王 鋒，吳雪萍

1997年《柳葉刀》雜志首次發(fā)表了“說話時停止步行（stops walking when talking，SWWT）”可作為預(yù)測老年人跌倒的一種評價方式[1]。引發(fā)了國內(nèi)外學(xué)者對老年人雙任務(wù)平衡能力的研究。

雙重任務(wù)平衡能力，指老年人在進(jìn)行某種運動或者動作（motor）的同時（一般指站立或行走），執(zhí)行并完成一個認(rèn)知任務(wù)（cognitive）的能力[2]。一般表現(xiàn)在老年人在站立（靜態(tài)）、行走（動態(tài)）時，在其他認(rèn)知任務(wù)干擾的情況下，維持站立或行走穩(wěn)定的能力。這種能力體現(xiàn)在在人們平常生活中。尤其是在動態(tài)行走時，會因為聊天、打電話、看手機(jī)等認(rèn)知干擾發(fā)生跌倒。

而以往傳統(tǒng)的平衡研究一般都在室內(nèi)或者試驗環(huán)境下進(jìn)行，與老年人平時生活的環(huán)境有較大出入，試驗結(jié)果和結(jié)論有相對的片面性。因此，國內(nèi)外研究者模擬現(xiàn)實生活中的雙重任務(wù)情景，用雙重任務(wù)范式對老年人的跌倒進(jìn)行預(yù)測和干預(yù)訓(xùn)練，取得了一定效果[3]。

力量訓(xùn)練能提高老年人平衡能力已經(jīng)得到了廣大學(xué)者認(rèn)可，國內(nèi)外相關(guān)研究在力量訓(xùn)練動作單任務(wù)基礎(chǔ)上，采用動作——認(rèn)知雙重任務(wù)干預(yù)方法對老年人進(jìn)行訓(xùn)練，成功改善了步態(tài)表現(xiàn)[4-5]。隨著近年來新技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了交互式動作——認(rèn)知雙重任務(wù)干預(yù)。此法為人機(jī)互動法，類似“電腦游戲”，是工效學(xué)與人體科學(xué)的跨學(xué)科聯(lián)合干預(yù)方法。一般是由機(jī)器發(fā)出信號提示，運動者根據(jù)提示做動作。這種訓(xùn)練方法來源于感覺統(tǒng)合理論（sensory integration theory，SIT）。其理論認(rèn)為，基本的視聽感覺功能對認(rèn)知老化起著調(diào)節(jié)作用，感覺功能的老化是整體認(rèn)知功能衰退的重要原因之一[6]。老年人因為衰老，感覺系統(tǒng)老化，功能逐漸喪失，大腦不能將從各種感覺器官傳來的感覺進(jìn)行分析、綜合處理，并作出正確應(yīng)答，使個體遇到外界環(huán)境的突然刺激，感覺——動作能力系統(tǒng)發(fā)生延遲，造成了動作不協(xié)調(diào)、跌倒等損傷。

研究表明，視、聽、運動等相聯(lián)合的感覺統(tǒng)合訓(xùn)練能使人的感受器接受更多的神經(jīng)沖動，激活腦細(xì)胞，促進(jìn)大腦功能的改善，對老年人的認(rèn)知減退和維持平衡起到一定的康復(fù)作用[7]。因此，在運動干預(yù)措施中也要涉及各感覺系統(tǒng)及其統(tǒng)合能力的訓(xùn)練。

國內(nèi)鮮有采用感覺統(tǒng)合聯(lián)合力量訓(xùn)練對老年人雙任務(wù)平衡能力進(jìn)行干預(yù)的試驗研究，因此本文主要對老年人進(jìn)行感覺統(tǒng)合訓(xùn)練的同時施加力量訓(xùn)練，探討其對老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力的影響，為研究老年人雙任務(wù)平衡能力提供數(shù)據(jù)支撐，也為防止跌倒提供一種新型的鍛煉方法。

