importante para diferentes
populações (saudáveis ou patológicos) em crianças ou idosos e vários estudos
demonstram diversos meios de realizar tal procedimento56,57. O equilíbrio
postural é geralmente avaliado por meio de testes funcionais e/ou questionários
e escalas de medidas tais como Berg e Tinetti9,58. Algumas habilidades
funcionais representadas nos testes realizados associam-se com equilíbrio
postural na identificação de idosos frágeis e propensos à quedas59,60. O resultado
proposto por esses testes é que o pior desempenho na realização da tarefa
motora como: permanecer sobre apoio de um pé (apoio unipodal), sentar, andar
sem apoio, realizar um giro de 360 graus, levantar-se de uma cadeira representa
um alto risco à queda9,58. O benefício da avaliação funcional é a simplicidade e
o baixo custo do teste para revelar o desempenho físico do idoso. Por outro lado,
este modelo de avaliação não revela com precisão os mecanismos
neuromusculares e biomecânicos de ajustes posturais envolvidos no controle
postural61.
Outro método para avaliar o equilíbrio postural, porém de alta
tecnologia e alto custo, é por meio de uma plataforma de força que registra os
parâmetros estabilográficos oriundos das medidas do centro de pressão dos pés
(COP)62,63 (ver Figura 3). De acordo com Duarte et al.11, a estabilometria se
refere a medida da posição do COP durante a postura ereta, tendo em vista que
o corpo nunca está em uma condição de total equilíbrio, pois as forças que atuam
sobre ele são nulas apenas momentaneamente. Em geral, os parâmetros
fidedignos e sensíveis para detectar as diferenças no equilíbrio postural são a
34
área elipse de deslocamento do COP e a velocidade de oscilação do COP em
ambas as direções do movimento: ântero-posterior e médio-lateral13,62(Figura 2).
A explicação desses parâmetros e outros que são considerados como clássicos
e comumente encontrados na literatura podem ser consultados abaixo11,64,65:
a) Área de oscilação (Cm²): É a localização do ponto do vetor
da força vertical de reação do solo nas duas direções (AP e ML). Ela representa
a média ponderada de todas as pressões aplicadas sobre a superfície da área
em contato com o solo.
b) Amplitude de oscilação AP e ML (cm): representa a
distância entre o deslocamento máximo e mínimo do COP nas direções AP e
ML.
c) Frequência Média AP e ML (Hz): Determina o número de
oscilações em ambas direções.
d) Velocidade média AP e ML (cm/s): É uma Determinação de
quão rápido foram os deslocamentos do COP nas duas direções.
O benefício da utilização deste método e das variáveis é revelar
de forma direta os mecanismos biomecânicos e neuromusculares tais como a
força de reação do solo e os ajustamentos posturais em velocidade e frequência
de deslocamento do COP para manutenção do equilíbrio postural. Vale lembrar,
que o teste de apoio unipodal é um protocolo clínico frequentemente utilizado
para avaliar o equilíbrio em diferentes sujeitos, uma vez que esta postura desafia
a capacidade do sujeito em ajustar e controlar os mecanismos envolvidos para
manutenção do equilíbrio postural. Com isso, esse teste, vem sendo bastante
utilizado nas avaliações com a plataforma de força para quantificação dos
principais parâmetros de medida postural derivados das variaveis do COP62,66.
35
Dessa maneira, a proposta deste trabalho foi apresentar diferentes estudos
envolvendo o teste de apoio unipodal aliado com a plataforma de força.
Figura 3. Análise do equilíbrio postural por meio da plataforma de força. Sinais e
valores estabilográficos da Area do centro de pressao (COP) durante um teste
de equilíbrio unipodal. Fonte autor.
36
4 TRABALHO #1 (CAPITULO DE LIVRO)
Equilíbrio Postural e Risco de Quedas em Idosos Fisicamente
Independentes
Rubens Alexandre da Silva Jr; Márcio Rogério de Oliveira; Denílson de Castro
Teixeira; André Wilson de Oliveira Gil; Carlos Eduardo De Carvalho; Nuno de
Noronha da Costa Bispo.
Equilíbrio Humano e Seus Distúrbios: do Estilo de Vida à Reabilitação.
1ed.Londrina: UNOPAR, 2015, v. 1, p.23-35.
37
Resumo
As quedas são consideradas um grave problema de saúde pública. O objetivo
do presente estudo foi avaliar o equilíbrio postural por meio de uma plataforma
de força e verificar a ocorrência de quedas em idosos de ambos os gêneros. A
amostra total do projeto, Estudo sobre Envelhecimento e Longevidade (EELO),
foi constituída de 518 idosos fisicamente independentes, mas especificamente
para análise final de quedas, somente 359 participantes de ambos os gêneros
foram incluídos no estudo, enquanto 278 foram incorporados no tratamento
estatístico do equilíbrio postural conforme os critérios destacados no manuscrito.
Como instrumentos de medidas para a avaliação dos idosos, foram utilizados: 1)
plataforma de força para quantificar o equilíbrio postural por meio dos parâmetros
do centro de pressão, 2) Questionário da organização mundial da saúde (OMS)
para o estudo de quedas, 3) Escala de risco de quedas proposta por Downton,
e 4) Escala de eficácia de quedas. Os idosos, de ambos os gêneros, foram
alocados em três grupos conforme a faixa etária: 60-64 anos, 65-74 anos, e ≥75
anos. No que se refere o equilíbrio postural, diferenças significantes foram
encontradas entre os gêneros e a faixa etária de idade. Primeiramente, idosos
mais velhos (acima de 75 anos) apresentaram pior equilíbrio postural do que os
idosos mais jovens (entre 60 a 74 anos). Segundo, as mulheres apresentaram
melhor equilíbrio postural do que os homens (27,1%; P < 0,05), independente da
faixa etária. No que se refere aos riscos de quedas, a maioria dos idosos com 60
anos ou mais (76,1%) apresentaram uma ou mais quedas no último ano e
tiveram consequências limitantes fisicamente após este evento. Pode-se concluir
que o equilíbrio postural é prejudicado conforme o avanço da idade e que as
quedas é um fenômeno presente e marcante na vida dos idosos, independente
do gênero. Todavia, homens apresentaram pior equilíbrio do que as mulheres.
Palavras-chave: Envelhecimento. Quedas. Equilíbrio. Reabilitação.
a Universidade Norte do Paraná.
*E-mail: [email protected]
38
1 Introdução
O equilíbrio postural pode ser caracterizado pela habilidade de
manter o centro de massa corporal nos limites fisiológicos da base de
sustentação dos pés1. É um processo complexo que envolve ações coordenadas
dos componentes biomecânicos, sensoriais e neuromotores. A manutenção do
equilíbrio postural ocorre por meio da interação dinâmica dos sistemas
sensoriais tais como visão, vestibular e somatosensorial que detectam as
oscilações posturais do corpo e geram respostas compensatórias no sistema
muscular para as correções e ajustes necessários2. Os segmentos corporais são
mantidos em equilíbrio pela ação integrada de diferentes grupos musculares do
tronco e de membros inferiores que utilizam de suas estratégias
neuromusculares com base nas informações sensoriais oriundas desse sistema
integrado. Neste aspecto, a integridade do sistema neuromuscular e ósseo com
o avanço da idade é de suma importância para a preservação e manutenção do
equilíbrio. É importante ressaltar que um dos mecanismos atribuídos ao aumento
da incidência de quedas entre os idosos é um declínio na capacidade de detectar
e controlar a oscilação do corpo para manter o equilíbrio nos limites fisiológicos
de estabilidade2,3, o que leva então a caracterizar o idoso com maior instabilidade
postural e maior risco de sofrer quedas.
A maioria dos estudos define a queda usando uma combinação de
componentes topográficos, biomecânicos e comportamentais. A ocorrência da
queda é um evento não intencional, acidental, involuntário, repentino ou não
planejado onde o indivíduo se desloca a um nível inferior da posição inicial4. Este
evento é atribuído à interação entre os perigos ambientais e o aumento da
susceptibilidade individual dos efeitos acumulados da idade e da doença5,6, ou
39
seja, as quedas não são provocadas por um único fator de risco, e sim por vários
fatores associados, podendo ser intrínsecos e/ ou extrínsecos7,8. As pessoas
idosas com risco de quedas são caracterizadas por ainda não terem caído e
apresentam fatores de risco ou, são aquelas que têm um histórico de quedas
intermitentes ou recidivantes7-9.
Este fenômeno é de grande relevância, por ser considerado um
dos fatores determinantes no envelhecimento ativo das pessoas, uma vez que
as consequências deste evento nesta fase da vida costumam ser mais graves e
podem levar a morte10. As principais consequências das quedas que ocasionam
um maior impacto na saúde do idoso, são as lesões físicas, representadas pelas
fraturas e as complicações psicológicas, denominadas de síndrome do pós-
queda ou medo de cair6,10,11. Quando isto acontece, as pessoas idosas sofrem
maior incapacidade, período de internação mais longo, extensos períodos de
reabilitação, maior risco de dependência e de morte10,11. A taxa de mortalidade
por quedas aumenta drasticamente com a idade em ambos os sexos e em todos
os grupos raciais e étnico12.
Para reduzir a incidência de quedas, clínicos e pesquisadores
desenvolveram uma variedade de ferramentas para ajudar na identificação de
pessoas com maior risco de cair12. Contudo, ressalta-se a importância de avaliar
as pessoas idosas com a finalidade de implementar programas de prevenção de
quedas, eliminar os riscos nos ambientes frequentados pelas pessoas idosas e
oferecer informações sobre segurança9-10.
Alguns estudos apresentam que a quantificação do equilíbrio
postural durante a marcha auxilia no diagnóstico de idosos com maior risco de
sofrer quedas13,14. Além do mais, o declínio na mobilidade da marcha tais como
40
diminuição da velocidade dos passos diminui 2,4% ao ano após os 70 anos de
idade15. Por outro lado, essas informações precisam ser mais bem exploradas
no contexto de equilíbrio estático, visto que nem sempre as quedas ocorrem
durante a marcha, e em algumas situações no âmbito da residência. Um estudo
preciso e com uma amostra de caráter epidemiológico sobre o perfil do equilíbrio
postural e os possíveis riscos de quedas, certamente auxiliaria, os profissionais
de saúde nas tomadas de decisões clinicas quanto a avaliação e intervenção
físico-funcional em benefício da qualidade de vida da população acima de 60
anos16.
Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o equilíbrio postural
por meio de uma plataforma de força, método padrão-ouro de avaliação, e ainda
verificar a ocorrência de quedas por meio de questionários em idosos fisicamente
independentes, de ambos os gêneros, do município de Londrina, Paraná, Brasil.
Este estudo fez parte de um grande projeto de pesquisa, intitulado: Estudo
Epidemiológico dos fatores sócio demográficos e indicadores das condições de
saúde de idosos do município de Londrina-Pr. Este projeto foi posteriormente
denominado - Projeto EELO: Estudo sobre Envelhecimento e Longevidade, com
abordagens interdisciplinares, que teve como maior objetivo integrar uma grande
variedade de tópicos e avaliações de saúde e indicadores psicossociais, sócio
demográficos e econômicos, de modo a melhor compreender as condições de
vida e de saúde da população idosa assim como o processo de envelhecimento
da população de Londrina.
41
2 Desenvolvimento
2.1 Metodologia
O presente estudo foi delineado como um estudo (subprojeto) do
projeto maior intitulado EELO: http://www2.unopar.br/eelo/index.html, que
consistiu na avaliação de idosos fisicamente independentes da cidade de
Londrina-PR como já mencionado. Em 24 meses de coletas de dados, entre
2009 e 2011, foram avaliados 518 indivíduos acima de 60 anos, das cinco
regiões da área urbana de Londrina, através de sorteio sistemático aleatório. Um
prontuário com 14 questionários e um conjunto de 48 avaliações entre testes e
exames laboratoriais foram realizados, envolvendo as seguintes variáveis: perfil
sócio demográfico, capacidade cognitiva, qualidade de vida, função respiratória
e tabagismo, uso de medicamentos, prevalência de diabetes, dislipidemias,
síndrome metabólica, marcadores imunológicos de inflamação e disfunções
tireoidianas, condições de saúde bucal e disfunções temporomandibulares, perfil
genético-molecular, perda auditiva e vertigem, perfil nutricional, risco de quedas
e fatores associados, osteoporose, capacidades físicas e motoras e atividade
física da vida diária.
Foram envolvidos 17 docentes doutores, 10 mestres, 10 alunos de
mestrado dos cursos de Mestrado em Ciências da Reabilitação UEL/UNOPAR e
Mestrado em Odontologia da UNOPAR e 80 alunos de iniciação científica dos
cursos de Biomedicina, Educação Física, Enfermagem, Farmácia,
Fonoaudiologia, Fisioterapia, Nutrição, Odontologia e Psicologia, utilizando os
laboratórios ligados ao Centro de Pesquisa em Ciências da Saúde e clínicas do
42
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde da UNOPAR.
Para o presente estudo, somente os dados referentes ao equilíbrio
postural e quedas foram incorporados na análise conforme os resultados
compilados pelos pesquisadores principais desta temática. Sendo assim, o
estudo foi do tipo diagnóstico transversal, que contou com uma sub-amostra total
do EELO, de 359 idosos fisicamente independentes, de ambos os gêneros. O
estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética local (PP0070/09) e todos os
participantes assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido e foram
voluntários para realização estudo.
Os critérios de inclusão para o presente estudo de equilíbrio e
quedas foram: 1) ser idoso acima de 60 anos de idade; 2) ser fisicamente
independente (classificado no nível 3 ou 4 da escala de Status Funcional
proposta por Spirduso dentro projeto EELO; 3) ter bom estado cognitivo (>18)
conforme o questionário do mini exame do estado mental aplicado no projeto
EELO; e 4) aceitar voluntariamente participar do estudo. Os critérios de exclusão
foram: 1) apresentar qualquer tipo de distúrbio mental e físico que interferissem
no teste de equilíbrio; 2) ter sofrido algum tipo de cirurgia no aparelho locomotor
(ex: amputação, próteses); 3) ter alguma disfunção severa do sistema
musculoesquelético, respiratório e neurológico.
A coleta de dados referente aos testes de equilíbrio e os
questionários sobre quedas foram todas realizadas no mesmo dia durante os
dois anos total do projeto. O EELO teve encontros semanais ao longo dos anos,
durante três vezes por semana para realização de todas as coletas de dados;
sendo que um dos dias foi conduzido exclusivamente para o equilíbrio e as
entrevistas relacionadas ao tema “quedas”.
43
2.2 Instrumentos de medida
2.2.1Equilíbrio - Plataforma de força
Os testes de equilíbrio foram realizados em uma plataforma de
força BIOMEC400 (EMG System do Brasil, São José dos Campos, SP, Ltda.).
