李紅璉，岳衛(wèi)東

老年人步態(tài)與認知功能障礙的新進展

李紅璉，岳衛(wèi)東*

（哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科四病房，哈爾濱 150086）

步態(tài)是一個復雜的運動任務(wù)，由大腦的不同區(qū)域共同控制。流行病學研究表明老年人步態(tài)與認知功能之間有密切關(guān)系。老年人步態(tài)障礙增加了患有認知功能障礙的風險，與正常健康的老年人相比，患有認知功能障礙的老年人更易表現(xiàn)為步態(tài)障礙且更易跌倒。認知和步態(tài)可能發(fā)生在大腦的同一個區(qū)域，兩者可能存在雙向關(guān)系，更好的整體步態(tài)與更好的整體認知功能具有一定的相關(guān)性。近年來國外許多研究表明步速和跨步時間變化（STV）是認知功能障礙的預測因素，國內(nèi)相關(guān)的研究仍甚少。本文將步速和STV與認知功能障礙研究進展予以綜述，旨在提高臨床醫(yī)師的意識，根據(jù)老年人的步態(tài)進行神經(jīng)心理學測試，更早地發(fā)現(xiàn)認知功能障礙。

老年人；步態(tài)；認知功能障礙；步速；跨步時間變化

隨著人口的老齡化和居民生活質(zhì)量的提高，癡呆被視為重要的公共健康問題，如何盡早地發(fā)現(xiàn)認知功能障礙是臨床工作中的挑戰(zhàn)，對治療和延緩癡呆的進展有著極其重要的臨床意義。癡呆是認知功能障礙綜合征的重度表現(xiàn)。輕度認知功能障礙（mild cognitive impairment，MCI）是正常老年人與癡呆的過渡階段。步態(tài)是一個復雜的運動任務(wù)，由大腦的不同區(qū)域控制。流行病學研究表明老年人步態(tài)與認知功能有密切關(guān)系[1]，老年人步態(tài)障礙增加了認知功能障礙的風險。與正常健康的老年人相比，患有認知功能障礙的老年人更易表現(xiàn)為步態(tài)障礙且更易發(fā)生跌倒。認知和步態(tài)可能發(fā)生在大腦的同一個區(qū)域，兩者可能有著雙向的關(guān)系，良好整體步態(tài)與良好的整體認知功能具有一定的相關(guān)性。近年來許多國外研究表明步速和跨步時間變化（stride-to-stride variability of stride time，STV）是認知功能障礙的預測因素。觀察步態(tài)變化判斷認知是一種簡單有效的認知功能障礙診斷方法[2,3]，但在國內(nèi)相關(guān)研究甚少。本文將步速和STV與認知功能障礙研究進展予以綜述，旨在提高臨床醫(yī)師的意識，根據(jù)老年人的步態(tài)進行神經(jīng)心理學測試，更早地發(fā)現(xiàn)認知功能障礙。

1 常用的測量工具和方法

步態(tài)評估工具采用的是一條10米長的電子通道，通道上嵌入了近3萬個電子壓力感應(yīng)器。測試者帶著一個處理器，通過連接線記錄通過電子通道時的步態(tài)參數(shù)[3]。常用方法有4種。（1）單一測試：測試者完成一次“正常”走路[2]；（2）雙任務(wù)測試：“正?！弊呗泛驼J知功能同時進行測試，通過分散注意力來觀察步態(tài)的變化[2]；（3）起立?行走測試：測試者在起立?行走、轉(zhuǎn)身、行走?坐位時測定加速度和轉(zhuǎn)身速度[4]；（4）串步行走測試：足尖足跟銜接行走和一次轉(zhuǎn)彎[4]。

神經(jīng)心理系列測試評估包括：整體的認知功能評估使用簡易智能量表測驗；信息處理的速度評估使用數(shù)字符號連接；執(zhí)行功能評估使用畫鐘試驗；言語流暢性試驗使用波士頓命名測試；視空間功能評估用WAIS板塊設(shè)計等[2]。

