DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-11684-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40702137
تاريخ النشر: 2025-07-23
المؤلف: Yuya Mawarikado وآخرون
الموضوع الرئيسي: التوازن، والمشي، والوقاية من السقوط
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة العلاقة بين تاريخ السقوط والمعايير الزمانية والمكانية في المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الورك والركبة (OA). تم إجراء تحليل مقطعي مع 51 مريضًا، حيث تم تقييم تاريخ سقوطهم على مدار العام الماضي وقياس معايير مركز الضغط (COP) أثناء المشي والوقوف باستخدام جهاز المشي Zebris FDM-T. كشفت النتائج أن مجموعة السقوط أظهرت إزاحة خلفية ملحوظة لمركز الضغط أثناء المشي (p = 0.001) مقارنة بمجموعة غير السقوط. ومن الجدير بالذكر أن المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الورك أظهروا اختلافات ملحوظة في العمر، والتناظر الأمامي والخلفي، والتباين، بينما أظهر مرضى التهاب المفاصل العظمي في الركبة اختلافات ملحوظة في التناظر الأمامي والخلفي والتباين الجانبي.
تخلص الدراسة إلى أن إزاحة مركز الضغط الخلفية أثناء المشي مرتبطة بشكل كبير بتاريخ السقوط في المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الورك والركبة في المرحلة النهائية، مما يشير إلى أنها قد تكون مؤشراً جديداً لخطر السقوط. على الرغم من الانتشار العالي لالتهاب المفاصل العظمي وآثاره على السقوط، لا يزال فهم العوامل المرتبطة به محدودًا. هذه البحث هو الأول الذي يثبت وجود صلة بين وضع مركز الضغط أثناء المشي وحوادث السقوط، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من الدراسات لاستكشاف الآليات وراء انحراف مركز الضغط وقيمته التنبؤية المحتملة للسقوط في المستقبل.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إجراء تقييمات النتائج في يوم واحد، تشمل المعلومات الديموغرافية الأساسية، وتقييمات تاريخ السقوط، وبيانات تحليل المشي. تم توثيق تاريخ السقوط من قبل متخصص في الرعاية الصحية من خلال مقابلات مع المريض أو أحد أفراد الأسرة. لضمان الموضوعية في جمع البيانات، تم استخدام جهاز المشي FDM-T لتحليل المشي بشكل آلي.
لتحليل البيانات، تم تحديد الجانب المتأثر على أنه الجانب الذي تم تشخيصه بمشكلة المفصل، بينما تم تصنيف الجانب المقابل على أنه الجانب غير المتأثر. كانت هذه الطريقة المنهجية تهدف إلى تقليل التحيز الذاتي وتعزيز موثوقية معايير المشي التي تم قياسها أثناء التقييم.
النتائج
شملت نتائج الدراسة ما مجموعه 51 مشاركًا، يتكونون من 22 فردًا يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الورك (OA) و29 يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الركبة. من بين هؤلاء، تم تصنيف 23 مشاركًا في مجموعة السقوط و28 في مجموعة غير السقوط. ومن الجدير بالذكر أن التحليل كشف أن الاختلاف الوحيد الملحوظ بين مجموعتي السقوط وغير السقوط عبر كل من التهاب المفاصل العظمي في الورك والركبة كان في التناظر الأمامي والخلفي (p = 0.001). أظهرت مجموعة السقوط إزاحة خلفية ملحوظة لنقطة تقاطع مسار مركز الضغط (COP) مقارنة بنظرائهم من مجموعة غير السقوط.
عند فحص مجموعة التهاب المفاصل العظمي في الورك، لوحظت اختلافات ملحوظة في العمر (p = 0.005)، والتناظر الأمامي والخلفي (p = 0.005)، والتباين الأمامي والخلفي (p = 0.030). كانت مجموعة السقوط أكبر سناً وأظهرت تباينًا أقل في المسار الأمامي والخلفي لمركز الضغط بينما أظهرت أيضًا إزاحة خلفية. في مجموعة التهاب المفاصل العظمي في الركبة، تضمنت الاختلافات الملحوظة التناظر الأمامي والخلفي (p = 0.047) والتباين الجانبي (p = 0.032)، حيث أظهرت مجموعة السقوط تباينًا جانبيًا أكبر وإزاحة خلفية لنقطة تقاطع مسار مركز الضغط مقارنة بمجموعة غير السقوط.