Os sinais da força de reação do solo da plataforma foram coletados em uma
amostragem de 100 Hz. Todos os sinais de força foram filtrados com um filtro de
segunda ordem Butterworth passa-baixa a 35 Hz. Os sinais foram, então,
convertidos por meio de uma análise estabilográfica, que foi compilada com as
rotinas do programa MATLAB (The Mathworks, Natick, MA) para extrair todos os
parâmetros de equilíbrio associados aos movimentos do Centro de pressão
(COP, ver Figura 1)17. Esses parâmetros foram caracterizados em tempo e
frequência de oscilação do COP: 1) área elipse de deslocamento do COP (A-
COP cm2), e 2) velocidade média de oscilação do COP (MVEL cm/s) nas
direções de movimento ântero-posterior (A/P) e médio-lateral (M/L). Todos esses
parâmetros foram considerados válidos e fidedignos para avaliação do equilíbrio
postural em idosos17.
2.2.2 Questionário da OMS para o estudo de quedas em pessoas idosas.
O questionário da OMS é uma ferramenta semiestruturada e
composta por três grupos de perguntas18. O primeiro grupo avalia a influência
dos fatores etiológicos intrínsecos relacionados à capacidade funcional na
realização das atividades básicas da vida diária, mobilidade funcional e as
44
doenças que acometem mais as pessoas idosas. O segundo grupo analisa
profundamente a ocorrência de quedas, desde o número de quedas, a síndrome
do pós-queda, a mecânica da queda envolvendo a atividade que o idoso
realizava no momento, os fatores extrínsecos relacionados ao ambiente e
vestimenta, o contato com o piso (tempo e consequências) e as consequências
da própria queda. Finalmente, o terceiro grupo investiga o contato com o sistema
de saúde após a queda, verificando neste momento como a pessoa idosa foi
socorrida e assistida.
2.2.3 Escala de risco de quedas de Downton
A escala de risco de quedas de Downton19, é uma ferramenta de
medida organizada de forma estruturada, que aborda os fatores propícios às
quedas, para identificar o risco de quedas nas pessoas idosas. Para isso, é
composta pelos seguintes elementos: história de quedas, o consumo de
medicamentos (tranquilizantes/sedantes, diuréticos, hipotensores não
diuréticos, antiparkinsonianos, antidepressivos e outros medicamentos),
alterações sensoriais (visuais e auditivas), alterações motoras em membros
inferiores, estado mental (orientado ou confuso) e a marcha (normal, segura com
ajuda, insegura com ou sem ajuda ou não realiza marcha). Para verificar o
estado mental, foram levantados os dados coletados pelo projeto temático, com
o Questionário do Mini Exame do Estado Mental20. Para indicar risco de quedas,
o participante apresentará uma pontuação >2, ou seja, tem que apresentar mais
de dois fatores de risco. Quanto maior for o número de fatores predisponentes
às quedas, maior o risco de cair.
45
2.2.4 Escala de eficácia de quedas
A escala de eficácia de quedas21 é caracterizada por ser uma
adaptação transcultural na versão brasileira denominada FES-I21. A escala é
estruturada em 16 perguntas, sobre a preocupação em cair durante a realização
de algumas atividades funcionais, tais como atividades básicas e instrumentais
da vida diária, atividades sociais. Algumas atividades citadas anteriormente são
realizadas com alterações no piso, oferecendo risco de quedas às pessoas
idosas. Cada item tem uma pontuação de 1 a 4, quanto menor a pontuação
menor é a preocupação em cair e a maior pontuação indica uma preocupação
maior em cair durante a realização dessas atividades.
2.3 Procedimentos
2.3.1 Protocolo de equilíbrio postural
Antes de iniciar os testes de equilíbrio, cada participante se
familiarizou com o protocolo experimental e equipamento. O teste de equilíbrio
foi realizado no Laboratório de Avaliação Funcional e Performance motora
humana (LAFUP, UNOPAR), que é propicio para tal procedimento, contendo boa
iluminação e pouco barulho externo que podem influenciar nas medidas de
equilíbrio.
O protocolo de equilíbrio consistiu em realizar três repetições de 30
segundos cada, em apoio unipodal (e.g. tarefa desafiadora), com o membro
inferior de preferência, sobre a plataforma de força (Figura 1)17. Um período de
46
descanso de aproximadamente 30 segundos entre cada repetição foi acordado.
Durante o teste de equilíbrio, os participantes foram instruídos a permanecer em
apoio unipodal, descalços, com os olhos abertos olhando para um alvo fixo
aproximadamente a 2,5 metros de distância na altura dos olhos, os braços
paralelos ao corpo e o membro inferior contralateral em flexão de
aproximadamente 90º. Para prevenir quedas durante o teste, um investigador
treinado permaneceu próximo do participante durante todo o procedimento
experimental para maior segurança.
Figura 1: Ilustração protocolo experimental sobre a plataforma de força
(BIOMEC400 – EMG System do Brasil) e parâmetros estabilográficos calculados
para quantificar o equilíbrio postural nas direções A/P e M/L por meio da
plataforma de força BIOMEC400. Fonte: O autor.
47
2.3.2 Aplicação dos questionários de quedas
Antes do início das entrevistas, os avaliadores treinados
informaram os participantes sobre o conteúdo de cada questionário. Em seguida,
as entrevistas foram realizadas num ambiente tranquilo durante um tempo médio
de 30 a 45 minutos para aplicação de todos os questionários sobre quedas
citados anteriormente.
2.3.3 Análise dos dados
Dos 518 idosos participantes do projeto EELO, apenas 359 idosos
participaram da análise de equilíbrio e quedas. No que concerne o equilíbrio, a
seleção de uma menor amostra foi caracterizada pelos seguintes critérios: 1)
indisponibilidade do equipamento durante as primeiras avaliações no projeto; 2)
exclusão de participantes portadores de doenças ortopédicas, neurológicas,
sistêmicas e vasculares graves que comprometessem a realização do teste em
apoio unipodal; 3) cirurgias no aparelho locomotor (critério de exclusão); 4)
incapacidade de compreender o protocolo experimental e realizar o teste; 6)
medo de cair durante o teste.
Em seguida, após tratamento dos sinais de força da plataforma,
incluindo o processo de filtro e verificação dos outliers (valores atípicos sobre os
dados da plataforma), somente 278 participantes dos 359 foram incluídos nas
análises estatísticas, o qual foi possível na conformidade da normalidade da
distribuição dos dados verificada pelo teste Shapiro Wilk. Sendo assim, os dados
foram apresentados de forma descritiva pela média e desvio padrão (DP). Dos
48
278 participantes, 68% eram do gênero feminino e 32% masculino. Os
participantes foram estratificados em três grupos conforme a faixa etária de
idade: 1) entre 60-64 anos (homens = 17 e mulheres = 66); 2) 65-74 anos
(homens = 54 e mulheres = 97); 3) maior ou igual a 75 anos (homens = 16 e
mulheres = 28). Os efeitos da faixa etária acima como do gênero (masculino e
feminino) foram comparados por meio de uma análise de variância de medidas
repetidas (ANOVA Two- way: Idade e Gênero) em cada parâmetro de equilíbrio.
Este procedimento permitiu verificar em uma única análise as diferenças entre
as idades estabelecidas e os gêneros, com o mesmo intervalo de confiança de
95% de forma a evitar os erros do tipo I. As analises estatísticas foram realizadas
por meio do programa SPSS, v.20, com a significância adotada de 95% (P <
0,05).
Para os dados de quedas, foi realizada uma análise descritiva dos
dados incluindo o total de 359 participantes (sem exclusão atípica), considerando
o gênero e faixa etária na mesma repartição que os dados de equilíbrio (60-64
anos; 65-74 e acima de 75 anos). Os resultados foram apresentados por meio
da média, frequência absoluta e relativa.
2.4 Resultados
O Quadro 1 apresenta os resultados de equilíbrio postural com as
comparações entre os três grupos de faixa etária e os dois gêneros. Conforme
os resultados da ANOVA de medidas repetidas, o efeito da interação entre idade
e gênero não foi significante (P > 0,05). Em relação ao efeito da idade, somente
o parâmetro MVEL A/P (velocidade de oscilação do COP) foi sensível para
49
detectar as diferenças entre as faixas etárias de idade (P < 0,05). O grupo de
idosos mais velhos (≥ 75 anos) apresentou maior instabilidade postural (pior
equilíbrio) do que os demais grupos etários (60-64 e 65-74 anos), independente
do gênero.
Quadro 1: Resultados da comparação da faixa etária de idade e gênero para as
principais variáveis de equilíbrio
Faixa etária ANOVA (valores de P)
Variáveis Gênero 60-64 65-74 ≥75 Gênero Idade Interação
A-COP (cm²) M 16.9
(12.1)
17.3
(11.1)
16.8 (7.2) 0.033 0.500 0.464
F 11.7 (7.9) 13.9 (8.5) 16.3
(11.2)
MVEL A/P(cm/s) M 4.9 (1.9) 5.0 (1.8) 5.9 (2.8) 0.000 0.001 0.672
F 3.1 (1.2) 3.6 (1.5) 4.3 (2.9)
MVEL M/L(cm/s) M 4.7 (0.5) 4.8 (1.5) 5.0 (1.7) 0.000 0.178 0.643
F 3.6 (1.3) 4.5 (1.4) 4.4 (1.4)
Valores apresentados em média e desvio padrão em parênteses. Variáveis: área elipse do COP
(A-COP cm2), velocidade média de oscilação do COP (MVEL cm/s) nas direções de movimento
ântero-posterior (A/P) e médio-lateral (M/L). M=masculino; F=feminino. Diferenças significantes
são apresentadas (P < 0.05). Fonte: Dados da pesquisa.
Em relação à comparação entre os gêneros, diferenças significantes
foram encontradas entre os homens e as mulheres para todos os parâmetros de
equilíbrio. Idosos do gênero masculino apresentaram maior oscilação postural
(pior equilíbrio) do que as mulheres idosas.
Para análise dos riscos de quedas, segue abaixo a Figura 2 utilizada para
representar a população analisada do estudo conforme o histórico de quedas e
suas consequências.
50
Figura 2: Fluxograma representando a seleção de amostra para a realização da
avaliação das quedas em pessoas idosas.
Fonte: Dados da pesquisa.
No Quadro 2, nota-se que nos itens avaliados, a maioria dos idosos com 60
anos ou mais, apresentou uma ou mais quedas no último ano, risco de cair, medo
de cair e teve consequências limitantes fisicamente após a queda. Todos esses
eventos são mais evidentes na faixa etária relacionada aos 65 a 74 anos.
Quadro 2: Distribuição dos idosos conforme a avaliação das quedas e a faixa etária.
Faixa etária
60 a 64 65 a 74 75 e + Total
N % N % N % N %
Quedas
Caíram 72 80.0 154 79.4 49 72.1 275 78.1
Não caíram 18 20.0 40 20.6 19 27.9 77 21.9
Total 90 100.0 194 100.0 68 100.0 352 100.0
Quedas no último ano
Caíram 70 77.8 152 78.4 48 70.6 270 76.1
Não caíram 20 22.2 42 21.6 20 29.4 82 23.9
Total 90 100.0 194 100.0 68 100.0 352 100.0
Risco de quedas
Com risco 65 73.9 152 80.4 54 80.6 271 78.8
Sem risco 23 26.1 37 19.6 3 19.4 73 1.2
51
O Quadro 3, constata-se que os idosos do gênero feminino caíram
mais, apesar do melhor equilíbrio, apresentaram também uma ou mais quedas
no último ano, tiveram maior risco de cair, apresentaram medo de cair e
consequências após a queda, principalmente lesões superficiais. Por outro lado,
alguns idosos do gênero masculino apresentaram mais fraturas.
Quadro 3: Distribuição dos idosos conforme a avaliação das quedas e o gênero.
Gênero
Feminino Masculino Total
N % N % N %
Quedas
Caíram 203 84.2 72 64.9 275 78.1
Não caíram 38 15.8 39 35.1 77 21.9
Total 241 100.0 111 100.0 352 100.0
Quedas no último ano
Caíram 201 83.4 69 62.2 270 76.7
Não caíram 40 16.6 42 37.8 82 23.3
Total 241 100.0 111 100.0 352 100.0
Risco de quedas
Com risco 197 83.5 74 68.5 271 78.8
Sem risco 39 16.5 34 31.5 73 21.2
Total 236 100.0 108 100.0 344 100.0
Total 88 100.0 189 100.0 67 100.0 344 100.0
Medo de cair
Com medo 53 75.7 105 76.6 38 70.4 196 75.1
Sem medo 16 22.9 30 21.9 15 27.8 61 23.4
Não sabe 1 1.4 2 1.5 1 1.9 4 1.5
Total 70 100.0 137 100.0 54 100.0 261 100.0
Consequências das quedas
Fraturas 6 8.6 19 12.4 8 16.3 33 12.1
Lesões superficiais 40 57.1 77 50.3 21 42.9 138 50.7
Traumatismo de crânio 0 0.0 1 0.7 0 0.0 1 0.4
Outras 6 8.6 11 7.2 4 7.4 21 7.7
Nenhuma 18 25.7 45 29.4 16 32.7 79 29.0
Total 70 100.0 153 100.0 49 100.0 272 100.0
52
Medo de cair
Com medo 140 77.9 56 70.0 196 75.1
Sem medo 40 20.6 21 26.3 61 23.4
Não responderam 1 1.5 3 3.8 4 1.5
Total 181 100.0 80 100.0 261 100.0
Consequências das quedas
Fraturas 20 9.9 13 18.6 33 12.3
Lesões superficiais 114 56.4 24 34.3 135 50.2
Traumatismo de crânio 1 0.5 0 0.0 1 0.4
Outras 13 6.4 8 11.4 21 7.8
Nenhuma 54 26.7 25 35.7 79 29.4
Total 202 100.0 70 100.0 272 100.0
Fonte: dados da pesquisa.
3. Conclusão
Os principais resultados encontrados por meio dos parâmetros de
equilíbrio investigados no presente estudo foram: 1) Idosos acima de 75 anos
possuem pior equilíbrio postural do que aqueles com menor idade; e 2) Idosas
têm melhor equilíbrio do que os homens idosos, independentemente da idade.
A presente pesquisa também observou que, independente do bom
equilíbrio em relação ao homem idoso, as mulheres caíram mais e tiveram
consequências após as quedas, principalmente lesões superficiais. Por outro
lado, segundo os dados apresentados, constatou-se também que a maioria das
idosas já caíram, bem como as quedas ocorridas no último ano, foram
significativas.
