radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2026-29-4-112-123radioelectronics-1209Research ArticleПРИБОРЫ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ, КОНТРОЛЯ СРЕДЫ, ВЕЩЕСТВ, МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙMEDICAL DEVICES, ENVIRONMENT, SUBSTANCES, MATERIAL AND PRODUCTАнализ воздействия внешних факторов на стабилометрические показатели постурального контроляEffects of External Factors on Stabilometric Measures of Postural Controlhttps://orcid.org/0009-0008-4270-2349ПоповД. Б.PopovD. B.

Попов Дмитрий Борисович – магистр по направлению "Приборостроение", младший научный сотрудник лаборатории физиологии зрения; аспирант кафедры лазерных измерительных и навигационных систем

наб. Макарова, д. 6, Санкт-Петербург, 199034

Dmitry B. Popov, Master’s degree in Instrument Engineering, Junior Researcher of the Laboratory of Vision Physiology

6, Makarova Embankment, St Petersburg 199034

db.popov@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0003-7810-8396СакунИ. А.SakunI. A.

Сакун Иван Антонович – магистр по направлению "Приборостроение"; младший научый сотрудник лаборатории физиологии движения; младший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории "Системы захвата и моделирования движения", аспирант кафедры лазерных измерительных и навигационных систем

наб. Макарова, д. 6, Санкт-Петербург, 199034

Ivan A. Sakun, Master’s degree in Instrument Engineering, Junior Researcher of the Laboratory of Movement Physiology

6, Makarova Embankment, St Petersburg 199034

sakunia@infran.ruСамароковМ. Д.SamarokovM. D.

Самароков Михаил Дмитриевич – магистр по направлению "Приборостроение", аспирант кафедры лазерных измерительных и навигационных систем

ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022

Mikhail D. Samarokov, Master’s degree in Instrument Engineering, Postgraduate Student of the Department of laser measuring and navigation systems

5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022

michaelsam120900@gmail.comТюлькинаТ. В.TyulkinaT. V.

Тюлькина Татьяна Владимировна – магистр по направлению "Приборостроение", аспирантка кафедры лазерных измерительных и навигационных систем

ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022

Tatyana V. Tyulkina, Master’s degree in Instrument Engineering, Postgraduate Student of the Department of laser measuring and navigation system

5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022

tatyanatyul@mail.ruСкребовЕ. М.SkrebovaE. M.

Скребова Елена Михайловна – специалист по направлению "Инженерное дело в медико-биологической практике", начальник научно-исследовательской лаборатории "Системы захвата и моделирования движения"

ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022

Elena M. Skrebova, Specialist in "Engineering in Biomedical Practice, Head of the Research Laboratory "Motion Capture and Modeling Systems"

5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022

emskrebova@etu.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSaint Petersburg Electrotechnical University; Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина); Институт физиологии им. И. П. Павлова РАНРоссияSaint Petersburg Electrotechnical University; Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSaint Petersburg Electrotechnical UniversityRussian Federation202608102026294112123Copyright © Попов Д.Б., Сакун И.А., Самароков М.Д., Тюлькина Т.В., Скребов Е.М., 20262026Попов Д.Б., Сакун И.А., Самароков М.Д., Тюлькина Т.В., Скребов Е.М.Popov D.B., Sakun I.A., Samarokov M.D., Tyulkina T.V., Skrebova E.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/1209

Введение. Постуральная устойчивость обеспечивает надежность двигательного поведения, однако стабилометрические показатели могут зависеть от сенсорных, когнитивных, физических и позиционных факторов.Цель работы. Оценка влияния внешних факторов на стабилометрические показатели постурального контроля у здоровых людей.Материалы и методы. В пилотном исследовании с повторными измерениями участвовали 9 здоровых добровольцев (23.5 ± 0.5 лет). Каждый участник выполнял 9 тестов: базовую стойку, стойки на одной ноге, условия темноты и шума, когнитивную и физическую нагрузки, использование смартфона и стойку с дополнительным грузом. С помощью платформы Kistler и программ Qualisys Track Manager и Visual 3D регистрировали 6 пространственных и скоростных показателей центра давления (ЦД). Различия оценивали критерием Фридмана с последующими парными сравнениями критерием Уилкоксона и поправкой Холма.Результаты. При сравнении девяти условий тестирования по критерию Фридмана статистически значимые различия между условиями выявлены для каждого из шести стабилометрических показателей (p < 0.001). Наиболее устойчивые различия относительно базовой стойки наблюдались в одноопорных стойках: для левой ноги – по всем показателям; для правой – по всем, кроме фронтального диапазона (pHolm= 0.031). При нагрузке 7 кг выявлено снижение длины пути ЦД (pHolm= 0.031). Для когнитивной нагрузки, темноты, шума, физической нагрузки и использования смартфона большинство различий после поправки Холма статистически не подтверждено.Заключение. Стабилометрические показатели зависят от условий тестирования, наиболее выраженные изменения наблюдаются при уменьшении площади опоры. Протокол позволяет количественно оценивать постуральную устойчивость в различных условиях. Малый объем выборки и отсутствие нормировки дополнительной нагрузки относительно массы тела ограничивают обобщение результатов. Надежность, воспроизводимость и практическая значимость протокола требуют проверки на расширенной выборке.