1 研究對象與方法

1.1 試驗對象基本情況及試驗分組

本研究選取45名上海市某社區(qū)65～75歲健康老年人作為試驗對象。納入標(biāo)準(zhǔn)為MMSE得分在27分以上，體力活動IPAQ中度以下，無重度心腦血管疾病、無運動障礙者，能進(jìn)行自由隨意動作；且關(guān)節(jié)活動度不受限或輕度受限但不影響日常生活能力，無骨性關(guān)節(jié)炎（OA）；受試者自愿接受并配合本次運動干預(yù)。

將招募的被試按照年齡、性別采用分層隨機(jī)法分為3組：控制組（Contoal，C組）、普通力量訓(xùn)練組（Strength Training，ST組）、感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練組（Sensory Integrition-Strength Training，SIST組）。通過16周的干預(yù)，C組2人退出、ST組2人退出、SIST2人退出，所有被試基本情況見表1。

表1 被試基本情況（M±SD）Table1 Basic Characteristics of Subjects（M±SD）

1.2 倫理原則

在參與本項目前與研究對象簽訂知情同意書，包括項目說明、試驗?zāi)康摹⒊绦?、風(fēng)險和不良影響、收益和好處、保密性、自愿性。告知研究對象其相關(guān)權(quán)利，在研究過程中的任何階段，均可自主退出研究而不會對其有任何損害。

1.3 試驗設(shè)計

本研究共進(jìn)行16周干預(yù)試驗，受試者分別于試驗開始前、開始后第8周末、試驗結(jié)束測試3次雙任務(wù)平衡能力及其他輔助數(shù)據(jù)。

1.3.1 試驗儀器和試驗地點 上海市某社區(qū)老年人健身中心內(nèi)，采用臺灣尚體公司生產(chǎn)SMART系列感覺統(tǒng)合阻力訓(xùn)練器材，該器材可根據(jù)需要調(diào)節(jié)阻力、角速度、活動范圍等。

1.3.2 干預(yù)方案 C組給與常規(guī)社區(qū)服務(wù)即每月一次的健康講座及體檢，ST、SIST力量訓(xùn)練任務(wù)一致，都是使用SMART進(jìn)行練習(xí)，不同的是ST組只做單純力量練習(xí)，不看屏幕；SIST組則根據(jù)SMART器材屏幕提示，進(jìn)行感覺統(tǒng)合力量練習(xí)。

（1）干預(yù)練習(xí)方法。訓(xùn)練前，根據(jù)屏幕先進(jìn)行阻力、角速度、關(guān)節(jié)活動范圍等參數(shù)設(shè)定，屏幕綠顏色光標(biāo)移動速度即為預(yù)先設(shè)定好的角速度。

（2）動作任務(wù)。練習(xí)者以膝關(guān)節(jié)為軸進(jìn)行一側(cè)肢體小腿蹬伸運動，同時另一側(cè)為屈曲運動。到達(dá)關(guān)節(jié)角度臨界點后反向運動，此為一個動作循環(huán)（見圖1）。

圖1 尚體SMART系列下肢感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練器材Figure1 Sensory Integration Resist Training machines of Shangti

（3）認(rèn)知任務(wù)。訓(xùn)練時被試肢體操縱機(jī)械桿運動，其動作速度由速度傳感系統(tǒng)形成可視化藍(lán)色標(biāo)志，訓(xùn)練要求藍(lán)色光標(biāo)移動速度與既定綠色光標(biāo)移動速度保持一致，不能快也不能慢。訓(xùn)練過程中，始終有1～2名教練控制，對被試進(jìn)行語言指導(dǎo)和提示，保證被試按照要求完成任務(wù)（見圖2）。

圖2 感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練操作示意圖Figure2 Sensory Integration Resist Training control

1.3.3 運動負(fù)荷劑量 中等強度負(fù)荷（靶心率為最大心率60%～75%），力量練習(xí)角速度為55°/s。每次訓(xùn)練做4～6組，每組做8～12次動作循環(huán)，組間間歇時間為2 min，大組休息5 min，鍛煉頻率為每周3次，隔一天鍛煉一次。根據(jù)負(fù)荷適應(yīng)原則，每4周增加一次負(fù)荷。每次遞增負(fù)荷劑量，靶心率變化不宜超過5%～10%。試驗時間跨度為16周[8]。

