Comparing the Effects of 8-week Exercise Programs in the Sagittal and Frontal Planes on the Postural Sway of Elderly Men

Introduction
Falling is multifactorial, which can occur due to poor postural control and causes injuries. Postural control refers to the act of achieving or restoring a state of balance during standing posture or activity against gravity force. Postural control is crucial for performing daily activities such as walking. Dysfunction in the sensory-motor components of the postural control system can increase the risk of falling in the elderly. Several studies have evaluated the effects of aging on postural control during walking on the sagittal plane. The elderly need to take more steps to return to a stable walking pattern and experience a displacement of the body’s center of mass due to disorders in the sagittal plane. Tibialis anterior and gluteus medius are important muscles in different walking patterns. Any changes in the function of these muscles can affect balance in the frontal plane. Some studies have reported that deficits in abductor hip muscle strength, similar to gluteus medius, can lead to impaired postural control and is a risk factor for falling in the elderly. 
Therefore, postural control ability measurement in the frontal plane is crucial. The studies have paid more attention to the postural control ability in the sagittal plane. To our knowledge, there is scant research on the effects of exercise on postural control in the frontal plane among the elderly. Therefore, this study aims to investigate the effects of two exercise programs in sagittal and frontal planes on the center of pressure (CoP) of older men.

Materials and Methods
This is a quasi-experimental study on 24 older men over 60 years of age. All the participants were informed orally about the study procedures and signed a written consent form. Then, their personal information was collected and dependent variables were measured. Inclusion criteria were age 60-70 years, ability to independently walk and perform daily activities. People with genetic disorders, orthopedic problems, neuromuscular disorders, visual or vestibular disorders, history of surgery in lower extremities, and inability to perform exercises were excluded from this study. 
The participants were randomly divided into two groups of 12 receiving sagittal- and frontal-plane exercise programs. To measure balance, a foot scanner (RScan, Belguim) was used. The foot scanner was located on the treadmill (h/p/cosmos, Germany), and the subjects were asked to stand on the foot scanner with bare feet and arms crossed on their chests. 
The postural sway was measured in anterior-posterior, posterior-anterior, medial-lateral and lateral-medial directions. Subjects were asked to tolerate perturbations without taking a step; their task was to return to a upright stance position by recovering balance. The exercise programs were performed for 8 weeks (three sessions per week). Each session included 10-min warm-up, 45-min exercise program in the sagittal or frontal plane, and 5-min cooling down. The post-test assessments were performed after 8 weeks of intervention. 
For the statistical analysis, SPSS software version 21 (IBM Corp., Armonk, NY, U.S.A) was used. To determine the normal distribution of data and homogeneity of variances, the Shapiro wilk test and Levene’s test were used, respectively. The interaction between covariate and factor was used to test the homogeneity of regression slope (P>0.05). For comparing the dependent variables between groups (sagittal exercise group vs frontal exercise group), one-way analysis of covariance was used with the pre-test values considering as covariates. For comparing the pre-test and post-test scores in each group, the paired t-test was used. One-way analysis of variance was used to compare dependent variables in the pre-test between groups.

Results
No significant differences in the pre-test scores of CoP parameters were found between groups (P>0.05). The means of CoP parameters are presented in Table 1. The within-group comparison showed significant differences between the pre-test and post-test scores for CoP parameters (Table 1). 

Conclusion
In conclusion, frontal plane exercise program with more attention on abductor and adductor hip muscles leads to less CoP perturbations and enhanced balance. It is recommended that physiotherapists, coaches and trainers to improve postural balance of older men by using frontal-plane exercises focusing on the hip abductors and adductors.

Ethical Considerations

Compliance with ethical guidelines
This study was approved by the ethics committee of Shahid Bahonar University of Kerman (Code: IR.UK.REC.1400.006). All ethical principles were considered in this study. The participants were informed about the study objectives and methods, were assured of the confidentiality of their information, and were free to leave the study at any time. If desired, the research results would be available to them.

Funding
This article was extracted from the PhD thesis of Seyyed Ahsan Seyed Jafari at the Department of Pathology and Correctional Movements, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran. This study was funded by Shahid Bahonar University of Kerman.

Authors' contributions
All authors equally contributed to preparing this article.

Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgments
The authors would like to thank the cooperator for their cooperation in this study.

