Validation of the short physical performance battery via plantar pressure analysis using commercial smart insoles

Abstract

Background: The short physical performance battery (SPPB) is a test that measures the time it takes for the examinee to complete specific tasks independently and evaluates the risk of the subject falling based on their score. However, the standardized protocol of the SPPB using a stopwatch can lead to inaccuracies in test results due to human errors. The aim of this study is to utilize the smart insole equipped with a plantar pressure measurement function to conduct the SPPB assessment. We will then compare the results obtained using the smart insole with those obtained using a manual method with a stopwatch to validate its accuracy. Furthermore, we intend to propose the adoption of the smart insole as an efficient SPPB evaluation system. Methods: This is a prospective, cross-sectional study conducted at the rehabilitation clinic of a tertiary-care hospital. Our study cohort consisted of inpatients and outpatients aged 50 years or older who were capable of independent walking (N = 40). We administered the SPPB concurrently using commercial smart insoles (SPPB-SI) and a manual method with a stopwatch (SPPB-M). The plantar pressure data collected from the smart insoles were employed to calculate the SPPB-SI scores. In addition to assessing the correlation between the SPPB-SI and SPPB-M, this study also explored the associations between the SPPB scores and various geriatric functional parameters. The statistical analysis method for this study involves assessing the agreement of the SPPB-SI and SPPB-M results using the intraclass correlation coefficient test and the correlation analysis between the SPPB-SI and secondary variables is conducted using the Spearman correlation coefficient. Results: A total of 40 participants with a mean age of 72.98 ± 9.27, mean total SPPB-SI score of 7.72 ± 2.50, and mean total SPPB-M score of 7.95 ± 2.63 were included. The ICC between the total SPPB-SI and SPPB-M scores was 0.831 (p < .001), and that between component scores of the two measurements was 0.896 (p < .001) for the balance test, 0.901 (p < .001) for the gait speed test, and 0.837 (p < .001) for the five chair stand test. The correlations with geriatric functional parameters remained consistent for both SPPB-SI and SPPB-M. Conclusions: The use of commercial smart insoles for plantar pressure analysis in the SPPB highlights the potential of these devices as reliable tools for conducting SPPB assessments. 배경: 간편신체수행평가 (short physical performance battery)는 대상자가 독립적으로 특정 작업을 수행하는 데 소요되는 시간을 측정하고, 그 시간에 따른 점수를 기반으로 대상자의 낙상 위험을 평가하는 툴이다. 표준화된 간편신체수행평가는 초시계를 이용하여 검사자가 직접 검사 시간을 측정하며, 이는 검사자 오류로 인한 평가 결과의 부정확성에 취약하다. 따라서, 본 연구는 족저압 측정 기능이 탑재된 스마트 인솔을 활용하여 간편신체수행평가를 시행하며, 그 결과와 검사자가 초시계를 이용하여 측정한 간편신체수행평가 결과를 서로 비교하여 그 정확도를 확인하고, 이를 통해 스마트 인솔을 효과적인 간편신체수행평가 시행 도구로서 제안하고자 하였다. 방법: 본 연구는 전향적 단편 연구로 50세 이상이며 독립적 보행이 가능한 환자 40명을 대상으로 하였다. 초시계와 스마트 인솔을 이용하여 간편신체수행평가를 검사하며, 그 결과값을 비교하였다. 또한, 스마트 인솔을 이용하여 구한 간편신체수행평가 결과값과 다양한 노인의 기능적 변수와의 연관성을 분석하였다. 본 연구의 통계적 분석 방법은 초시계와 스마트 인솔을 이용하여 측정한 간편신체수행평가 결과값에 대한 일치도 분석에는 급내상관계수 (intraclass correlation coefficient)를, 스마트 인솔을 이용하여 측정한 간편신체수행평가 결과값과 노인의 기능적 변수와의 상관성 분석에는 스피어만 상관 계수 (Spearman correlation coefficient)를 사용하였다. 결과: 총 40명이 본 연구에 참여하였으며, 그들은 평균 연령 72.98 ± 9.27세였으며, 평균 스마트 인솔 이용 총 간편신체수행평가 점수는 7.72 ± 2.50, 그리고 평균 초시계 이용 총 간편신체수행평가 점수는 7.95 ± 2.63 였다. 이 둘 간의 급내상관계수는 0.831 (p < .001) 이었고, 두 측정의 세부 항목 결과간의 급내상관계수는 각각 균형검사는 0.896 (p < .001), 보행속도검사는 0.901 (p < .001), 그리고 의자에 앉았다 일어나기 검사는 0.837 (p<.001) 였다. 노인의 기능적 변수와의 스피어만 상관 관계는 스마트 인솔 이용 간편신체수행평가 결과값과 초시계 이용 간편신체수행평가 결과값에서 모두 일관되게 유지되었다. 결론: 스마트 인솔을 이용한 족저압 분석 기반 간편신체수행평가 수행 결과와 초시계를 이용한 간편신체수행평가 결과의 비교를 통해, 스마트 인솔이 간편신체기능평가를 수행할 수 있는 신뢰성 있는 도구로 활용할 수 있음을 입증하였다.