雙重任務測試在癡呆癥病人中的應用研究進展

王鑫源，劉艷麗，周麗君，張 奇，魏齊斐，羅 姣，劉小菲

山東中醫藥大學，山東 250355

癡呆癥作為一種不易診斷的疾病，已成為日益嚴重的全球公共衛生問題[1]。鑒于疾病進展性和不可逆性，早期篩查及治療是減緩病人認知衰退的關鍵。目前可用于篩查癡呆癥病人的方法花費較大、耗時較長或有創傷性，需要新的工具幫助一線工作者初篩可能的患病人群[2]。雙重任務測試是類似于日常生活行為的測試，可以評估各種程度的認知負荷，其要求被測試者同時執行兩項不同類型的任務——運動和認知任務，運動任務常為正常狀態下行走，認知任務有計算倒數數字、命名動物、倒數月份等多種形式。步態曾被認為是一個不涉及認知功能的自動過程，而Pamela 的研究顯示，認知功能是老年人運動功能控制的重要組成部分[3]。步行速度較慢的成年人以及步行速度隨時間下降較大的成年人患癡呆癥的風險更大[4-5]。已有研究顯示，雙重任務步態分析對識別認知虛弱具有一定價值，認知虛弱指同時存在認知障礙和身體虛弱，是癡呆癥早期臨床癥狀，有望用于評估癡呆癥發生風險[6]。雙重任務測試顯示步行速度下降可能是癡呆癥的早期癥狀提示[7-10]。現綜述國內外研究較多的雙重任務測試類型、應用方向和效果，以期為臨床醫護人員對癡呆癥病人的早期篩查和干預治療提供幫助。

1 雙重任務測試概述

1.1 雙重任務測試內容 雙重任務測試的核心是評估在不同認知負荷水平下，運動和認知雙重任務對癡呆癥病人的影響。步行速度易于測量，對運動和認知變化非常敏感，對干預措施有明顯反應。雙重任務測試中的步態參數是反映受試者認知能力和運動能力相互作用的有力標志物，與認知功能相關，且可以預測跌倒、認知能力下降和癡呆癥風險。目前，對于哪種認知任務應該與運動任務配對使用尚未達成共識[11]。關于選擇認知任務的公認建議包括具有恒定的認知需求，不在視覺上干擾運動任務步態的量化表現。一項薈萃分析發現，健康人群和病人在完成認知任務時，通過降低步行速度、踏頻和步幅，增加步行時間和步行變化，以影響時空步態參數[12]，而在具有認知功能下降風險的人群中變化差異性更大。

1.2 雙重任務測試的生理機制 前額葉皮層和海馬體等大腦區域和網絡對步態控制和更高層次的認知功能至關重要，這些大腦區域容易受白質高強度負擔、腦梗死及神經退行性改變影響，這是老年人在發展成為神經退行性癡呆癥前的常見癥狀[13]。現代“腦成像”方法顯示，癡呆癥病人更加依賴大腦皮質活動，以便在復雜的情況下保持步態穩定，由于大腦額葉和顳葉功能障礙，這些資源分配可能不夠，如果注意力要求超過可用的注意力能力，癡呆癥病人在早期階段就會發生定量步態變化[14]。

1.3 雙重任務測試的評價 雙重任務成本（dual-task cost，DTC）是雙重任務步態條件下步行速度百分比變化的指標，表示參與者在執行額外認知任務時執行能力下降的表現，即單任務與雙重任務間時間或步行速度的相對差異。以定時啟動和運行測試（timed up and go test，TUG）為行動任務的雙重任務測試變量根據時間分數進行計算[15]。DTC=（TUG 雙任務時間分數-TUG 單任務時間分數）/TUG 單任務時間分數×100%，對于其他類型的雙重任務測試，DTC 計算方法相同。已有研究結果顯示，DTC 評分＞20%為癡呆患病的顯著風險因子[16]。

