Mobility impairment and bad feet … who'd of guessed? The Foot Disease in Inpatients Study (FDIS)

Background Foot complications have been found to be predictors of mobility impairment and falls in community dwelling elderly patients. However, fewer studies have investigated the link between foot complications and mobility impairment in hospital in patient populations. The aim of this paper was to investigate the associations between mobility impairment and various foot complications in general inpatient populations. Methods Eligible participants were all adults admitted overnight, for any reason, into five diverse hospitals on one day; excluding maternity, mental health and cognitively impaired patients. Participants underwent a foot examination to clinically diagnose different foot complications; including foot wounds, infections, deformity, peripheral arterial disease and peripheral neuropathy. They were also surveyed on social determinant, medical history, self-care, footwear, foot complication history risk factors, and, mobility impairment defined as requiring a mobility aid for mobilisation prior to hospitalisation. Results Overall, 733 participants consented; mean(±SD) age 62(±19) years, 408 (55.8%) male, 172 (23.5%) diabetes. Mobility impairment was present in 242 (33.2%) participants; diabetes populations reported more mobility impairment than non-diabetes populations (40.7% vs 30.9%, p < 0.05). In a backwards stepwise multivariate analysis, and controlling for other risk factors, those people with mobility impairment were independently associated with increasing years of age (OR = 1.04 (95% CI) (1.02-1.05)), male gender (OR = 1.7 (1.2-2.5)), being born in Australia (OR = 1.7 (1.1-2.8), vision impairment (2.0 (1.2-3.1)), peripheral neuropathy (OR = 3.1 (2.0-4.6) and foot deformity (OR = 2.0 (1.3-3.0). Conclusions These findings support the results of other large studies investigating community dwelling elderly patients that peripheral neuropathy and foot deformity are independently associated with mobility impairment and potentially falls. Furthermore the findings suggest routine clinical diagnosis of foot complications as defined by national diabetic foot guidelines were sufficient to determine these associated foot complication risk factors for mobility impairment. Further research is required to establish if these foot complication risk factors for mobility impairment are predictors of actual falls in the inpatient environment.

HOME-BASED REHABILITATION AND ITS IMPACT ON HOSPITAL UTILIZATION

There is compelling evidence for the effectiveness of home-based occupational therapy and physiotherapy rehabilitation for community dwelling elderly who may struggle with basic activities and the functions of daily living and mobility. Nonetheless, an estimated 2% of home care’s elderly clients receive these therapies. Ontario’s home care data indicates that 78% of clients that could benefit from these specific therapies are not receiving them. The study examined a subset of elderly clients receiving home care following a hospital discharge during 2009-2010. The aim of this study was to: understand the difference between those home care clients who received occupational therapy or physiotherapy and those who did not; and determine if receiving these therapies impacted the utilization of hospital emergency departments and inpatient admissions. A retrospective cohort design and multivariate and survival analysis of hospital and home care administrative data structured the study. Results suggest that home-based rehabilitation is offered to a minority of the home care population. Distinct client characteristics and process variables significantly associated with the increased likelihood of receiving home-based occupational and physical therapies included: clients who were older, females, admitted to home care from hospital inpatient units, assessed as non-acute for clinical and service needs and required more home making support and assistance with activities of daily living. Almost one quarter of the total sample returned to hospital. Visits to emergency departments accounted for the greater part of hospital utilization and primarily for sub-acute general symptoms and signs, post-procedural complications, infections or acute episodes from chronic obstructive pulmonary disease and renal failure. Slightly over half of the clients returning to hospital did not receive home-based rehabilitation. Clients who received occupational therapy returned to the hospital sooner following their home care admission whereas clients receiving physiotherapy spent the longest time before rehospitalizing. The majority of the clients receiving occupational therapy were admitted to home care having just resolved sub-acute conditions or symptoms, many of which are known to influence functional and physical decline. Moreover, analysis of process variables indicated that the wait time for a referral to occupational therapy was two times longer compared to physiotherapy. These same clients also waited, on average, over one month before an occupational therapist’s first visit. The need to discriminate who receives home-based rehabilitation is essential to understanding how specific therapies contribute to improving systems outcomes. This study is the first examination that focuses specifically on home-based occupational therapy and physiotherapy rehabilitation and the client characteristics and process variables associated with receiving/not receiving these therapies and the impact these factors have on the time-to-rehospitalization.

