Developing a dynamic virtual stimulation protocol to induce linear egomotion during orthostatic posture control test

Abstract Introduction In this work, the effect of a dynamic visual stimulation (DS) protocol was used to induce egomotion, the center of pressure (COP) displacement response. Methods DS was developed concerning the scenario structure (chessboard-pattern floor and furniture) and luminance. To move the scenario in a discrete forward (or backward) direction, the furniture is expanded (or reduced) and the black and white background is reversed during floor translation while the luminance is increased (or reduced) by steps of 2 cd/m2. This protocol was evaluated using COP signals from 29 healthy volunteers: standing on a force platform observing the virtual scene (1.72 × 1.16 m) projected 1 m ahead (visual incidence angle: θl = 81.4° and θv = 60.2°), which moves with constant velocity (2 m/s) during 250 ms. A set of 100 DS was applied in random order, interspersed by a 10 s of static scene. Results The Tukey post-hoc test (p < 0.001) indicated egomotion in the same direction of DS. COP displacement increased over stimulation (8.4 ± 1.7 to 22.6 ±5.3 mm), as well as time to recover stability (4.1 ± 0.4 to 7.2 ± 0.6 s). The peak of egomotion during DSF occurred 200 ms after DSB (Wilcoxon, p = 0.002). Conclusion The dynamic configuration of this protocol establishes virtual flow effects of linear egomotion dependent on the direction of the dynamic visual stimulation. This finding indicates the potential application of the proposed virtual dynamic stimulation protocol to investigate the cortical visual evoked response in postural control studies.

Investigating the center of pressure velocity Romberg's quotient for assessing the visual role on the body sway / Avaliando a importância da visão nas oscilações posturais utilizando o quociente de Romberg da velocidade do centro de pressão

The classical Romberg's test based on stabilometric tests in eyes open (EO) and closed (EC) conditions was used for investigating the influence of visual feedback in the body sway control in healthy adult subjects. Stabilograms from 144 subjects (aged 18-40) resting over a force platform were recorded for 30 s in EO and 30 s in EC conditions. The mean velocity was obtained for EO (VmEO) and EC (VmEC) in both anterior-posterior (y) and medial-lateral (x) directions and in the (x,y) plane, and thus used for computing the respective Romberg's quotient (RQ V). All Vm and RQ V parameter histograms presented unimodal asymmetric shapes, which were adequately fitted to lognormal distributions (Kolmogorov-Smirnov test, p > 0.05). These findings suggest a single homogeneous group in terms of visual strategy. Taking the threshold scores (95% confidence interval) of the Vm and RQ V distributions, only four subjects (2.7%) presented values below the lower limit, as expected by the confidence level (two tailed, 5%). A strong dependence was also found between each RQ V and the respective VmEC (Spear correlation > 0.86, R² > 74.0%), with VmEO presenting almost negligible coefficients of determination (R² < 2.9%). One can conclude that RQ V derived from a single stabilometric trial could be not sufficient for the diagnosis of body sway control impairment by vision. Nevertheless, the RQ V could be useful to indicate subjects to carry out additional tests to investigate a possible deficit in the integration of the visual information in the postural control system.

O Teste de Romberg clássico, baseado em testes estabilométricos nas condições de olhos abertos (EO) e fechados (EC), tem sido utilizado para investigar a influência da realimentação visual no controle das oscilações posturais em sujeitos adultos saudáveis. Estabilogramas de 144 sujeitos (18 a 40 anos) em posição ortostática sobre uma plataforma de força foram coletados durante 30 s na condição EO e 30 s em EC. As velocidades médias para EO (VmEO) e EC (VmEC), obtidas nas direções anteroposterior (y), mediolateral (x) e no plano (x,y), foram utilizadas no cálculo dos respectivos quocientes de Romberg (RQV). Os histogramas dos parâmetros Vm e RQV apresentaram morfologia unimodal assimétrica, aos quais foram ajustadas distribuições lognormais (Teste de Kolmogorov-Smirnov, p > 0,05). Tais distribuições sugerem haver um único grupo homogêneo no que concerne à estratégia visual. Considerando o intervalo de confiança de 95%, somente quatro sujeitos (2,7%) apresentaram valores de Vm e QRV abaixo do limite inferior, percentual este compatível com o teste bicaudal. A Correlação de Spear entre o RQV e seu respectivo VmEC foi sempre superior a 0,86, sendo o coeficiente de determinação R2 > 74,0%, enquanto que com VmEO R2 < 2,9%. Tais achados sugerem que o RQV obtido a partir de um único teste estabilométrico não seria adequado ao diagnóstico de problemas de controle das oscilações posturais ocasionados pela visão. No entanto, o RQV pode ser útil para indicar a realização de testes adicionais com vistas a investigar possível déficit na integração da informação visual no sistema de controle postural.

A visão no controle postural ortostático: a área elíptica e o Quociente de Romberg do sinal estabilométrico / The role of vision in the body sway control: the elliptical sway area and the Romberg's Quotient of the stabilometric signal

O Quociente de Romberg (QR)e outros parâmetros estabilométricos são investigados neste trabalho, objetivando distinguir indivíduos que utilizam adequadamente (V) ou não (NV-cego postual) a visão no controle postural ortostático. A casuística, constituída de 144 adultos normais, submeteu-se a teste estabilométrico (calcanhares afastados em 2 cm e 30º de angulação dos pés), com duração de 30 s na condição de olhos abertos (OA) e 30 s com olhos fechados (OF). A elipse da área de oscilação do centro de pressão (CP) foi calculada utilizando-se Análise de Componentes Principais e comparada a dois procedimentos de regressão linear (MRL). A comparação entre as áreas obtidas indicou que a utilização do MRL x-y, assumindo o deslocamento ântero-posterior (y) como sendo dependente do médio-lateral (x), é inadequada quando a variância de x é inferior à de y. O histograma de QR (razão entre as áreas de oscilaçãoa com OF e OA) mostrou distribuição bimodal, tendo a intersecção entre as duas Gaussianas ajustadas a esta distribuição evidenciado duas classes distintas (V e NV), além de duas outras superpostas (Vs e NVs). A análise comparativa destas quatro classes apontou haver diferenças significativas (alfa = 0,05) apenas na condição OF, indicando ser inadequada a classificação de qualquer sujeito como cego postural utilizando-se apenas QR.