前庭感覺、本體感覺及視覺功能對老年人跌倒風險影響的因素分析

張麗,甕長水,王秋華,黎春華,郭燕梅,陳蔚,李曉瑛,季紅梅

根據2009年2月《中國人口老齡化發展趨勢預測研究報告》,我國現有60歲以上老年人近1.44億,65歲以上老年人跌倒發生率為30%～40%,其中半數以上會發生再次跌倒。由跌倒及其所造成的繼發損傷如骨折、顱腦外傷等可嚴重影響老年人的健康及生活質量,造成住院率增加,所產生的直接醫療費用超過50億元人民幣[1]。導致老年人跌倒風險增加的因素十分復雜,其中感覺功能下降,特別是與人體姿勢控制密切相關的視覺、本體感覺和前庭感覺(也稱“平衡三聯”)的功能下降,是老年人發生跌倒的重要原因[2]。除年齡和運動能力作為獨立變量外,軀體感覺的檢測也應該作為評估老年人跌倒風險的一個獨立變量[3]。本研究擬通過分析前庭感覺、本體感覺及視覺功能對老年跌倒風險、穩定性和體重分布的影響,為建立老年人跌倒風險預測及干預方案提供依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇于2008年12月～2009年12月于本科就診的門診及住院老年患者共56例,男性48例,女性8例,年齡 60～94歲,平均(76.21±8.5)歲。所有研究對象均為自愿參加。入選標準:①年齡≥60歲;②不須任何輔具或拐杖協助行走,無任何足以影響平衡功能的系統性疾病,視力正常;③可以進行正常言語交流,可以執行動作性指令;④在過去1年內下肢無受傷史或手術史;⑤受試者了解試驗內容和流程后同意接受試驗。排除標準:①下肢疼痛、嚴重關節炎、患神經系統及心血管疾病而影響測試結果者;②存在其他限制活動的并發癥者。

1.2 研究方法

1.2.1 儀器 采用Tetrax平衡測試系統(Sunlight醫療器械公司,以色列)。該設備通過4個相互獨立的測試平臺分別測量受試者左右足底前、后部分施加的垂直壓力變化,記錄壓力傳感器上的力學信號并將其轉為數字信號傳入電腦自動進行分析處理。

1.2.2 觀察指標 ①穩定性指數(stability index,ST):數值越大表示穩定性越差;②體重分布指數(weight distributions index,WDI):體重在4個測試平臺上的分配系數,正常值4～6,高的WDI預示著病變;③跌倒指數(fall index,FI):測量數值表示受試者的跌倒風險,0～36為低跌倒風險,36～58為中度跌倒風險,58～100為高跌倒風險。

1.2.3 受試者檢測姿勢 ①自然站立(normal position,with eyes open,solid surface,NO):受試者睜眼直立在測試平臺上,面部朝前,保持注視一小目標物,雙臂懸垂于兩側;②閉眼自然站立(normal position,with eyes closed,solid surface,NC):受試者閉眼直立站在平臺上,余同NO;③腳墊站立(opened eyes on pillow s,PO):受試者睜眼直立在平衡臺上,腳下墊有泡沫橡膠腳墊,余同NO;④腳墊閉眼站立(closed eyes on pillows,PC):受試者閉眼直立在平衡臺上,腳下墊有泡沫橡膠腳墊,余同NC。各姿勢臨床意義見表1。

表1 Tetrax平衡檢查的感覺干預機制

1.2.4 檢查方法 受試者站立在Tetrax的測試平臺上,保證左右腳的腳跟和腳趾部分準確地踩放于A、B、C、D 4個平衡平板上,然后測量其在自然站立、閉眼自然站立、腳墊上站立、腳墊上閉眼站立時施加在4個平板上的壓力。每個姿勢測試時間為32 s。由專職治療師完成所有的檢測。檢查前向受檢者充分解釋檢查目的和注意事項,檢查時盡量保持檢測環境的安靜。

1.3 統計學方法 采用單因素方差分析比較不同姿勢一般穩定性指數和體重分布指數的組間差異,并進行Scheffe事后檢驗。采用多元線性回歸模型分析不同姿勢穩定性指數和體重分布指數對跌倒指數的影響。所有數據均以(±s)表示。采用 SPSS 17.0統計軟件進行處理,顯著性水平α=0.05。

2 結果

2.1 FI本組患者FI分布14～100,平均(48.21±26.47)。

2.2 ST各組間總體上有非常高度顯著性差異(P=0.000),PC時穩定性最差,NC與PO時相似,NO時穩定性最好。Scheffe事后檢驗,NC與 PO時無顯著性差異(P=0.075),其余各組間均存在非常高度顯著性差異(P=0.000)。見表2。

2.3 WDI各組間無顯著性差異(P=0.057)。

表2 不同檢測姿勢時ST和WDI

2.4 ST和WDI對FI的影響 以FI為因變量,以不同姿勢ST為自變量進行多元線性回歸,結果顯示,不同姿勢ST均與FI相關(P＜0.05)。以FI為因變量,以不同姿勢WDI為自變量進行多元線性回歸,結果顯示,不同姿勢WDI均與FI無明顯相關(P＞0.05)。見表3。

表3 不同姿勢 ST、WDI與 FI的相關性(回歸系數/P)