Les facteurs ayant une influence négative sur la qualité alimentaire chez les personnes âgées vivant dans la communauté au Québec

Au Canada, la proportion de la population âgée de 65 ans et plus a augmenté depuis 1980. Bien que la dénutrition ne soit pas inévitable avec le vieillissement, certains changements et facteurs physiopathologiques, environnementaux et psycho socio-économiques peuvent entraîner une détérioration des choix alimentaires et donc, de la qualité de vie des aînés [1]. Plusieurs études font le lien entre l’état nutritionnel et la morbidité ainsi qu’avec les capacités fonctionnelles [2]. Ces observations expliquent l'intérêt de la prévention et du traitement de la dénutrition afin d’optimiser la prise alimentaire et un meilleur état de santé de cette population. Objectifs :1) Explorer les barrières individuelles et socio-environnementales, réelles et perçues, qui peuvent mener à la détérioration des choix et de la qualité alimentaires et entraîner une dénutrition chez les personnes âgées vivant à domicile. 2) Examiner la distribution de ces facteurs dans la population à l’étude. 3) Étudier la relation entre ces facteurs afin de dresser un portrait plus éclairé des déterminants négatifs de l’alimentation chez les adultes âgés pour mieux comprendre les barrières à la prise alimentaire saine. Méthodologie : Il s'agit d'une analyse secondaire réalisée à partir des données recueillies auprès des participants (n=1 602), âgés entre 67 et 84 ans,de l’Étude longitudinale québécoise sur la nutrition et le vieillissement réussi (NuAge) débutée en 2003 et dont le suivi était prévu sur cinq ans [3]. Le but principal de NuAge était de déterminer le rôle de la nutrition dans l’accomplissement d’un vieillissement réussi. Les données comprennent des mesures socio-démographiques, nutritionnelles, fonctionnelles, sociales de même que biologiques et médicales. À partir d'un modèle théorique des déterminants de la prise alimentaire chez la population âgée, ces données ont été mises en lien avec la qualité alimentaire. Cette dernière a été déterminée selon l’adaptation canadienne de l’indice d’alimentation saine (C-HEI), calculé à partir des données alimentaires et nutritionnelles obtenues par le questionnaire de fréquence alimentaire administré aux participants au T1, soit à leur entrée dans l'étude. Résultats : Les barrières qui pourraient freiner la qualité alimentaire des femmes incluent un statut affectif fragile et un fonctionnement social limité. Ce qui ressort, comme étant des barrières au C-HEI chez les hommes, est un revenu perçu comme étant insuffisant pour satisfaire les besoins, le port de prothèses dentaires et le fait de manger souvent au restaurant. Étonnamment, le nombre d’attitudes positives relatives à l’alimentation et un score plus élevé de la composante mentale du SF-36 prédisent un C-HEI plus faible. La nature des réponses auto rapportées pourrait expliquer ces résultats. Conclusion : Les résultats de cette recherche permettent de mieux comprendre les barrières d’une saine alimentation au sein d’une population bien-portante. Il est souhaité que les résultats contribueront au développement d’interventions efficaces ciblant les personnes âgées pour favoriser un apport nutritionnel et un état de santé optimal.

Développement et validation d’un index de prédiction des risques d’institutionnalisation et de décès pour le contrôle des variables confondantes non-mesurées dans la population âgée