مقدمه
امروزه جمعیت دنیا روز‌به‌روز به سمت سالمندی حرکت می‌کند، به‌طوری‌که در سال 2020 از هر 5 نفر 1 نفر 70 سال یا بالاتر را دارد. جمعیت افراد سالمند در داخل کشور نیز به‌سرعت در‌حال افزایش است. چنانکه بر‌اساس آخرین سرشماری، جمعیت افراد بالای 60 سال از 7/2 درصد به 8/2 درصد افزایش یافته است [1]. گزارشات حاکی از آن است که با افزایش روز‌افزون جمعیت سالمندان در جامعه، شیوع ناتوانی‌های جسمی نیز روز‌به‌روز در‌حال افزایش است، به‌طوری‌که این امر توجه بسیاری از سیستم‌های مراقبتی، بهداشتی و اجتماعی را به خود معطوف کرده است [2]. از‌جمله مشکلات جسمانی شایع در بین سالمندان که متعاقب برخی بیماری‌ها یا در اثر فرایند سالمندی رخ می‌دهد، کاهش تعادل و توانایی کنترل پاسچر، افزایش نوسانات پاسچرال و متعاقباً افزایش احتمال وقوع زمین خوردن در این افراد است [3]. افتادن در جمعیت سالمندان به‌عنوان یک سندرم پیری طبقه‌بندی می‌شود که می‌تواند باعث افزایش بیماری‌ها، مرگ‌و‌میر و هزینه‌های پزشکی شود [4].
افتادن به‌عنوان یک عارضه چند‌فاکتوری شناخته می‌شود که اختلال در کنترل پاسچر یکی از عوامل آن به شمار می‌آید و می‌تواند باعث آسیب‌های مرتبط با افتادن نیز شود [5]. کنترل پاسچر به توانایی حفظ حالت تعادل و جهت‌گیری فضایی در حالت ایستاده در مقابل نیروی جاذبه گفته می‌شود. کنترل پاسچر برای فعالیت‌های روزانه ازقبیل راه رفتن و تعادل یک امر ضروری به شمار می‌آید. اختلال در اجزای حسی‌حرکتی سیستم کنترل پاسچر باعث افزایش افتادن در سالمندان می‌شود. کنترل پاسچر به‌عنوان یک مهارت که نیازمند چند فاکتور است، شناخته می‌شود که توسط یک سیستم حسی‌حرکتی چندگانه حمایت می‌شود. همچنین عواملی که باعث حفظ پاسچر می‌شوند، شامل پردازش سیستم عصبی مرکزی، کنترل داینامیک، جهت‌یابی فضایی، فاکتورهای بیومکانیک و استراتژی‌های حسی و حرکتی هستند. این فاکتورهای کنترل پاسچر، با گذشت زمان و با پیری دچار کاهش در عملکرد شده و نتیجه آن افزایش شیوع افتادن در جامعه سالمندی است [2]. در تحقیقات گذشته عوامل و روش‌های مختلفی بر کنترل پاسچر و بهبود تعادل اثرگذار بوده‌اند که از‌جمله این عوامل می‌توان به تمرینات فیزیوتراپی، تمرینات پیلاتس، تمرینات آبی و تمرینات قدرتی اشاره کرد [6].
دو مکانیسم اصلی حفظ تعادل در هنگام راه رفتن شامل تنظیم موقعیت مرکز فشار و تنظیم بزرگی و مسیر نیروی عکس‌العمل زمین است. کنترل مرکز فشار از‌طریق گام‌برداری و استراتژی مچ انجام می‌شود. هنگام استفاده از استراتژی گام‌برداری، موقعیت مرکز فشار از‌طریق تنظیم حالت داخلی‌خارجی و حالت قدامی‌خلفی پا کنترل می‌شود. در صفحه فرونتال فعالیت عضله سرینی میانی به‌عنوان عمل‌کننده اصلی استراتژی گام‌برداری به شمار می‌آید که موقعیت داخلی‌خارجی پا را تنظیم می‌کند. زمانی که استراتژی مچ استفاده می‌شود موقعیت مرکز فشار در کف پا از‌طریق عضلات ساق قدامی و نازک‌نئی در صفحه فرونتال تنظیم می‌شود. همچنین صفحه ساجیتال از‌طریق عضلات دوقلو و ساقی قدامی تنظیم می‌شود. به‌طور‌کلی اثر استراتژی مچ پا نسبت به استراتژی گام‌برداری کوچک‌تر است، زیرا جابه‌جایی مرکز فشار با‌توجه‌به لبه‌ پا مخصوصاً در راستای داخلی‌خارجی در نظر گرفته می‌شود [7]. 
در تحقیقاتی که تاکنون صورت گرفته است به تأثیر افزایش سن بر کنترل تعادل در حین راه رفتن در صفحه ساجیتال پرداختند. در‌صورتی‌که سالمندان در بازگشت الگوی پایدار راه رفتن نیاز به گام‌برداری به پهلوی بیشتری هستند. همچنین دارای جابه‌جایی مرکز توده بدن در اثر اختلالات در صفحه ساجیتال هستند و با‌توجه‌به اهمیت عضلات ساقی قدامی و سرینی میانی در استراتژی گام برداری می‌توان چنین نتیجه گرفت که تغییر در عملکرد این عضلات می‌تواند در کنترل تعادل در صفحه فرونتال در سالمندان تأثیر‌گذار باشد [8]. همچنین در دیگر تحقیقات تجربی که بر روی کنترل تعادل در ایستادن صورت گرفته است اشاره شده است که قدرت ابداکتور‌های ران، مانند سرینی میانی می‌تواند به محدود کردن عملکرد کنترل پاسچر در ارتباط با اختلالات داخلی‌خارجی در سالمندان منجر شود. همچنین کاهش قدرت ابداکتورهای ران به‌عنوان یکی از ریسک‌فاکتورهای افتادن در نظر گرفته شده است [9].
حال با‌توجه‌به اهمیت بررسی کنترل تعادل سالمندان در صفحه فرونتال و اینکه بیشتر تحقیقات گذشته به تأثیر پروتکل‌های تمرینی مختلف حفظ تعادل در صفحه ساجیتال پرداخته‌اند و همچنین ارزیابی‌های تعادل نیز در صفحه ساجیتال صورت گرفته است و تحقیقات اندکی، تأثیر پروتکل‌های تمرینی بر حفظ و کنترل تعادل سالمندان در صفحه فرونتال را مورد بررسی قرار داده‌اند، این سؤال مطرح می‌شود که آیا تمرینات در صفحه فرونتال نیز می‌تواند بر حفظ و کنترل تعادل سالمندان تأثیرگذار باشد؟ 