1.3.4 鍛煉監(jiān)控 每次運動前，有專門運動指導(dǎo)人員測量血壓并詢問被試身體情況及精神狀態(tài)，預(yù)試驗已根據(jù)負(fù)荷要求測出起始阻力，運動過程中，被試統(tǒng)一佩戴polar心率帶監(jiān)控心率，并傳感至可視化屏幕，運動過程中使心率處于靶心率范圍之內(nèi)。

1.4 試驗測試指標(biāo)

1.4.1 雙任務(wù)動態(tài)平衡能力指標(biāo) （1）雙任務(wù)10 m行走時間。測試方法：受試者通過平坦通道14 m，聽到出發(fā)信號后從起點啟動，以本人正常的步速經(jīng)過2 m標(biāo)準(zhǔn)后測試者開始計時，同時給予心算任務(wù)（100減3）。在經(jīng)過10 m標(biāo)志后停止認(rèn)知心算任務(wù)并記錄所用時間，被試?yán)^續(xù)步行2 m后至終點停止。被試每人共測3次，取所用時間平均值[9]。

（2）雙任務(wù)TUGT測試。測試方法：使用TUGT測試儀，被試坐于放有TUGT測試儀的椅子上，椅子高度為被試大腿水平小腿垂直。腳至于起點線后。聽到出發(fā)口令，被試起身以正常步速步行至起點線3 m標(biāo)志物并繞過返回做好。同時，測試者給予被試心算任務(wù)（100減3）。TUGT測試儀可自動記錄被試從出發(fā)至返回所用時間，被試每人共測3次，取所用時間平均值。

1.4.2 膝關(guān)節(jié)等速肌力指標(biāo) 等速測試指標(biāo)已成為評定肌肉力量特征的黃金指標(biāo)[10-13]，采用con-trex等速肌力測試系統(tǒng)，對受試者膝關(guān)節(jié)伸肌進(jìn)行速度為60°/s的等速肌力測試，觀察指標(biāo)為最大峰力矩（PT）、屈/伸肌力比（H/Q）。受試者測試前進(jìn)行熱身活動，每組測試時進(jìn)行2次練習(xí)，從膝關(guān)節(jié)屈曲90°為起點，然后在低速（≤60°/s）測試速度下每組全力屈伸5次，每次測定間休息5 min[14]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

所有測量指標(biāo)均表示為平均數(shù)（M）和標(biāo)準(zhǔn)差（SD）。采用SPSS20.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。采用雙因素重復(fù)測量方差分析（Two-way，ANOVA with Repeated Measurement）比較組間、組內(nèi)及組別×?xí)r間的交互作用。結(jié)果顯示各測試指標(biāo)組別和時間都存在交互作用。進(jìn)一步應(yīng)用單因素重復(fù)測量方差分析（One-way，Repeated ANOVA）對各指標(biāo)組內(nèi)進(jìn)行分析，采用單因素方差分析（One-way，ANOVA）對組間進(jìn)行分析。統(tǒng)計學(xué)的顯著性差異為P＜0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 肌肉力量變化

2.1.1 膝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩（60°/s）變化 結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)伸肌PT值在ST和SIST 2種方式干預(yù)下，隨著練習(xí)時間的增長都出現(xiàn)了明顯增加，而C組PT值則無變化或略有下降（見圖3）。由表2可知，第8周測試結(jié)果與基線比較，ST、SIST組內(nèi)均出現(xiàn)顯著性增加（P＜0.01）；而2組間在第8周時則無顯著性差異（P＞0.05）；但同C組相比，2組第8周時出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.01）。訓(xùn)練8周后，伸肌PT值隨著練習(xí)時間的增長而繼續(xù)增加，2組的測試結(jié)果在第16周時較第8周均出現(xiàn)顯著性增加（P＜0.01），但增長幅度有所降低；2組在第16周組間比較無顯著性差異（P＞0.05）；但同對照組相比，出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.01）。