Le biais de confusion est un défi majeur des études observationnelles, surtout s'ils sont induits par des caractéristiques difficiles, voire impossibles, à mesurer dans les banques de données administratives de soins de santé. Un des biais de confusion souvent présents dans les études pharmacoépidémiologiques est la prescription sélective (en anglais « prescription channeling »), qui se manifeste lorsque le choix du traitement dépend de l'état de santé du patient et/ou de son expérience antérieure avec diverses options thérapeutiques. Parmi les méthodes de contrôle de ce biais, on retrouve le score de comorbidité, qui caractérise l'état de santé d'un patient à partir de médicaments délivrés ou de diagnostics médicaux rapportés dans les données de facturations des médecins. La performance des scores de comorbidité fait cependant l'objet de controverses car elle semble varier de façon importante selon la population d'intérêt. Les objectifs de cette thèse étaient de développer, valider, et comparer les performances de deux scores de comorbidité (un qui prédit le décès et l’autre qui prédit l’institutionnalisation), développés à partir des banques de services pharmaceutiques de la Régie de l'assurance-maladie du Québec (RAMQ) pour leur utilisation dans la population âgée. Cette thèse vise également à déterminer si l'inclusion de caractéristiques non rapportées ou peu valides dans les banques de données administratives (caractéristiques socio-démographiques, troubles mentaux ou du sommeil), améliore la performance des scores de comorbidité dans la population âgée. Une étude cas-témoins intra-cohorte fut réalisée. La cohorte source consistait en un échantillon aléatoire de 87 389 personnes âgées vivant à domicile, répartie en une cohorte de développement (n=61 172; 70%) et une cohorte de validation (n=26 217; 30%). Les données ont été obtenues à partir des banques de données de la RAMQ. Pour être inclus dans l’étude, les sujets devaient être âgés de 66 ans et plus, et être membres du régime public d'assurance-médicaments du Québec entre le 1er janvier 2000 et le 31 décembre 2009. Les scores ont été développés à partir de la méthode du Framingham Heart Study, et leur performance évaluée par la c-statistique et l’aire sous les courbes « Receiver Operating Curves ». Pour le dernier objectif qui est de documenter l’impact de l’ajout de variables non-mesurées ou peu valides dans les banques de données au score de comorbidité développé, une étude de cohorte prospective (2005-2008) a été réalisée. La population à l'étude, de même que les données, sont issues de l'Étude sur la Santé des Aînés (n=1 494). Les variables d'intérêt incluaient statut marital, soutien social, présence de troubles de santé mentale ainsi que troubles du sommeil. Tel que décrit dans l'article 1, le Geriatric Comorbidity Score (GCS) basé sur le décès, a été développé et a présenté une bonne performance (c-statistique=0.75; IC95% 0.73-0.78). Cette performance s'est avérée supérieure à celle du Chronic Disease Score (CDS) lorsqu'appliqué dans la population à l'étude (c-statistique du CDS : 0.47; IC 95%: 0.45-0.49). Une revue de littérature exhaustive a montré que les facteurs associés au décès étaient très différents de ceux associés à l’institutionnalisation, justifiant ainsi le développement d'un score spécifique pour prédire le risque d'institutionnalisation. La performance de ce dernier s'est avérée non statistiquement différente de celle du score de décès (c-statistique institutionnalisation : 0.79 IC95% 0.77-0.81). L'inclusion de variables non rapportées dans les banques de données administratives n'a amélioré que de 11% la performance du score de décès; le statut marital et le soutien social ayant le plus contribué à l'amélioration observée. En conclusion, de cette thèse, sont issues trois contributions majeures. D'une part, il a été démontré que la performance des scores de comorbidité basés sur le décès dépend de la population cible, d'où l'intérêt du Geriatric Comorbidity Score, qui fut développé pour la population âgée vivant à domicile. D'autre part, les médicaments associés au risque d'institutionnalisation diffèrent de ceux associés au risque de décès dans la population âgé, justifiant ainsi le développement de deux scores distincts. Cependant, les performances des deux scores sont semblables. Enfin, les résultats indiquent que, dans la population âgée, l'absence de certaines caractéristiques ne compromet pas de façon importante la performance des scores de comorbidité déterminés à partir de banques de données d'ordonnances. Par conséquent, les scores de comorbidité demeurent un outil de recherche important pour les études observationnelles.

