南加州大学研究人员研究步行速度如何影响健康

在雪莉·柯伊伯 (Shirley Kuiper) 公寓的家具后面和踢脚板旁边，隐藏着一些小型传感器，这些传感器记录着她在西哥伦比亚 Still Hopes 退休社区的家中迈出的每一步。

这些不起眼的传感器连同隐藏的笔记本电脑一起测量地板的每次振动，并将该信息发送回南卡罗来纳大学的研究人员，他们正在研究跟踪人的步态和步行速度的方法。

Still Hopes 和大学土木工程实验室的研究是工程与计算学院和阿诺德公共卫生学院教授之间合作的一部分。利用国家老龄化研究所的资助，土木与环境工程教授 Juan Caicedo 和他的团队开发了一项技术，可以通过脚在地板上产生的振动捕捉有关人步态的细节。与此同时，运动科学教授 Stacy Fritz 能够获取这些信息并推断出一个人步行速度和步长的变化对健康变化和挑战的影响。

该信息很重要，因为步行速度被一些人称为第六生命体征，这意味着它是决定一个人整体健康和幸福的关键因素之一。当一个人的脚步变慢时，可以警告家人或医疗专业人员可能正在酝酿的问题，而有关步行速度的信息也可以帮助老年人在家中舒适地度过晚年。

“这始于需要将卫生专业人员与患者表现联系起来的目标。如果您想到生命体征，您通常会想到诸如血压之类的东西，它告诉您可能正在发生的潜在功能和生理变化。它可以说，‘嘿，出事了。我们需要进一步调查并弄清楚发生了什么。步行速度是一回事。‘嘿，这里出了点问题，身体变慢了。让我们试着弄清楚这是什么原因，”弗里茨说。

这项研究始于 Caicedo 和他的团队，他们最初开始研究地板振动的想法，以开发一种识别人们何时跌倒的方法。其他检测跌倒的方法，包括手表和吊坠，对于老年人来说并不总是最佳选择，他们必须记得佩戴或充电。

与南加州大学的工程和公共卫生部门一起，该项目是与旧金山州立大学的合作，该小组还与哥伦比亚的老年医学专家 Victor Hirth 博士长期合作。

这项工作已经扩展到捕捉人们的步态，发展基础科学，可以在没有相机或可穿戴设备的情况下测量人们在家中的步行速度。

“如果你的步态正在改变，从长远来看这不是一个好兆头。如果你的步行速度太慢，从统计数据来看，你很可能在不久的将来摔倒，”Caicedo 说。“所以，我们的想法是，我们将进入人们独立生活的实际房屋，并进行测量。”

这些传感器与几十年来用于记录地震的传感器类型相同，但这些极其敏感的版本可以捕捉到轻微的振动，例如脚步声。

在 Kuiper 位于 Still Hopes 的公寓里，工程研究助理教授 Yohanna Mejia Cruz 和运动科学博士候选人 Garrett Hainline 将传感器放置在家具下方和住户不会绊倒或受伤的地方。然后用锤子敲打地板，看看它对冲击有何反应。创建了一个计算机模型来计算地板在每次撞击时发生的情况，显示一个人在家里走来走去时产生的振动。

Caicedo 说，接下来是解释来自这些传感器的信息的详细工作。

“Yohanna(Mejia Cruz)是概率方法方面的专家。当我们组建团队时，这是我们真正需要的。在幕后，有一些非常高水平的概率工作正在发生，以便能够产生这些数字，”他说。

一旦计算出来，信息就会传给健康研究人员。

“我认为这种工程和公共卫生合作伙伴关系最令人惊奇的部分是我们拥有非常不同的技能组合，”弗里茨说。“如果没有工程师弄清楚如何分析和理解信息，我就无法完成这项工作。然后我有点意义，专注于健康。所以这就是来自这笔赠款的巧妙配对。”