3 討論

導致老年人跌倒風險增加的因素十分復雜,其中感覺功能下降,特別是與人體姿勢控制密切相關的視覺、本體感覺和前庭感覺的功能下降,是老年人發生跌倒的重要原因[2-3]。本體感覺感受肌肉收縮和關節伸展的程度和位置,為腦部神經元進行運動行為分析提供條件,與維持體位的穩定性有關[4]。站立在固定的支持面上時,足底皮膚觸、壓覺和踝關節的本體感覺輸入起主導作用。前庭感覺主要感知有關頭部的角速度和線加速度,以判知頭部位置和運動方向,對維持機體的立體定向有重要作用[5]。視覺不僅持續提供環境信息,還提供頭部位置變化及相對運動的信息[5-6],對老年人姿勢控制或完成難度較大的動作具有重要意義。老年人跌倒發生率高,與以上3個感覺系統功能減退有關[7-9]。通過姿勢描記研究發現,閉眼時身體中心壓力的晃動面積和速度大于睜眼時約30%[8]。回顧性研究顯示,老年人視力、視覺分辨能力下降是再次跌倒的危險因素[10]。

本研究通過睜眼、閉眼的方法分別輸入正常的視覺信息及阻斷視覺信息輸入:閉眼時只有依賴本體感覺和前庭感覺控制平衡,若此時軀體感覺功能障礙,則身體不穩定性增加;通過測試平衡臺上加墊海綿墊,干擾本體感覺系統傳遞的來自踝關節和皮膚的直立體位的正確信息,PO時主要依賴視覺感受信息,如果擺動幅度異常增大,提示患者視覺出現障礙;PC時,由于視覺和軀體感覺同時被干擾并發生沖突,只能依賴前庭功能維持平衡,如擺動幅度超出正常范圍,則提示前庭功能障礙。總之,本研究通過干擾本體感覺,并結合睜眼、閉眼干擾視覺,能夠有效地將視覺、本體感覺及前庭的作用分別評估,區分在維持姿勢平衡中“平衡三聯”的整體或單一作用。

姿勢穩定性(postural stability)是反映人體平衡能力的重要指標,已被國外研究者廣泛使用[6]。在本研究所選擇的參數中,ST由4塊測量平板上的擺動數據測得,是姿勢擺動量化的數學表達,可以分別表達不同檢測姿勢的穩定性,反映了患者補償及控制姿勢擾動的能力。該參數值越高,說明測試對象的不穩定性越大。WDI表示體重在左右腳和腳跟/腳趾的分布,可以分別表達不同檢測姿勢的體重分布情況。WDI增高預示著4個相互獨立的平板體重分配存在差異。跌倒指數評估(FIA)能綜合反映患者的平衡能力和潛在的跌倒風險:0～36為低跌倒風險,不需要特別的預防措施;36～58為中度跌倒風險,需要進行定期的鍛煉,在走路和跑步時要特別警惕,并且小心濕滑地面等;58～100為高跌倒風險,應該立即進行全面的醫療評估,并采取措施預防跌倒。FI不能區別不同檢測姿勢的跌倒風險。回歸分析顯示,FI與不同姿勢ST間存在相關性,因此可以通過評估感覺干預對ST的影響作用間接反映感覺干預對跌倒風險的影響。

組間比較顯示,當同時干擾視覺和本體感覺(PC)時,ST升高,說明視覺和本體感覺的減退可導致姿勢控制的不穩定性增加。當軀體感覺和視覺信息輸入均被阻斷或輸入異常時,前庭感覺輸入在維持平衡中變得至關重要[7-8],而僅有前庭感覺的信息傳入,姿勢控制的穩定性顯著下降。老年人常有不同程度的前庭功能障礙,更進一步影響感覺控制的準確度。而分別干擾視覺(NC)或本體感覺(PO)時,ST均較自然站立姿勢(NO)增加,說明單純視覺和本體感覺在靜態平衡和姿勢控制方面均有重要作用。視覺或本體感覺的下降會導致平衡功能下降,跌倒風險增加。而改善視覺或本體感覺功能可以作為降低跌倒風險的策略之一[3,5]。NC組與PO組ST并無顯著性差異,提示視覺和本體感覺在維持平衡中的作用是可以相互補充或代償的,而當兩種感覺之一發生不可逆的功能障礙或缺少時,可以通過改善或加強另一種感覺功能進行代償,維持基本平衡功能。如當視覺系統受到干擾,可通過運動訓練增加本體感受器的敏感度,而改善平衡能力。

本研究中,WDI的選擇意在觀察體重分布與跌倒風險相關性,但結果顯示WDI與跌倒指數的相關性并不顯著,反映出該指標用于評價跌倒風險并不敏感。但有文獻指出,該指標與前庭功能和下肢肌群的力量控制有一定的相關性。而在本研究中主要干預視覺和本體感覺,未能干預前庭感覺,因此不能對體重分布對平衡維持和跌倒風險的影響有更全面的評價。對于前庭功能在跌倒風險干預中的意義有待于更深入的研究。

視覺、本體感覺和前庭感覺在姿勢控制和跌倒預測方面均有重要作用。ST不僅能精確反映靜態平衡功能狀態和姿勢控制能力,而且能初步反映感覺因素對平衡調控和跌倒風險的影響。WDI評估跌倒風險不敏感,其臨床價值有待進一步發掘。

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