Profils d'utilisation d'antipsychotiques en conditions réelles dans la population de personnes âgées démentes vivant à domicile : impact des interventions de communication de risque

Les antipsychotiques (APs) sont fréquemment prescrits pour les troubles comportementaux associés à la démence. Or, ces produits ont fait l'objet de trois mises en garde (2002, 2004, 2005) en raison d'une augmentation du risque d'événement cérébrovasculaire et de décès. L’objectif de ce mémoire est d’évaluer l'utilisation d’APs dans la population de personnes âgées démentes vivant à domicile, et de déterminer l’effet des mises en garde sur les profils observés. Une cohorte rétrospective de 10,969 personnes âgées démentes ayant débuté un traitement par AP entre le 1er janvier 2000 et le 31 décembre 2009 fut identifiée à partir des banques de données de la Régie de l'assurance maladie du Québec (RAMQ). Des séries chronologiques segmentées ont permis de quantifier l’effet des mises en garde sur l'utilisation d’APs. L'effet de la mise en garde de 2005 sur les caractéristiques des patients traités ainsi que sur les profils d'utilisation (dose et durée) a été évalué, respectivement par des modèles de régression logistique et de régression linéaire multivariés. Le taux délivrance d'APs atypiques a augmenté au cours du temps jusqu'à la mise en garde de 2005 pour ensuite diminuer de 8.96% (IC 95% : -11.91% – -6.02%). L'analyse par produit a révélé la même tendance pour la rispéridone, le seul AP approuvé au Canada pour les personnes âgées démentes. En revanche, le taux de délivrance de quétiapine, qui est hors-indication, a continué d'augmenter. Le taux d'initiation de traitement par APs a cependant diminué au cours du temps pour tous les produits. Les mises en garde ne semblent pas être associées avec un changement dans les caractéristiques des patients traités, ni avec les doses et durées d’utilisation. Le manque d'efficacité des mises en garde est probablement en partie lié à l'absence d'alternatives thérapeutiques pour le traitement des troubles psychologiques et comportementaux chez les patients atteints de démence.

Advances in therapeutic risk management through signal detection and risk minimisation tool analyses

Les quatre principales activités de la gestion de risque thérapeutique comportent l’identification, l’évaluation, la minimisation, et la communication du risque. Ce mémoire aborde les problématiques liées à l’identification et à la minimisation du risque par la réalisation de deux études dont les objectifs sont de: 1) Développer et valider un outil de « data mining » pour la détection des signaux à partir des banques de données de soins de santé du Québec; 2) Effectuer une revue systématique afin de caractériser les interventions de minimisation de risque (IMR) ayant été implantées. L’outil de détection de signaux repose sur la méthode analytique du quotient séquentiel de probabilité (MaxSPRT) en utilisant des données de médicaments délivrés et de soins médicaux recueillis dans une cohorte rétrospective de 87 389 personnes âgées vivant à domicile et membres du régime d’assurance maladie du Québec entre les années 2000 et 2009. Quatre associations « médicament-événement indésirable (EI) » connues et deux contrôles « négatifs » ont été utilisés. La revue systématique a été faite à partir d’une revue de la littérature ainsi que des sites web de six principales agences réglementaires. La nature des RMIs ont été décrites et des lacunes de leur implémentation ont été soulevées. La méthode analytique a mené à la détection de signaux dans l'une des quatre combinaisons médicament-EI. Les principales contributions sont: a) Le premier outil de détection de signaux à partir des banques de données administratives canadiennes; b) Contributions méthodologiques par la prise en compte de l'effet de déplétion des sujets à risque et le contrôle pour l'état de santé du patient. La revue a identifié 119 IMRs dans la littérature et 1,112 IMRs dans les sites web des agences réglementaires. La revue a démontré qu’il existe une augmentation des IMRs depuis l’introduction des guides réglementaires en 2005 mais leur efficacité demeure peu démontrée.

