2型糖尿病患者動態平衡障礙特點分析

李 謹 辛玲玉 馬肖鈺 劉 博

(首都醫科大學附屬北京同仁醫院耳鼻咽喉頭頸外科研究中心 北京市耳鼻咽喉科研究所 耳鼻咽喉科學教育部重點實驗室，北京 100005)

2型糖尿病 (type 2 diabetes mellitus, T2DM)是全球危害最大的慢性疾病之一，已成為全球重大醫療挑戰。預計世界范圍內糖尿病患病率將從2015年的8.8%上升至2040年的10.4%，影響了全球人口十分之一[1]。在英國，17歲以上人群中糖尿病的發生率為6.2%[2]，而中國正在面臨更大的挑戰，目前糖尿病患病率為9.7%，糖尿病前期為15.5%[3]。事實上，國際糖尿病聯合會的估計顯示，全球范圍內中國是糖尿病患者人數最多的國家(1.1億)，也是因糖尿病死亡人數最多的國家[1]。

2型糖尿病可導致多種合并癥，如急性冠狀動脈綜合征、卒中、視網膜病變、腎病、周圍神經病變和自主神經功能障礙等[4]。根據世界衛生組織估計，2012年因糖尿病直接導致死亡人數為150萬，全球有220萬人死于糖尿病相關合并癥[5]，因此糖尿病和相關合并癥被認為是導致全球人口過早死亡最重要的危險因素之一。研究[6]顯示，65歲以上糖尿病患者跌倒發生率為39%，是正常人群的3倍，而跌倒是造成殘疾和老年人可預防死亡的主要原因[7]。因此，分析2型糖尿病患者跌倒的危險因素非常重要。

動態平衡是人體運動或者受到外力作用時，能自動調整及維持姿勢的能力。跌倒是動態平衡受損的嚴重后果[8]。掌握動態平衡需要視覺系統、前庭系統和本體感覺體系的感覺信息輸入以及中樞神經系統的整合[9]。這三種外圍感覺系統中任何一種的損害均可導致不穩定感和跌倒。以前的研究[10]表明，糖尿病與平衡控制障礙有關，主要是由于視覺系統(糖尿病視網膜病變)和本體感覺系統(周圍神經病變)的損害。前庭系統提供空間定向信息以保持靜態和動態平衡[9]，目前糖尿病對前庭功能影響的研究較少，臨床研究[11]顯示，糖尿病患者的前庭功能障礙發生率為70%，高于正常對照受試者。組織病理學研究[12]表明，糖尿病性微血管病影響前庭系統，導致葡萄糖代謝紊亂和局部缺血，從而擾亂了半規管和耳石的代謝。糖尿病前庭損害可能也是平衡障礙的重要原因。糖尿病周圍神經病改變了腳和腳踝中的運動和/或感覺成分，而糖尿病性視網膜病改變了視覺系統中平衡的感覺成分，從而增加姿勢擺動和導致步態不穩定性。對于糖尿病患者動態平衡障礙的綜合評估，有助于發現糖尿病患者跌倒發生的主要原因。

本研究通過綜合評估2型糖尿病患者和對照受試者的平衡控制能力，探討2型糖尿病患者平衡控制障礙的特點，并分析導致跌倒的危險因素。

1 對象與方法

1.1 研究對象

將2013年1月至2015年12月于首都醫科大學附屬北京同仁醫院就診的51例2型糖尿病患者作為糖尿病組，其中男性27例，女性24例，平均年齡(56.1±10.1)歲。同期選擇本院健康體檢中心43 例健康查體者為對照組，其中男性17例，女性26例，平均年齡(54.4±7.2)歲。所有研究對象均無耳科疾病史、糖尿病史、眼底病變及眩暈史。

1)納入標準：①年齡在20至70歲之間。②符合T2DM的診斷標準[13]。所有患者的空腹血糖均高于125 mg/dL(6.9 mmol/L)或2 h 75 g 口服葡萄糖耐量試驗(oral glucose tolerance test， OGTT)高于199 mg/dL(11.0 mmol/ L)。③行動便利。

2)排除標準：①有其他明確導致內耳損傷的病因，如噪音損害、耳毒性藥物使用、梅尼埃病、良性陣發性位置性眩暈、前庭神經炎。②嚴重的肝、腎、心臟、神經系統疾病以及其他全身疾病。③耳科檢查存在外、中耳疾患者。④耳部外傷手術、脊柱四肢等骨、關節外傷手術史。