2 步態(tài)的分析

步態(tài)分析根據(jù)歐洲“老年人步態(tài)參數(shù)臨床應(yīng)用”指南，步態(tài)參數(shù)包括步節(jié)律、步速、跨步時間、STV和轉(zhuǎn)彎。這些參數(shù)用GAITRite軟件計算[5]。其中步速和STV是步態(tài)的兩個主要參數(shù)。步速評價是老年人健康狀況的指標，它與老年人的存活時間有關(guān)，步速減慢與死亡率有密切關(guān)系[6]。步速的測試能很好地衡量整體的認知功能[7]。STV被視為步態(tài)平衡的標志。大多數(shù)研究集中在自發(fā)步行速度和跨步時間變化上。

3 步態(tài)與認知功能障礙關(guān)系新發(fā)現(xiàn)

步態(tài)障礙定義為步態(tài)速度＜100cm/s[8]。步態(tài)的全面描述通常通過正常行走、轉(zhuǎn)身、串步行走和步態(tài)參數(shù)等。這些方面構(gòu)成獨立的步態(tài)域，如步態(tài)節(jié)律、可變性、步速、轉(zhuǎn)身和步寬。Verlinden等[9]進行老年人大樣本研究，發(fā)現(xiàn)獨立的步態(tài)域和獨立的認知域緊密相關(guān)。步態(tài)節(jié)律與信息處理速度密切相關(guān)，串步行走與精細運動速度密切相關(guān)，步速與執(zhí)行功能相關(guān)。研究證明良好的整體步態(tài)與良好的整體認知功能相關(guān)。整體的認知功能主要與步態(tài)節(jié)律和轉(zhuǎn)身相關(guān)。信息的處理速度與轉(zhuǎn)身相關(guān)，精細的運動速度與執(zhí)行功能相關(guān)[9?12]。精細運動速度和串步行走平衡密切相關(guān)，表明精細運動速度的大腦區(qū)域是保持步態(tài)平衡的重要區(qū)域，進一步的研究需要揭示步態(tài)與認知關(guān)系的原因[9]。認知域和步態(tài)域的聯(lián)系表明步態(tài)與認知密切的復雜關(guān)系，如步速的下降、步態(tài)的可變性增加、平衡功能差、認知功能下降的老年人易跌倒，而步速快的老年人有更好的視空間功能、執(zhí)行功能以及整體的認知功能。在所有的認知域測試中，平素步速快的老年人很少有認知功能下降（包括記憶功能），暗示了步態(tài)和認知可能分享有限的資源[3,13]。這可以通過大腦病理學來解釋，它們可能發(fā)生在大腦的同一個區(qū)域，認知和步態(tài)可能有著雙向的關(guān)系，步態(tài)可成為識別認知功能障礙和老年癡呆發(fā)展的危險因素[9]。

4 步速和STV預測MCI

4.1 步速預測MCI

正常人平均自然步速約為1.5m/s。步速1m/s的社區(qū)老年人生活質(zhì)量很好。正常老年人步速下降0.013m/（s·y）、平均步速0.68m/s且伴隨更多的執(zhí)行功能下降者轉(zhuǎn)變成血管性癡呆的風險增加[14]。一項前瞻性研究表明，步速減慢的老年人，平均3.7年后發(fā)生認知功能受損，這表明步速減慢是老年人發(fā)生癡呆的危險因素[5]。

Buracchio等[2]招募了204個健康老年人進行長達20年的隨訪，對每一名隨訪者每年進行病史的記錄，神經(jīng)心理系列測試、規(guī)范的神經(jīng)系統(tǒng)檢查以及運動功能測試（包括步速和手指敲擊速度）。其中95人（46%）在4.5年后發(fā)展成為MCI，轉(zhuǎn)變?yōu)镸CI的老年人與認知功能仍保持完整的老年人在步速方面存在明顯差異，前者比后者步速下降增加0.01m/（s·y）。以0.023m/（s·y）的步速下降的受測者在清晰的高峰時間12.1年后發(fā)展成為MCI[2]。Mielke等[3]研究表明有高血壓、糖尿病、腦卒中史的受試者步速下降大約4.1年后發(fā)生MCI（時間跨度2.6～5.2年）。在家庭中行走速度變化明顯的老年人與認知功能下降有關(guān)。長期家庭中行走步速減慢易被忽視，如果觀察到家庭中老年人行走步速變化明顯，可以明確地從健康老年人中識別出MCI。一天中多次觀察步態(tài)能提供更多的機會測試個人的步速變化。步速和日常生活的步速變化更可能發(fā)展成MCI的標志，為發(fā)現(xiàn)癡呆前期提供一種新的方法[15]。