Economic evaluation of benzodiazepines versus cognitive behavioural therapy among older adults with chronic insomnia

L’insomnie, commune auprès de la population gériatrique, est typiquement traitée avec des benzodiazépines qui peuvent augmenter le risque des chutes. La thérapie cognitive-comportementale (TCC) est une intervention non-pharmacologique ayant une efficacité équivalente et aucun effet secondaire. Dans la présente thèse, le coût des benzodiazépines (BZD) sera comparé à celui de la TCC dans le traitement de l’insomnie auprès d’une population âgée, avec et sans considération du coût additionnel engendré par les chutes reliées à la prise des BZD. Un modèle d’arbre décisionnel a été conçu et appliqué selon la perspective du système de santé sur une période d’un an. Les probabilités de chutes, de visites à l’urgence, d’hospitalisation avec et sans fracture de la hanche, les données sur les coûts et sur les utilités ont été recueillies à partir d’une revue de la littérature. Des analyses sur le coût des conséquences, sur le coût-utilité et sur les économies potentielles ont été faites. Des analyses de sensibilité probabilistes et déterministes ont permis de prendre en considération les estimations des données. Le traitement par BZD coûte 30% fois moins cher que TCC si les coûts reliés aux chutes ne sont pas considérés (231$ CAN vs 335$ CAN/personne/année). Lorsque le coût relié aux chutes est pris en compte, la TCC s’avère être l’option la moins chère (177$ CAN d’économie absolue/ personne/année, 1,357$ CAN avec les BZD vs 1,180$ pour la TCC). La TCC a dominé l’utilisation des BZD avec une économie moyenne de 25, 743$ CAN par QALY à cause des chutes moins nombreuses observées avec la TCC. Les résultats des analyses d’économies d’argent suggèrent que si la TCC remplaçait le traitement par BZD, l’économie annuelle directe pour le traitement de l’insomnie serait de 441 millions de dollars CAN avec une économie cumulative de 112 billions de dollars canadiens sur une période de cinq ans. D’après le rapport sensibilité, le traitement par BZD coûte en moyenne 1,305$ CAN, écart type 598$ (étendue : 245-2,625)/personne/année alors qu’il en coûte moyenne 1,129$ CAN, écart type 514$ (étendue : 342-2,526)/personne/année avec la TCC. Les options actuelles de remboursement de traitements pharmacologiques au lieu des traitements non-pharmacologiques pour l’insomnie chez les personnes âgées ne permettent pas d’économie de coûts et ne sont pas recommandables éthiquement dans une perspective du système de santé.

Alteración del centro de gravedad y riesgo de caída en pacientes con trastornos neurológicos. Bogotá. 2014

Introducción: el objetivo de la rehabilitación en los pacientes neurológicos es reducir su discapacidad, potencializar su funcionalidad y promover su independencia para así permitirle desempeñar un rol activo en la comunidad. Por esta razón, es de gran importancia prevenir la aparición de eventos adversos en esta población mediante la detección temprana de factores de riesgo que conllevan a pacientes con enfermedad cerebro vascular a presentar caídas y a su vez le permita a los profesionales de la salud generar estrategias para minimizar su incidencia, complicaciones y/o secuelas. Objetivo: determinar los factores relacionados con la alteración del centro de gravedad y riesgos de caída en paciente con trastornos neurológicos Metodología: se realizó un estudio cuantitativo descriptivo exploratorio retrospectivo donde se tuvieron en cuenta pacientes diagnóstico de enfermedades neurológicas que presentaron o no antecedentes de caídas junto con otros criterios de inclusión y exclusión, tomados de las bases de datos de la institución Mobility Group. Resultados: Se evaluaron en total 19 sujetos (52,6 % hombres) con edad media de 48,37 años. Se clasificaron en dos grupos (alto y bajo riesgo de caída ) de pacientes según la aplicación de la escala de riesgo de caída de J.H. Downton a los cuales se aplicó estadística descriptiva para describir su comportamiento en referencia a factores como diagnóstico clínico, presencia de dolor, fuerza y tono de miembros inferiores en los principales grupos musculares , clasificación de espasticidad y finalmente con la alteración de la trayectoria del centro de gravedad según la valoración realizada con el dispositivo THERA-TRAINER BALANCE.

