| Literature DB >> 24885643 |
Federico Riva1, Eleni Grimpampi, Claudia Mazzà, Rita Stagni.
Abstract
BACKGROUND: Many gait variability and stability measures have been proposed in the literature, with the aim to quantify gait impairment, degree of neuro-motor control and balance disorders in healthy and pathological subjects. These measures are often obtained from lower trunk acceleration data, typically acquired during rectilinear gait, but relevant experimental protocols and data processing techniques lack in standardization. Since directional changes represent an essential aspect of gait, the assessment of their influence on such measures is essential for standardization. In addition, their investigation is needed to evaluate the applicability of these measures in laboratory trials and in daily life activity analysis. A further methodological aspect to be standardized concerns the assessment of the sampling frequency, which could affect stability measures. The aim of the present study was hence to assess if gait variability and stability measures are affected by directional changes, and to evaluate the influence of sampling frequency of trunk acceleration data on the results.Entities:
Mesh:
Year: 2014 PMID: 24885643 PMCID: PMC4017085 DOI: 10.1186/1475-925X-13-56
Source DB: PubMed Journal: Biomed Eng Online ISSN: 1475-925X Impact factor: 2.819
Details on intrinsic variability of measures for 20 strides and reference calculated on long overground walks performed by a sample of healthy young subjects and use for analysis [20]
| Temporal variability measures | Standard deviation (SD) | | 20-30% | 0,10 |
| Coefficient of variation (CV) | | 30-40% | 0,10 | |
| Inconsistency of variance (IV) | | > 50% | 0,20 | |
| Nonstationary index (NI) | | > 50% | 0,24 | |
| Poincaré plots | PSD1 | 20-30% | 0,07 | |
| | PSD2 | 40-50% | 0,14 | |
| Stability measures | Short-term Lyapunov exponents (sLE) | tot | 20-30% | 0,26 |
| | AP | 10-20% | 0,20 | |
| | ML | 10-20% | 0,18 | |
| | V | 10-20% | 0,20 | |
| Long-term Lyapunov exponents (lLE) | tot | > 50% | 0,29 | |
| | AP | > 50% | 0,33 | |
| | ML | > 50% | 0,30 | |
| | V | > 50% | 0,22 | |
| Recurrence quantification analysis (RQA) | rr AP | < 10% | 0,01 | |
| | rr ML | < 10% | 0,01 | |
| | rr V | < 10% | 0,02 | |
| | det AP | 10-20% | 0,02 | |
| | det ML | 10-20% | 0,03 | |
| | det V | 10-20% | 0,01 | |
| | avg AP | 10-20% | 0,03 | |
| | avg ML | 10-20% | 0,02 | |
| | avg V | 10-20% | 0,03 | |
| | max AP | > 50% | 0,17 | |
| | max ML | > 50% | 0,26 | |
| | max V | > 50% | 0,42 | |
| | diverg AP | > 50% | 0,27 | |
| | diverg ML | > 50% | 0,23 | |
| | diverg V | > 50% | 0,54 | |
| Multiscale entropy (MSE) | AP τ = 1 | 10-20% | 0,02 | |
| | AP τ = 2 | 10-20% | 0,03 | |
| | AP τ = 3 | 10-20% | 0,03 | |
| | AP τ = 4 | 10-20% | 0,03 | |
| | AP τ = 5 | 10-20% | 0,03 | |
| | AP τ = 6 | 10-20% | 0,03 | |
| | ML τ = 1 | 10-20% | 0,02 | |
| | ML τ = 2 | 10-20% | 0,03 | |
| | ML τ = 3 | 10-20% | 0,03 | |
| | ML τ = 4 | 10-20% | 0,03 | |
| | ML τ = 5 | 10-20% | 0,03 | |
| | ML τ = 6 | 10-20% | 0,03 | |
| | V τ = 1 | 10-20% | 0,03 | |
