التوازن (القدرة)

في علم الميكانيكا الحيوية ، يُعرَّف التوازن بأنه القدرة على الحفاظ على خط الجاذبية (الخط العمودي من مركز الكتلة ) للجسم ضمن قاعدة الدعم مع أقل قدر من التمايل الوضعي. ^{[ 1 ]} التمايل هو الحركة الأفقية لمركز الثقل حتى عندما يكون الشخص واقفًا. يُعدّ قدرٌ معين من التمايل ضروريًا وحتميًا نتيجةً لاضطرابات طفيفة داخل الجسم (مثل التنفس، أو نقل وزن الجسم من قدم إلى أخرى أو من مقدمة القدم إلى مؤخرتها) أو نتيجةً لمؤثرات خارجية (مثل التشوهات البصرية، أو تغيرات سطح الأرض). لا يُعدّ ازدياد التمايل بالضرورة مؤشرًا على خلل في التوازن بقدر ما هو مؤشر على انخفاض التحكم الحسي الحركي. ^{[ 2 ]}

يتطلب الحفاظ على التوازن تنسيق المدخلات من أنظمة حسية متعددة بما في ذلك الأنظمة الدهليزية والحسية الجسدية والبصرية . ^{[ 3 ]}

• الجهاز الدهليزي: أعضاء حسية تنظم التوازن ( إدراك التوازن )؛ معلومات اتجاهية تتعلق بوضع الرأس (التسارع الداخلي للجاذبية، والتسارع الخطي، والتسارع الزاوي).
• الجهاز الحسي الجسدي: حواس الإحساس بالوضع والحركة في المفاصل ؛ معلومات من الجلد والمفاصل (حواس الضغط والاهتزاز)؛ الوضع المكاني والحركة بالنسبة لسطح الدعم؛ حركة وموضع أجزاء الجسم المختلفة بالنسبة لبعضها البعض
• الجهاز البصري: إشارة إلى الوضع الرأسي للجسم وحركة الرأس؛ الموقع المكاني بالنسبة للأشياء

يجب أن تستشعر الحواس تغيرات التوجه المكاني بالنسبة لقاعدة الدعم، بغض النظر عما إذا كان الجسم يتحرك أو القاعدة تتغير. وهناك عوامل بيئية قد تؤثر على التوازن، مثل ظروف الإضاءة، وتغيرات سطح الأرضية، وتناول الكحول ، والمخدرات ، والتهاب الأذن .

تُصاحب الشيخوخة اضطرابات في التوازن. ويُسهم تراجع قدرة الأنظمة المذكورة أعلاه على استقبال المعلومات الحسية ودمجها مع التقدم في السن في ضعف التوازن لدى كبار السن . ^{[ 4 ]} ونتيجةً لذلك، يزداد خطر السقوط لدى كبار السن . في الواقع، يسقط واحد من كل ثلاثة بالغين ممن تبلغ أعمارهم 65 عامًا فأكثر كل عام. ^{[ 5 ]}

في حالة وقوف شخص ما بشكل مستقيم وهادئ، يُعرَّف حد الاستقرار بأنه مقدار التذبذب الوضعي الذي يفقد عنده التوازن ويتطلب اتخاذ إجراء تصحيحي. ^{[ 6 ]}

يمكن أن يحدث تمايل الجسم في جميع مستويات الحركة، مما يجعل إعادة تأهيله مهمة بالغة الصعوبة. تشير الأبحاث إلى وجود أدلة قوية تربط بين قصور التوازن الوضعي والتحكم في الثبات الجانبي وزيادة خطر السقوط. وللحفاظ على التوازن، يجب أن يكون الشخص الواقف قادرًا على إبقاء مركز ثقله ضمن قاعدة ارتكازه، مما يقلل من التمايل الجانبي أو الأمامي الخلفي. تُعد التواءات الكاحل من أكثر الإصابات شيوعًا بين الرياضيين والأشخاص النشطين بدنيًا. أكثر الإعاقات المتبقية شيوعًا بعد التواء الكاحل هي عدم الاستقرار المصحوب بتمايل الجسم. يشمل عدم الاستقرار الميكانيكي عدم كفاية الهياكل الداعمة وتجاوز الحركة للحدود الفسيولوجية. أما عدم الاستقرار الوظيفي فيتضمن التواءات متكررة أو الشعور بعدم ثبات الكاحل. ^{[ 7 ]} يعاني ما يقرب من 40% من مرضى التواء الكاحل من عدم الاستقرار وزيادة تمايل الجسم. ^{[ 8 ]} تُسبب إصابة الكاحل قصورًا في الإحساس العميق وضعفًا في التحكم الوضعي. الأفراد الذين يعانون من ضعف عضلي، وعدم استقرار خفي، وانخفاض في التحكم في وضعية الجسم يكونون أكثر عرضة لإصابات الكاحل من أولئك الذين يتمتعون بتحكم أفضل في وضعية الجسم.