2 雙重任務測試的類型

2.1 TUG 測試結合的雙重任務測試（timed up and go test dual-task，TUGdt） TUGdt 的 運 動 任 務 為TUG，該測試包括從椅子上站起、以自身正常步態行走3 m、在標記處轉身、返回椅子然后再次坐下[17]，相關測量參數包括步行速度、步行時間、步幅-步幅數、步態周期時間、步態穩定性、轉身時間和轉身時的步幅數[18]。參與者在執行所有雙重任務測試時按照自身節奏完成運動任務，同時以自我選擇的速度進行認知任務，要求參與者在進行認知任務時，即使想不出任何話要說也要繼續完成運動任務[19]，即在TUGdt 期間，參與者被要求優先考慮運動任務而不是認知任務。

2.1.1 TUG 測試和向后計數測試（timed up and go test dual-task and counting backward，TUGdtCB） TUGdtCB要求被測試者在完成TUG 測試時，從數字100 開始依次說出100 減7 得到的數字[17]。在Maruya 等[20]的研究中是由數字50 開始，每次減去3 向后計數。選擇減法這一方式是因為減法更多地取決于工作記憶和注意力。一項研究探索了向后計數與向前計數對步態、步幅、時間的影響，結果發現，在有額葉功能障礙的老年人中，向后計數會產生更大的步態差異[21]。

2.1.2 TUG 測試和命名動物名稱測試（timed up and go test dual-task and naming animals，TUGdtNA） TUGdtNA要求在TUG 測試時命名動物名稱，大聲命名動物更多地與語言流暢性有關，這依賴語義記憶，其關注的測試變量為“animals/10 s”，即在執行TUG 任務時每10秒列舉出的不同動物數量。已有研究顯示，“animals/10 s”與接受記憶評估的受試者的阿爾茨海默病腦脊液生物標記物t-tau 和p-tau 的濃度相關，并具有較高辨識度，能夠區分患有癡呆癥、輕度認知障礙和健康對照組的個體[22]。在執行此雙重任務時，如果參與者想不出更多的動物名稱，也要繼續完成運動任務。

2.1.3 TUG 測試和倒數月份測試（timed up and go test dual-task and months backward，TUGdtMB） TUGdtMB要求在TUG 測試時以倒序背誦月份名稱，其他要求與TUGdtCB 和TUGdtNA 相同。

2.2 八英尺前進測試（8-foot up and go test，8UG）

8UG 要求參與者沿直線移動8 英尺，繞錐體行走，在盡可能短的時間內回到初始位置，用于評估參與者行走速度、敏捷性和動態平衡等身體能力，其雙重任務測試由8UG 和口語流利度測試相結合，即受試者被指示在最短時間內進行8UG 測試，并說出盡可能多的動物名稱[23]。

2.3 雙重任務凈步運動（dual-task net-step exercise）

雙重任務凈步運動由北澤一俊博士帶領的團隊研發，新開發的雙重任務凈步運動使用Fumanet 網絡實施，其名稱來源于“fumanai”和“net”，在日語中的原意是“避免踩到某些東西”。Fumanet 網絡是1 個4.0 m×1.5 m 的網，包括50 cm×50 cm 的正方形，排列成8×3的網格，按列標記為A、B 和C，按行編號為1～8，以便使24 個方塊中的每個方塊均擁有唯一坐標。雙重任務凈步運動按小組進行，每組10 人，一次由1 人或2 人進行，要求其有節奏地從Fumanet 的一端走到另一端，不要踩到網格線。參與者在每個方格中進行3 次踏步和1 次拍手，踏步順序按照每個方格中的具體要求執行，如左腳2 次、右腳1 次或右腳2 次、左腳1 次，同時測量參與者的相關步態參數和認知任務評分[24]。