مواد و روش‌ها
تحقیق حاضر از نوع نیمه آزمایشی است که جامعه مورد‌بررسی آن را سالمندان بالای 60 سال شهر کرمان تشکیل می‌دادند و پس از تکمیل فرم رضایت‌نامه و همچنین پرسش‌نامه ثبت اطلاعات فردی مربوط به تحقیق، مورد ارزیابی‌های بعدی قرار گرفتند. تحقیق حاضر دارای تأییدیه کمیته اخلاق دانشگاه علوم‌پزشکی کرمان است.
24 نفر از افراد واجد شرایط، به‌صورت در دسترس با‌توجه‌به اطلاعات جمع‌آوری‌شده و همچنین بر‌اساس معیارهای ورود و خروج از تحقیق به‌عنوان آزمودنی انتخاب شدند. این افراد به‌صورت تصادفی در 2 گروه آزمایش به‌صورت مساوی قرار گرفتند. در طی انجام تمرینات 1 نفر از آزمودنی‌های گروه تمرینات ساجیتال به‌دلیل غیبت بیش از 3 جلسه از تحقیق حذف شد. نمونه‌های تحقیق در 2 گروه از‌نظر فاکتورهای جمعیت‌شناختی سن، وزن و قد به‌وسیله آزمون تی مستقل مورد قیاس قرار گرفته و تفاوت معنی‌داری بین 2 گروه مشاهده نشد (0/05<‌P). برای تعیین حجم نمونه در تحقیق حاضر، از نتایج مطالعات قبلی مشابه (باقری [10]) و فرمول شماره 1 (چو و همکاران [11]) استفاده شد. بر‌این‌اساس با ضریب اطمینان 0/95 و توان آزمون 80 درصد، نیاز بود تا در هریک از گروه‌های تحقیق حداقل تعداد 12 آزمودنی شرکت کنند. برای تخمین حجم نمونه، میزان میانگین و انحراف استاندارد گزارش‌شده در ارتباط با شاخص‌های تعادلی استفاده شد.

علائم و عبارات مورد‌استفاده در این فرمول به شرح زیر است:
α=سطح معنی‌داری؛
β–1 = توان آزمون؛
M1=میانگین شاخص تعادلی گروه کنترل در پس‌آزمون تحقیق مشابه قبلی؛
M2=میانگین شاخص تعادلی گروه آزمایش در پس‌آزمون تحقیق مشابه قبلی؛
S1=انحراف استاندارد گروه کنترل در پس‌آزمون تحقیق مشابه قبلی؛
S2=انحراف استاندارد شاخص تعادل گروه تجربی در پس‌آزمون تحقیق مشابه قبلی.

شیوه اجرای تحقیق
جلسه آشنایی با تمرین، 3 روز قبل از اجرای تحقیق برای نمونه‌ها در 2 ساعت جداگانه برگزار شد و در این جلسه ضمن اجرای حرکات به تمامی نمونه‌ها بروشور تمرینات داده شد. هیچ‌کدام از نمونه‌ها از برنامه‌های تمرینی گروه دیگر اطلاع نداشتند. در زمان اجرای تحقیق از نمونه‌ها خواسته شد که در برنامه ورزشی دیگری شرکت نکنند. معیارهای ورود به تحقیق حاضر شامل جنسیت مرد، قرار داشتن در محدوده سنی 60 تا 70 سال و همچنین توانایی در راه رفتن و انجام فعالیت‌های روزمره بدون استفاده از وسیله کمکی بود [12]. همچنین افرادی که دارای اختلالات مادرزادی، مشکلات ارتوپدی، نارسایی‌های عصبی‌عضلانی، اختلالات بینایی و وستیبولار، سابقه عمل جراحی و آسیب‌های قبلی در اندام تحتانی بودند و همچنین افرادی که توانایی اجرای آزمون‌ها را نداشتند از تحقیق کنار گذاشته شدند [13]. بررسی‌های پزشکی توسط پزشک متخصص و با مطالعه پرونده‌های پزشکی آن‌ها صورت گرفت. تمامی تست‌ها توسط یک آزمونگر که از برنامه تمرینی نمونه‌ها اطلاع نداشت به‌صورت یک‌سویه‌کور انجام شده است. تست‌ها در ساعت 9 تا 12 صبح در محل آزمایشگاه دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شد. 

استراتژی بازیابی تعادل
جهت اندازه گیری استراتژی بازیابی تعادل از یک دستگاه فوت اسکنر (ساخت کشور بلژیک، مدل RScan) استفاده شد. برای شروع اندازه‌گیری، هر‌یک از آزمودنی‌ها با پای برهنه و در‌حالی‌که دست‌ها به‌صورت ضربدری روی سینه قرار گرفته بود روی دستگاه فوت‌اسکن که روی نوار گردان تردمیل (ساخت کشور آلمان، مدل h/p/cosmos) قرار گرفته بود، ایستادند. نحوه استقرار به این صورت بود که می‌بایست پاها به اندازه عرض شانه از هم فاصله داشته باشند. از آزمودنی‌ها خواسته می‌شد که به‌منظور تعیین جهت حرکت و ایجاد اغتشاشات قدامی‌خلفی و خلفی‌قدامی، 1 بار رو به جلو و بار دیگر پشت به صفحه نمایشگر تردمیل قرار بگیرند و همچنین برای ایجاد اغتشاشات میانی‌خارجی، 1 بار به پهلوی راست و بار دیگر به پهلوی چپ صفحه نمایشگر تردمیل قرار بگیرند و وضعیت قائم خود را در برابر شتاب ناگهانی حفظ کنند. در ادامه بدون دادن آگاهی به آزمودنی و به‌طور ناگهانی نوار گردان شروع به حرکت می‌کرد و آشفتگی در جهت قدامی‌خلفی، خلفی‌قدامی‌، میانی‌خارجی و خارجی‌میانی به پاسچر فرد اعمال می‌شد. از آزمودنی‌ها خواسته شده بود که بدون گام برداشتن با اغتشاش ایجاد‌شده مقابله کنند و در صورت جابه‌جایی پاها حرکت تکرار می‌شد [9]. جهت یکسان بودن شرایط برای تمام آزمودنی‌ها، هنگام انجام آزمون از چشم‌بند استفاده شد. همچنین در زمان تست در اطراف تردمیل تشکی جهت ایمن‌سازی سقوط ناگهانی نمونه‌ها گذاشته شد و یکی از آزمونگرها در زمان تست از سقوط ناگهانی سالمندان مراقبت می‌کرد (تصویر شماره 1).