قد يتأثر التوازن بشدة لدى الأفراد الذين يعانون من حالات عصبية. فعلى سبيل المثال، قد يواجه الأشخاص الذين يعانون من سكتة دماغية أو إصابة في الحبل الشوكي صعوبة في هذه القدرة. ويرتبط ضعف التوازن ارتباطًا وثيقًا بالوظائف المستقبلية والتعافي بعد السكتة الدماغية، وهو أقوى مؤشر على السقوط. ^{[ 9 ]}

من بين الفئات الأخرى التي تتأثر توازنها بشدة مرضى باركنسون. فقد أظهرت دراسة أجراها ناردون وشيباتي (2006) أن مشاكل التوازن لدى مرضى باركنسون ترتبط بانخفاض حد الاستقرار وضعف إنتاج استراتيجيات الحركة الاستباقية واختلال المعايرة.

قد يتأثر التوازن سلبًا لدى الأشخاص الأصحاء نتيجة إجهاد العضلات المحيطة بالكاحلين والركبتين والوركين. ومع ذلك، فقد وجدت الدراسات أن إجهاد العضلات حول الوركين (عضلات الأرداف وعضلات الظهر) والركبتين له تأثير أكبر على ثبات الوضعية (التأرجح). ^{[ 2 ]} يُعتقد أن إجهاد العضلات يؤدي إلى انخفاض القدرة على الانقباض بالقوة أو الدقة المناسبة. ونتيجة لذلك، يتغير الإحساس العميق والحركي من المفاصل، مما قد يؤثر سلبًا على الوعي المفصلي. ^{[ 3 ]}

بما أن التوازن هو مؤشر رئيسي للتعافي وهو مطلوب في العديد من أنشطة الحياة اليومية ، فإنه غالبًا ما يتم إدخاله في خطط العلاج من قبل أخصائيي العلاج الطبيعي وأخصائيي العلاج الوظيفي عند التعامل مع كبار السن أو المرضى الذين يعانون من حالات عصبية أو غيرهم ممن تم تحديد أن تدريب التوازن مفيد لهم.

أُثبتت فعالية تدريب التوازن لدى مرضى السكتة الدماغية في الدراسات المنشورة. ^{[ 9 ] [ 10 ]} تشمل الطرق الشائعة الاستخدام والمثبتة فعاليتها لهذه الفئة من المرضى: تمارين التوازن في وضعيتي الجلوس والوقوف مع مراحل متدرجة مختلفة، بما في ذلك الوصول، وتغيير وضعية قاعدة الدعم، واستخدام ألواح الإمالة، وتدريب المشي بسرعات متفاوتة، وتمارين صعود الدرج. ^{[ 9 ]} ومن الطرق الأخرى لتحسين التوازن تدريب الاضطراب، وهو عبارة عن تطبيق قوة خارجية على مركز ثقل الجسم لمحاولة تحريكه من وضعية الدعم. ^{[ 11 ]} يُحدد نوع التدريب من قبل أخصائي العلاج الطبيعي، ويعتمد ذلك على طبيعة السكتة الدماغية وشدتها، ومرحلة التعافي، وقدرات المريض وإعاقاته بعد السكتة الدماغية.