Os resultados do presente estudo têm implicações importantes a
nível nacional por se tratar do primeiro estudo com tamanho amostral
epidemiológico quanto às medidas de equilíbrio postural. Sendo assim, o
presente estudo aponta para o desenvolvimento de estratégias para os
programas de prevenção em quedas, por meio de exercícios de equilíbrio e
53
orientações quanto aos riscos de quedas, visando compreender todos os fatores
envolvidos na saúde do idoso. Essas ações poderão auxiliar na melhora da
qualidade de vida da população idosa.
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56
5. TRABALHO #2 (ARTIGO 1)
Elderly individuals with increased risk of falls show postural
balance impairment
Idosos com maior risco de quedas apresentam déficit de equilíbrio
postural
MÁRCIO ROGÉRIO DE OLIVEIRA [b], THIAGO TADASHI INOKUTI [a], NUNO
NORONHA DA COSTA BISPO [b], DEISE APARECIDA DE ALMEIDA PIRES
OLIVEIRA[b], RODRIGO FRANCO DE OLIVEIRA [b], RUBENS ALEXANDRE
DA SILVA JR. [b]*
[a] Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, PR, Brazil
[b] Universidade Norte do Paraná (Unopar), Londrina, PR, Brazil
ISSN 0103-5150
Fisioter. Mov., Curitiba, v. 28, n. 2, p. 269-276, Apr./June 2015
DOI: http://dx.doi.org.10.1590/0103-5150.028.002.AO07
57
Abstract
Introduction: Falls are a serious public health problem. Objective: The aim of this
study was to evaluate whether elderly individuals with increased risk of falls have
a postural balance deficit, evaluated using a force platform during a one-leg
stance. Materials and methods: The sample consisted of 94 physically
independent elderly individuals from the EELO project. The instruments used
were the Downton scale, in order to assess the risk as well as the history of falls,
and the force platform to measure postural balance through parameters from the
center of pressure (COP). Results: Elderly individuals were split into two groups
according to the score observed with the Downton scale: G1 — low fall risk (score
≤ 2) — and G2 — high fall risk (score > 2). No differences were observed between
the groups concerning gender (P > 0.05, Chi Square test). On the other hand,
individuals from G2 showed postural instability when compared to individuals
from G1, and individuals from G2 showed higher values in all COP parameters
analyzed (Mann- Whitney test, P < 0.05). Conclusion: It can be concluded that
the Downton scale has sensitivity for identifying individuals with balance
impairment as well as a risk of falls. Therefore, it may be suggested that this scale
may be useful in primary health care for detecting falls in the elderly.
Keywords: Aging. Accidental falls. Postural balance. Rehabilitation.
58
Resumo
Introdução: As quedas são um grave problema de saúde pública. Objetivo: O
objetivo do presente estudo foi avaliar se idosos com maior risco de quedas
possuem déficit de equilíbrio postural, quantificado por meio de uma plataforma
de força durante o teste de apoio unipodal. Materiais e métodos: A amostra foi
constituída por 94 idosos fisicamente independentes integrantes do projeto
EELO. Como instrumentos de medidas para a avaliação, foram utilizados a
Escala de Downton, para determinar os riscos, e históricos de quedas e a
plataforma de força, para quantificar o equilíbrio postural por meio dos
parâmetros do centro de pressão (COP). Resultados: Os idosos foram alocados
em dois grupos conforme o escore da Escala de Downton: G1 — baixo risco de
quedas (escore ≤ 2) — e G2 — alto risco de quedas (escore > 2). Não foram
observadas diferenças entre os grupos quanto ao gênero (P > 0,05, teste do Qui
Quadrado). Por outro lado, foi observado que indivíduos do grupo G2
apresentam maior instabilidade postural em comparação aos do grupo G1, por
apresentar valores aumentados de todos os parâmetros do COP (Teste de
Mann-Whitney, P < 0,05). Conclusão: Pode-se concluir que a escala de Downton
apresenta sensibilidade para discriminar indivíduos com déficit de equilíbrio e
risco aumentado para quedas. Desta forma, pode-se sugerir que esta escala
poderia ser adotada na atenção primária à saúde e nos programas preventivos
de detecção de quedas em idosos.
Palavras-chave: Envelhecimento. Acidentes por quedas. Equilíbrio postural.
Reabilitação.
59
Introduction
In Brazil, the rate of growth of the elderly population has been
systematic and consistent. According to the Research National by Sample of
Households, the country has a population of about 21 million people 60 years or
older. In the period 1999-2009, the relative number of elderly increased from
9.1% to 11.3%, occupying a significant proportion of Brazilian society (1). The
relatively higher growth of the elderly population is the result of the high rate of
fertility prevalent in the past compared to the present, and the reduction of
morbidity and mortality. While the aging population means a changing age
structure, an aging individual goes through a dynamic process that begins at birth
and presents new needs for attention in public health care (2).
The growing number of elderly people in Brazil is a phenomenon
that is also present in the city of Londrina, in which the elderly population
increased from 3.41% in 1960 to 7.32% in 1991 and to 12.72% in 2010 (greater
than the national average set at 11%) (1). This tendency presents a worrying
feature, which can be seen by the absence of a real improvement in living
conditions for a large portion of these individuals. Moreover, contrary to what
happened in developed countries, the greater elderly population happened
rapidly in Brazil (1,3).
With increased longevity, the individual goes through biological
and neuromuscular changes that are reflected in their physical and mental health,
especially in the increased fragility and higher prevalence of chronic degenerative
diseases. One consequence of this stage of life is a reduction of muscle mass,
muscle movements, motor coordination and balance. This is reflected in the
decline of neuromotor functions, in addition to poor physical fitness in the elderly
60
(4). These neuromuscular and balance alterations are risk factors for the
occurrence of falls in the elderly. Fall events are common in the elderly, which
contributes to increased morbidity and mortality as well as social isolation and
decreased quality of life in this population (5)
The main risk factors associated with falls are postural instability,
the environment, disturbances and the use of drugs (6). Thus, falls could be due
to extrinsic and intrinsic factors. Extrinsic factors are related to environmental
issues such as soil type and ambient lighting. On the other hand, the intrinsic
factors are physiological changes related to aging, and the presence of
comorbidities or medication use, which can cause postural imbalance (6-7).
The maintenance of balance is promoted by the postural control
system, considered to be a multifaceted interaction of the SNC and
somatosensory, vestibular and visual functions (7). Unfortunately, with advancing
age, the process of postural control can deteriorate due to biomechanical and
neuromuscular changes resulting from aging. Few studies involving patients at
high risk of falls and measures of postural balance with a force platform have
been objects of investigation in the literature.
The evaluation of elderly subjects with and without risk of falls,
characterizing them by balance measures, is necessary for specifically
determining the best measures to prevent falls and the risk of morbidity and
mortality among the elderly. Thus, the aim of this study was to evaluate whether
elderly with increased risk of falls have also an increased postural balance deficit
quantified by means of a force platform during a one-leg stance balance test and
to verify the relationship between the balance variables of the force platform and
the score of a falls questionnaire.
61
Methods
This was a cross-sectional study. The sample of this research
was selected by convenience from an interdisciplinary project called the EELO
project (Study on Aging and Longevity), which was developed at the University
of Northern Paraná (UNOPAR), after approval by the Research Ethics Committee
of that institution (# PP0070 / 09). Additional information is available at:
http://www2.unopar.br/sites/eelo/.
Ninety-four elderly subjects were recruited voluntarily and
randomly via registration in the Family Health Program (FHP) in the city of
Londrina-PR. Inclusion criteria were: 1) elderly (over 60 years old); 2) physically
independent, classified at levels 3 and 4 of the Functional Status scale proposed
by Spirduso (8) and 3) in agreement to participate voluntarily in the study.
Exclusion criteria were: 1) presenting any kind of mental or physical illness that
would interfere in the tests during the evaluation. For the balance measures in
particular, the exclusion criteria were: 1) having suffered some type of surgery of
the locomotor system; 2) having severe disorders of the musculoskeletal system
(paresis or plegia, for example); 3) difficulty in maintaining a one-leg stance (one
foot); 4) lacking good cognitive status evaluated by the mini-mental state
examination - mini mental (good score> 17) (9).
The participants answered a questionnaire on the risk of falls
proposed by Downton (10) through a structured interview. The questionnaire
aims to identify the factors that predispose to falls in the elderly, considering
history of falls, medication use, sensory changes (visual and auditory), motor
disorders in lower limbs, mental confusion, and gait disturbance. Each item
displayed in the scale corresponds to a point, the higher the score, the greater
62
the risk of falls. Individuals with higher scores on two points are identified as
individuals at high risk of falls. After evaluating the risks of falls, subjects were
divided into two groups: G1 Control group: low risk of falls, and G2 group: high
risk of falls.
The postural balance was quantified using the BIOMEC400 force
platform (Figure 1), developed in Brazil by EMG System of Brazil Ltda. (SP). The
platform is able to quantify the distribution of vertical force on 4 points for analysis
of postural balance. The platform signs of reaction, after filtered, are analyzed by
Matlab routines program with the system software itself, which extracts the main
parameters of postural balance: pressure center displacement area (COP),
average frequency and average speed postural sway of the COP in both
directions of movement (anteroposterior: A/P and mediolateral: M/L). Both
evaluations, the falls questionnaire and balance, were performed on the same
day when the elderly individuals visited the institution, and all experimental
procedures were performed by the same raters (11).
The elderly were familiarized with the equipment and the
experimental protocol. The balance test occurred in a suitable environment, with
individuals instructed to remain in a one-leg stance condition (lower limb
preferably) on the force platform, with bare feet, arms loose and relaxed beside
the body and the head positioned horizontally with respect to the ground. The test
was performed using the experimental protocol, eyes open, requesting that
individuals observe a target (black cross = 14.5 cm height x 14.5 cm wide x 4 cm
thick) wall mounted at eye level and 2m away. Three trials of 30 seconds with 30
seconds rest were performed. The average of the three measurements was used
for analysis (12)
63
Statistical analyses were performed using the Statistical
Package for Social Sciences (SPSS) version 20.0, using 5% significance (P
<0.05). The distribution of the data was verified by Shapiro-Wilk test. Since the
force plate data were not normally distributed, they are presented by median and
interquartile range.
Student's t test for independent samples was used to compare
anthropometric variables of the two groups (G1 and G2). We used the Mann-
Whitney test to compare the groups in relation to the rest of the variables. Finally,
Spearman correlations were performed between the two variables (platform and
questionnaire).
Results
Of the ninety-four elderly subjects, 34 (36.17%) were male, and
of these, 21 were in the low risk of falls group (G1) and 13 were in the high risk
of falls group (G2). No differences were observed between the groups regarding
gender distribution (chi square, P = 0.08).
Ages ranged from 60-84 years old. The average in G1 was 68
years old and in G2 was 69 years old, with no significant difference between
them. Also, no significant difference between groups was found for weight
variables, height and BMI according to Student's t test for independent samples
(P> 0.05). The descriptive data of the groups regarding the distribution by gender,
age and anthropometric characteristics are presented in Table 1.
Regarding postural balance, significant differences (P <0.05)
were found between the groups (G1 and G2) for all parameters of the force
platform, as shown in Table 2. In general, G2, considered the group most at risk
64
of falls, also showed greater postural instability during the one-leg stance balance
test, compared to the group with a lower risk of falls (G1), as presented in Table
2.
The results of rho correlations ranged from 0.17 to 0.29,
suggesting a weak relationship between the measures. In general, as the values
for the history of falls increased the A-COP values also increased in the same
direction, suggesting postural instability. Specifically, the correlations of the
platform variables with the score for risk of falls were: A-COP 0.22 (p = 0.006 *),
VEL-AP 0.19 (p = 0.068), VEL-ML 0.29 (p = 0.005*), FM-AP 0.21 (p = 0.041 *),
and FM-ML of 0.17 (p = 0.102).
Discussion
Based on the results of this study, the group with an increased
risk of falls (G2) showed a higher deficit of postural balance, quantified by the
force platform in a one-leg stance. Note that currently, the force platform is
considered the gold standard for analysis of postural balance disorders through
valid and reliable parameter estabilographic measures, such as the frequency
and COP displacement speed (12- 13).
Some studies have been performed to differentiate postural
balance and risk of falls in the elderly, but for the majority the assessment of
postural stability is made by a supporting bipedal test (14). Although interesting
as a task, the bipedal support does not reflect all the difficulties of the postural
control system for maintaining proper posture balance as performed in a one-leg
stance condition, which may be similar to some tasks of daily living (climbing
stairs, stages of travel) when the transition from a double support to only one leg
65
is realized. It should be noted that the assessment of single leg support applied
in this study to be more predictive of falls has applicability in the evaluation
process and for intervention with physically independent elderly in rehabilitation
programs for improving their balance and neuromuscular function (15).
The elderly in this study were characterized by high and low risk
of falls using the Downton scale (10). This scale is useful because the items
report aspects of previous falls, drugs, sensory and motor deficits, mental state
and gait. All these factors are associated with the daily reality of the elderly
population. Interestingly, the content of the scale can reveal a health problem,
with physical and functional consequences for the elderly. The scale is sensitive
to the main factor for falls in the elderly, postural imbalance. The results of this
study support the hypothesis that the elderly with a high risk of falls also have
greater postural instability.
Rosendahletal et al. (16) and Bugdayci et al. (17) showed the
importance of evaluations with the Downton scale (10) for predicting patients with
risk of falls and thus outlined a treatment plan for them, aimed at preventing falls
for this study population. Vellas et al. (18) highlighted among self-reported
variables the history of falls in the previous year (RR = 1.860 95% CI 1.519 to
2.276) as one of the determining variables for predicting recurrence of falls in the
elderly. The experience of a previous fall with serious consequence such as a
fracture, seems make the elderly more vulnerable to new episodes.
According to Rebelatto et al. (19), environmental risk can also be
another determining factor for falls in the elderly, for example, slippery surfaces,
no handrails, shelves very high, very high bus steps, among others. On the other
hand, many elderly people suffer falls through use of medications, since many
66
drugs, such as psychotropic drugs (antidepressants, antipsychotics, anxiolytics,
anticonvulsants and mood stabilizers), can cause a balance deficit, increasing
the risk of falls. There are reports that drugs can reduce supplementary motor
area activity, which plays an important role in motion planning, especially in tasks
involving motor coordination (20). Thus, although the use of medications may
influence the incidence of falls, this variable is already considered in the range of
the Downton questionnaire and therefore does not represent a limitation.
Sensory and cognitive aspects in postural control depend on a
complex interaction between the neural and musculoskeletal system (21). The
nervous system uses sensory information in the development of motor
commands to regain balance. These commands are modulated by sensory
characteristics and also by mechanisms related to attention, experience and
context. The success of postural control depends on the flexibility and adaptation
of sensory organization and neuromuscular strategy feedback and/or maintaining
balance with feed-forward. The elderly have a decrease in proprioceptive acuity
and physical abilities, which contributes to postural instability and the occurrence
of falls (22).