| | V τ = 2 | 10-20% | 0,03 | |
| | V τ = 3 | 10-20% | 0,03 | |
| | V τ = 4 | 10-20% | 0,04 | |
| | V τ = 5 | 10-20% | 0,03 | |
| | V τ = 6 | 10-20% | 0,04 | |
| Harmonic ratio (HR) | AP | 20-30% | 0,07 | |
| | ML | 20-30% | 0,06 | |
| | V | 20-30% | 0,07 | |
| Index of harmonicity (IH) | AP | 40-50% | 0,20 | |
| | ML | 30-40% | 0,17 | |
| V | 30-40% | 0,21 |
Mean values and standard deviations of variability/stability measures among subjects (n = 26) calculated between SW and DCW conditions at 200 Hz
| | | | | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MSE V | 0,42 | 0,06 | 0,43 | 0,05 | 0,74 | 0,18 | 0,76 |
| MSE V | 0,59 | 0,09 | 0,61 | 0,08 | 0,80 | 0,23 | 0,67 |
| MSE V | 0,73 | 0,13 | 0,76 | 0,13 | 0,79 | 0,23 | 0,68 |
| MSE V | 0,85 | 0,16 | 0,88 | 0,16 | 0,75 | 0,19 | 0,75 |
| MSE V | 0,95 | 0,19 | 0,98 | 0,17 | 0,72 | 0,17 | 0,79 |
| MSE V | 1,03 | 0,2 | 1,07 | 0,18 | 0,77 | 0,21 | 0,72 |
| MSE ML | 0,49 | 0,09 | 0,49 | 0,09 | 0,50 | 0,00 | 0,95 |
| MSE ML | 0,69 | 0,11 | 0,69 | 0,11 | 0,50 | 0,00 | 0,95 |
| MSE ML | 0,89 | 0,15 | 0,9 | 0,15 | 0,59 | 0,07 | 0,90 |
| MSE ML | 1,08 | 0,18 | 1,1 | 0,19 | 0,65 | 0,11 | 0,86 |
| MSE ML | 1,26 | 0,21 | 1,27 | 0,22 | 0,57 | 0,05 | 0,92 |
| MSE ML | 1,4 | 0,21 | 1,42 | 0,22 | 0,63 | 0,09 | 0,88 |
| MSE AP | 0,25 | 0,06 | 0,26 | 0,05 | 0,74 | 0,18 | 0,76 |
| MSE AP | 0,41 | 0,08 | 0,42 | 0,08 | 0,67 | 0,13 | 0,84 |
| MSE AP | 0,53 | 0,11 | 0,55 | 0,1 | 0,75 | 0,19 | 0,75 |
| MSE AP | 0,63 | 0,13 | 0,66 | 0,12 | 0,80 | 0,24 | 0,66 |
| MSE AP | 0,71 | 0,15 | 0,75 | 0,13 | 0,84 | 0,28 | 0,58 |
| MSE AP | 0,78 | 0,15 | 0,81 | 0,14 | 0,77 | 0,21 | 0,72 |
| RQA V (rr) | 15,25 | 1,86 | 14,62 | 1,88 | 0,88 | 0,34 | 1,00 |
| RQA V (det) | 88,1 | 3,07 | 88,84 | 2,86 | 0,81 | 0,25 | 0,65 |
| RQA V (avg) | 19,81 | 3,91 | 18,37 | 3,26 | 0,92 | 0,40 | 1,00 |
| RQA ML (rr) | 9,86 | 1,42 | 9,46 | 1,25 | 0,85 | 0,30 | 1,00 |
| RQA ML (det) | 75,71 | 8,22 | 75,94 | 7,71 | 0,54 | 0,03 | 0,93 |
| RQA ML (avg) | 9,43 | 1,76 | 9,18 | 1,59 | 0,70 | 0,15 | 0,99 |
| RQA AP (rr) | 18,2 | 1,4 | 17,9 | 1,51 | 0,77 | 0,21 | 1,00 |
| RQA AP (det) | 89,16 | 2,15 | 89,87 | 2,1 | 0,88 | 0,33 | 0,48 |
| RQA AP (avg) | 14,04 | 2,13 | 14,05 | 2,19 | 0,51 | 0,00 | 0,95 |
| HR V | 2,12 | 1,37 | 2,02 | 1,16 | 0,61 | 0,08 | 0,98 |
| HR ML | 0,82 | 0,4 | 0,92 | 0,41 | 0,81 | 0,25 | 0,65 |
| HR AP | 2,33 | 1,57 | 1,87 | 1,02 | 0,89 | 0,35 | 1,00 |
| IH V | 0,06 | 0,05 | 0,04 | 0,02 | 0,96 | 0,53 | 1,00 |
| IH ML | 0,22 | 0,1 | 0,19 | 0,11 | 0,84 | 0,29 | 1,00 |
| IH AP | 0,07 | 0,06 | 0,06 | 0,04 | 0,76 | 0,20 | 1,00 |
| PSD1 | 0,03 | 0,02 | 0,05 | 0,04 | 0,98 | 0,63 | 0,06 |
| PSD2 | 0,02 | 0,01 | 0,04 | 0,06 | 0,95 | 0,46 | 0,23 |
| SD | 0,03 | 0,01 | 0,05 | 0,05 | 0,97 | 0,55 | 0,12 |
| CV | 3,64 | 1,74 | 5,81 | 7,56 | 0,92 | 0,40 | 0,35 |
| sLE tot | 0,7 | 0,16 | 0,74 | 0,16 | 0,81 | 0,25 | 0,64 |
| sLE AP | 1,22 | 0,23 | 1,34 | 0,19 | 0,97 | 0,57 | 0,10 |
| sLE ML | 1,54 | 0,33 | 1,62 | 0,3 | 0,82 | 0,25 | 0,64 |
| sLE V | 1,52 | 0,24 | 1,62 | 0,32 | 0,89 | 0,35 | 0,44 |
Student test’s p-values, Cohen’s d and Power of the study are also shown.