المناقشة
استخدمت الدراسة تصميمًا وصفيًا مقطعيًا للتحقيق في العلاقة بين تاريخ السقوط ومعايير المشي في المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الورك والركبة في المرحلة النهائية والمقرر لهم إجراء جراحة استبدال المفاصل الكلي. تم تصنيف ما مجموعه 51 مشاركًا إلى مجموعة السقوط (n=23) ومجموعة غير السقوط (n=28) بناءً على تاريخ سقوطهم على مدار العام الماضي. أشارت النتائج الرئيسية إلى أن الانحراف الخلفي الوحيد لمركز الضغط (COP) أثناء المشي كان مرتبطًا بشكل كبير بتاريخ السقوط (p = 0.009، نسبة الأرجحية = 1.257). وهذا يشير إلى أن انحراف مركز الضغط الخلفي قد يكون علامة حساسة للتمييز بين الساقطين وغير الساقطين، على الرغم من عدم وجود اختلافات ملحوظة في معايير المشي الأساسية مثل السرعة واستخدام وسائل المساعدة على المشي.
تسلط الدراسة الضوء على أهمية انحراف مركز الضغط الخلفي في فهم مخاطر السقوط بين مرضى التهاب المفاصل العظمي، وهي علاقة لم يتم استكشافها بشكل كافٍ في الأدبيات السابقة. تشير النتائج إلى أن هذا الانحراف قد يعكس تعلمًا حركيًا تعويضيًا بسبب السقوط السابق، مما قد يزيد من خطر السقوط للخلف، وهو أمر خطير بشكل خاص لهذه الفئة. يدعو المؤلفون إلى مزيد من البحث لاستكشاف الآليات وراء انحرافات مركز الضغط وقيمتها التنبؤية للسقوط في المستقبل، مع التأكيد على فائدة جهاز المشي FDM-T في تقييم المشي لدى المرضى بمستويات مختلفة من الحركة.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود تستدعي الاعتبار. أولاً، لم تقيم عوامل إضافية تتعلق بالسقوط، مثل قوة العضلات ومقاييس الأداء البدني مثل اختبار “Timed Up and Go”. ثانيًا، كونها دراسة مقطعية، تفتقر إلى القدرة على إثبات العلاقات السببية بين الإزاحة الخلفية لمركز الضغط (COP) أثناء المشي وحدوث السقوط، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من الأبحاث الطولية.
بالإضافة إلى ذلك، كان عدد كبير من المشاركين الذين يعانون من التهاب المفاصل العظمي في الورك غير قادرين على إكمال تقييمات المشي، مما قد يؤثر على موثوقية بعض النتائج. قد تؤدي وجود التهاب المفاصل العظمي في مفاصل متعددة بين المشاركين، على الرغم من أنها تعكس سيناريوهات سريرية نموذجية، إلى تعقيد تفسير النتائج. أخيرًا، تم إجراء تحليل المشي على جهاز المشي بدلاً من بيئة المشي في الهواء الطلق. على الرغم من أن مراجعة منهجية تشير إلى أن المتغيرات الزمانية والمكانية والديناميكية متشابهة إلى حد كبير بين هذين البيئتين، مع اختلافات طفيفة مثل قصر طول الخطوة على جهاز المشي، يجب على الأبحاث المستقبلية التحقق من هذه النتائج في ظروف المشي في العالم الحقيقي.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-11684-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40702137
Publication Date: 2025-07-23
Author(s): Yuya Mawarikado et al.
Primary Topic: Balance, Gait, and Falls Prevention
Overview
This study investigates the relationship between fall history and spatiotemporal parameters in patients with hip and knee osteoarthritis (OA). A cross-sectional analysis was conducted with 51 patients, assessing their fall history over the past year and measuring the center of pressure (COP) parameters during gait and standing using the Zebris FDM-T treadmill. The findings revealed that the fall group exhibited a significant posterior displacement of the COP during gait (p = 0.001) compared to the non-fall group. Notably, in patients with hip OA, differences in age, anterior-posterior symmetry, and variability were significant, while knee OA patients showed notable differences in anterior-posterior symmetry and lateral variability.