4.2 步速與MCI影像學相關(guān)性

最近研究表明側(cè)腦室和腦干白質(zhì)在步速上發(fā)揮至關(guān)重要的作用，而皮質(zhì)下白質(zhì)對步速沒有影響。步速下降越明顯，腦白質(zhì)高信號進展的速度就越快。許多研究表明，白質(zhì)高信號與老年人的認知功能有關(guān)，白質(zhì)高信號與步態(tài)障礙以及平衡和認知功能有顯著關(guān)系[16?18]。Annweiler等[19]在MCI患者中發(fā)現(xiàn)初級運動皮質(zhì)與步態(tài)障礙有顯著關(guān)聯(lián)，表明步速下降的測試者與步速正常的測試者相比初級運動皮質(zhì)的體積減小。步速降低的老年人檢測有較高的膽堿和（或）尿酸，而尿酸和膽堿是炎性過程的標志物。普遍能接受的解釋是慢性炎性過程影響身體的活動，不僅是通過它的分解代謝影響肌肉，而且通過它在大腦中的炎癥反應(yīng)，尤其在大腦的初級皮質(zhì)運動中樞的炎癥反應(yīng)，從而引起初級皮質(zhì)運動中樞體積縮小。

4.3 STV與MCI

STV（STV＝跨步時間標準差/平均數(shù)×100）在健康人中正常的波動范圍是3%，最低比值（STV＜1.6%）、中間比值（1.6%～2.0%）和最高比值（＞2.0%）。因此STV有更高水平的步態(tài)控制，是MCI良好的生物標志物[20]。Beauchet等[20]研究發(fā)現(xiàn)STV高的測試者有認知功能下降，而且是情景記憶和執(zhí)行功能下降。他們[21]還在研究的樣本中表明快步行走STV是MCI患者特定的步態(tài)障礙表現(xiàn)，因此STV可以用作將來特殊的生物學標志。更高STV比值表現(xiàn)出步態(tài)的不穩(wěn)定性，它反映在認知功能障礙患者中表現(xiàn)為更高水平的步態(tài)控制?？焖傩凶呤窃谝粋€緊張的狀態(tài)下行走，能更好地觀察到步態(tài)障礙與認知功能的相關(guān)性。通過多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)在快速行走時較高的STV值是MCI所特有的，阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）的參與者沒有STV值的變化?？赡艿脑蚴桥cAD的參與者相比，健康者和MCI患者儲備了行走加速的能力。MCI測試者快速行走時需要克服最低STV比值，從而顯示有更高STV比值。而AD患者沒有行走加速儲備能力，不具備克服最低STV比值能力，不能表現(xiàn)出較高的STV比值。因此，測量快速行走時STV代表了一種運動方法識別MCI[20,22]。Beauchet等[23]研究發(fā)現(xiàn)MCI者步態(tài)參數(shù)變化明顯者與認知功能正常組相比有更低的海馬體積。海馬的體積縮小與STV比值增加明顯相關(guān)[21,23,24]。

STV是運動代表標志物，它可能涉及皮質(zhì)下功能，也聯(lián)系到皮質(zhì)功能和感覺的運動皮質(zhì)功能，錯誤處理信息導致更高的STV比值。我們的研究強調(diào)一個特定的關(guān)系STV和認知下降（從無癡呆階段到有癡呆階段），這個研究結(jié)果在癡呆前期（例如MCI期）做出診斷開擴了一個新的視角[20,23]。對于癡呆早期的診斷，尤其是在MCI前期做出診斷更是一個挑戰(zhàn)。生物標志作為一個疾病過程的暗示，它與神經(jīng)心理學測試工具是一個至關(guān)重要的相互補充。對于AD腦脊液標志物是有創(chuàng)的檢查，步態(tài)的參數(shù)反映癡呆早期的運動下降，將作為一個無創(chuàng)的、容易獲得的生物學標志物從而提高對癡呆的預測，尤其是AD[20,21]。