Introduction. Postural stability is essential for reliable motor behavior; however, stabilometric measures may be influenced by sensory, cognitive, physical, and positional factors.Aim. To assess the effects of external factors on stabilometric measures of postural control in healthy individuals.Materials and methods. This pilot repeated-measures study included nine healthy volunteers (23.5 ± 0.5 years). Each participant completed nine tests: basic stance, single-leg stances, darkness, noise, cognitive and physical loads, smartphone use, and an additional-load condition. Six spatial and velocity center-of-pressure (COP) measures were recorded using a Kistler force plate, Qualisys Track Manager, and Visual 3D. Differences were assessed using the Friedman test followed by paired Wilcoxon tests with Holm correction.Results. A significant overall effect of experimental condition was found for all six measures (p < 0.001). The most consistent differences from basic stance were observed during single-leg stance: the left-leg condition differed in all measures and the right-leg condition in all except frontal range (pHolm = 0.031). A 7-kg load decreased COP path length (pHolm = 0.031). For cognitive load, darkness, noise, physical load, and smartphone use, most differences were not statistically significant after Holm correction.Conclusion. Stabilometric measures depend on testing conditions, with the most pronounced changes occurring when the support area is reduced. The protocol enables quantitative assessment of postural stability under different conditions. The small sample size and lack of normalization of the additional load to body mass limit generalization of the findings. Reliability, reproducibility, and practical significance require confirmation in a larger sample.