Cognitive ability, as well as the delay of sensory and motor
responses, may also influence balance (23-24). In addition, the decrease in
muscle mass and strength are important aspects that lead to a reduction in the
ability to promote joint torque of the muscles involved in carrying out tasks such
as: elevating from a chair, climbing stairs and maintaining balance while avoiding
obstacles. In this context, these changes, in addition to causing more
dependence for the individual, can facilitate falls. It is noteworthy that falls can
happen due to bone and / or muscle weakness, or by a "sudden illness", or "drop
67
attack" (25-26). It generally occurs during normal activities, such as walking or
changing position.
The difficulties in neuromuscular responses of the elderly found
in the present study were indicated by the force platform parameters. These
parameters characterize the necessary postural adjustments in strength and
proprioceptive reflex response to maintain a proper posture balance (27). The
present study showed that individuals predisposed to suffer falls or to have
repeated falls in the future have higher values compared to the control group
characterized by lower risk of falls. In addition, the data from this study reinforce
the contribution of the Downton scale to assessing the risk of falls when there is
an absence of high-tech equipment for discrimination of individuals at risk of
falling. The scale was sensitive for discriminating the two groups (higher and
lower risk) allowing evidence that those most susceptible to falls also had high
values for all the force platform parameters associated with the COP for balance
analysis. The literature also shows similar results to those found in the present
study, indicating that the balance test is multifaceted and each evaluation has its
particularity (28-30).
Finally, it should be noted that the results of this study cannot be
generalized to all elderly, those with or without musculoskeletal diseases and
other chronic problems that come with age. Only COP parameters were
measured and only one experimental condition of balance, so one cannot
generalize to other functional tasks of balance and other decisive actions with
neuromuscular deficits.
68
Conclusion
This study showed that the Downton scale is sensitive for
detecting individuals who potentially would suffer falls or have recurring falls,
since the group of elderly patients with increased risk of falls also showed greater
postural instability, as certified by all balance parameters of the force platform.
However, the correlations between variables were weak. The findings of this
study have implications for public health, since this scale could be adopted in
primary health care in order to predict the risk of falls in the elderly.
Acknowledgement
We thank the National Foundation for the Development of Private Higher
Education (FUNADESP, Brazil) for financial support with scholarships and
research incentives.
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72
Figure 1. Postural balance assessment in one-leg stance condition on the force
platform.
73
Table 1 - Distribution of gender, age and anthropometric characteristics
(weight, height and body mass index) in the study groups (G1: without risk and
G2: the risk of falls)
Variables G1 G2
Mean (SD) Mean (SD) p
Sex (n) M= (21)/F= (26) M= (13)/F= (34) 0.080
Age 68 (5) 69 (6) 0.271
Weight 66 (14) 67 (13) 0.804
Height 1.58 (0.10) 1.55 (0.08) 0.109
BMI 26 (4) 27 (4) 0.175
Note: Mean values with Standard Deviation in parenthesis (SD). n = number of subjects; M= male; F= female. BMI = body mass index. Significant differences p < 0.05.
Table 2 - Comparison between groups of postural balance measures through
force platform.
Variables G1 G2
Median [1stQ–3rdQ] Median [1stQ–3rdQ] p
A-COP (cm²) 10.01 [6.3–34.9] 16.21 [21.01– 96.01] 0.007*
Velocity AP (cm/s) 3.69 [1.66– 9.14] 4.17 [2.97–15.61] 0.006*
Velocity ML (cm/s) 3.92 [1.2–4.19] 4.77 [2.44–7.79] 0.005*
Frequency AP (Hz) 0.88 [0.31–2.11] 1.03 [0.63–2.41] 0.042*
Frequency ML (Hz) 1.06 [0.35–2.1] 1.15 [0.74–2.33] 0.005*
Note: Data presented in median and interquartile range [25 – 75]. G1 = without risk of falls (< 2); G2 = with risk of falls (> 2); AP = Antero Posterior; ML= Medio Lateral. *Significant differences P < 0.05. Mann-Whitney test.
74
6. TRABALHO #3 (ARTIGO 2)
Can functional exercise capacity discriminate older
individuals with poor postural control?
Márcio R. Oliveira
Laís S. Vidotto
André W. Gil
Myriam Fernanda Merli
Vanessa S. Probst
Rubens A. da Silva
Universidade Norte do Paraná
Corresponding author
Rubens A. da Silva, Ph.D.
Laboratory of functional evaluation and human motor performance (LAFUP)
Universidade Norte do Paraná (UNOPAR)
675 Paris Av, Londrina-PR, Brazil, CEP 86041-120.
Tel: 011 55 (43) 3371-7700 #7990 | Fax: 011 55 (43) 3371-7721
Email: [email protected]; [email protected]
Motriz, Rio Claro, v.21 n.3, p.250-255, July/Sept. 2015
DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1980-65742015000300005
75
Abstract––Postural instability can be related to functional limitations as a result
of the aging process. This study aimed to compare functional exercise capacity
and postural control in older adults. Participants were allocated into three groups
according to their functional exercise capacity based on the six minute walking
test (6MWT): 1) Low performance group (LP: distance walked ≤ 80% of the
predicted value n = 19), 2) Normal performance group (NP: distance walked 81-
100% of the predicted value n = 21) and, 3) High performance group (HP:
distance walked >100% of the predicted value n = 23). All groups performed three
trials of a one-leg stance for 30s on a force platform. LP showed worse postural
control in comparison to NP and HP, and significant differences (p < .05) were
found between groups for area, velocity antero-posterior of center of pressure
and time limit variables during the one-leg stance task. These results have
implications for rehabilitation management with regard to exercise, balance
assessment and intervention in older adults.
Keywords: postural control, exercise, performance, aging
Resumo––“A capacidade funcional de exercício pode discriminar idosos com
pior controle postural?” Instabilidade postural pode estar relacionada com as
limitações funcionais, como um resultado do processo de envelhecimento. Este
estudo teve como objetivo comparar a capacidade funcional de exercício e o
controle postural em indivíduos idosos. Os participantes foram separados em
três grupos de acordo com sua capacidade funcional de exercício baseada no
teste de caminhada de seis minutos (TC6min): 1) grupo baixo desempenho (BD:
distância caminhada ≤ 80% do valor predito n = 19), 2) grupo normal
desempenho (ND : distância caminhada 81-100% do valor predito n = 21) e, 3)
grupo alto desempenho (AD: distância caminhada >100% do valor predito n =
23). Todos os grupos realizaram três testes com apoio unipodal permanecendo
por 30s sobre a plataforma de força. BD apresentou pior equilíbrio postural em
comparação com ND e AD; com diferenças significativas (p < 0,05) encontradas
entre os grupos para os parâmetros de área e velocidade antero-posterior do
centro de pressão e a variável tempo-limite durante a posição unipodal. Estes
resultados têm implicações para estratégias de reabilitação no que diz respeito
ao exercício, avaliação do equilíbrio e intervenção em idosos.
Palavras-chave: controle postural, exercício, desempenho, envelhecimento
76
Resumen––“La capacidad funcional de ejercicio puede discriminar ancianos con
mal control postural?” Inestabilidad postural puede estar relacionada con las
limitaciones funcionales como resultado del proceso de envejecimiento. Este
estudio tuvo como objetivo evaluar la comparación entre la capacidad funcional
del ejercicio en el control postural de las personas de edad avanzada. Los
participantes fueron divididos en tres grupos de acuerdo a su capacidad de
ejercicio funcional basado en la Prueba de Caminada de seis minutos (PC6M):
1) grupo Bajo Rendimiento (BR: distancia recorrida ≤ 80% del valor predijo, n =
19), 2) grupo Normal Rendimiento (NR: distancia recorrida 81-100% del valor
predijo, n = 21) y 3) grupo Alto Rendimiento (AR: distancia recorrida >100% del
valor predijo, n = 23). Todos los grupos realizaron tres pruebas sobre un solo pie
por 30s en la plataforma de fuerza. BR presentó un mal equilíbrio postural en
comparación con NR y AR; con diferencias significativas (p < 0,05) encontrado
entre los grupos de los parámetros área y velocidad antero-posterior del centro
de presión y el límite de tiempo para la postura de una sola pierna. Estos
resultados tienen implicaciones para las estrategias de rehabilitación en relación
con el ejercicio, la evaluación del equilíbrio y la intervención en los ancianos.
Palabras claves: control postural, ejercicio, rendimento, envejecimiento
77
Introduction
Aging is often associated with functional and histomorpholog-
ical alterations that progressively change the organism, and in turn increase
internal and external disorders in the body system (Ferrucci, Giallauria, &
Guralnik, 2008). Physical inactivity during the aging process also contributes to
an increase of chronic diseases and consequently disabilities (Romeiro-Lopes et
al., 2014). A decline in muscular capacity, such as reduction of strength,
negatively impacts functional exercise capacity in older adults (Broskey et al.,
2014).
Different clinical and laboratory methods have been developed
to assess physical capacity in older individuals. The six minute walking test
(6MWT) is often used to determine the functional exercise capacity that is
required during a sub-maximal task in different populations (healthy, obese,
adults with chronic diseases) by using the most common movement of daily life:
walking (ATS, 2002; Iwama et al., 2009 ). Furthermore, this measurement tool is
capable of identifying changes in functional exercise capacity related to distance
walking during the test (Hovington, Nadeau, & Leroux, 2009; Troosters,
Gosselink, & Decramer, 1999). In general, functional tests such as the 6MWT
(distance walking measure) or time limit variables (mobility timed-up-and-go or
one-leg balance) can help health professionals to better objectively assess the
physical capacity of an individual and in turn, identify those with balance problems
and, consequently, increased risks of falls (Ansai, Aurichio, & Rebelatto, 2015).
Hayashi et al. (2012) reported that older adults with more
preserved exercise capacity than those with poor capacity, measured by a
maximal exercise test namely Incremental Shuttle Walking Test - ISWT, present
78
better postural control measured by COP sway variables of a force platform (Area
and velocity of COP). Also, these authors presented that this better exercise
capacity present higher levels of physical activity in daily life than those with poor
exercise capacity measured by subjective questionnaire modified of Baecke for
older people and objectively by pedometer. The ISWT is a simple and
inexpensive test, which evaluates maximal exercise capacity based on the
distance walked around a 10 m course according to different speeds dictated by
an audio signal (Probst et al., 2012). The Baczkowicz et al. (2008) also observed
a moderate relationship (r = - .63) between postural control measured by the area
of COP sway using a force platform and distance/velocity walking measured by
the 6MWT in older adults. However, these two studies used different
experimental protocols for balance tasks: unipodal (Hayashi et al., 2012) versus
bipedal standing (Baczkowicz et al., 2008), and for exercise capacity tests:
maximal (Hayashi et al., 2012) versus sub-maximal activity effort (Baczkowicz et
al., 2008).
The interaction between balance and functional exercise
capacity would be better related to a sub-maximal contraction effort since both
balance performance and activities of daily living are used with low to moderate
force level contraction. Although it is not totally defined in the literature, balance
tends to be more associated with 6MWT classification (r = - .63; Baczkowicz et
al., 2008) than with the Shuttle maximal test (r = - .28; Hayashi et al., 2012) in
older adults. However, even the bipedal quiet standing task has been proven to
be sensitive in discriminating balance in the older adults, as employed by
Baczkowicz et al. (2008), this condition is also not a major challenge in our
balance control system, which also limits the clinical usefulness of data obtained
79
from it (Clifford & Holder- Powell, 2010) and its conclusions. The one-legged
stance may be a better condition (Hayashi et al., 2012), since it provides a more
challenging balance-control task, which may be more predictive of balance
problems and consequently a better indicator of falls (Michikawa et al., 2009).
Thus, our research team, motivated by Hayashi’s results (2012),
integrated again a new investigational study design including both unipodal
balance performance and functional exercise capacity based on sub-maximal
effort with the 6MWT test. The purpose was to: 1) compare three experimental
groups of older adults with different levels of functional exercise capacity (low,
normal, high) in postural control measured by COP sway variables computed by
a force platform; and 2) assess the relationship between all these measures
(6MWT with balance). We hypothesized that a better functional exercise capacity
can lead to better balance results during sub-maximal performance. However,
the relation between these variables still stay weak to moderate because balance
linked to postural control system is multifaceted (Nguyen et al., 2012).
Methods
Design and participants
This cross-sectional study was conducted from September 2009
to December 2010, with a convenience sample of older adults who participated
in an interdisciplinary project (EELO Project - study on ageing in Londrina). The
EELO Project is a thematic project that was developed at the Universidade Norte
do Paraná (UNOPAR), which aimed to evaluate socio-demographic factors and
80
indicators of health conditions of older adults in Londrina, a city of the Northern
State of Paraná, Brazil. Information can be found at:
http://www2.unopar.br/sites/eelo/. The older population of this city represents
today 12% of the total population, which is similar to means from other countries
(IBGE, 2010; Lutz & KC, 2010). The total sample of the EELO project consisted
of 508 individuals, which was representative of the 43,610 older citizens over 60
years old living in Londrina. In the present study, 244 individuals were not
included in the analysis because they did not perform one of the two tests. 201
participants were excluded with regard to exclusion criteria. Finally, only 63 older
adults (43 women and 20 men) participated in this analysis. The participants
included were individuals over 60 years old, who lived physically independent
according to the classification proposed by the Functional Status Spirduso (levels
3 and 4) (Spirduso, 1995); no falls in the past year and a cognitive status of >21
on the Mini-Mental State Examination (Hughes et al., 1996). Individuals with
severe heart disease or neuro-musculoskeletal or mental limitations that would
impair understanding and performance of the tests involved in the study were
excluded. All participants agreed to participate in this study and signed a written
informed consent. This research project was approved by the Ethics Committee
of the Universidade Norte do Paraná (PP0070/09).
Assessments
Two sessions of approximately two hours duration in total (taking
into consideration rest periods), separated by a maximum of 72 hours were
necessary. The investigators performed the procedures and tasks with all
81
participants in the same laboratory environment to ensure uniformity in the
balance test. The physical tests were applied on two different days: (1) session
one: functional exercise capacity with the six-minute walking test (6MWT); (2)
session two: balance test during a one-leg stance on a force platform. The order
of the tests on the two separate days was according to the experimental design
conducted in the EELO project.