3 雙重任務測試應用方向及效果

3.1 癡呆癥病人的早期篩查診斷 加拿大癡呆癥診斷和治療共識會議小組委員會通過文獻綜述得出，步行速度可被視為癡呆癥篩查的早期指標，在初級醫療保健系統中應用雙重任務測試對步態表現進行常規監測有利于識別有認知能力下降或癡呆癥風險的老年人[16]。Kasiukiewicz 等[17]研究顯示，患有癡呆癥的老年人所有雙重任務測試表現均與正常老年人有所不同，通過雙重任務測試結果和測試者表現可區分抑郁癥、輕度認知功能障礙和癡呆癥病人。?hman 等[15]對基于TUG 的雙重任務測試的步態變量參考值進行研究，對變量測試-重新測試的可靠性進行評估后指出其有望用于診斷和預測癡呆癥。De Oliveira Silva 等[25]納入53 例癡呆癥病人和39 名健康老年人進行認知測試、運動測試和雙重任務測試，結果顯示，只有雙重任務測試顯示出組間差異，表明雙重任務測試可以作為癡呆癥病人的功能篩查工具。?hman 等[19]進行的一項橫斷面隊列研究納入了298 例有認知功能障礙的病人（包括癡呆癥病人、輕度認知障礙病人或主觀認知障礙病人）和166 名認知健康者，進行TUG 單任務測試、TUGdt NA和TUGdtMB 后結果顯示，兩項雙重任務測試結果在癡呆癥病人、輕度認知障礙病人、主觀認知障礙病人和健康人群間差異有統計學意義（P＜0.001），提示與TUG 結合的雙重任務測試可作為認知障礙疾病診斷和評估的補充工具。Montero-Odasso 等[26]在一項隊列研究中對112 例患有認知障礙的老年人進行長達6 年的隨訪，結果發現，雙重任務測試步態表現與癡呆癥發生風險顯著相關，提出雙重任務測試易于管理，臨床醫生可將其用于認知障礙病人的進一步確認、制定預防策略和隨訪計劃。鐘倩等[27]研究也指出，雙重任務測試下的步態參數可作為早期評估認知功能的輔助指標。

3.2 癡呆癥病人的病情干預 Sok 等[28]在韓國首爾招募了65 名老年人（干預組32 人，對照組33 人）進行雙重任務測試，結果顯示，雙重任務干預是一種有效的干預措施，可改善參與者認知功能，提高其健康狀況和生活滿意度，降低抑郁癥患病風險。Parvin 等[29]納入26 例癡呆癥病人進行雙重任務訓練的隨機對照研究，訓練組每周進行2 次雙重任務運動訓練，持續12 周，結果顯示，訓練組與對照組相比認知功能改善，尤其是短期記憶、注意力和執行功能改善明顯（P＜0.01），此外，訓練組抑郁狀態、雙重任務執行能力、下肢力量也有顯著改善。尚炳含[30]就網格步態雙重任務訓練對輕度認知障礙老年人的干預效果進行研究，結果顯示，網格步態雙重任務訓練可以有效改善輕度認知障礙老年人的認知功能、平衡功能、步態表現、抑郁水平、生活質量和睡眠質量。朱玲玲等[31]招募了71 例血管性輕度認知障礙老年人并將其隨機分為試驗組（35 例）和對照組（36 例），兩組均接受健康教育，試驗組在健康教育基礎上接受為期3 個月的雙重任務訓練，結果顯示，雙重任務可以有效改善病人步態表現和平衡功能。

4 新型步態參數測量工具

4.1 GAITRite?電子通道系統 GAITRite?電子通道系統主要包括1 個便攜式電子走道墊，當參與者沿走道墊行走時，走道墊中嵌入的傳感器被腳部壓力激活并在壓力釋放時停止，計算機通過處理腳步聲為空間和時間參數提供數據[32-33]。Montero-Odasso 等[34]研究了使用電子通道測試和手動雙步態速度測試（如秒表）評估雙任務期間步態參數的效果，結果顯示，使用秒表測量的步態速度始終低于電子通道測量結果，然而使用兩種方法計算DTC 會產生相似的結果，DTC越高，兩種方法的測量結果越接近，可見使用秒表評估和計算DTC 有效性和可靠性均較高。基層醫療工作者可考慮使用簡單的評估工具，其效果較好、成本低廉、簡便可靠。