стабилометриякинетические данныецентр давлениясиловые динамометрические платформывнешние факторыбаланс человекапостуральная устойчивостьравновесиеосвещениезвуковые раздражителиутомлениеповерхность опорыреабилитациятренировкифункциональное состояниеstabilometrykinetic datacenter of pressureforce platesexternal factorshuman balancepostural stabilityequilibriumlightingauditory stimulifatiguesupport surfacerehabilitationtrainingfunctional stateРабота выполнена с использованием оборудования научно-исследовательской лаборатории "Системы захвата и моделирования движения" Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина).The work was performed using the equipment of the Research Laboratory of Motion Capture and Modelling Systems of Saint Petersburg Electrotechnical University.ReferencesКлиническая значимость стабилометрического исследования в стоматологии / Е. А. Соловых, Л. Н. Максимовская, Е. П. Иванова, Н. М. Фокина // Российская стоматология. 2012. Т. 5, № 2. С. 42‒49.Solovykh E. A., Maksimovskaia L. N., Ivanova E. P., Fokina N. M. The Clinical Significance of the Stabilometric Studies in Stomatology. Russian J. of Stomatology. 2012, vol. 5, no. 2, pp. 42‒49. (In Russ.)Малиниченко А. А., Оленская Т. Л. Стабилометрия как метод контроля физической реабилитации пациентов // Здоровье для всех. 2021. № 1. С. 18‒21.Malichenko A. A., Olenskaya T. L. Stabilometry as a Method of Monitoring the Physical Rehabilitation of Patients. Health for All. 2021, no.1, pp. 18‒21. (In Russ.)Peterka R. J. Sensorimotor integration in human postural control // J. of Neurophysiology. 2002. Vol. 88, № 3. P. 1097‒1118. doi: 10.1152/jn.2002.88.3.1097Peterka R. J. Sensorimotor Integration in Human Postural Control. J. of Neurophysiology. 2002, vol. 88, no. 3, pp. 1097‒1118. doi: 10.1152/jn.2002.88.3.1097Shumway-Cook A., Woollacott M. H. Motor Control: Theory and Practical Applications. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2001. 614 c.Shumway-Cook A., Woollacott M. H. Motor Control: Theory and Practical Applications. Philadelphia, Lippincott Williams & Wilkins, 2001, 614 c.Terekhov Y. Stabilometry as a diagnostic tool in clinical medicine // Canadian Medical Association J. 1976. Vol. 115, № 7. P. 631‒633.Terekhov Y. Stabilometry as a Diagnostic Tool in Clinical Medicine. Canadian Medical Association J. 1976, vol. 115, no. 7, pp. 631‒633.Stabilometry for studying postural control and compensation in vertigo of central and peripheral origin / H. Tropp, P. Odenrick, B. Sandlund, L. M. Odkvist // Electromyography and Clinical Neurophysiology. 1987. Vol. 27, № 2. P. 77‒82.Tropp H., Odenrick P., Sandlund B., Odkvist L. M. Stabilometry for Studying Postural Control and Compensation in Vertigo of Central and Peripheral Origin. Electromyography and Clinical Neurophysiology. 1987, vol. 27, no. 2, pp. 77‒82.Shumway-Cook A., Woollacott M. H. Motor Control: Theory and Practical Applications. Baltimore: Williams and Wilkins, 1995. 495 p.Shumway-Cook A., Woollacott M. H. Motor Control: Theory and Practical Applications. Baltimore, Williams and Wilkins, 1995, 495 p.Different Neuromuscular Control Mechanisms Regulate Static and Dynamic Balance: A Center-of-Pressure Analysis in Young Adults / A. Rizzato, M. Benazzato, M. Cognolato, D. Grigoletto, A. Paoli, G. Marcolin // Human Movement Science. 2023. Vol. 90, art. № 103120. doi: 10.1016/j.humov.2023.103120Rizzato A., Benazzato M., Cognolato M., Grigoletto D., Paoli A., Marcolin G. Different Neuromuscular Control Mechanisms Regulate Static and Dynamic Balance: A Center-of-Pressure Analysis in Young Adults. Human Movement Science. 2023, vol. 90, art. no. 103120. doi: 10.1016/j.humov.2023.103120Mancini M., Horak F. B. The relevance of clinical balance assessment tools to differentiate balance deficits // European J. of Physical and Rehabilitation Medicine. 2010. Vol. 46, № 2. P. 239‒248.Mancini M., Horak F. B. The Relevance of Clinical Balance Assessment Tools to Differentiate Balance Deficits. European J. of Physical and Rehabilitation Medicine. 2010, vol. 46, no. 2, pp. 239‒248.Hrysomallis C. Balance ability and athletic performance // Sports Medicine. 2011. Vol. 41, № 3. P. 221‒232. doi: 10.2165/11538560-000000000-00000Hrysomallis C. Balance Ability and Athletic Performance. Sports Medicine. 2011, vol. 41, no. 3, pp. 221‒232. doi: 10.2165/11538560-000000000-00000World Health Organization. URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/falls (дата обращения: 20.05.2024).World Health Organization. Available at: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/falls (accessed: 20.05.2024).Management of falls in community-dwelling older adults: clinical guidance statement from the Academy of Geriatric Physical Therapy of the American Physical Therapy Association / K. G. Avin, T. A. Hanke, N. Kirk-Sanchez, C. M. McDonough, T. E. Shubert, J. Hardage, G. Hartley // Physical Therapy. 2015. Vol. 95, № 6. P. 815‒834. doi: 10.2522/ptj.20140415Avin K. G., Hanke T. A., Kirk-Sanchez N., McDonough C. M., Shubert T. E., Hardage J., Hartley G. Management of Falls in Community-Dwelling Older Adults: Clinical Guidance Statement from the Academy of Geriatric Physical Therapy of the American Physical Therapy Association. Physical Therapy. 