Exercise capacity
The 6MWT was used to assess functional exercise capacity,
according to the standards of the American Thoracic Society (ATS, 2002; Singh
et al., 2014). Two tests were performed with at least 30 minutes of rest between
them. Participants were asked to walk as fast as they could down a 30 meter
corridor, however running was not allowed. They could also rest and stop during
the test, if necessary. Verbal encouragement was given following standard
protocols (ATS, 2002). Physiological variables such as heart rate and hemoglobin
saturation were assessed using a transcutaneous pulse oximetry system (GE
OhmedaTuffsat Handheld Pulse Oximeter®) before and after each test. In
addition, perceived exertion, such as dyspnea (Borg D) and leg fatigue (Borg F),
was assessed using the modified Borg scale (Kendrick, Baxi, & Smith, 2000),
also before and after each test. All of these physiological parameters were
assessed as a protocol in order to control and follow the physiological responses
during the test and hence to guarantee a safe test.
When the test was finished, the researcher recorded the covered
distance. The greatest distance between the first and second trial was utilized for
82
analysis. The older adults were separated into three groups according to physical
performance on the 6MWT, using the percentage of the predicted value for group
division. The predicted values were calculated for each individual using the
prediction equation proposed by Iwama and colleagues (2009) (six minute
walking distance (6MWD) meters= 622.461 – (1.846 x age years) + (61.503 x
gender males=1; females=2), which is applicable for individuals 13-84 years old.
The first group (LP) included older adults with low performance (≤80% of the
predicted value; n = 19). The second group (NP) included older adults with normal
performance (81-100% of the predicted value; n = 21). The third group (HP)
included older adults with high performance (>100% of the predicted value; n =
23).
Postural balance
All participants were familiarized with the equipment and protocol
until they were comfortable with the testing. Balance assessment was performed
with a standardized protocol: bare- foot with their arms at their sides or parallel to
their trunk. The preferred leg for one-leg stand was indicated by each participant.
During testing with eyes open, the participant would look at a target (black cross
= 14.5 cm height x 14.5 cm wide x 4 cm thick) placed on a wall at eye level 2 m
away. Three trials of 30 s with 30 s rest intervals were performed and the mean
was retained for analysis (Oliveira et al., 2014). Time limit test in the present study
was defined as the maximum time that the older person remained until
abandoning the position due to loss of balance, i.e., when the lifted foot touched
the force platform, and was evaluated in the protocol described above (da Silva
83
et al., 2013).
The vertical ground reaction force data from the force platform
(BIOMEC400, EMG System do Brasil, Ltda., SP) was sampled at 100 Hz. All
force signals were filtered with a 35-Hz low-pass second- order Butterworth filter
and converted into COP data using proper software, which was compiled with
MATLAB routines (The Mathworks, Natick, MA). Stabilographic analysis of COP
sway data led to the calculation of the four main balance parameters: (1) 95%
confidence ellipse area of COP (A-COP in cm2), and (2) mean velocity (Vel in
cm/s) of COP for both antero-posterior (A/P) and medio-lateral (M/L) directions
(da Silva et al., 2013). For tasks, these balance parameters were calculated for
the total duration of the trial for each participant.
Statistical analysis
For data analysis, the older adults were separated into three
groups according to the functional exercise capacity level assessed using the
6MWT, using the percentage of the predicted value for group division (Iwama et
al., 2009) as described above. Descriptive analyses were presented as median
and interquartile ranges with regard to non-parametric tests used for force
platform variables. First, MANOVAs analyses were performed to compare the
three groups by anthropometric characteristics such as age, height, weight and
body mass index (as dependent variables). Second, MANOVAs were performed
again to com- pare the three groups (LP, NP and HP) in time-limit balance
performance during one-leg stance task, the 6MWT distance in meters and in
percentage of the predicted value of 6MWT. When necessary a post hoc Tukey
84
test was used to identify differences between the groups.
For main analysis of study, Kruskal-Wallis test with Dunn post
hoc, when necessary, was performed to compare the three groups in each COP
sway variable (A-COP, VELA/P and VEL M/L). Spearman correlation coefficient
was used in the end to assess the relationship between all COP balance variables
and the scores of exercise capacity by 6MWT. All statistical analysis was
performed with SPSS software (v20, SPSS Inc., Chicago, IL) and significance
was set at P < .05.
Results
The characteristics of participants are described in Table 1. The
groups were similar with regard to age, height, weight and body mass index (F =
1.01, p = .442). However, the groups were different with regard to time limit,
6MWT in meters and percentage of the predicted variables (F = 2.74, p = .001).
The LP presented decreased time-limit in balance one-leg stance task (LP 12 ±
5, NP 17 ± 5 and HP 18 ± 6) as well as poor exercise capacity performance
absolute distance in meters (LP 371 ± 41, NP 436 ± 50 and HP 454 ± 44) and
predicted in % (LP 74 ± 6, NP 88 ± 4 and 103 ± 2) when compared to the NP and
HP groups.
Significant differences were found between the three groups for
the two main COP balance sway variables (Table 2). The LP group presented
more balance instability (higher COP values) than NP and HP groups. These
significant differences were related to A-COP variable (p = .027, effect size = -
.61, LP < NP; p = .027, effect size= -.60 LP < HP) and VEL A/P variable (p= .016,
effect size= - .47 LP < HP). None significant difference was reported for VEL M/L
85
variable.
Overall, the correlations between COP balance sway variables
and scores of functional exercise capacity were weak and not significant. The
results for relation with absolute score of 6MWT in meters were: A-COP = - .22
(p = .076), VEL A/P= - .10 (p = .407), and VEL M/L = .00 (p = .963); while for
predicted value: A-COP = .05 (p = .644), VEL A/P = - .02 (p = .877), and VEL M/L
= .02 (p = .866). Finally, the relationship between the percentage of the predicted
value and absolute value in meters with the time limit of balance performance
were weak (r= .36, p = .003; r = .23, p = .069, respectively).
Discussion
This study aimed to investigate the impact of functional exercise
capacity on postural control, and the relationship be- tween these measures
among older adults. Our hypotheses were confirmed: older adults with low
functional exercise capacity (LP group) also presented poor balance results
during a one-leg stance, while the relationship between all measures (COP sway
versus exercise capacity variables) was weak. Our findings are in agreement with
previous works. Hayashi et al. (2012), showed that physically independent older
adults with more preserved exercise capacity have better postural control and
higher levels of physical activity in their daily life. Although Hayashi et al. (2012),
evaluated maximum exercise capacity using the incremental shuttle walking test,
while in the present study a sub-maximal exercise capacity was assessed with
the 6MWT.
It is well known that the decline in muscular capacity, such as a
reduction in strength due to physical inactivity or the aging process, negatively
impacts the functional capacity of older adults and hence their balance (Broskey
86
et al., 2014; Papegaaij et al., 2014). Schrager et al. (2008), demonstrated with
spatial-temporal parameters of gait (peak velocity, displacement, stride velocity
and step length) that older adults with decreased speed gait and smaller step
length have poor dynamic postural stability during a walking task, which supports
the current findings. The same authors suggested that quantification of control
during gait may improve the identification of older persons at an increased risk of
falls related to a more dynamic context (Vieira et al., 2015; Schager et al., 2013)
and that the decline in gait speed can slow 2.4% per year after 70 years old (Write
et al., 2013). This could thus support, at least, the negative balance results from
low exercise capacity group when compared to other groups.
On the other hand, factors regulating balance are multi-faceted
because the integration of different systems (Hughes et al., 1996; Lindmark et
al., 1999; Tang et al., 1998), which could explain the weak correlations seen
between our measurements compared with the study reported by Baczkowicz et
al. (2008). Furthermore, the difference on age factor can have influenced our
results of correlation, as evidenced in the study of Baczkowicz et al. (2008), in
which the average age of the participants was 78 years old, whereas in ours it
was 68 years old. It must be remembered that, any cognitive, proprioceptive
(sensory), muscular strength or motor coordination impairment could result in
postural control deficits, and clinical balance assessment tools (such as time,
distance performance or COP parameters) can provide some information on a
variety of dimensions of postural control deficits (Hughes et al., 1996; Mancini &
Horak, 2010; Pollock et al., 2000). This is further supported by a recent study
(Nguyen et al., 2012) that suggest clinical functional tests such as 6MWT and
laboratory-based measures from COP parameters may capture different aspects
87
of balance and likely complement each other.
Finally, some limitations of this study should be mentioned. The
first limitation is that dynamic postural control on force platforms should be used
to better determine the relationship with a dynamic functional exercise capacity
test with walking activity. Another limitation is that gender factor was not analyzed
in this study because the number of male and female in each group was not
equal. Finally, an objective assessment of the level of physical activity in daily life
of the older adults could help explain the results presented.
Conclusion
The results of this study indicate that older adults with a low
functional exercise capacity, based on a sub-maximal walking test (6MWT), also
present poor balance performance during a one-leg stance task. This information
could be useful for an objective evaluation of functional exercise capacity and
balance performance in rehabilitation or exercise programs for older people.
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Authors’ note
Márcio R. Oliveira, PT ([email protected]), André W. Gil, PT
([email protected]), Myriam Fernanda Merli, PT
([email protected]) and Rubens A. da Silva, PhD, PT
([email protected]) are affiliated with the Center for Health Science
Research, Laboratory of functional evaluation and human motor performance
(LAFUP), Universidade Norte do Paraná (UNOPAR), Londrina, and with the
master’s and doctoral program in Rehabilitation Sciences UEL-UNOPAR,
Londrina, PR, Brazil.
Vanessa S. Probst, PhD, PT ([email protected]) and Laís S. Vidotto,
PT ([email protected]) are affiliated with the master’s and doctoral
program in Rehabilitation Sciences, UEL-UNOPAR, and the Laboratory of
Research in Respiratory Physiotherapy (LFIP), Department of Physiotherapy,
Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, PR, Brazil.
Acknowledgments
The authors would like to thank CAPES for students’ scholarships. Rubens
A. da Silva and Vanessa S. Probst received a scholarship from Fundação
Nacional de Desenvolvimento do Ensino Superior Particular (FUNADESP). We
would also like to thank all of the older participants of the EELO project who
volunteered for this study. This study received an award FUNADESP for
researcher students in the physical therapy graduate program (Márcio Rogério
de Oliveira).
91
Table 1. Results of characteristics of participants and tests performance.
LP (n = 19) 9 M /10 W
NP (n = 21) 4 M /17 W
HP (n = 23) 7 M /16 W
P
Age (yrs) 68 ± 6 64 ± 6 66 ± 4 .442 Height (cm) 161 ± 9 157 ± 8 156 ± 3 .442 Weight (Kg) 71 ± 21 68 ± 11 64 ± 9 .442 BMI (Kg/cm²) 27 ± 6 27 ± 4 26 ± 4 .442 Time limit (s) 12 ± 5 17 ± 5 18 ± 6 .001* 6MWT (m) 371 ± 41 436 ± 50 454 ± 44 .001** 6MWT (%) 74 ± 6 88 ± 4 103 ± 2 .001***
Values are presented as mean and standard deviation (±). BMI: body mass index;
6MWT: six minute walking test.
Groups: (LP): low performance group; (NP): normal performance group and (HP): high performance group. M: men; W: women.
* Significant differences between groups (LP and NP Tukey post hoc P= .024; LP and HP Tukey post hoc P = .002).
** Significant differences between groups (LP and NP Tukey post hoc P <.001; LP and HP Tukey post hoc P <.001).
*** Significant differences between groups (LP and NP Tukey post hoc P <.001; NP and HP Tukey post hoc P <.001; LP and HP Tukey post hoc P < .001).
92
Table 2. Comparison of postural control between groups.
LP
(n = 19)
9 M /10 W
NP
(n = 21)
4 M /17 W
HP
(n = 23)
7 M /16 W
Kruskal-Wallis
P value) A-COP (cm²)
9,95 [3-5] 7,85 [2-3] 8,49 [6-8] .041 ‡
VEL A/P (cm/s) 3,25 [3-5]
2,86 [2-3] 2,74 [2-3] .048 †
VEL M/L (cm/s) 3,62 [3-6] 3,06 [3-4] 3,54 [2-4] .199
Values are presented as median and interquatile range [25-75] Condition ONE: one-legged stand.
Balance parameters: A-COP (cm2): area of center of pressure; VEL-A/P (cm/s): sway mean velocity of COP in anteroposterior direction; VEL-M/L (cm/s): sway mean velocity of COP in medio-lateral direction.
Groups: (LP): Low performance group, (NP): Normal performance group and (HP): High performance group. M: Men; W: Women.
‡ Significant differences in A-COP variable (P ≤ .05) between groups (LP versus NP, Dunn post hoc P 0.027 and LP versus HP Dunn post hoc p = .027)
† Significant differences in VEL A/P variable (P ≤ .05) between groups (LP versus HP, Dunn post hoc P = .016).
93
7 TRABALHO #4 (ARTIGO 3)
Em revisão (submetido em 24/08/16 no Journal of Applied Biomechanics).
< Title >
Effects of averaging on postural control measures for different balance
tasks in older women
< Authors >
Márcio R. Oliveiraa,b, Rubens A. da Silvaa,b*
Affiliation
a. Center for Health Science Research, Laboratory of functional evaluation and
human motor performance (LAFUP), Universidade Norte do Paraná (UNOPAR),
675 Paris Av, Londrina-PR, Brazil.
b. Doctoral and Master’s Program in Rehabilitation Sciences UEL/UNOPAR, 675
Paris Av, Londrina-PR, Brazil.
*Corresponding author
Rubens A. da Silva, Ph.D.
Laboratory of functional evaluation and human motor performance (LAFUP)
Universidade Norte do Paraná (UNOPAR)
675 Paris Av, Londrina-PR, Brazil, CEP 86041-120.
Tel: 011 55 (43) 3371-7700 #7990 | Fax: 011 55 (43) 3371-7721
Email: [email protected]; [email protected]
94
Abstract
For better balance assessment, the average of different trials is suitable, but few
studies have really made this demonstration. To determine the effect of averaging
of postural control measures on five balance tasks in older adults. A total of 90
older women (mean age 68 yrs) participated in this study. The participants
completed five balance tasks, with three performance trials for each task, on a
force platform in random order. The participants completed a total of three 30-
second trials of tasks with 30-second rests between trials. Analysis of variance
and coefficient of variation (CV) were computed to compare the effects of one
trial vs. averaging across two or three trials on COP sway values. No significant
differences (P >0.05) were found in COP sway values for all parameters in
comparing one trial vs. the averaging of two or three trials for five balance tasks.
However, the CV was higher for one trial (>26%) for all COP parameters and
significant differences (P <0.01) were found in favor of averaging two or three
trials during more challenging balance tasks. Based on reduction of variability,
the present study recommends the averaging of a minimum of two trials for
balance assessment in older women.
Key words: Balance, Aging, Force platform, Average.
95
1. Introduction
Poor postural control is often a predictor of falls among older
people1. Stabilographic measures such as parameters of Center of Pressure
(COP) sway, calculated in time (velocity) and frequency (median or mean
frequency) domains are commonly used for postural control assessment of older
people2,3. However, because these variables originate from biological systems,
they also have an intrinsic variability that can affect their reliability and validity.