4.2 Locometrix 系統 Locometrix 系統由法國國家農業研究所與拉瓦爾醫院風濕病和物理醫學系博士合作開發，其主體系統由2 個放置在主體重心附近的垂直排列的加速度計組成，傳感器使用彈性腹帶放置于受試者背部第三腰椎水平[35]，測試過程中受試者自由選擇速度和節奏在平坦、無障礙物的直線通路行走，直線通道長40 m，往返進行，共80 m，測量步行速度、步行頻率、步幅、步幅規律性和步幅對稱性。Gillain 等[36]對比Locometrix 三軸加速度計與常規臨床試驗測量不同認知特征老年人（包括對照組、輕度認知功能障礙和癡呆癥病人）步態參數的可靠性，結果顯示，Locometrix是用于描述步態參數的高性能測量工具，在雙重任務條件下可以更好地定義認知障礙受試者的行走特征。

5 不足與展望

5.1 存在多種干擾因素 步行測試結果通常受老年人神經系統疾病、關節炎及骨骼相關疾病或其他健康狀況影響[18]。患有癡呆癥的老年人與健康老年人相比，患多種疾病的風險較高，如腦卒中、糖尿病和心血管疾病等，這些因素會對步態參數的測量產生影響，使其無法準確、可靠地反應認知能力下降情況[37]。在今后的研究中，不僅要區分健康人群、輕度認知功能障礙病人和癡呆癥病人，還要對其可能存在的其他疾病進行調查，確保個體間的差異最小。

5.2 研究設計存在局限性 當前多數研究存在樣本量小的局限性，且缺乏足夠的縱向研究，此外，鑒于橫斷面研究設計的局限性，雙重任務測試條件下步態參數的差異不能僅歸因于參與者的認知功能下降[38-39]。未來需要進行更多設計嚴謹的隨機對照研究和縱向研究。

5.3 雙重任務測試類型不完善 雙重任務測試不僅可以與下肢運動任務相結合，還可以與上肢運動任務相結合。鑒于許多老年人可能存在下肢運動障礙或臨床實踐中測試場地受限，有研究者開發了新型的雙重任務測試[40]。Toosizadeh 等[41]開發了一種上肢肘部屈曲測試，單任務測試為快速肘部伸展運動，雙重任務測試為肘部伸展時進行倒數數字，結果表明，與上肢運動結合的雙重任務測試有望成為快速篩查認知障礙的工具。在未來研究中可以進一步開發上肢任務類型的雙重任務測試，為下肢運動不便的病人提供新的篩查工具。此外，鑒于不同的雙重任務測試具有不同特點，可以對不同類型的雙重任務測試可靠性進行研究，篩選出更能準確反映認知功能下降的類型。雙重任務測試中的認知任務具有明顯地域性，國外研究者常選用適宜本國老年人的認知任務，我國研究者可在常用的雙重任務測試基礎上開發適宜我國老年人的認知任務，從而更好地反映相關特征。

6 小結

鑒于癡呆癥的特點，早期診斷顯得尤為重要，目前癡呆癥的常用臨床生物標記物檢測多具有創傷性，可能給癡呆癥病人帶來額外痛苦。雙重任務測試具有簡便性、可靠性、無創性和低成本的特點，可作為臨床醫護人員和基層醫療保健人員對癡呆癥病人進行早期篩查的評估方法。我國對于雙重任務測試的研究處于初級階段，今后需開展更多設計嚴謹的隨機對照研究并對雙重任務測試進行改良。