5 步頻和步幅長度下降與認知功能的關(guān)系

步頻和步幅長度下降與整體和部分認知功能衰弱存在關(guān)聯(lián)，Verghese等[11]在研究中發(fā)現(xiàn)步態(tài)障礙在非癡呆的老年人群中通常提示早期認知下降，其中步速異常往往預測執(zhí)行功能異常，步態(tài)節(jié)奏異常則警示記憶下降，并且與速度不同的變量相關(guān)，例如擺動手臂的時間異常往往預示著癡呆的發(fā)生。許多研究表明在MCI患者中，執(zhí)行功能與注意力的認知域下降和步態(tài)障礙有關(guān)[23]，步態(tài)的變化關(guān)系著皮質(zhì)的代謝，下肢本體感覺弱者步頻和步幅長度就會下降，與正常健康者相比表現(xiàn)為更明顯的情景記憶和執(zhí)行功能受損[20]。最近的研究表明步寬與蒼白球有關(guān)，步長與感覺運動區(qū)中的背外側(cè)前額葉皮質(zhì)有關(guān)[9]。

6 結(jié)語及展望

綜上所述，老年人步速下降可以預測MCI，尤其與血管性癡呆相關(guān)更明顯。而跨步時間變化是MCI特有的，相對于AD更明顯。如何能盡早地發(fā)現(xiàn)認知功能障礙是臨床工作中的挑戰(zhàn)。對內(nèi)科醫(yī)師來說，了解步態(tài)與心智功能之間的關(guān)聯(lián)非常重要，觀察步態(tài)變化判斷認知是一種簡單有效的認知功能障礙診斷方法。不僅在癡呆的早期階段能觀察到步態(tài)的改變，甚至在MCI的早期就能觀察到步態(tài)的變化，并且在臨床中觀察步態(tài)變化可作為老年人認知評估能力的重要工具，是本文的旨意所在。另外，還需要繼續(xù)探索步態(tài)與認知功能關(guān)系的病理生理學及解剖學原因，步速下降也許暗含著一些未知的健康問題。STV是MCI所特有的生物學標志，它們之間是否存在相關(guān)的生理學機制或者分子生物學機制；是否老年人進行鍛煉加快步速能夠改善認知，這些問題有待進一步探索。

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（編輯: 劉子琪）

New progress of gait and cognitive impairment in the elderly

LI Hong-Lian, YUE Wei-Dong*

(Ward No.4, Department of Neurology, the Second Affiliated Hospital, Harbin Medical University, Harbin 150086, China)

Gait is a complicated motor task controlled by different areas of the brain. Epidemiological studies show that gait is closely associated with cognitive function in the elderly. Older adults with gait impairment are of higher risk for developing cognitive impairments. Compared with normal healthy old people, those with cognitive impairment show more preference to have gait impairments, and are more prone to falling. Cognition and gait, which may have a mutual relationship, may occur in the same area of the brain. So, better overall gait is related to better overall cognitive function. In recent years, many abroad researches demonstrated that stride speed and stride-to-stride variability of stride time (STV) are predictors of cognitive impairment. However, there are few such researches in China. This article reviewed the new progress in the studies concerning walking speed and STV with cognitive impairment, and aimed at raising awareness of clinicians on this subject. We need to conduct neuropsychological tests based on the elderly gait in order to detect cognitive impairment as early as possible.

elderly; gait; cognitive impairment; stride speed; stride-to-stride time variability

R741

A

10.11915/j.issn.1671-5403.2015.04.073

2014?12?31;

2015?03?09

岳衛(wèi)東, E-mail: yueweidong700422@ 163.com