2015, vol. 95, no. 6, pp. 815‒834. doi: 10.2522/ptj.20140415Скворцов Д. В. Стабилометрическое исследование. М.: Маска, 2010. 176 с.Skvortsov D. V. Stabilometricheskoe issledovanie [Stabilometric Assessment]. Moscow, Maska, 2010, 176 p. (In Russ.)Collins J. J., De Luca C. J. Open-loop and closed-loop control of posture: a random-walk analysis of center-of-pressure trajectories // Experimental Brain Research. 1993. Vol. 95, № 2. P. 308‒318. doi: 10.1007/BF00229788Collins J. J., De Luca C. J. Open-Loop and Closed-Loop Control of Posture: a Random-Walk Analysis of Center-of-Pressure Trajectories. Experimental Brain Research. 1993, vol. 95, no. 2, pp. 308‒318. doi: 10.1007/BF00229788Horak F. B., Macpherson J. M. Postural orientation and equilibrium // Handbook of Physiology, Section 12: Exercise: Regulation and Integration of Multiple Systems / Eds. L. B. Rowell, J. T. Sheperd. New York: Oxford University Press, 1996. P. 255‒292.Horak F. B., Macpherson J. M. Postural Orientation and Equilibrium. Handbook of Physiology, Section 12: Exercise: Regulation and Integration of Multiple Systems. Eds. L. B. Rowell, J. T. Sheperd. New York, Oxford University Press, 1996, pp. 255‒292.Mancini M., Horak F. B. The relevance of clinical balance assessment tools to differentiate balance deficits // European J. of Physical and Rehabilitation Medicine. 2010. Vol. 46, № 2. P. 239‒248.Mancini M., Horak F. B. The Relevance of Clinical Balance Assessment Tools To Differentiate Balance Deficits. European J. of Physical and Rehabilitation Medicine. 2010, vol. 46, no. 2, pp. 239‒248.Duarte M., Freitas S. M. Revision of posturography based on force plate for balance evaluation // Brazilian J. of Physical Therapy. 2010. Vol. 14, № 3. P. 183‒192. doi: 10.1590/S1413-35552010000300003Duarte M., Freitas S. M. Revision of Posturography Based on Force Plate for Balance Evaluation. Brazilian J. of Physical Therapy. 2010, vol. 14, no. 3, pp. 183‒192. doi: 10.1590/S1413-35552010000300003Paillard T. Effects of general and local fatigue on postural control: A review // Neuroscience. Biobehavioral Reviews. 2012. Vol. 36, № 1. P. 162–176. doi: 10.1016/j.neubiorev.2011.05.009Paillard T. Effects of General and Local Fatigue on Postural Control: A Review. Neuroscience. Biobehavioral Reviews. 2012, vol. 36, no. 1, pp. 162–176. doi: 10.1016/j.neubiorev.2011.05.009Clinical stabilometry standardization: basic definitions ‒ acquisition interval ‒ sampling frequency / F. Scoppa, R. Capra, M. Gallamini, R. Shiffer // Gait & Posture. 2013. Vol. 37, № 2. P. 290‒292. doi: 10.1016/j.gaitpost.2012.07.009Scoppa F., Capra R., Gallamini M., Shiffer R. Clinical Stabilometry Standardization: Basic Definitions ‒ Acquisition Interval ‒ Sampling Frequency. Gait & Posture. 2013, vol. 37, no. 2, pp. 290‒292. doi: 10.1016/j.gaitpost.2012.07.009Interference between postural control and mental task performance in patients with vestibular disorder and healthy controls / L. Yardley, M. Gardner, A. Bronstein, R. Davies, D. Buckwell, L. Luxon // J. of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2001. Vol. 71, № 1. P. 48‒52. doi: 10.1136/jnnp.71.1.48Yardley L., Gardner M., Bronstein A., Davies R., Buckwell D., Luxon L. Interference Between Postural Control and Mental Task Performance in Patients with Vestibular Disorder and Healthy Controls. J. of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 2001, vol. 71, no. 1, pp. 48‒52. doi: 10.1136/jnnp.71.1.48Visual feedback in the lower visual field affects postural control during static standing / H. Mani, N. Kato, N. Hasegawa, Yu. Urano, T. Aiko, T. Kurogi, T. Asaka // Gait & Posture. 2020. Vol. 97. P. 1‒7. doi: 10.1016/j.gaitpost.2022.07.004Mani H., Kato N., Hasegawa N., Urano Yu., Aiko T., Kurogi T., Asaka T. Visual Feedback in the Lower Visual Field Affects Postural Control During Static Standing. Gait & Posture. 2020, vol. 97, pp. 1‒7. doi: 10.1016/j.gaitpost.2022.07.004Blaise Williams III D. S., Murray N. G., Powell D. W. Athletes who train on unstable compared to stable surfaces exhibit unique postural control strategies in response to balance perturbations // J. of Sports and Health Science. 2016. Vol. 5, № 1. P. 70‒76. doi: 10.1016/j.jshs.2016.01.010Blaise Williams III D. S., Murray N. G., Powell D. W. Athletes Who Train on Unstable Compared to Stable Surfaces Exhibit Unique Postural Control Strategies in Response to Balance Perturbations. J. of Sports and Health Science. 2016, vol. 5, no. 1, pp. 70‒76. doi: 10.1016/j.jshs.2016.01.010Holbein M. A., Chaffin D. B. Stability limits in extreme postures: effects of load positioning, foot placement, and strength // Human Factors: The J. of the Human Factors and Ergonomics Society. 1997. Vol. 39, № 3. P. 456‒468. doi: 10.1518/001872097778827160Holbein M. A., Chaffin D. B. Stability Limits in Extreme Postures: Effects of Load Positioning, Foot Placement, and Strength. Human Factors: The J. of the Human Factors and Ergonomics Society. 1997, vol. 39, no. 3, pp. 456‒468. doi: 10.1518/001872097778827160

The authors declare that there are no conflicts of interest present.