أُجريت دراسات على فئات سكانية مختلفة، مثل كبار السن والأطفال المصابين بأمراض عصبية عضلية، والأشخاص الذين يعانون من قصور حركي كعدم استقرار الكاحل المزمن، وأظهرت هذه الدراسات أن تدريبات التوازن تُحسّن من تذبذب الجسم وتوازن الوقوف على ساق واحدة لدى هذه الفئات. ^{[ 12 ]} يمكن قياس تأثيرات تدريبات التوازن بوسائل متنوعة، ولكن من بين النتائج الكمية الشائعة مركز الضغط ، وتذبذب الجسم، والتوازن الثابت/الديناميكي، والذي يُقاس بقدرة الشخص على الحفاظ على وضعية جسم ثابتة أثناء تعرضه لنوع من عدم الاستقرار. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

أشارت الدراسات إلى أن زيادة مستوى النشاط البدني تُقلل من معدلات الإصابة بالأمراض والوفيات، بالإضافة إلى خطر السقوط بنسبة تتراوح بين 30% و50%. ^{[ 14 ]} تُحسّن بعض أنواع التمارين (المشي، والتوازن، والتناسق، والمهام الوظيفية؛ وتمارين التقوية؛ والتمارين ثلاثية الأبعاد، وأنواع التمارين المتعددة) نتائج التوازن السريرية لدى كبار السن، ويبدو أنها آمنة. ^{[ 15 ]} أظهرت دراسة فعالية التمارين الهوائية إلى جانب تمارين المقاومة في تحسين القدرة على التوازن. ^{[ 16 ]} لا تزال الأدلة غير كافية لدعم النشاط البدني العام، أو برامج التوازن المحوسبة، أو ألواح الاهتزاز. ^{[ 15 ]}

تركز اختبارات التوازن الوظيفية على الحفاظ على التوازن الثابت والديناميكي ، سواءً أكان ذلك يتضمن تغييرًا في مركز الثقل أو أثناء الوقوف الثابت. ^{[ 17 ]} تتوفر اختبارات توازن معيارية تُمكّن متخصصي الرعاية الصحية من تقييم قدرة الفرد على التحكم في وضعية جسمه. ومن بين اختبارات التوازن الوظيفية المتاحة:

• اختبار رومبيرغ : يُستخدم لتحديد مساهمة الإحساس العميق في التوازن أثناء الوقوف. يبقى الشخص واقفًا بهدوء وعيناه مفتوحتان. إذا لم يكن هذا الاختبار صعبًا بما فيه الكفاية، فهناك اختبار رومبيرغ المُحسّن. في هذا الاختبار، يجب على الشخص أن يضع ذراعيه متقاطعتين وقدميه متلاصقتين وعيناه مغمضتان. هذا يُقلل من قاعدة الدعم، ويرفع مركز ثقل الجسم، ويمنع الشخص من استخدام ذراعيه للمساعدة في التوازن. ^{[ 17 ]}
• اختبار الوصول الوظيفي : يقيس أقصى مسافة يمكن للشخص الوصول إليها للأمام بما يتجاوز طول ذراعه مع الحفاظ على ثبات قدميه في وضعية الوقوف. ^{[ 17 ]}
• مقياس بيرغ للتوازن : يقيس قدرات التوازن الثابتة والديناميكية باستخدام مهام وظيفية شائعة في الحياة اليومية. ^{[ 17 ]} تشير إحدى الدراسات إلى أن مقياس بيرغ للتوازن هو أداة التقييم الأكثر استخدامًا في إعادة تأهيل مرضى السكتة الدماغية ، وقد وُجد أنه مقياس دقيق لاضطراب التوازن لدى المرضى بعد السكتة الدماغية. ^{[ 18 ]} يُعرف مقياس بيرغ للتوازن بأنه الاختبار الذهبي. نُشر لأول مرة عام 1989، ولا يزال فعالًا حتى يومنا هذا في عام 2022، وهو أمرٌ لافتٌ للنظر. لم تستمر جميع الاختبارات والدراسات التي أُجريت لهذه المدة الطويلة، لذا فهو حقًا اختبارٌ ذهبي. ^{[ 19 ]}
• تقييم الحركة الموجه نحو الأداء (POMA) : يقيس التوازن الثابت والديناميكي باستخدام مهام تختبر التوازن والمشي . ^{[ 17 ]}
• اختبار النهوض والمشي الموقوت : يقيس التوازن الديناميكي والحركة. ^{[ 17 ]}
• مقياس فعالية التوازن : مقياس للإبلاغ الذاتي يفحص ثقة الفرد أثناء أداء المهام اليومية بمساعدة أو بدونها. ^{[ 17 ]}
• اختبار مسار النجمة : اختبار توازن ديناميكي يقيس أقصى مدى للوصول في وضعية الوقوف على ساق واحدة في اتجاهات متعددة. ^{[ 20 ]}
• اختبار أنظمة تقييم التوازن (BESTest) : اختبارات لست طرق فريدة للتحكم في التوازن لإنشاء بروتوكول تأهيل متخصص من خلال تحديد أوجه القصور المحددة في التوازن. ^{[ 21 ]}
• اختبار نظام تقييم التوازن المصغر (Mini-BESTest) : هو نسخة مختصرة من اختبار نظام تقييم التوازن، ويُستخدم على نطاق واسع في الممارسة السريرية والبحث العلمي. يُستخدم هذا الاختبار لتقييم اضطرابات التوازن، ويتضمن 14 بندًا من مهام التوازن الديناميكي، مقسمة إلى أربعة مكونات فرعية: التعديلات الوضعية الاستباقية، والتحكم الوضعي التفاعلي، والتوجيه الحسي، والمشي الديناميكي. تم اختبار Mini-BESTest بشكل أساسي للأمراض العصبية، ولكن أيضًا لأمراض أخرى. تدعم مراجعة الخصائص السيكومترية للاختبار موثوقيته وصلاحيته واستجابته، ووفقًا لهذه المراجعة، يمكن اعتباره مقياسًا معياريًا للتوازن. ^{[ 22 ]}
• نظام تقييم أخطاء التوازن (BESS) : يُعدّ نظام BESS (نظام تسجيل أخطاء التوازن) طريقة شائعة لتقييم التوازن. وهو معروف ببساطته وفعاليته من حيث التكلفة للحصول على تقييم دقيق للتوازن، على الرغم من وجود بعض الشكوك حول صحة بروتوكول BESS. يُستخدم نظام BESS غالبًا في المجال الرياضي لتقييم تأثير إصابات الرأس الخفيفة إلى المتوسطة على ثبات وضعية الجسم. يختبر نظام BESS ثلاث وضعيات مختلفة (الوقوف على القدمين، والوقوف على قدم واحدة، والوقوف على قدمين متجاورتين) على سطحين مختلفين (سطح صلب وسطح من الإسفنج متوسط ​​الكثافة) بإجمالي ستة اختبارات. مدة كل اختبار 20 ثانية، ويستغرق التقييم بأكمله ما يقارب 5-7 دقائق. الوضعية الأولى هي الوقوف على القدمين. يُطلب من المشارك الوقوف على سطح صلب مع وضع القدمين جنبًا إلى جنب واليدين على الوركين وإغلاق العينين. الوضعية الثانية هي الوقوف على قدم واحدة. في هذه الوضعية، يُطلب من المشارك الوقوف على قدمه غير المهيمنة على سطح صلب مع وضع اليدين على الوركين وإغلاق العينين. الوضعية الثالثة هي الوقوف على قدمين متجاورتين. يقف المشارك على سطح صلب، كعبه ملامس لأصابع قدميه، ويداه على وركيه وعيناه مغمضتان. تُكرر الوضعيات الرابعة والخامسة والسادسة بالترتيب نفسه للوضعيات الأولى والثانية والثالثة، إلا أن المشارك يؤدي هذه الوضعيات على سطح من الإسفنج متوسط ​​الكثافة. يُقيّم فاحص اختبار BESS، باحثًا عن أي انحرافات عن الوضعيات الصحيحة. يُسجل الانحراف عند حدوث أي مما يلي لدى المشارك أثناء الاختبار: فتح العينين، أو رفع اليدين عن الوركين، أو التعثر للأمام أو السقوط، أو رفع مقدمة القدم أو الكعب عن سطح الاختبار، أو تباعد أو ثني الورك بزاوية تتجاوز 30 درجة، أو البقاء خارج وضعية الاختبار الصحيحة لأكثر من 5 ثوانٍ.