圖3 膝關(guān)節(jié)（60°/s）伸屈肌峰力矩-時間曲線圖Figure3 Peak Torque（60 °/s）of Knee Extensors and Fexors

屈肌PT值在ST和SIST 2種方式干預(yù)下，隨著練習(xí)時間的增長都出現(xiàn)了明顯增加，第8周后，增長幅度也有所降低（見圖3）。而C組PT值則無變化或略有下降。由表2中數(shù)據(jù)可以看出，屈肌PT除了平均數(shù)（M）和標(biāo)準(zhǔn)差（SD）與伸肌PT數(shù)值不同外，其變化趨勢及顯著性相似，此處不再贅述。

表2 不同干預(yù)方法對膝關(guān)節(jié)（60°/s）屈伸肌峰力矩的影響（M±SD）Figure2 Effects of Different Intervention Methods on Peak Torque of Knee（60 °/s）Flexors and Extensors（M±SD）

2.1.2 膝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩比 對正常膝關(guān)節(jié)進(jìn)行慢速測試（60°/s）表明，膝關(guān)節(jié)正常H/Q值為60%～75%，該值偏高或偏低，容易使得肌肉受損，影響平衡。由圖4可知，C組在基線、第8周、第16周的H/Q均處于較為離散狀態(tài)。結(jié)合表3中C組H/Q 3個測量時間點極值（MAX：90.40%、87.40%、87.00%；MIN：48.00%、44.60%、43.40%）和CV值（21.39%、21.10%、21.39%）來看，基本沒有發(fā)生變化；ST組、SIST組與C組在基線處離散程度相似，其CV值分別為24.68%、21.17%。但訓(xùn)練至第8周時，圖4顯示ST、SIST組H/Q已經(jīng)相對集中，表3中CV數(shù)據(jù)逐漸減少，分別降至17.67%、14.80%。至第16周時，兩組CV已經(jīng)分別降低至10.40%、6.27%，極值也逐漸向平均數(shù)靠近。且與ST組相比，SIST組的H/Q更加集中。

圖4 不同干預(yù)方法對膝關(guān)節(jié)（60°/s）屈伸肌峰力矩比的影響Figure4 Effects of Different Intervention Methods on Peak-totorque Ratio of Knee（60 °/s）

表3 不同干預(yù)方法對膝關(guān)節(jié)（60°/s）屈伸肌峰力矩比的影響/%（M±SD）Figure3 Effects of Different Intervention Methods on Peak-totorque ratio of Knee（60 °/s）Flexors and Extensors/%（M±SD）

2.2 老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力變化

圖5 不同干預(yù)方法對雙任務(wù)10 m行走影響示意圖Figure5 Effect of Different Intervention Methods on DT 10Meter Walk

表4 不同干預(yù)方法對老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力的影響（M±SD）Figure4 Effect of Different Intervention Methods on Dual Task Dynamic Balance Ability of Elderly（M±SD）

