电生物阻抗谱标志物可在不诱发跌倒风险的前提下区分老年人的平衡能力

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Electrical bioimpedance spectral markers distinguish balance ability in older adults without provoking fall risk

　　**摘要****背景** 老年人平衡能力评估是跌倒风险评价和康复计划制定的核心内容，但广泛使用的临床测试（如单腿站立）往往要求受试者采取最易诱发跌倒的姿势。若能捕捉到在更安全的静态姿势下与姿势控制相关的神经肌肉贡献，将有助于显著提升临床和家庭环境下的评估水平。**方法** 本研究探讨了在外展大脚趾肌（EDL，一种参与踝关节精细姿势调整肌肉）上采集的电生阻抗（EBI）信号中，是否包含反映平衡能力的频谱特征，而无需进行具有挑衅性的测试。共纳入28名60至74岁的社区居家老年人，依据单腿站立表现将其分为平衡能力较好的两组，并使用四极配置在坐姿、稳定站立和纵列站立过程中记录EBI信号。经过标准化预处理后，在时域和频域内对信号进行分析，采用频谱分解和时频分解方法，并进行峰值频段和瞬态事件检测。从61个候选特征中，通过预定义约减规则和相关性筛选保留了一套25个非冗余主要特征。组间差异采用经过活动校正的、逐特征广义估计方程进行评估，并通过参与者层面置换检验进行验证，同时对保留的特征集实施多重比较校正。**结果** 三种姿势下，具有生理意义的频谱功率均集中在0至10 Hz范围内。在活动校正后，两个频域特征在错误发现率校正后仍保持显著性，一个特征在Bonferroni校正后仍然显著。平衡能力较好的参与者的EBI信号表现出更强的振荡组织性，体现为可识别的频谱峰内功率集中度更高以及峰值数量更多；而平衡能力较差的参与者则表现出较少的峰值主导特征、更宽频的特征分布，并伴有更大且更不规则的低频振幅波动。**结论** 在安全的静态姿势下记录的肌肉EBI低频频谱特征能够区分老年人的平衡能力，并揭示了远端姿势控制活动的时间组织差异。这些发现支持EBI衍生频谱标记作为平衡控制质量的候选肌肉水平生物标志物，为基于传感器、无需老年人采取增加跌倒风险姿势的更安全评估方法提供了一条路径。该方法适用于与康复监测相结合，并可在有监督和自主环境下补充现有的临床平衡评估。