^{[ 23 ] [ 24 ]}

ارتبطت الارتجاجات الدماغية (أو إصابات الدماغ الرضية الخفيفة) باختلال التوازن لدى الرياضيين والعسكريين. قد تكون بعض اختبارات التوازن القياسية سهلة للغاية أو تستغرق وقتًا طويلاً جدًا لتطبيقها على هذه الفئات عالية الأداء. وقد جُمعت توصيات الخبراء بشأن تقييمات التوازن المناسبة لأفراد الخدمة العسكرية. ^{[ 25 ]}

بفضل التطورات التكنولوجية الحديثة، أصبح رصد مركز الضغط (الحركة الأرضية) (CoP)، وهو متجه رد فعل مركز الكتلة على الأرض، وطول مساره خلال فترة زمنية محددة، اتجاهًا متزايدًا في تقييمات التوازن. ^{[ 26 ]} في التقييمات الكمية، يشير الحد الأدنى لطول مسار مركز الضغط إلى توازن جيد. وتُعتبر ألواح قياس القوة المخبرية المعيار الذهبي لقياس مركز الضغط. يُعدّ جهاز NeuroCom Balance Manager (شركة NeuroCom، كلاكاماس، أوريغون، الولايات المتحدة) نظامًا تجاريًا لتخطيط وضعية الجسم الديناميكي ، يستخدم برمجيات حاسوبية لتتبع مركز الضغط أثناء أداء مهام مختلفة. تتراوح هذه التقييمات بين اختبار التنظيم الحسي الذي يدرس الأنظمة المختلفة التي تُساهم من خلال مدخلات المستقبلات الحسية، واختبار حدود الثبات الذي يراقب نطاق حركة كاحل المشارك وسرعته وزمن رد فعله. على الرغم من أن جهاز NeuroCom يُعتبر المعيار الصناعي لتقييمات التوازن، إلا أنه باهظ الثمن (حوالي 250,000 دولار أمريكي).

خلال السنوات الخمس الماضية، اتجهت الأبحاث نحو تطوير أجهزة محمولة وغير مكلفة قادرة على قياس مركز الضغط بدقة. ومؤخرًا، تم التحقق من صحة لوحة التوازن الخاصة بجهاز Wii من نينتندو (شركة نينتندو، كيوتو، اليابان) بمقارنتها بلوحة قياس القوة، وثبت أنها أداة دقيقة لقياس مركز الضغط ^{[ 27 ].} يُعد هذا الأمر مثيرًا للغاية، إذ أن فرق السعر في التقنية (25 دولارًا مقابل 10000 دولار) يجعل لوحة التوازن الخاصة بجهاز Wii بديلاً مناسبًا للأطباء لاستخدام تقييمات التوازن الكمية. ويجري حاليًا دمج لوحات قياس القوة الأخرى المصممة خصيصًا وغير المكلفة في هذا المجال الجديد، مما يُسهم في إنشاء مجال بحثي وتقييمي سريري متنامٍ سيعود بالنفع على فئات واسعة من الناس.

إن تعقيد التوازن يسمح بتأثير العديد من المتغيرات المربكة على قدرة الشخص على البقاء منتصبًا. فالإرهاق ، الذي يُسبب خللًا في الجهاز العصبي المركزي، قد يؤدي بشكل غير مباشر إلى عدم القدرة على البقاء منتصبًا. ويُلاحظ هذا بشكل متكرر في الحالات السريرية (مثل مرض باركنسون والتصلب المتعدد). ومن المخاوف الرئيسية الأخرى المتعلقة بتأثير الإرهاق على التوازن، وجوده لدى الرياضيين. فقد أصبح اختبار التوازن إجراءً معياريًا للمساعدة في تشخيص الارتجاجات الدماغية لدى الرياضيين، ولكن نظرًا لأن الرياضيين قد يُعانون من إرهاق شديد، فقد صعّب ذلك على الأطباء تحديد المدة التي يحتاجها الرياضيون للراحة بدقة قبل زوال الإرهاق، ومن ثم قياس توازنهم لتحديد ما إذا كانوا مصابين بارتجاج دماغي. وحتى الآن، لم يتمكن الباحثون إلا من تقدير أن الرياضيين يحتاجون إلى ما بين 8 إلى 20 دقيقة من الراحة قبل اختبار التوازن ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ].} وقد يكون هذا فرقًا كبيرًا اعتمادًا على الظروف.