The study concludes that posterior COP displacement during gait is significantly associated with fall history in patients with end-stage hip and knee OA, suggesting it may serve as a novel indicator for fall risk. Despite the high prevalence of OA and its implications for falls, the understanding of related factors remains limited. This research is the first to establish a link between COP positioning during gait and fall incidents, highlighting the need for further studies to explore the mechanisms behind COP deviation and its potential predictive value for future falls.
Methods
In this study, outcome assessments were conducted on a single day, encompassing basic demographic information, fall history evaluations, and gait analysis data. The history of falls was documented by a healthcare professional through interviews with either the patient or a family member. To ensure objectivity in data collection, the FDM-T treadmill was employed for automated gait analysis.
For the analysis, the affected side was designated as the side with the diagnosed joint issue, while the opposite side was classified as the nonaffected side. This methodological approach aimed to minimize subjective bias and enhance the reliability of the gait parameters measured during the assessment.
Results
The results of the study involved a total of 51 participants, comprising 22 individuals with hip osteoarthritis (OA) and 29 with knee OA. Among these, 23 participants were categorized into a fall group and 28 into a non-fall group. Notably, the analysis revealed that the only significant difference between the fall and non-fall groups across both hip and knee OA was in anterior-posterior symmetry (p = 0.001). Participants in the fall group exhibited a significant posterior displacement of the center of pressure (COP) trajectory intersection compared to their non-fall counterparts.
When examining the hip OA subgroup, significant differences were observed in age (p = 0.005), anterior-posterior symmetry (p = 0.005), and anterior-posterior variability (p = 0.030). The fall group was older and demonstrated reduced anterior-posterior variability in their COP trajectory while also showing posterior displacement. In the knee OA subgroup, significant differences included anterior-posterior symmetry (p = 0.047) and lateral variability (p = 0.032), with the fall group exhibiting greater lateral variability and posterior displacement of the COP trajectory intersection compared to the non-fall group.
Discussion
The study employed a descriptive cross-sectional design to investigate the relationship between fall history and gait parameters in patients with end-stage hip and knee osteoarthritis (OA) scheduled for total joint arthroplasty. A total of 51 participants were categorized into fallers (n=23) and non-fallers (n=28) based on their fall history over the past year. Key findings indicated that only the posterior deviation of the center of pressure (COP) during gait was significantly associated with fall history (p = 0.009, odds ratio = 1.257). This suggests that posterior COP deviation may serve as a sensitive marker for distinguishing between fallers and non-fallers, despite no significant differences in basic gait parameters such as speed and use of walking aids.
The study highlights the importance of the COP’s posterior deviation in understanding fall risks among OA patients, a relationship that has been underexplored in previous literature. The findings suggest that this deviation may reflect compensatory motor learning due to prior falls, potentially increasing the risk of backward falls, which are particularly hazardous for this population. The authors advocate for further research to explore the mechanisms behind COP deviations and their predictive value for future falls, emphasizing the utility of the FDM-T treadmill in assessing gait in patients with varying levels of mobility.
Limitations
The study presents several limitations that warrant consideration. Firstly, it did not assess additional factors related to falls, such as muscle strength and physical performance metrics like the Timed Up and Go test. Secondly, being a cross-sectional study, it lacks the ability to establish causal relationships between the posterior displacement of the center of pressure (COP) during walking and the incidence of falls, indicating a need for further longitudinal research.
Additionally, a significant number of participants with hip osteoarthritis (OA) were unable to complete gait assessments, which may affect the reliability of certain results. The presence of OA in multiple joints among participants, while reflective of typical clinical scenarios, could also complicate the interpretation of findings. Lastly, the gait analysis was conducted on a treadmill rather than in an overground setting. Although a systematic review suggests that spatiotemporal and kinetic variables are largely comparable between these two environments, with only minor differences such as a shorter stride length on a treadmill, future research should validate these results in real-world walking conditions.