Different studies with different experimental balance protocols have documented
the reliability of these variables for both healthy young adults and older subjects
using the average of three repetitions (here termed trials) to increase the
accuracy of data for a two-legged stance balance task2-5 and for some quick
cases for a one-legged stance task6.
To date, only two studies have investigated the effect of averaging
on postural control measures in older adults. A more recent study dated from
2004, reported by Lafond et al.7, suggested performing the average of two and/or
three trials during a two-legged stance task (bipodal condition) to obtain reliable
data of COP parameters to capture balance deficits in older people. A previous
study, reported by Corriveau et al.3, which used a similar balance task (bipodal
condition) to that in the Lafond study, also recommended a mean of three to four
trials to reach better data reliability. Nevertheless, a two-legged stance condition
is not a significant balance challenge8. It is possible that other more challenging
balance tasks such as semi-tandem and/or one-legged stance tasks are more
sensitive conditions for balance assessment in older people. In spite of being
static, these tasks are required in a number of activities of daily living (e.g., step
walking, turning, climbing stairs, and dressing). Furthermore, one-leg stance
96
performance has been associated with falls and/or fall-related injuries in older
adults9,10. Still, there can be a generalization to not average across trials with
these challenging balance conditions and that only a two-legged stance is
warranted for clinical decision-making during balance assessment in older
people.
On the other hand, it must be remembered that many balance trials during testing
can introduce central and peripheral muscle fatigue depending on how long the
individual needs to remain in a standing position11. With an initial familiarization
of individuals with the balance task to minimize learning effects, COP
measurement in one single trial as compared to a single domain performance
using functional measurements (e.g., a timed up and go mobility test that uses
the time of execution, or mobility with a walking test that uses the distance in
meters as a single domain outcome) should be sufficient to quantify the limitations
of balance. This is suitable mainly for a clinical context, where the management
in rehabilitation programs for preventing falls in older individuals requires short
time performance and easy procedures for balance evaluation with or without
high-tech equipment such as a force platform.
Therefore, the purpose of this study was to determine the effect of averaging,
comparing one trial vs. the averaging of two or three trials, on postural control
measures for five balance tasks, from a simple task (two-legged stance) to more
challenging tasks such as semi-tandem and one-leg stance, in older women. With
familiarization before testing and tasks in random order, we hypothesized that
one trial should be similar to the averaging of two or three trials in the results of
computed COP values.
2. Methods
97
2.1 Participants
A total of 90 older independent women were recruited on a voluntary
basis and by convenience from the local community. The inclusion criteria were:
individuals over 60 years old, physically independent in accordance with Spirduso
(1995)12, a good mental state on the mini-mental questionnaire (score >21)13,
absence of any mental or physical illness that could interfere in assessment tests,
or any surgeries in the locomotor system, severe orthopedic, neurological or
respiratory dysfunction, or visual and/or vestibular changes. The exclusion
criterion was the inability to perform the tests proposed.
Participants were informed about the experimental protocol and
gave written consent before their participation. The protocol and the consent form
had been previously approved by the local ethics committee, from two research
projects on health in older people related to balance, exercise and fall prevention
in the city of Londrina, Pr, Brazil (CEP/UEL:036/2012; CEP/EELO: PP0070/09).
The characteristics of the participants in the study were: mean age = 68±5 yrs,
weight = 67±12 kg, height = 156±0.1 cm and Body Mass Index = 27±5 kg/cm2.
All participants were familiarized with the equipment and experimental protocol
for five-to-ten minutes before testing and with five minutes of rest previous to
balance assessments.
2.2. Balance Assessments
Postural control assessments were quantified with a force platform
(BIOMEC 400, EMG system do Brasil, SP, Ltda). The participants performed five
balance tasks presented randomly: (1) two-legged stand with eyes open; (2) two-
legged stand with eyes closed; (3) semi-tandem (heel of one foot alongside the
98
hallux of the other foot) with eyes open; (4) semi-tandem with eyes closed and
(5) one-legged stand on the preferred leg indicated by each participant14.
A standardized experimental protocol was executed for each task:
barefoot with their arms at their sides or parallel to their trunk. During testing with
eyes open, the participant would look at a target (black cross = 14.5 cm height x
14.5 cm wide x 4 cm thick) placed on a wall at eye level 2 m away 6. All
participants performed from one to a maximum of three trials for 30 seconds, with
30s rest intervals between each trial for each balance task 6. To prevent falls
during testing, an investigator stood close to the volunteers during all tasks. A
mark on the force platform was used to standardize the position of the feet during
all balance conditions.
The vertical ground reaction force data from the force platform were
sampled at 100 Hz. All force signals were filtered with a 35 Hz low-pass second-
order Butterworth filter. The signals from the four force platform sensors were
converted into COP data using computerized stabilography, which was compiled
with MATLAB routines (The Mathworks, Natick, MA). Stabilographic analysis of
COP data led to the computation of the main balance parameter: the 95%
confidence ellipse area of COP (A-COP in cm2), which represents an ellipse area
that includes 95% of all COP position data for a given trial 15. Other COP domains
were also computed such as: mean velocity (VEL in cm/s) of COP for both
anteroposterior (A/P) and mediolateral (M/L) directions. All these COP
parameters computed for this system have been proven to be sensitive and
reliable for age-related differences2,5,6,16.
Finally, the COP data of each parameter was analyzed using: one
single trial only; averaging of two trials; and averaging of three trials from a total
99
of the 30s time-series. Timing began (0.1s) the moment that the subject’s leg was
positioned at approximately 90° for up to 30s maximum time.
2.3 Statistical analysis
All variables were normally distributed, as verified with the Shapiro–
Wilk test, as well as the homogeneity of variance by Levene test. One-way
ANOVA was used for each balance task to compare the effects of averaging on
COP values for each balance task: one trial vs. averaging of two or averaging of
three trials. When necessary, a Post-hoc Tukey test was computed to localize
the differences between one trial and the averaging of two or three trials. In
addition, to determine the magnitude of variability of data, the coefficient of
variation (CV) was computed for each balance task across trials using the
equation below:
CV= (standard deviation / mean) × 100.
Only for the single trial was the CV calculated individually for older
individual performance for each balance condition. The mean value of COP was
replaced in this case with the true biological value (raw) of the participant. Finally,
One-way ANOVA was used for the CV variable to compare the effect of average
across trials for each balance task. Data is presented as mean, standard
deviation and confidence interval at 95% when necessary. All statistical analyses
were performed with SPSS 20.0 for Windows (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) with
a level of significance of 0.05.
3. Results
Table 1 shows the results of the comparison between one trial vs.
100
averaging of two or three trials for all COP parameters and balance tasks. No
significant differences (P > 0.05) were found for any comparison from the ANOVA
results; one trial was similar to the averaging of two or three trials.
However, significant effects were reported for CV across balance
conditions (Table 2). ANOVA results revealed a significant effect (P < 0.05) in
favor of averaging that reduced the large variance from the one single trial test.
Tukey post-hoc analyses detected systematic differences for all COP parameters
between one trial vs. the averaging of two or three trials (CV 1> 2,3), mainly for
semi-tandem and one-legged stance tasks (3 and 5). Differences were also seen
for balance conditions 1 and 2 across COP parameters (Table 2).
4. Discussion
The present study reports the effect of averaging on postural control
measures for five balance tasks, from simple (two-legged stance) to more
challenging tasks (semi-tandem and one-leg stance) in older women. As
expected, no significant differences between one trial vs. the averaging of two or
three trials were found for all COP parameters and balance tasks investigated,
which supported the hypothesis of the present study. Considering the
familiarization before testing (some quick trials of 30s), the random order of tasks
and the tasks’ static nature, apparently the learning effect of the repeated balance
trials was not significant, at least not within three repetitions, which is usually
enough to evaluate the rehabilitation process of the patient when this is of
concern. On the other hand, very individual responses to testing were observed
with large variances between subjects and mainly between trials. Contrary to the
ANOVA comparison of true COP values for any balance condition, the coefficient
101
of variation (CV) was significantly higher for one single trial compared to the
averaging of two or three trials (Table 2).
In summary, the results of the present study are in agreement with
previous work 17-20, despite differences in experimental protocols (functional vs.
stabilographic measures) and samples (young vs. older subject results vs.
pathological subjects). Faria et al.17 evaluated psychometric properties of seven
widely applied functional performance-based tests in older individuals who had a
stroke (comfortable/maximal gait speeds and stair ascending/descending
cadences, as well as the Timed ‘Up and Go’ test) and compared one trial vs. the
means of two or three trials, and the best versus the worst score values of the
three trials, as well as their reliability and measurement errors. Interestingly, the
authors showed similar results for all types of outcome scores and comparisons.
For instance, at the comfortable gait speed, the mean (SD) values for the first
trial, the means of two or three trials and the best and worst of three trials were
all compared, and were, respectively, 1.04 (0.25), 1.04 (0.24), 1.05 (0.24), 1.10
(0.26), and 1.02 (0.24) seconds. With excellent reliability across measures (ICC
> 0.75 and low error: 5.01), the authors concluded that for the seven tests
investigated, only one trial was necessary to provide consistent and reliable
results regarding functional performance in people with stroke. These results are
encouraging for clinical practice and in accordance with those reported here for
COP measures related to balance impairment in older people.
However, it is also suggested that the most accurate way to perform
functional tests of balance is to take an average of two trials21. Tyson (2007)21
observed that this method approximately halved the error in comparison to using
familiarization trials and that a mean of 2 trials was more accurate than a mean
102
of 3 trials, even though mathematically, more trials would be expected to reduce
the error further. In the present study, no significant differences were found for
CV between the averaging of 2 versus 3 trials, which was in agreement with the
findings of Tyson. In addition, it must be remembered that fatigue, boredom,
frustration, or loss of attention may become a problem with multiple repetitions
(or trials) and could be the cause of the increased error for trials ≥3, as pointed
out in Tyson`s results.
With regard specifically to balance parameters from a force platform
as in the present study, few studies have investigated this issue while including
a sample of older people. Prpić et al.18 assessed the influence of test trial on
bipodal visually controlled balance, in both static and dynamic conditions, but in
15 young healthy male recreational athletes. The participants first performed
three trial tests of static and dynamic balance with two-legged standing followed
by seven repetitions on an apparatus similar to the force platform. The authors
showed no change of balance index values for seven repetitions from one trial to
another, either for static or dynamic balance. Contrary to these findings, Hansen
et al.20 reported in a young sample that the effect of the number of trials on the
process of learning was more pronounced in a dynamic context compared to
static tests. An explanation is seen in the characteristics of both tests. It is true
that the static test mimics standing on one or both legs, which is an activity of
daily living, while the dynamic test is something new to the subjects, challenging
their coordination ability and is more dependent on motor patterns that are
established with time. The present study included only static conditions in testing
the variation of five balance tasks, and reports similar results to the study of Prpić
et al.18 for this condition. However, it is possible that the nature of the task, static
103
versus dynamic, could affect these conclusions, but this was not considered here
and not extrapolated further.
A study that assessed intra-subject variability of selected force-
platform parameters for ten postural control repetitions showed similar CV values
across trials, supporting the use of one single trial for balance assessment, as in
the present study 19. However, the CV from the study of Geurts19 was low across
their parameters (approximately 20%) compared to high values in the present
study (> 23% and < 66% across COP parameters and task variations; see Table
2). In fact, these differences between the two studies can be explained by the
characteristics of the samples, where Geurts` study evaluated only young adults
while the present study was of older women, as well as the type of task executed
(Geurts` study used only an upright bipedal standing task while the present study
used a variation of five tasks). According to statistical models, more repetitions
help to produce a mean or more stable value for the biological characteristics of
each individual.
With respect to better balance evaluation, the higher variability in
older adults reinforces the idea of using more than one trial for this purpose. This
was well recognized for two-legged standing balance task assessment, where
previous studies recommended 2 or 4 trials at a minimum to obtain superior
accuracy and reliability of data3,7. This was not clear for other balance tasks, as
reported with the results of the present study. In addition, it is well known that
aging is associated with neuro-musculoskeletal alterations and decreased
physiological functions, which in turn can lead to problems such as muscular
weakness and lack of mobility, as well as other sensory-motor deficits and a
consequent loss of balance and falls22,23. In this sense, we can evaluate a typical
104
older adult but also other groups with any complexity or heterogeneous
characteristics24. In this way, it is still recommended to use the average of a
minimum of two trials, after familiarization, for balance assessments of older
people. Furthermore, factors regulating balance are multifaceted (i.e., the
integration of different systems) and dysfunction in an individual’s ability to
maintain or restore a state of balance implies a deficit in postural control25.
However, any cognitive, proprioceptive (sensory and motor), muscular strength
or motor coordination impairment could result in postural control deficits, and
clinical balance assessment tools, such as COP parameters, can provide some
information on a variety of dimensions of postural control deficits and thus need
to be reliably quantified. Thus, if the purpose is to reduce the variability between
individuals, a minimum of two trials should still be considered for computing a
mean to better assess balance in older adults. On the other hand, if a case-report
is suitable in a clinical context to follow improvements of balance in retraining
conditions, then use of a single trial is enough and suitable in order to reduce
muscle fatigue and discomfort due to the time of evaluation, as well as the ease
of the procedure.
Finally, a limitation of the present study was that there was no
comparison with older men. Another limitation of the study was that we used non-
random sampling of older individuals who volunteered to participate in the study.
Therefore, the sample may not be generalizable to the general population of older
and pathological patients.
5. Conclusion
No significant differences were found between one single trial and
105
the averaging of two or three trials on postural control measures during five
balance tasks in older women. However, one single trial produced a higher
coefficient of variation compared to other methods, which supports the use of the
averaging of a minimum of two trials, mainly using challenging tasks (semi-
tandem and one-leg stance), when balance assessment is of concern for older
people. The results of the current study have implications for balance assessment
in older people in fall prevention programs.
Conflict of interest statement
The authors declare no conflicts of interest.
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109
.
Table 1.
Mean (Standard Deviation) values of postural balance during five balance tasks: (1) two-legged stance
with eyes open; (2) two-legged stance with eyes closed; (3) semi-tandem with eyes open; (4) semi-tandem
with eyes closed, and (5) one-legged stance on the preferred leg with eyes open.