سرعت حرکت اولیه تردمیل بر‌اساس طرح پایلوت برای تمامی آزمودنی‌ها 1/1 متر بر ثانیه تنظیم شده بود که موجب جابه‌جایی 40 سانتی‌متری نوارگردان می‌شد. فاصله زمانی 30 ثانیه به‌عنوان زمان استراحت بین هر تکرار و 1 دقیقه، زمان استراحت بین هر وضعیت در نظر گرفته می‌شد. 

مداخلات تمرینی
گروه‌های تمرینی 8 هفته و به‌صورت 3 جلسه در هفته به اجرای پروتکل تمرینات پرداختند. پیش‌تر نشان داده شد که تمرینات مورداستفاده در تحقیق حاضر به‌خوبی قادر به بهبود تعادل سالمندان است. محتوای هر جلسه تمرینی حدود 60 دقیقه طول کشید که با 10 دقیقه گرم کردن شروع و با 5 دقیقه سرد کردن هم پایان می‌یافت. باقیمانده جلسه هم که حدود 45 دقیقه بود به انجام تمرینات اصلی پرداخته شد. تمرینات اصلی در گروه آزمایش با تأکید بر صفحه فرونتال (عضلات سرینی میانی، ادداکتورها و کشنده پهن نیام) و در دیگر گروه آزمایش با تأکید بر صفحه ساجیتال ( عضلات راست رانی، دوسر رانی، دوقلو و ساقی قدامی) انجام شد (جدول شماره 1).

هر‌کدام از تمرینات در 3 ست و با استراحت 60 ثانیه بین هر ست انجام شدند و برای افزایش شدت تمرین در طی 8 هفته، ابتدا تمرینات به‌صورت انقباض ایزومتریک و سپس به‌صورت انقباض ایزوتونیک و استفاده از وزنه و کش صورت گرفت. پس از اتمام 8 هفته پروتکل تمرینات برای گروه‌های آزمایش، تمامی آزمودنی‌ها مورد ارزیابی مجدد قرار گرفتند. تمام اندازه‌گیری‌ها در هر 2 مرحله‌ پیش‌آزمون و پس‌آزمون، در شرایط زمانی مشابه (ساعت 9 تا 12 ظهر) و توسط آزمونگرهای یکسان صورت گرفت. 

تحلیل آماری
در‌نهایت اطلاعات خام به‌دست‌آمده از متغیرهای تحقیق با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه 21 و با بهره‌گیری از آمار توصیفی و استنباطی مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفتند. جهت تأیید نرمال بودنِ توزیع داده‌ها و همگنی واریانس‌ها‌، از آزمون شاپیرو ویلک و آزمون لون به‌ترتیب استفاده شد. پیش‌فرض شیب همگنی رگرسیون به‌وسیله تعامل متغیر پیش‌آزمون با متغیر گروه مورد ارزیابی قرار گرفت و تأیید شد. جهت مقایسه میانگین اطلاعات گروه‌ها از آزمون تحلیل واریانس آنکووا استفاده شد. برای قیاس پیش‌آزمون و پس‌آزمون از آزمون تی وابسته استفاده شد. جهت تعیین اندازه اثر از آزمون پارشال اتا اسکور (0/01= اثر کم، 0/06=اثر متوسط، 0/14 اثر بزرگ) استفاده شد. خطای آماری نوع اول 0/05 در نظر گرفته شد.

یافته‌ها
به‌منظور تعیین همگن بودن گروه‌ها در این خصوصیات جمعیت‌شناختی از آزمون تحلیل واریانس استفاده شد که نتایج این آزمون نیز در جدول شماره 2 ارائه شد و نشان می‌دهد که بین سن، قد، وزن و شاخص توده بدنی گروه‌ها اختلاف معنی‌داری وجود ندارد و گروه‌ها در این متغیرها همگن هستند (0/05>P). 

نتایج جدول شماره 2 نشان می‌دهد بین سن، قد، وزن و شاخص توده بدنی گروه‌ها اختلاف معنی‌داری وجود ندارد و گروه‌ها در این متغیرها همگن هستند (0/05>P) .
 جهت بررسی وجود اختلاف میان متغیرهای اندازه‌گیری‌شده در پیش‌آزمون بین گروه‌های تحقیق نیز از آزمون تحلیل واریانس استفاده شد که بر‌این‌اساس مشخص شد بین نمرات ثبات پاسچر گروه‌ها در پیش‌آزمون اختلاف معنی‌داری وجود ندارد و گروه‌ها در این متغیرها نیز همگن هستند (0/05>P) و در ادامه جهت بررسی میزان تغییرات صورت‌گرفته در نوسانات مرکز فشار آزمودنی‌ها از آزمون تحلیل آنکووا استفاده شد. نتایج این آزمون که در جدول شماره 3 ارائه شده است نشان داد بین نمرات ثبات پاسچر در گروه‌های تحقیق از پیش‌آزمون تا پس‌آزمون اختلاف معنی‌داری وجود دارد (05/P<0).