1.2 研究方法

該研究方案經首都醫科大學附屬北京同仁醫院的機構審查委員會批準，每位患者簽署知情同意書參加研究(批準文號：Z20120701)。

所有參與者完成了詳細的病史問卷調查，并接受了耳鼻喉科和神經科檢查。收集血液樣本檢測糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin A1c， HbA1c)濃度和相關生物化學指標檢查。Smart-EquiTest動態姿勢測試系統評估符合納入標準的參與者的平衡控制能力。

平衡測試使用Smart-Equi Test計算機動態姿勢測試系統(美國NeuroCom International公司)進行測試。該設備包括可以向上或向下傾斜或沿前后方向平移的壓力板，壓力板的運動會在腳踝處引起背屈或跖屈旋轉。在測試過程中，受試者戴著安全帶，并在壓力板上筆直站立，面對三面環繞著的彩色屏幕(視覺周圍)[14]。

在感覺組織測試(sensory organization test, SOT)中使用6個條件，每個條件測試時間為20 s，共重復3次，以評估受試者如何比較、選擇和整合前庭功能、本體感覺功能和視覺功能。在條件1(用作參考)中，受試者站立在視覺周圍固定的穩定支撐表面上，并且保持眼睛睜開，此時平衡三聯都參與到平衡控制中來。在條件2中，受試者閉上眼睛已去除視覺在平衡控制中的影響。在條件3中，視覺周圍不固定并且與受試者的姿勢搖擺(搖擺參考視覺)一致地移動，使得視覺和前庭信息不匹配，以致不能有效防止跌倒。在以下3種情況下(4,5和6)，視覺輸入保持不變，然而，支撐表面與參與者的搖擺相匹配，使得他們不能依靠運動輸入來維持其平衡。本體感覺分測驗得分為條件2 /條件1的分數，視覺分測驗得分為條件4 /條件1的分數，前庭分測驗得分為條件5 /條件1的分數[15]。

穩定極限測試(limits of stability test,LOS)[16]是評估人體在固定雙足并且不跨步的情況下從中線(垂直)傾斜的任何方向上的最遠距離。運動控制測試(motor control test,MCT)[17]評估受試者于支撐表面突然平移時產生有效運動反應的能力。該測試以下面3個等級的速度進行：小幅度(2.8 °/s)，中度幅度(6.0°/s)，大幅度(8.0°/s)。所有測試數據都被收集并存儲在計算機上。

1.3 統計學方法

2 結 果

2.1 研究對象的臨床特征

糖尿病組和對照組的性別構成、體質量指數(body mass index, BMI)、年齡、高血壓患病比率比較，差異無統計學意義。糖尿病組和對照組的HbA1c濃度差異有統計學意義(t=-8.274,P=0.000)，詳見表1。

表1 糖尿病組和對照組基本資料及臨床特征的比較

2.2 平衡功能測試結果

平衡測試結果顯示，糖尿病組和對照組之間SOT評分、本體感覺分測驗(somatosensory subtest, SOM)評分和前庭分測驗(vestibular subtest, VEST)評分，差異均無統計學意義(P>0.05)。糖尿病組和對照組之間的LOS限值差異亦無統計學意義(P>0.05)。然而，與對照組相比，糖尿病組患者的視覺分測驗(visual systems test, VIS)評分及MCT評分差異有統計學意義(P=0.032，P=0.018)，詳見表2。

3 討 論

糖尿病導致身體多種系統的微血管合并癥[18]，如視網膜病變、腎病及周圍神經病等，其中糖尿病視網膜病變和糖尿病周圍神經病變是導致步態不穩定和跌倒的主要微血管合并癥[19-20]，研究糖尿病對前庭功能的影響，以及前庭功能障礙對糖尿病患者平衡控制的影響意義重大。本研究通過Smart-Equi Test對糖尿病患者動態平衡的綜合評估，有助于發現糖尿病患者動態平衡的危險因素。

The data were analysed using the Mann-Whitney U test because the data in SOT, VIS, VEST, SOM, MCT and LOS score were not normally distributed.*P<0.05;SOT:sensory organization test;VIS:visual systems test;VEST:vestibular subtest;SOM:somatosensory subtest;LOS: limits of stability test;MCT:motor control test.