Comparação e mobilidade, equilíbrio corporal e desempenho muscular segundo a auto-eficácia para quedas em idosas

The aging process modifies various systems in the body, leading to changes in mobility, balance and muscle strength. This can cause a drop in the elderly, or not changing the perceived self-efficacy in preventing falls. Objective: To compare the mobility, body balance and muscle performance according to self-efficacy for falls in community-dwelling elderly. Methods: A cross-sectional comparative study with 63 older (65-80 years) community. Were evaluated for identification data and sociodemographic, cognitive screening using the Mini Mental State Examination (MMSE), effective for the fall of Falls Efficacy Scale International Brazil (FES-I-BRAZIL), Mobility through the Timed Up and Go Test , the balance Berg Balance Scale (BBS) and the Modified Clinical Test tests of Sensory Interaction on Balance (mCTSIB), tandem walk (TW) and Sit to Stand (STS) of the Balance Master® System. Finally, muscle performance by using isokinetic dynamometry. Statistical analysis was performed Student t test for comparison between groups, with p value ≤ 0.05. Results: Comparing the elderly with low-efficacy for falls with high-efficacy for falls, we found significant differences only for the variable Timed Up and Go Test (p = 0.04). With regard to data on balance tests were significant differences in the speed of oscillation firm surface eyes open modified Clinical Test of Sensory Interaction on Test of Balance (p = 0.01). Variables to isokinetic dynamometry were no significant differences in movement knee extension, as regards the variables peak torque (p = 0.04) and power (p = 0.03). Conclusion: The results suggest that, compared to older community with low-and high-efficacy for falls, we observed differences in variables related to mobility, balance and muscle function

Análise da concordância entre instrumentos de avaliação do equilíbrio corporal em idosos

CONTEXTUALIZAÇÃO: Diagnosticar os parâmetros clínicos associados com as quedas em idosos tornou-se um grande desafio para a comunidade científica. Apesar da existência de diversos instrumentos direcionados à avaliação do equilíbrio corporal em idosos, ainda é escasso o número de trabalhos que investigaram e discutiram a concordância entre os diversos métodos. OBJETIVO: Analisar a correlação entre alguns testes usados para avaliar o equilíbrio corporal no idoso. MÉTODOS: Tratou-se de um estudo transversal, observacional, realizado com 30 voluntárias idosas comunitárias, hígidas, com diferentes níveis de condicionamento físico. Foram utilizados o Teste de Alcance Funcional Anterior (TAF), a Escala de Equilíbrio de Berg (EEB), o teste Timed Up and Go (TUG) e o Teste de Equilíbrio de Tinetti (Performance Oriented Mobility Assessment - POMA). A correlação dos dados foi realizada por meio da aplicação do Coeficiente de Correlação de Spearman, com nível de significância de 5% (p<0,05). RESULTADOS: Observou-se correlação positiva e moderada entre o TAF e a EEB (r=0,4845; p=0,0067), entre o TAF e a POMA (r=0,4136; p= 0,0231), entre a EEB e a POMA (r=0,6088; p=0,0004). CONCLUSÃO: Os testes são complementares, dado que se mostraram com particularidades e limitações distintas. Torna-se razoável, portanto, a aplicação conjunta desses instrumentos para melhor avaliar o equilíbrio de idosas.

Avaliação do equilíbrio de idosos vivendo na comunidade usando testes práticos de equilíbrio e de sensibilidade cutânea plantar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Respiratory training as strategy to prevent cognitive decline in aging: a randomized controlled trial

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Fatores associados ao uso de psicotrópicos por idosos residentes no Município de São Paulo

Os objetivos do estudo foram identificar a prevalência e os fatores associados ao uso de psicotrópicos entre os idosos do Município de São Paulo. Trata-se de um estudo transversal, de base populacional, cujos dados foram obtidos do Estudo Saúde, Bem-estar e Envelhecimento. A amostra foi constituída de 1.115 idosos de 65 anos ou mais, os quais foram entrevistados por meio de instrumento padronizado. Na análise dos dados utilizou-se regressão logística univariada e múltipla stepwise forward e nível de significância de 5%. A prevalência de uso de psicotrópicos foi 12,2% e os fatores associados foram sexo feminino (OR=3,04 IC95%=1,76-5,23) e polifarmácia (OR=4,91 IC95%=2,74-8,79). O uso de psicotrópicos por idosos deve ter sua avaliação risco-benefício muito bem estabelecida. Mulheres idosas, especialmente as submetidas à polifarmácia merecem atenção diferenciada, no ajuste posológico e tempo de tratamento, visando à minimização dos desfechos adversos a que estão sujeitas.