جدول شماره 3 نتایج آزمون تحلیل کواریانس را جهت بررسی اثر‌بخشی تمرینات صفحه فرونتال بر میزان نوسانات مرکز فشار بدن نشان می‌دهد. نتایج نشان داد پس از کنترل اثر پیش‌آزمون‌، در میزان نوسانات مرکز فشار بدن در راستای طولی در پس‌آزمون بین گروه‌ تمرینات صفحه فرونتال و گروه تمرینات صفحه ساجیتال در مواجهه با اغتشاش خلفی‌قدامی (η=0/468  و P=0/001 و F_1.21=14/98) اختلاف معنی‌داری وجود دارد (0/05≥P)، در‌حالی‌که در میزان نوسانات مرکز فشار بدن در راستای طولی در مواجهه با اغتشاش‌های قدامی‌خلفی، خارجی‌داخلی و داخلی‌خارجی در پس‌آزمون بین گروه‌ تمرینات صفحه فرونتال و گروه تمرینات صفحه ساجیتال اختلاف معناداری مشاهده نشد (0/05>P). همچنین نتایج نشان داد که پس از کنترل اثر پیش‌آزمون‌، در میزان نوسانات مرکز فشار بدن در راستای عرضی در پس‌آزمون بین گروه‌ تمرینات صفحه فرونتال و گروه تمرینات صفحه ساجیتال در مواجهه با اغتشاش قدامی‌خلفی (η=0/321  و P=0/011 و F_1.21=8/048)، خارجی‌داخلی (η=0/518  و P=0/001 و F_1.21=18/23) و داخلی‌خارجی (η=0/626  و P=0/001 و F_1.21=28/48) اختلاف معنی‌داری وجود دارد (0/05≥P)، در‌حالی‌که در میزان نوسانات مرکز فشار بدن در راستای عرضی در مواجهه با اغتشاش خلفی‌قدامی در پس‌آزمون بین گروه‌ تمرینات صفحه فرونتال و گروه تمرینات صفحه ساجیتال اختلاف معناداری مشاهده نشد (0/05>P).
همچنین نتایج نشان داد پس از کنترل اثر پیش‌آزمون در میزان مساحت نوسانات مرکز فشار بدن در پس‌آزمون بین گروه‌ تمرینات صفحه فرونتال و گروه تمرینات صفحه ساجیتال در مواجهه با اغتشاش قدامی‌خلفی (η=0/289  و P=0/018 و F_1.21=6/093)، خارجی‌داخلی (η=0/438  و P=0/002 و F_1.21=3/26) و داخلی‌خارجی (η=0/272  و P=0/022 و F_1.21=6/343) اختلاف معنی‌داری وجود دارد (0/05≥P)، درحالی‌که در میزان نوسانات مرکز فشار بدن در راستای عرضی در مواجهه با اغتشاش خلفی‌قدامی در پس‌آزمون بین گروه‌ تمرینات صفحه فرونتال و گروه تمرینات صفحه ساجیتال اختلاف معناداری مشاهده نشد (0/05>P) (تصویر شماره 2).

بحث
هدف تحقیق حاضر مقایسه تأثیر 8 هفته تمرینات در 2 صفحه فرونتال و ساجیتال بر نوسانات پاسچر سالمندان مرد 60 تا 70 سال بود. نتایج تحقیق حاضر نشان داد تمرینات در صفحه فرونتال به کاهش نوسانات مرکز فشار در راستای عرضی در اثراغتشاشات قدامی‌خلفی و اغتشاشات داخلی‌خارجی و خارجی‌داخلی نسبت به گروه تمرینات صفحه ساجیتال منجر می‌شود. همچنین نتایج حاکی از آن است که تمرینات در صفحه فرونتال به کاهش مساحت نوسانات مرکز فشار درپی اغتشاشات قدامی‌خلفی و اغتشاشات داخلی‌خارجی و خارجی‌داخلی نسبت به گروه تمرینات صفحه ساجیتال منجر می‌شود.