Balance Tasks
Variables Trials 1 2 3 4 5
1 1.89 ± 0.90 1.99 ± 1.05 7.21 ± 3.90 9.07 ± 5.25 12 ± 4.86
A-COP (cm2) 2 1.92 ± 0.93 1.99 ± 0.97 7.05 ± 3.03 10.33 ± 10.82 12 ± 3.86
3 1.82 ± 0.81 1.98 ± 0.79 6.93 ± 2.67 10.18 ± 7.93 12 ± 3.87
F (P value) 0.23 (0.792) 0.02 (0.998) 0.14 (0.869) 0.62 (0.538) 0.02 (0.972)
1 0.88 ± 0.31 1.07 ± 0.39 1.81 ± 0.69 2.26 ± 0.75 3.53 ± 1.47
VEL A/P (cm/s) 2 0.89 ± 0.30 1.09 ± 0.41 1.77 ± 0.53 2.27 ± 0.74 3.53 ± 1.19
3 0.88 ± 0.27 1.07 ± 0.38 1.72 ± 0.58 2.25 ± 0.73 3.56 ± 1.27
F (P value) 0.01 (0.985) 0.05 (0.945) 0.35 (0.699) 0.01 (0.982) 0.01 (0.981)
1 0.53 ± 0.12 0.59 ± 0.16 1.89 ± 0.70 2.52 ± 0.75 3.82 ± 1.18
VEL M/L (cm/s) 2 0.53 ± 0.12 0.61 ± 0.21 1.86 ± 0.59 2.52 ± 0.76 3.87 ± 1.02
3 0.52 ± 0.11 0.59 ± 0.19 1.83 ± 0.56 2.51 ± 0.73 3.88 ± 0.94
F (P value) 0.07 (0.926) 0.12 (0.881) 0.20 (0.819) 0.06 (0.994) 0.08 (0.923)
COP parameters: 95% confidence ellipse area of center of pressure (A-COP), COP velocity (VEL) in the
anteroposterior (A/P) and mediolateral (M/L) directions. P value (> 0.05) = Not significant differences.
110
Table 2.
Coefficient of variation comparison from COP measures during five balance tasks: (1) two-legged stance with eyes open;
(2) two-legged stance with eyes closed; (3) semi-tandem with eyes open; (4) semi-tandem with eyes closed, and (5) one-
legged stance on the preferred leg with eyes open.
Balance tasks Tukey
Variables CV 1 2 3 4 5 direction
1 57 ± 77 64 ± 23† 65 ± 25† 60 ± 25 48 ± 19†
A-COP (cm2) 2 61 ± 71 58 ± 21 51 ± 20 57 ± 24 36 ± 12 † 1>2,3
3 55 ± 65 46 ± 17 45 ± 18 54 ± 24 36 ± 12 Tasks 2,3 and 5
F (P value) 0.84 (0.435) 9.25 (<0.001)* 19.8 (<0.001)* 1.51 (0.221) 20.2 (<0.001)*
1 38 ± 10† 40 ± 13 43 ± 13† 37 ± 12 47 ± 13†
VEL A/P (cm/s) 2 34 ± 9 41 ± 13 40 ± 12 36 ± 11 37 ± 10 † 1>2,3
3 33 ± 8 39 ± 12 37 ± 11 36 ± 11 39 ± 11 Tasks 1,3 and 5 F (P value) 6.47 (0.002)* 0.70 (0.495) 4.76 (0.009)* 0.18 (0.982) 16.8 (<0.001)*
1 26 ± 5† 31 ± 7 41 ± 11† 32 ± 08 33 ± 10†
VEL M/L (cm/s) 2 25 ± 5 32 ± 8 34 ± 09 32 ± 09 28 ± 7 † 1>2,3
3 23 ± 4 30 ± 7 32 ± 08 31 ± 08 25 ± 6 Tasks 1,3 and 5 F (P value) 7.11 (0.001)* 0.29 (0.805) 18.7 (<0.001)* 0.32 (0.726) 22.3 (<0.001)* Coefficient of variation (CV) values for each COP parameters: 95% confidence ellipse area of center of pressure (A-COP), COP velocity (VEL) in the
anteroposterior (A/P) and mediolateral (M/L) directions.*Significant differences in CV variable on averaging effects reported by One-way ANOVA results.
† Significant differences between one trial vs averaging of two and averaging of three trials for CV from Tukey post hoc (P <0.01)
111
8. TRABALHO #5 (ARTIGO 4)
Title:
Center of pressure force platform measurements during one-legged
balance stance can classify older adults with increased risk of falls
(Preparation for submission in the Journal of Gait and Posture)
Authors
Márcio R. Oliveiraa,b; Rubens A. da Silvaab*; Karen B. P. Fernandesb; Denilson
C. Teixeirac; André W. O. Gila; Edgar R. Vieirad .
Affiliation
a. Center for Health Science Research, Laboratory of functional evaluation and
human motor performance (LAFUP), Universidade Norte do Paraná (UNOPAR),
675 Paris Av, Londrina-PR, Brazil.
b. Doctoral and Master’s Program in Rehabilitation Sciences UEL/UNOPAR, 675
Paris Av, Londrina-PR, Brazil.
c. Department of Physical Education. Universidade Estadual de Londrina,
Londrina, Brazil.
d. Department of Physical Therapy, Florida International University, Miami, USA.
*Corresponding author
Rubens A. da Silva, PT Ph.D.
Laboratory of functional evaluation and human motor performance (LAFUP)
Universidade Norte do Paraná (UNOPAR)
675 Paris Av, Londrina-PR, Brazil, CEP 86041-120.
Tel: 011 55 (43) 3371-7700 #7990 | Fax: 011 55 (43) 3371-7721
Email: [email protected]; [email protected]
112
Abstract
The aim of this study was to propose a cut-off based on center of pressure (COP)
balance domains to classify older adults with and without an increased risk of
falls. One hundred and seventy-two older people (median 67 yrs), were classified
as fallers (n=51) or non-fallers (n=121). COP parameters of area and velocity
sway were computed on a force platform during three trials of a one-legged
balance stance task with eyes open (the mean across trials was used for
analysis). The time-limit during this posture was also computed. Older fallers
showed poorer postural control (higher COP values) than non-fallers (P <0.005).
ROC analysis showed that the COP area sway reached an area under the curve
of 0.70 (sensitivity= 63% and specificity= 77%) while the COP velocity in the
anteroposterior direction had an area under the curve of 0.68 (sensitivity= 78%
and specificity= 54%). No significant differences were found for the time-limit
variable between fallers and non-fallers (17 sec vs. 18 sec, P= 0.732,
respectively). COP-based parameters during the one-legged stance can be a
useful tool for classifying older people with an increased risk of falls. These results
may contribute to postural control assessment in rehabilitation programs and to
exercise strategies for re-training balance in fall prevention programs for older
people.
Keywords: Aging; falls; older people; force platform.
113
Introduction
Falls are the most common cause of disability among older people
and a public health problem with great social impact worldwide in countries with
a significant aging population[1]. The consequences of falls include fractures,
increased dependency, institutionalization, reduced functionality, as well as
having an association with high rates of morbidity and mortality[2]. Assessment
of the risk of falls in older adults is complex due to the multifactorial nature of the
underlying risk factors[3]. Several studies suggest the importance of establishing
a relationship between poor postural control measurements and increased risk of
falls in older adults[4].
The force platform measurement is one of the tools most widely
applied to determine postural control deficits in older adults in a quantitative way.
Center of pressure (COP) sway measurements from stabilographic analysis of a
force platform can differentiate decreased balance capacity in older adults
compared to young subjects[5]. COP parameters are often valid and reliable
measures for detection of early signs of balance impairment among older people,
as well as for the identification of people with increased risk of falls[6]. Older
people reporting increased risk of falls also show greater postural instability when
evaluated in a force platform protocol[7,8]
These balance measures are thus an important clinical outcome for
the health of older people. However, currently there is little normative data on
what is the minimal clinically important difference (MCID) in balance based on
COP measurements, which is an important topic for new studies to address, for
at least a part of this scientific gap. To date, some evidence reported positive
results related to COP values for predicting falls[4,6,9]. Pajala et al.[6] evaluated
114
434 community-dwelling women (aged 63–76 years) during six balance stances
in a standing position with two legs and showed that the participants (among 189
fallers: 57 indoor and 132 outdoor) with higher COP values had a two- to fourfold
greater risk of indoor falls compared to participants with the lowest COP results.
In addition, the authors concluded that an inability to complete the tandem stance
balance task as evaluated with COP values was also a significant predictor of the
risk of falls. Muir et al. 2013[7] reported a cut-off threshold for COP values from
fallers and non-fallers in a quiet stance balance task with a sensitivity of 71% and
a specificity of 74% for identifying those with increased risk of falls.
In summary, many studies of postural control using COP
measurements in older compared to younger adults and fall prevention have
been performed using only a standing balance condition[10]. Recently, Howcroft
et al.[11] reported cut-off scores based on posturography measurements for fall
risk classification standing in a comfortable stance. However, we suggest to
investigate this issue using a condition that challenges postural balance, and in
turn, is linked to some activities of daily living (e.g., step walking, turning, climbing
stairs and dressing). Thus, it is important to extrapolate this issue to challenge
tasks such as the one-legged stance task, which is sensitive in discriminating
postural balance deficits in different populations[12-14].
The aim of this study was to propose a cut-off based on center of
pressure (COP) balance domains to classify older adults with and without an
increased risk of falls.
Methods
115
Participants
Participants were recruited from two research projects on health in
older people related to balance, exercise and fall prevention in the city of
Londrina, Pr, Brazil. Inclusion criteria were (1) age > 60 years; (2) showing no
important limitations in the lower limbs such as fractures, pain or other disorder
that could influence the proposed test; (3) no impaired cognitive status (score of
less than 21 on the Mini-Mental State Examination); (4) no use of medication
that could significantly alter their balance (such as phychotropic drugs). The
exclusion criterion was the inability to perform the tests proposed.
A total of 172 older people participed in this study. The older
subjects were divided into non-fallers (n = 121, of these 103 were female) and
fallers (n = 51, of these 36 were female) based on the self-reported history of falls
during the previous 12 months. We defined a fall as unintentionally coming to rest
on the ground, floor, or other lower level. The postural balance evaluation and
the interview were perfomed by a trained evaluator.
Based on a previous study of center of pressure (COP)[15] sway
differences between non-fallers (1.65±0.1 cm²) and fallers (1.96±0.4 cm²), the
minimal sample size for a power of 0.95 to run unpaired t-tests at the 0.05
significance level was forty-eight subjects per group. The protocol and the
consent form had been previously approved by the local ethics committee,
(CEP/UEL:036/2012; CEP/EELO: PP0070/09).
Balance Assessment
Postural balance assessment was quantified with a force platform
(BIOMEC 400, EMG system do Brasil, SP, Ltda). The participants performed a
116
one-legged stand on the preferred leg as indicated by each participant. The time-
limit criterion in the present study was defined as the maximum time it took until
a subject suddenly abandoned the posture due to loss of balance, i.e., when the
lifted foot touched the force platform.
A standardized experimental protocol was executed for each task:
barefoot with their arms at their sides or parallel to their trunk. During testing with
eyes open, the participant would look at a target (black cross = 14.5 cm height x
14.5 cm wide x 4 cm thick) placed on a wall at eye level 2 m away. All participants
performed from one to a maximum of three trials for 30 seconds, with 30s rest
intervals between each trial for each balance task[5]. To prevent falls during
testing, an investigator stood close to the volunteers during all tasks. A mark on
the force platform was used to standardize the position of the feet during all
balance conditions[16].
The vertical ground reaction force data from the force platform were
sampled at 100 Hz. All force signals were filtered with a 35 Hz low-pass second-
order Butterworth filter. The signals from the four force platform sensors were
converted into COP data using computerized stabilography, which was compiled
with MATLAB routines (The Mathworks, Natick, MA). Stabilographic analysis of
COP data led to the computation of the main balance parameter: the 95%
confidence ellipse area of COP (A-COP in cm2), which represents an ellipse area
that includes 95% of all COP position data for a given trial (15). Other COP
domains were also computed such as: mean velocity (VEL in cm/s) of COP for
both anteroposterior (A/P) and mediolateral (M/L) directions. These balance
parameters were calculated for the total duration of the trial for each subject and
the mean across three trials was retained for both COP computation and the time-
117
limit variable (the latter was recorded in seconds). All these COP parameters
computed for this system have been proven to be sensitive and reliable for age-
related differences[4,5,17,18].
Statistical Analysis
Shapiro-Wilk test was performed to analyze normality in data
distribution. Results are shown as median (interquartile range 25-75%) or
absolute and relative frequency (%). Differences between groups were
investigated using unpaired T-test, Mann Whitney test or Chi-square test, when
appropriate. Receiver operating characteristics (ROC) curves were used to
determine cut-off threshold values based on COP parameters related to
sensitivity and specificity to classify the risk of falls. The area under the curve
(AUC) describes the test’s overall performance. A value of 1 indicates perfect
discrimination, whereas a value of 0.5 indicates poor discrimination; a value >0.7
is considered satisfactory discrimination. The input data in the statistical program
were 0 non-fallers and 1 faller (value of state variable). Statistical analyses were
carried out using SPSS v.21 (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA) and MedCalc 17.1,
(MedCalc Software, Ostend, Belgium) and significance was set at P <0.05.
Results
Both groups (non-fallers and fallers) were homogeneous for age,
weight, height, Body Mass Index (BMI), and mini-mental score variables (Table
1). In general, the prevalence of falls was 30%, with 121 non-fallers and 51 fallers
(71% older women, n=36). Significant differences (P <0.05) between groups were
118
reported for all COP parameters; fallers reporting higher COP values (poor
postural balance) than non-fallers (Figures 1 and 2). However, no significant
differences (P = 0.752) between groups were reported for the time-limit variable
in seconds during the one-legged stance (non-fallers = 17 [11-20] vs. fallers = 18
[11-23].
Table 2 shows the results for the area under the ROC curve (AUC),
including the sensitivity and specifictiy, for three main COP parameters computed
during the one-legged stance. The AUC varied from 0.64 to 0.70 across COP
parameters, with the sensitivity reaching 78% for the COP velocity variable (VEL
A/P) while the specificity was 77% for the A-COP variable. These results are
further illustrated in the Figure 3. The cut-off points for COP parameters to classify
individuals with an increased risk of falls in the one-legged stance were >10.30
cm2 for A-COP, >2.93 cm/s for VEL A/P, and >3.40 cm/s for VEL M/L (Table 2).
Discussion
To the authors’ knowledge, this is the first study to determine cut-
off values for COP parameters from a force platform computed during a one-
legged stance in older adults. First, we observed that fallers have poorer postural
balance compared to non-fallers during this balance task. Second, from a ROC
analysis, the sensitivity of COP parameters to classify individuals with increased
risk of falls reached 78% for the COP velocity variable (in the A/P direction of
movement) and a specificity of 77% for the A-COP variable, which support the
use of these measures for establishing a better diagnosis of balance deficits in
older adults and their risk of falls. Compared to the time-limit variable (which was
not sensitive for differentiating balance between groups), the COP parameters
119
were sensitive to differences between non-fallers and fallers, mainly for detecting
individuals with increased risks of falls based on values such as A-COP
>10.30cm2, VEL A/P >2.90cm/s, and VEL M/L >3.40cm/s from a total sample of
172 older subjects.