A Validity Study of the Short Portable Mental Status Questionnaire

The short, portable mental status questionnaire (SPMSQ) developed by Pfeiffer has several advantages over previous short instruments designed to assess the intellectual functioning of older adults. It is based upon data from both institutionalized and community-dwelling elderly. Although Pfeiffer a four-group classification, he used to groups in his initial validation study: (a) intact/mildly impaired, and (b) moderately/severely impaired. The present study compared clinicians' ratings with those based upon the SPMSQ scores, and examined the validity of the four-group classification. The sample included 181 subjects from seven intermediate care facilities and nine home-care agencies. All were assessed by the OARS questionnaire, which includes the SPMSQ Three discriminant analyses were performed with three different criteria, for two-group, three-group, and four-group models. Results indicated that the two-group model (intact/mildly impaired and moderately/severely impaired) permitted significant discrimination. The four-group model, however, gave less distinct results. In particular, patients who were mildly intellectually impaired could not be clearly distinguished from those who were intact and from those who were moderately impaired. The three-group model (minimally, moderately, severely impaired) seemed to offer the best compromise between the gross dichotomy of the original two-model system and the less accurate four category system.

Quantification of the human postural control system to perturbations

Human standing posture is inherently unstable. The postural control system (PCS), which maintains standing posture, is composed of the sensory, musculoskeletal, and central nervous systems. Together these systems integrate sensory afferents and generate appropriate motor efferents to adjust posture. The PCS maintains the body center of mass (COM) with respect to the base of support while constantly resisting destabilizing forces from internal and external perturbations. To assess the human PCS, postural sway during quiet standing or in response to external perturbation have frequently been examined descriptively. Minimal work has been done to understand and quantify the robustness of the PCS to perturbations. Further, there have been some previous attempts to assess the dynamical systems aspects of the PCS or time evolutionary properties of postural sway. However those techniques can only provide summary information about the PCS characteristics; they cannot provide specific information about or recreate the actual sway behavior. This dissertation consists of two parts: part I, the development of two novel methods to assess the human PCS and, part II, the application of these methods. In study 1, a systematic method for analyzing the human PCS during perturbed stance was developed. A mild impulsive perturbation that subjects can easily experience in their daily lives was used. A measure of robustness of the PCS, 1/MaxSens that was based on the inverse of the sensitivity of the system, was introduced. 1/MaxSens successfully quantified the reduced robustness to external perturbations due to age-related degradation of the PCS. In study 2, a stochastic model was used to better understand the human PCS in terms of dynamical systems aspect. This methodology also has the advantage over previous methods in that the sway behavior is captured in a model that can be used to recreate the random oscillatory properties of the PCS. The invariant density which describes the long-term stationary behavior of the center of pressure (COP) was computed from a Markov chain model that was applied to postural sway data during quiet stance. In order to validate the Invariant Density Analysis (IDA), we applied the technique to COP data from different age groups. We found that older adults swayed farther from the centroid and in more stochastic and random manner than young adults. In part II, the tools developed in part I were applied to both occupational and clinical situations. In study 3, 1/MaxSens and IDA were applied to a population of firefighters to investigate the effects of air bottle configuration (weight and size) and vision on the postural stability of firefighters. We found that both air bottle weight and loss of vision, but not size of air bottle, significantly decreased balance performance and increased fall risk. In study 4, IDA was applied to data collected on 444 community-dwelling elderly adults from the MOBILIZE Boston Study. Four out of five IDA parameters were able to successfully differentiate recurrent fallers from non-fallers, while only five out of 30 more common descriptive and stochastic COP measures could distinguish the two groups. Fall history and the IDA parameter of entropy were found to be significant risk factors for falls. This research proposed a new measure for the PCS robustness (1/MaxSens) and a new technique for quantifying the dynamical systems aspect of the PCS (IDA). These new PCS analysis techniques provide easy and effective ways to assess the PCS in occupational and clinical environments.