نتایج تحقیق حاضر به نوعی با نتایج مطالعه ارغوانی و همکاران هم‌خوانی دارد [14]. بر‌اساس پژوهش وی 8 هفته تمرینات متمرکز بر مکانیسم پیش‌آزمون کنترل تعادل می‌تواند باعث بهبود کنترل قامت و عملکرد حرکتی سالمندان شود. همچنین یافته‌های این تحقیق نشان داد که یک دوره تمرین متمرکز بر مکانیسم پیش‌بین کنترل تعادل باعث کاهش نوسانات قدامی‌خلفی و داخلی‌خارجی مرکز فشار در سالمندان می‌شود. بسیاری از محققین از گذشته تا به امروز مطالعات بسیاری را بر روی سالمندان و عوامل مختلف جهت پیشگیری از افتادن آن‌ها انجام داده‌اند که از‌جمله آن‌ها می‌توان به تمرینات جهت تقویت قدرت، استقامت و انعطاف‌پذیری سالمندان جهت غلبه بر چرخه‌ معیوب پیری اشاره کرد که این مطالعات اثرات متفاوتی از تأثیرگذاری آن‌ها گزارش داده‌اند [15-17]. همچنین در چندین مطالعه مروری به نقص تعادل به‌عنوان کلیدی‌ترین عامل در کنترل تعادل و خطر افتادن در سالمندان اشاره شده است [18، 19]. 
به‌طور معمول در پروتکل‌های تمرینی که جهت حفظ و کنترل قامت و تعادل در سالمندان استفاده می‌شود بر روی عضلات قدامی و خلفی تنه و اندام تحتانی تمرکز می‌شود [20-22] که از دلایل احتمالی آن می‌توان به استراتژی‌های بازیابی تعادل اشاره کرد. اولین استراتژی بازیابی تعادل در مواجهه با یک اغتشاش خارجی، استراتژی مچ پا و به‌کارگیری عضلات مچ است که گروه عضلات دورسی فلکسور و پلنتار فلکسور مچ پا درگیر هستند. زمانی که استراتژی مچ پا توانایی کنترل نیروهای برهم‌ زننده تعادل را نداشته باشند عضلات فلکسور و اکستنسور ران و تنه درگیر می‌شوند و با هدف حفظ و بازیابی تعادل فعال می‌شوند [23، 24]. همچنین یکی از استراتژی‌های کنترل مرکز فشار در سالمندان استراتژی گام‌برداری است [25]. هنگام استفاده از استراتژی گام‌برداری موقعیت مرکز فشار از‌طریق تنظیم حالت داخلی‌خارجی و حالت قدامی‌خلفی پا کنترل می‌شود. در صفحه فرونتال، فعالیت عضله سرینی میانی عمل‌کننده اصلی استراتژی گام‌برداری به شمار می‌آید که موقعیت داخلی‌خارجی پا را تنظیم می‌کند. موقعیت مرکز فشار در کف پا از‌طریق عضلات ساق قدامی و پرونوس در صفحه فرونتال تنظیم می‌شود. همچنین صفحه ساجیتال از‌طریق عضلات دوقلو ساقی قدامی تنظیم می‌شود. به‌طور‌کلی اثر استراتژی مچ پا نسبت به استراتژی گام‌برداری کوچکتر است، زیرا جابه‌جایی مرکز فشار با‌توجه‌به لبه‌ پا مخصوصاً در راستای داخلی‌خارجی در نظر گرفته می‌شود [26].
گزارشات همچنین حاکی از آن است که با‌توجه‌به رابطه تنگاتنگ بین درون‌دادها و برون‌دادهای سیستم کنترل وضعیت، هر‌گونه تغییر در ورودی‌های حسی می‌تواند عملکرد حرکتی را نیز به شکل قابل‌توجهی تحت تأثیر قرار دهد. بر‌این‌اساس از دلایل احتمالی بهبود توانایی کنترل پاسچر می‌توان به افزایش سازگاری‌های عصبی‌عضلانی ناشی از تمرین، مانند به‌کارگیری واحدهای عصبی کارآمدتر، سازمان‌دهی مجدد در قشر حسی‌پیکری، افزایش کارایی و قدرت ارتباطات سیناپسی، افزایش فعال‌سازی دستگاه عصبی، کاهش رفلکس‌های بازدارنده عصبی، کاهش مقاومت مسیرهای عصبی به انتقال تکانه و همچنین بهبود و تسهیل در انتقال درون‌دادهای هر‌یک از حواس پیکری اشاره کرد. بدین‌ترتیب به نظر می‌رسد تمرینات در 2 صفحه ساجیتال و فرونتال ضمن افزایش دقت حس عمقی مفاصل، برون‌دادهای سیستم کنترل وضعیت را نیز تحت تأثیر قرار داده و با کاهش میزان نوسانات مرکز ثقل آزمودنی‌ها در محدوده سطح اتکا، نقش مهمی در بهبود توانایی کنترل پاسچر این افراد داشته است [27].
اگرچه ضعف در تعادل و افتادن می‌تواند در تمام جهت‌ها اتفاق بیفتد، اما ناپایداری در حفظ قامت و تعادل درارتباط‌با فرایند پیری در صفحه داخلی‌خارجی یکی از مشکلات اساسی سالمندان است [27]. سالمندان بر‌خلاف جوانان برای حفظ تعادل بیشتر از گام‌برداری به پهلو و به‌کارگیری عضلات جانبی ران استفاده می‌کنند [28]. برای بهره‌‌مند شدن از یک استراتژی گام‌برداری به پهلو مناسب نیاز به تولید نیرو سریع توسط عضلات جانبی ران است که با‌توجه‌به فاکتورهای مرتبط با سن و ضعف در کنترل تعادل در جهت جانبی، ریسک افتادن در سالمندان افزایش می‌یابد [29].

تنایج تحقیق حاضر نشان می‌دهند تمرینات در صفحه فرونتال در مقایسه با تمرینات صفحه ساجیتال موجب کاهش نوسانات مرکز فشار در هر دو راستای قدامی‌خلفی و جانبی‌داخلی شده است. تمرینات در صفحه فرونتال با تمرکز بر تمرین عضلات ابداکتور ران و ادداکتور ران صورت گرفت. در افراد سالمند با‌توجه‌به روند طبیعی پیری و ضعف عضلات اندام تحتانی مخصوصاً عضلات دوقلو و ساقی قدامی که در حفظ تعادل در استراتژی مچ پا نقش اساسی دارند [30]، استراتژی بازیابی تعادل از مچ به سمت استراتژی ران و استراتژی گام‌برداری به پهلو تغییر می‌کند. درنتیجه به‌کارگیری عضلات ابداکتور و ادداکتور ران برای حفظ تعادل بیشتر می‌شود که ضعف این عضلات می‌تواند به افتادن در سالمندان منجر شود [31]. از دلایل احتمالی بهبود نوسانات پاسچر در گروه تمرینات صفحه فرونتال نسبت به گروه تمرینات صفحه ساجیتال، تمرکز تمرینات بر روی عضلات ابداکتور ران است که نقش مهمی در پیشگیری از افتادن دارد.