أظهرت الدراسات أن العمر والجنس والطول تؤثر جميعها على قدرة الفرد على التوازن وتقييم هذا التوازن. عادةً ما يكون لدى كبار السن تذبذب أكبر في الجسم في جميع ظروف الاختبار. ^{[ 31 ]} وقد أظهرت الاختبارات أن كبار السن يُظهرون مدى وصول وظيفي أقصر ومسارات تذبذب أطول للجسم. كما يؤثر الطول على تذبذب الجسم، فمع زيادة الطول، يقل مدى الوصول الوظيفي عادةً. ومع ذلك، فإن هذا الاختبار يقيس فقط التذبذب الأمامي والخلفي. ويتم ذلك لإنشاء أداة تقييم سريرية موثوقة وقابلة للتكرار لتقييم التوازن. ^{[ 32 ]} وخلصت مراجعة كوكرين لعام 2011 إلى أن أنواعًا محددة من التمارين (مثل تمارين المشي والتوازن والتنسيق والمهام الوظيفية؛ وتمارين التقوية؛ والتمارين ثلاثية الأبعاد [مثل التاي تشي] ومجموعات منها) يمكن أن تساعد في تحسين التوازن لدى كبار السن. ومع ذلك، لم تكن هناك أدلة كافية أو كانت الأدلة محدودة حول فعالية الأنشطة البدنية العامة، مثل المشي وركوب الدراجات، وألعاب التوازن الحاسوبية، وأجهزة الاهتزاز. ^{[ 15 ]}

على الرغم من أن التوازن عملية تلقائية في الغالب، إلا أن التحكم الإرادي شائع. ويحدث التحكم النشط عادةً عندما يكون الشخص في موقف يختل فيه توازنه. وقد يكون لهذا تأثير غير متوقع يتمثل في زيادة تذبذب وضعية الجسم أثناء الأنشطة الأساسية كالوقوف. أحد تفسيرات هذا التأثير هو أن التحكم الواعي يؤدي إلى تصحيح مفرط لعدم الاستقرار، و"قد يعطل دون قصد عمليات التحكم التلقائية نسبيًا". بينما "يعزز التركيز على مهمة خارجية استخدام المزيد من عمليات التحكم التلقائية". ^{[ 33 ]}

المهام فوق الوضعية هي تلك الأنشطة التي تعتمد على التحكم في وضعية الجسم أثناء إنجاز هدف سلوكي آخر، مثل المشي أو كتابة رسالة نصية أثناء الوقوف. وقد أظهرت الأبحاث أن ثبات وضعية الجسم يُسهم في إنجاز أنشطة أخرى. ^{[ 34 ]} بعبارة أخرى، لا فائدة من الوقوف في وضعية مستقيمة ثابتة إذا سقط الشخص بمجرد محاولة القيام بأي مهمة. يُعتقد أن التحكم في وضعية الجسم لدى الشخص السليم يعمل على تقليل الجهد المطلوب (وليس بالضرورة تقليل التمايل)، مع إنجاز المهمة فوق الوضعية بنجاح. ^{[ 34 ]} وقد أظهرت الأبحاث أن انخفاضات تلقائية في تمايل وضعية الجسم تحدث استجابةً لإضافة هدف ثانوي. ^{[ 33 ]}

وجد ماكنفين وولف (2002) تحسنًا في أداء وضعية الجسم عند توجيه انتباه الفرد خارجيًا مقارنةً بتوجيهه داخليًا ^{[ 35 ].} أي أن تركيز الانتباه على تأثيرات الحركات بدلًا من الحركة نفسها يُحسّن الأداء. وينتج هذا عن استخدام عمليات تحكم أكثر تلقائية وانعكاسية. ^{[ 35 ] [ 36 ]} عندما يركز الفرد على حركاته (التركيز الداخلي)، قد يتداخل دون قصد مع هذه العمليات التلقائية، مما يُقلل من أدائه. يُحسّن توجيه الانتباه خارجيًا ثبات وضعية الجسم، على الرغم من زيادة تذبذبها أحيانًا. ^{[ 35 ]} يُعتقد أن استخدام عمليات التحكم التلقائية من خلال توجيه الانتباه خارجيًا يُحسّن كلًا من الأداء والتعلم. ^{[ 35 ]} يؤدي تبني تركيز خارجي للانتباه لاحقًا إلى تحسين أداء المهام فوق الوضعية، مع زيادة ثبات وضعية الجسم. ^{[ 36 ]}