Mean values and standard deviations of variability/stability measures among subjects (n = 51) calculated between SW and DCW conditions at 100 Hz
| | | | | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MSE V | 0,56 | 0,09 | 0,59 | 0,08 | 0,96 | 0,35 | 0,19 |
| MSE V | 0,83 | 0,15 | 0,87 | 0,14 | 0,91 | 0,28 | 0,37 |
| MSE V | 1,01 | 0,19 | 1,06 | 0,18 | 0,91 | 0,27 | 0,39 |
| MSE V | 1,1 | 0,2 | 1,16 | 0,2 | 0,93 | 0,30 | 0,31 |
| MSE V | 1,12 | 0,2 | 1,2 | 0,21 | 0,97 | 0,39 | 0,13 |
| MSE V | 1,17 | 0,21 | 1,21 | 0,21 | 0,83 | 0,19 | 0,61 |
| MSE ML | 0,67 | 0,09 | 0,68 | 0,09 | 0,71 | 0,11 | 0,80 |
| MSE ML | 1,08 | 0,16 | 1,09 | 0,16 | 0,62 | 0,06 | 0,88 |
| MSE ML | 1,38 | 0,2 | 1,41 | 0,19 | 0,78 | 0,15 | 0,71 |
| MSE ML | 1,59 | 0,21 | 1,61 | 0,2 | 0,69 | 0,10 | 0,83 |
| MSE ML | 1,65 | 0,19 | 1,72 | 0,19 | 0,97 | 0,37 | 0,16 |
| MSE ML | 1,69 | 0,21 | 1,75 | 0,18 | 0,94 | 0,31 | 0,29 |
| MSE AP | 0,41 | 0,09 | 0,42 | 0,08 | 0,72 | 0,12 | 0,79 |
| MSE AP | 0,64 | 0,13 | 0,66 | 0,12 | 0,79 | 0,16 | 0,69 |
| MSE AP | 0,8 | 0,16 | 0,84 | 0,15 | 0,90 | 0,26 | 0,42 |
| MSE AP | 0,91 | 0,16 | 0,94 | 0,16 | 0,83 | 0,19 | 0,62 |
| MSE AP | 0,96 | 0,13 | 1 | 0,16 | 0,91 | 0,27 | 0,38 |
| MSE AP | 0,98 | 0,16 | 1,01 | 0,15 | 0,83 | 0,19 | 0,60 |
| RQA V (rr) | 15,44 | 2,39 | 14,67 | 2,22 | 0,95 | 0,33 | 1,00 |
| RQA V (det) | 76,08 | 6,98 | 76,99 | 7,5 | 0,74 | 0,13 | 0,77 |
| RQA V (avg) | 14,21 | 3,56 | 13,17 | 3,07 | 0,94 | 0,31 | 1,00 |
| RQA ML (rr) | 10,2 | 2,14 | 9,69 | 1,78 | 0,90 | 0,26 | 1,00 |
| RQA ML (det) | 46,71 | 12,51 | 44,61 | 11,85 | 0,81 | 0,17 | 1,00 |
| RQA ML (avg) | 7,6 | 1,15 | 7,21 | 0,77 | 0,98 | 0,40 | 1,00 |
| RQA AP (rr) | 18,14 | 1,54 | 17,83 | 1,45 | 0,85 | 0,21 | 1,00 |
| RQA AP (det) | 74,05 | 8,31 | 75,68 | 7,73 | 0,84 | 0,20 | 0,58 |
| RQA AP (avg) | 8,9 | 1,34 | 8,83 | 1,26 | 0,61 | 0,05 | 0,98 |
| HR V | 2,4 | 1,61 | 2,38 | 1,2 | 0,53 | 0,01 | 0,96 |
| HR ML | 0,79 | 0,4 | 0,83 | 0,42 | 0,69 | 0,10 | 0,83 |
| HR AP | 2,37 | 1,49 | 2,12 | 1,11 | 0,83 | 0,19 | 1,00 |
| IH V | 0,05 | 0,04 | 0,04 | 0,02 | 0,94 | 0,32 | 1,00 |
| IH ML | 0,21 | 0,11 | 0,19 | 0,1 | 0,83 | 0,19 | 1,00 |
| IH AP | 0,08 | 0,06 | 0,06 | 0,03 | 0,98 | 0,42 | 1,00 |
| PSD1 | 0,02 | 0,02 | 0,04 | 0,03 | 1,00 | 0,78 | 0,00 |
| PSD2 | 0,02 | 0,01 | 0,04 | 0,04 | 1,00 | 0,69 | 0,00 |
| SD | 0,03 | 0,02 | 0,04 | 0,04 | 0,94 | 0,32 | 0,27 |
| CV | 2,9 | 2,03 | 5,12 | 5,73 | 0,99 | 0,52 | 0,02 |
| sLE tot | 0,6 | 0,17 | 0,66 | 0,17 | 0,96 | 0,35 | 0,19 |
| sLE AP | 0,73 | 0,18 | 0,8 | 0,17 | 0,98 | 0,40 | 0,11 |
| sLE ML | 0,78 | 0,21 | 0,83 | 0,16 | 0,91 | 0,27 | 0,39 |
| sLE V | 0,79 | 0,2 | 0,86 | 0,18 | 0,97 | 0,37 | 0,16 |
Student test’s p-values, Cohen’s d and Power of the study are also shown.