نتیجه‌گیری
به‌طور‌کلی تحقیق حاضر نشان داد تمرینات در صفحه فرونتال و با تمرکز بر عضلات ابداکتور و ادداکتور ران موجب کاهش نوسانات پاسچر سالمندان و در‌نتیجه بهبود در حفظ تعادل آن‌ها می‌شود.
به نظر می‌رسد عضلات ابداکتور ران و تمرینات صفحه فرونتال نقش مهمی در حفظ پاسچر و کنترل تعادل داشته باشند. بنابراین پیشنهاد می‌شود در طراحی پروتکل‌های تمرینی برای سالمندان همچنین در مراکز فیزیوتراپی و دست‌اندرکاران مراکز سالمندان بر روی تمرینات عضلات ابداکتور و ادداکتور ران در صفحه فرونتال تأکید شود. در‌نهایت بایستی خاطر نشان کرد استفاده از نتایج تحقیق حاضر همراه با محدودیت‌های ویژه‌ای است که باید آن‌ها را مدنظر داشت. از‌جمله این محدودیت‌ها می‌توان به حذف سالمندان دارای مشکلات عضلاتی‌اسکلتی از تحقیق اشاره کرد که قابلیت تعمیم‌پذیری یافته‌ها را به افراد محدود می‌کند. همچنین در تحقیق حاضر شرایط روحی و روانی آزمودنی‌ها کنترل نشدکه می‌تواند بر نتایج تحقیق اثرگذار باشد.

ملاحظات اخلاقی

پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این پژوهش در کمیته اخلاق دانشگاه شهید باهنر کرمان (کد: IR.UK.REC.1400.006) تأیید شده است. در این پژوهش کلیه اصول اخلاقی در نظر گرفته شد. شرکت‌کنندگان در مورد اهداف و روش‌های مطالعه آگاه شدند، از محرمانه بودن اطلاعات خود اطمینان حاصل کردند و در هر زمان آزاد بودند مطالعه را ترک کنند. در صورت تمایل، نتایج تحقیق در اختیار آن‌ها قرار می‌گرفت.

حامی مالی
این مقاله برگرفته از پایان‌نامه آقای سیداحسان سید جعفری گروه آسیب‌شناسی و حرکات اصلاحی دانشگاه شهید باهنر کرمان می‌باشد. این تحقیق با حمایت دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شده است.

مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در آماده‌سازی این مقاله مشارکت داشتند.

تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد. 

تقدیر و تشکر
از همکاری صمیمانه همکاران و اساتید گرانقدر که ما را در انجام این پژوهش یاری کردند، تشکر و قدردانی می‌شود.