Smart-Equi Test是美國食品藥品監督管理局批準的平衡功能評估和臨床治療標準化設備，用于測試糖尿病患者的平衡功能。在本研究中，糖尿病患者和對照受試者之間的SOT評分差異無統計學意義。筆者還發現糖尿病患者和對照受試者的SOT的前庭分測驗得分差異無統計學意義。 Ward等[21]通過甩頭試驗和前庭誘發肌源性電位(vestibular-evoked myogenic potential, VEMP)檢查發現84%的2型糖尿病受試者前庭功能異常。下一步研究需要完善前庭功能的檢查，評估糖尿病患者前庭功能障礙對動態平衡的影響。臨床和動物研究也顯示了糖尿病對前庭系統的影響。視頻眼動電圖和溫度試驗[22]證實，1型糖尿病的年輕患者(6～28歲)同時伴有中央和外周前庭功能障礙。糖尿病模型動物研究[12,23-25]證實前庭系統出現糖尿病相關的病理變化，包括血管紋中毛細血管基底膜增厚，1型毛細胞(也稱為內毛細胞，受體轉導電位)缺失以及前庭蝸神經周圍的髓磷脂的減少。前庭系統在感覺和運動系統中起到重要作用，其將感知關于頭部運動和相對空間位置的信息傳入到中樞神經系統。中樞神經系統隨后整合這些信息以及來自視覺和本體感覺系統的信息來調整身體相對于外部環境的位置。前庭系統通過產生補償性眼球運動來保持平衡，并在運動期間協調姿勢控制。因此，前庭功能障礙導致動態平衡能力下降，從而造成跌倒風險增加。糖尿病患者和對照受試者的SOT的前庭分測驗得分差異沒有統計學意義，可能是因為糖尿病患者適應前庭損傷的狀態：外周前庭器官輸入到中樞錯誤的外界位置信息，經過中樞神經系統的處理和矯正，最終獲得校正的前庭感覺，因此不平衡的感覺和眩暈的癥狀不太明顯。然而前庭眼球反射在調節姿勢穩定性方面發揮重要作用[9]，前庭功能障礙導致的代償性眼球運動對平衡的影響不可忽視，因此完善糖尿病患者前庭功能檢查，對于探索糖尿病患者前庭功能損害對于跌倒的影響具有重要意義。

來自本體感覺、視覺和前庭覺以及前庭眼反射和前庭脊髓反射的信息有助于運動協調，進而保持平衡。三個周圍感覺系統中任何一個的損傷將導致不穩感和跌倒。與其他感覺系統相比，視覺在人類對身體位置的感知和控制中起著至關重要的作用。Hallemans等[26]對周邊視覺系統(全盲和低視力)缺陷的成年人進行步態分析顯示，視覺受損者具有較短的步幅長度，軀干更加后傾和腳后跟著地時踝關節屈曲度更小，導致運動時身體位置的感知和控制能力下降。本研究中SOT的視覺分測驗分數在糖尿病患者中顯著降低，與以前的研究[27-28]結果一致，進一步證實了視功能在維持身體運動和平衡控制方面的重要作用，因此，SOT的視覺分測驗分數的減少可能導致糖尿病患者跌倒率增加。SOT的軀體感覺分測驗分數在兩組之間差異沒有統計學意義。本研究顯示，盡管23.5%的糖尿病患者有周圍神經病變，但只有2%表現出糖尿病足潰瘍(2%)，表明糖尿病周圍神經病變可能不會嚴重到導致本體感覺顯著下降。然而，由于僅定性診斷患者并未評估周圍神經病變的程度，因此需要進一步在研究中采用10 g Semmes-Weinstein單絲和128 Hz音叉進行確認[29]。

動態姿勢平衡用于評估日常生活中的平衡能力。LOS是指個人可以調節重心而不失去平衡的最大自主距離或角度，用于評估跌倒風險中的靜態站立平衡和物理控制能力[30]。相對于對照組，糖尿病患者同樣能夠在靜態站立時保持身體平衡，糖尿病組MCT評分顯著降低。在MCT測試中，平臺上的腳的壓力變化反映了全身對前向或后向搖擺的協調反應能力，這對于評估動態平衡是至關重要的，結果顯示，糖尿病患者突然對重心被動的向前或向后擺動的主動反應存在明顯延遲，提示糖尿病患者應避免突然的運動導致重心擺動。