Falls are a multifaceted problem and balance defict could be one
of several factors contributing to this phenomenon[19]. As reported, a fall can be
defined as unintentionally coming to rest on the ground, floor, or other lower level
for reasons other than sudden onset of acute illness or overwhelming external
force [3]. In the present study, the fall data was computed using self-report
information from a total of 51 participants. Older women represented 81% of the
total sample and for the group of fallers it was 71% out of 51 fallers. In general,
fall events occur more in women than men, which supports the present findings
with the literature national and international[20,21].
On the other hand, it is not simple to determine cut-off scores from
different balance tools for predicting falls in older adults. Laessoe et al.[22] found
a limited cut-off score from a battery of tests for elderly including standing balance
(time-limit), stepping ability, dual task, gait variability and others. The authors
reported a sensitivity of only 50%, while the specificity did not exceed 43% of the
cases. Audifren et al.[10] using an algorithm model (advanced probability and
machine learning theory) from a five dimensional description of the
statokinesigram on a wii balance board, reported an AUC of 0.75 for classifying
fallers and non-fallers. From COP values from a force platform, only a few studies
reported positive results for predicting falls with these parameters but without the
use of a challenge balance task[6]. Compared to results of the present study
(sensitivity of 78% and specificity of 77% across COP parameters), Muir et al.
120
2013[7] reported a sensitivity of 71% and specificity of 74% from their COP values
for identifying those with an increased risk of falls. However, the authors reported
these results for a two-legged standing condition. The strengths of the present
study were reporting positive results during a one-legged stance condition, which
represents at least part of daily living activities such as step walking and dressing.
The time-limit computed in parallel to COP data in the one-legged
stance was not sensitive to differences in balance between non-fallers and fallers,
as was also reported for COP results. Our findings were in agreement with some
previous studies[23], but contrary to other studies[24]. Hurvitz et al.[24] showed
that older adults with a history of falling had a time-limit of 9.6 s while those
without a history of falling had a time-limit of 31 s. The discrepancies between our
findings and those of Hurvitz et al.[24] are related to a pathological presence in
their sample (ex: subjects with peripheric neuropathy), sex factor (89% of their
sample were men while in the present study 80% were women), and age
concerns (in their study the fallers were 70 yrs old and non-fallers 63 yrs old; P <
0.01; while in the present study no difference in age was reported between
groups).
These finding reinforce the idea that high-tech equipment is efficient
for better characterizing changes related to postural control in the elderly and the
risk of falls[7,25]. In addition, a recent study also reported the sensitivity of a
variety of COP variables (ex: COP path length, COP velocity sway) to distinguish
older adult fallers versus non-fallers[26]. In the present study, we established cut-
off points of COP values that can be used to classify those individuals with
increased risk of falls based on a reference value. COP parameters from a force
platform can directly analyze balance deficits related to proprioception and
121
postural adjustments (feedback and feedfoward) of the neuromuscular
system[27], which is limited for functional balance tests as a time-limit score, as
previously supported by Nguyen et al. (2012)[28]. Our results may thus contribute
to postural control assessment in rehabilitation programs, and for exercise
strategies to re-train balance in fall prevention programs in older people.
Finally, our study presents some limitations. Our sample was
characterized by a higher pecentage of women, so studies including more men
would be necessary. Only one balance condition was tested. Other challenge
tasks such as trunk pertubation and dynamic postures would be also considered
in the future. In general, our results cannot necessarily be generalized to all older
adults because our sample (n= 51) does not represent the entire heterogeneity
of balance status in the population context of older individuals. Our falls data are
also based on a retrospective analysis of falls in a self-reporting context.
Conclusion
Our findings showed that fallers have poorer postural control
compared to non-fallers during a one-legged stance task. ROC analysis revealed
that the sensitivity of COP parameters in classifying individuals with increased
risk of falls reached 78% for the COP velocity variable (in the A/P direction of
movement) and a specificity of 77% for the A-COP variable, which supports the
use of these measurements in establishing a satisfactory diagnostic method for
balance deficits in older adults and for their risk of falls.
Conflicts of interest
The author declares that there are no conflicts of interest.
122
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126
Table 2. Cut-off points for the prediction of falls in older people physically
independent with age above 60 years old.
Force plate variable
AUC Sensitivity (%)
Specificity (%)
95% CI Best cut-off
A-COP (cm²) 0.70 63 77 0.62-0.78 >10.3 VEL A/P (cm/s) 0.68 78 54 0.60-0.75 >2.93 VEL M/L (cm/s) 0.64 71 57 0.55-0.73 >3.40
Receiver Operating Characteristic (ROC) curve analysis. AUC: Area Under the
Curve; 95% CI: confidence interval; Area of center of pressure (A-COP); COP
velocity in the anteroposterior (VEL A/P) and mediolateral (VEL M/L) directions.
Table 1. Characteristic of the subjects.
Variable All subjects (n=172)
No-fallers (n=121)
Fallers (n=51)
P value
Age (years) 67[63-72] 67[63-72] 68[64-74] 0.472 Weight (kg) 68[58-77] 67[57-76] 66[58-77] 0.960 Height (m) 1.56[1.50-1.63] 1.55[1.50-1.60] 1.58[1.50-1.65] 0.072 BMI (kg/m²) 27[24-31] 27[24-30] 26[24-29] 0.145 Mini mental 24[22-27] 24[22-26] 24[22-27] 0.755
The data are presented in median and interval interquartile range [25-75]. BMI:
Body Mass Index.
127
B) A)
Figure 1. Comparison between groups; area of center of pressure (A-COP) variable.
Figure 2. Comparison between groups; A) COP velocity in the anteroposterior (VEL A/P) and B) mediolateral (VEL M/L) directions.
*
P <0.001
*
P <0.001
*
P 0.004
128
A)
B) C)
Figure 3. Receiver operating curve of all force plate variables analyzed. A) area of center of pressure (A-COP) variable; B) COP velocity in the anteroposterior (VEL A/P) and C) mediolateral (VEL M/L) directions.
129
9 CONCLUSÃO GERAL DA TESE E PERSPECTIVAS FUTURAS
A referida tese apresenta novos estudos para literatura cientifica
por meio de um capitulo de livro e 4 artigos (originais) relacionados ao equilíbrio
postural em idosos.
O capítulo do livro, concluiu que o equilíbrio postural é prejudicado
conforme o avanço da idade e que as quedas é um fenômeno presente e
marcante na vida dos idosos, independente do gênero. Entretanto, os homens
apresentaram pior equilíbrio postural do que as mulheres independentemente da
faixa etária.
O artigo “1” constatou que idosos com alto risco de quedas (definido
pelo escore da Escala de Downton) apresentam maior instabilidade postural em
comparação aos do grupo com baixo risco de quedas, por apresentar valores
aumentados de todos os parâmetros da plataforma de força.
Já o artigo “2”, identificou que a baixa capacidade funcional de
exercício promove pior equilíbrio postural quando comparado com sujeitos que
mantém normal capacidade e alta capacidade de exercício nos parâmetros de
área e velocidade antero-posterior do centro de pressão da plataforma de força,
bem como na variável tempo-limite durante a posição unipodal.
No artigo “3” verificou-se que nenhuma diferença significativa foi
encontrada nos valores de oscilação do COP para uma repetição versus a média
de duas e três repetições nas cinco tarefas de equilíbrio. Entretanto, para
redução da variabilidade, o presente estudo recomenda a média de no mínimo
duas repetições durante as tarefas de equilíbrio apresentadas.
Por fim, o artigo “4” apresenta valores de ponto de corte para
classificação do risco de quedas em idosos por meio da avaliação unipodal de
130
equilíbrio na plataforma de força.
As conclusões apresentadas pelas cinco propostas de estudo
demonstram que o equilíbrio postural é uma variável pertinente que pode
impactar diretamente na vida dos idosos. O levantamento do déficit de equilíbrio
nos idosos pode contribuir no diagnóstico da instabilidade postural que é um dos
principais fatores que levam os idosos as quedas. Dessa maneira, é importante
ressaltar que atividades que envolvem a capacidade de equilíbrio devem ser
incluídas nos programas de exercícios para idosos. Estes achados podem
contribuir com os profissionais da área da saúde no manejo de questões
relacionadas ao equilíbrio postural visando promover a qualidade de vida na
população idosa. Por fim, novas pesquisas são encorajadas para melhor
compreender este tema tão importante para esta população que cresce a cada
ano.
131
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140
11. APÊNDICE
APÊNDICE A
Escala de Downton Downton Fall Risk Index, para identificar o risco de quedas
QUEDAS PRÉVIAS NÃO 0
SIM 1
MEDICAMENTOS
NENHUM 0
TRANQUILIZANTES – SEDANTES
1
DIURÉTICOS 1
HIPOTENSORES (NÃO DIURÉTICOS)
1
ANTIPARKINSONIANOS 1
ANTIDEPRESSIVOS 1
OUTROS MEDICAMENTOS
1
DÉFICITS SENSORIAIS/MOTORES
NENHUM 0
ALTERAÇÕES VISUAIS 1
ALTERAÇÕES AUDITIVAS
1
NOS MEMBROS 1
ESTADO MENTAL ORIENTADO 0
CONFUSO 1
MARCHA
NORMAL 0
SEGURA, COM AJUDA 1
INSEGURA, COM OU SEM AJUDA
1
IMPOSSÍVEL 1
141
APÊNDICE B
Teste de Caminhada de 6 minutos
1 min: continue assim!
2 min: Sr(a) está indo
bem, continue!
3 min: Vamos lá,
continue andando
rápido!
4 min: Vamos lá.
Mantenha o ritmo.
5 min: Está acabando,
capriche!
6 min: Pare!
142
APÊNDICE C
Ficha de avaliação do equilíbrio postural
NOME: ______________________________________________________________ DATA DE NASCIMENTO: ___________________ DATA___________
UNIPODAL
MEMBRO DE PREFERENCIA ( ) MID ( ) MIE
ENSAIO
TEMPO
COMENTÁRIOS
1
2
3
MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS
PESO
ESTATURA
IMC
143
12. ANEXOS ANEXO A
Parecer de aprovação do comitê de ética em pesquisa
144
ANEXO B
Termo de consentimento livre e esclarecido
Termo de consentimento livre e esclarecido para participação na pesquisa intitulada “Projeto EELO: estudo epidemiológico dos fatores sócio-demográficos e indicadores das condições de saúde de idosos do município de londrina-pr” (de acordo com a Resolução 196 de 10/10/1996 do Conselho Nacional de Saúde). Eu,_______________________________________________________________________, RG nº __________________________ livremente, consinto em participar da pesquisa “Projeto EELO: estudo epidemiológico dos fatores sócio-demográficos e indicadores das condições de saúde de idosos do município de londrina-pr” sob responsabilidade do professor , docente da Universidade do Paraná, localizada à Av. Paris, 675, Jardim Piza, Londrina/PR. Objetivo da pesquisa: Este estudo pretende avaliar os fatores sócio-demográficos e os indicadores das condições de saúde de idosos independentes do munícipio de Londrina/PR,. Procedimentos que serão necessários: A pesquisa será conduzida da seguinte maneira: a) inicialmente será realizada uma entrevista estruturada com o objetivo de
obter informações sobre perfil sociodemográfico, capacidade cognitiva, uso de medicamentos, consumo alimentar entre outros;
b) será necessário coletar uma pequena quantidade de sangue em jejum para realizar exames de sangue e extração de DNA;
Esclarecemos que o risco decorrente da sua participação é o mesmo de procedimentos rotineiros de coleta de sangue, ou seja, não haverá nenhum risco porque será utilizado material descartável e as pessoas são totalmente treinadas para realizar esta tarefa. c) será realizado um exame físico, denominado de bioimpedância, que tem por
objetivo medir a massa gorda e magra. Será necessário estar de jejum por pelo menos 5 horas. E também não há nenhum risco a sua saúde.
d) será necessário coletar urina de 24 horas. O recipiente será fornecido pelos pesquisadores e esses orientarão o procedimento de coleta que será realizado em sua residência. Não há nenhum risco a sua saúde durante a coleta.
e) serão necessários aferir o peso, a altura, circunferências do braço, panturrilha, cintura. Estes procedimentos não causam nenhum dano físico e nem mental.
f) Será necessário submeter-se a alguns testes físicos para avaliar a capacidade funcional, de exercício e atividade físcia diária. Estes procedimentos não causam nenhum dano físico e nem mental.
g) será necessário fazer um bochecho durante um minuto para a coleta da saliva.
Obs. Serão solicitadas duas autorizações aos doadores de sangue. A primeira é uma autorização específica para o estudo discutido acima, a segunda é uma permissão para usar o DNA, extraído das células do sangue, que será guardado
145
para o uso em outros estudos que porventura a UNOPAR venha a desenvolver no futuro, sempre com a aprovação das comissões de ética da instituição. O DNA estocado poderá ser guardado por mais de 10 anos desde que em condições ideais de preservação. Caso o doador concorde em participar somente do primeiro estudo, ao final deste todo o material colhido do participante será descartado e não mais será usado em outras pesquisas. ________________________ __________________________
Autorização para participar somente no primeiro estudo.
Autorização para usar a doação em futuros estudos da UNOPAR.
Privacidade: Os dados individualizados serão confidenciais. Os resultados coletivos serão divulgados apenas em eventos e revistas meios científicos e não é possível a sua identificação. Benefícios: As informações obtidas nesta pesquisa poderão ser úteis cientificamente e de ajuda para todos, porém não receberei nenhuma compensação financeira por participar deste estudo. Riscos: Não haverá nenhum risco para a minha integridade física, mental ou moral por participar desta pesquisa. Desistência: Poderei desistir a qualquer momento deste estudo, sem qualquer conseqüência para mim. O(a) senhor(a) tem o direito de pedir outros esclarecimentos sobre a pesquisa que considerar necessário e de se recusar a participar ou interromper a sua participação a qualquer momento, sem que isso lhe traga qualquer prejuízo. Contato com os pesquisadores: Caso haja necessidade de esclarecimento de dúvidas ou reclamações ligue para o Centro de Pesquisa em Saúde da UNOPAR, (43) 3371-7990, nos seguintes horários: 8h:00min. às 12h:00min. e das 14h:00min às 17h:00min. Declaro estar ciente das informações deste termo de consentimento livre e esclarecido e concordo em participar desta pesquisa.
_______________________________ Assinatura do entrevistado
_____________________________ Assinatura do(a) Pesquisador(a)