References

1. Teymoori F, Dadkhah A, Shirazikhah M. Social welfare and health (mental, social, physical) status of aged people in Iran. Middle East Journal of Age and Ageing. 2006; 3(1):39-45. [Link]
2. Turner AJ, Chander H, Knight AC. Falls in geriatric populations and hydrotherapy as an intervention: A brief review. Geriatrics (Basel, Switzerland). 2018; 3(4):71. [DOI:10.3390/geriatrics3040071] [PMID]
3. Dadgar A, Hojati H, Mirrezaie SM. The relationship between the risk of falling and fear of falling among aged hospitalized patients. Nursing Practice Today. 2020; 7(1):30-7. [DOI:10.18502/npt.v7i1.2297]
4. Li F, Harmer P, Fitzgerald K, Eckstrom E, Akers L, Chou LS, et al. Effectiveness of a therapeutic Tai Ji Quan intervention vs a multimodal exercise intervention to prevent falls among older adults at high risk of falling: A randomized clinical trial. JAMA Internal Medicine. 2018; 178(10):1301-10. [DOI:10.1001/jamainternmed.2018.3915][PMID]
5. Crosby A, Mitson A, Book N, Soto M. Physical fatigue and its effects on postural control and cognitive function in older adults. Paper presented at: Student Research Conference. 17 April 2019; California, USA. [Link]
6. Cabanas-Valdés R, Bagur-Calafat C, Girabent-Farrés M, Caballero-Gómez FM, Hernández-Valiño M, Urrútia Cuchí G. The effect of additional core stability exercises on improving dynamic sitting balance and trunk control for subacute stroke patients: A randomized controlled trial. Clinical Rehabilitation. 2016; 30(10):1024-33. [DOI:10.1177%2F0269215515609414][PMID]
7. Afschrift M, van Deursen R, De Groote F, Jonkers I. Increased use of stepping strategy in response to medio-lateral perturbations in the elderly relates to altered reactive tibialis anterior activity. Gait & Posture. 2019; 68:575-82. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2019.01.010][PMID]
8. Martins PP, Porto JM, Vieira FT, Trimer IR, Capato LL, de Abreu DCC. The effect of unilateral muscle fatigue of hip abductor muscles on balance and functional capacity in community-dwelling older women. Archives of Gerontology and Geriatrics. 2020; 91:104222.‏[DOI:10.1016/j.archger.2020.104222][PMID]
9. Rogers MW, Creath RA, Gray V, Abarro J, McCombe Waller S, Beamer BA, et al. Comparison of lateral perturbation-induced step training and hip muscle strengthening exercise on balance and falls in community-dwelling older adults: A blinded randomized controlled trial. The Journals of Gerontology. 2021; 76(9):e194-202. ‏[DOI:10.1093/gerona/glab017][PMID]
10. Bagheri H. [The effect of 8-weeks aquatic exercise on balance strategy and knee joint position sense of 60-70 year old people (Persian)]. Kerman: Shahid Bahonar University; 2014.
11. Chow SC, Shao J, Wang H, Lokhnygina Y. Sample size calculations in clinical research. London: Chapman and Hall/CRC; 2017. [Link]
12. Aslankhani M, Farsi A, Sohbatiha M. [The effect of aquatic exercise on balance and gait characteristics of healthy elderly inactive men (Persian)]. Journal of Research in Rehabilitation Sciences. 2012; 8(2):279-88. [DOI:10.22122/jrrs.v8i2.199]
13. Anbarian M, Zareei P, Yalfani A, Mokhtary M. [The balance recovery mechanism following a sudden external anterior-posterior perturbation in individuals with Kyphosis (Persian)]. J Sports Med. 2010; 2(4):115-32. [Link]
14. Arghavani H, Zolaktaf V, Lenjannejadian S. [The effect of an 8-week exercise program focused on anticipatory postural adjustments on postural control and motor function in the elderly (Persian)]. Iranian Journal of Ageing. 2020; 15(2):236-45. [DOI:10.32598/sija.2020.3.220]
15. Muir B. Improving gait characteristics in older adults: The effects of Biodex Balance System SD(TM) and wobble board balance training [MSc Thesis]. Indiana: Purdue University; 2011. [Link]
16. Mesquita LS, de Carvalho FT, Freire LS, Neto OP, Zângaro RA. Effects of two exercise protocols on postural balance of elderly women: A randomized controlled trial. BMC Geriatrics. 2015; 15:1-9.
17. Avelar I. The influence of a protocol of aquatic exercises in postural control of obese elderly. Revista Andaluza de Medicina del Deporte. 2018; 11(2):69-74. [Link]
18. Tinetti ME, Speechley M, Ginter SF. Risk factors for falls among elderly persons living in the community. New England Journal of Medicine. 1998; 319(26):1701-07.‏[DOI:10.1056/NEJM198812293192604][PMID]
19. Deandrea S, Lucenteforte E, Bravi F, Foschi R, La Vecchia C, Negri E. Risk factors for falls in community-dwelling older people: A systematic review and meta-analysis. Epidemiology. 2010; 21(5):658-68.‏[DOI:10.1097/ede.0b013e3181e89905][PMID]
20. Naemi Kia M, gholami A, Arab-Ameri A. Vision booth during practice walking on a balance of functional and kinematic parameters of stepping older women Iran (Persian)]. Motor Behavior. 2013; 5(13):41-56. [Link]
21. Abbasi A, Sadeghi H, Tabrizi HB, Bagheri K, Ghasemizad A. Effects of aquatic balance training and detraining on neuromuscular performance and balance in healthy middle aged male. Koomesh. 2012; 13(3):345-53. [Link]
22. Avelar NC, Bastone AC, Alcântara MA, Gomes WF. Effectiveness of aquatic and non-aquatic lower limb muscle endurance training in the static and dynamic balance of elderly people. Revista brasileira de fisioterapia (Sao Carlos (Sao Paulo, Brazil)). 2010; 14(3):229-36. [DOI:10.1590/S1413-35552010000300007][PMID]
23. Fujimoto M, Hsu WL, Woollacott MH, Chou LS. Ankle dorsiflexor strength relates to the ability to restore balance during a backward support surface translation. Gait & Posture. 2013; 38(4):812-7. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2013.03.026][PMID]
24. Lockhart TE. An integrated approach towards identifying age-related mechanisms of slip initiated falls. Journal of Electromyography and Kinesiology: Official Journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. 2008; 18(2):205-17. [DOI:10.1016/j.jelekin.2007.06.006][PMID]
25. Meyer PF, Oddsson LI, De Luca CJ. Reduced plantar sensitivity alters postural responses to lateral perturbations of balance. Experimental Brain Research. 2004; 157(4):526-36. [DOI:10.1007/s00221-004-1868-3][PMID]
26. Van Wouwe T, Afschrift M, Dalle S, Van Roie E, Koppo K, De Groote F. Adaptations in reactive balance strategies in healthy older adults after a 3-week perturbation training program and after a 12-week resistance training program. Frontiers in Sports and Active Living. 2021; 3:714555. [DOI:10.3389/fspor.2021.714555][PMID]
27. Muir JW, Kiel DP, Hannan M, Magaziner J, Rubin CT. Dynamic parameters of balance which correlate to elderly persons with a history of falls. PLoS One. 2013; 8(8):e70566. [DOI:10.1371/journal.pone.0070566][PMID]
28. Lanza MB, Addison O, Ryan AS, J Perez W, Gray V. Kinetic, muscle structure, and neuromuscular determinants of weight transfer phase prior to a lateral choice reaction step in older adults. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2020; 55:102484.‏[DOI:10.1016/j.jelekin.2020.102484][PMID]
29. Selgrade BP, Childs ME, Franz JR. Effects of aging and target location on reaction time and accuracy of lateral precision stepping during walking. Journal of Biomechanics. 2020; 104:109710.‏[DOI:10.1016/j.jbiomech.2109710][PMID]
30. Carpenter MG, Murnaghan CD, Inglis JT. Shifting the balance: Evidence of an exploratory role for postural sway. Neuroscience. 2010; 171(1):196-204.‏[DOI:10.1016/j.neuroscience.2010.08.030][PMID]
31. Caristia S, Campani D, Cannici C, Frontera E, Giarda G, Pisterzi S, et al. Physical exercise and fall prevention: A systematic review and meta-analysis of experimental studies included in Cochrane reviews. Geriatric Nursing. 2021; 42(6):1275-86.‏[DOI:10.1016/j.gerinurse.2021.06.001][PMID]