2.2.1 雙任務(wù)10 m步行（DT-10M） 雙任務(wù)10 m步行反映老年人雙任務(wù)直行平衡能力。由圖5可知，老年人雙任務(wù)10 m行走時間，在ST和SIST 2種方式干預(yù)下，隨著練習(xí)時間的增長都出現(xiàn)了明顯減少。而C組則無變化或略有增加。通過表4數(shù)據(jù)可知，第8周測試結(jié)果與基線比較，ST、SIST組內(nèi)均出現(xiàn)顯著性減少（P＜0.01）；而2組間在第8周時則無顯著性差異（P＞0.05）；但同C組相比，2組第8周時出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.01）。訓(xùn)練8周后，雙任務(wù)10 m步行時間隨著練習(xí)時間的增長而繼續(xù)減少，2組的測試結(jié)果在第16周時較第8周均出現(xiàn)顯著性增加（P＜0.01），但增長幅度有所降低；2組在第16周組間比較出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05）；同時，2組同對照組相比，具顯著性差異（P＜0.01）。2.2.2 DT-TUGT DT-TUGT反映老年人雙任務(wù)起立-行走及轉(zhuǎn)彎平衡能力。由圖6可知，老年人DT-TUGT，在ST和SIST 2種方式干預(yù)下，隨著練習(xí)時間的增長都出現(xiàn)了明顯減少，C組則無變化或略有增加。其整體變化情況與雙任務(wù)10 m行走相仿。通過表4數(shù)據(jù)可知，第8周DT-TUGT測試結(jié)果與基線比較，ST、SIST組內(nèi)均出現(xiàn)顯著性減少（P＜0.01）；而2組間在第8周時則無顯著性差異（P＞0.05）；但同C組相比，2組第8周時均出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.01）。訓(xùn)練8周后，DT-TUGT隨著練習(xí)時間的增長而繼續(xù)減少，2組的測試結(jié)果在第16周時較第8周均出現(xiàn)顯著性減少（P＜0.01），但增長幅度有所降低；2組在第16周組間比較出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05）；同時，2組同對照組相比，具顯著性差異（P＜0.01）。

圖6 不同干預(yù)方法對雙任務(wù)TUGT影響示意圖figure6 Effect of Different Intervention Methods on DT-TUGT

3 討論

3.1 力量訓(xùn)練對老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力的影響

對以往文獻(xiàn)進(jìn)行整理分析發(fā)現(xiàn)，采用不同的身體訓(xùn)練任務(wù)，以及不同的運動負(fù)荷，表現(xiàn)出不同的干預(yù)效果。身體任務(wù)以有氧、力量訓(xùn)練等方法為主的干預(yù)，且身體任務(wù)運動強度為中等運動強度，干預(yù)效果具有明顯的積極作用[15-17，19，21-24]。身體任務(wù)以平衡練習(xí)或者走路等小強度練習(xí)為主的，未有明顯干預(yù)效果[18]。有研究發(fā)現(xiàn)，在平衡訓(xùn)練單任務(wù)條件下，步速和步態(tài)啟動能力的差異干預(yù)前后沒有差異。在增加了具體的有氧和力量干預(yù)后，在雙重任務(wù)條件下的步態(tài)才開始改善[20]。VAN HET REVE的研究結(jié)果進(jìn)一步證實了平衡訓(xùn)練加入力量訓(xùn)練成分后，可以改善執(zhí)行功能，減少跌倒[19]?？梢?，力量訓(xùn)練能提高老年人的雙任務(wù)平衡能力，已經(jīng)得到了廣大學(xué)者的認(rèn)同。本研究中，ST組被試隨著訓(xùn)練時間的增加，雙任務(wù)動態(tài)平衡能力逐漸增強。體現(xiàn)著在第8周和第16周的DT-10 m行走時間和DTTUGT測試結(jié)果明顯減少。與對照組相比，具有顯著性差異（P＜0.01）。試驗證明，中等強度的力量訓(xùn)練能提高老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力。

3.2 感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練對老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力的影響

本研究使用的感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練是一種人機(jī)互動法，是工效學(xué)與人體科學(xué)的跨學(xué)科聯(lián)合干預(yù)方法。一般是由機(jī)器電腦屏幕信號的提示，通過視覺反饋聯(lián)合肢體運動達(dá)到干預(yù)效果。其形式以視覺反饋聯(lián)合平衡練習(xí)[24-31]、舞蹈[32]、太極拳[33]、肢體動作[34]等練習(xí)為主。其科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性比較強，其對健康老年人，以及患有MCI、PD、創(chuàng)傷性腦損傷患者，中風(fēng)患者的身體功能和雙任務(wù)平衡具有積極影響效應(yīng)[26-41]。一般用于醫(yī)學(xué)研究較多。通過本干預(yù)效果來看，SIST組被試隨著訓(xùn)練時間的增加，雙任務(wù)動態(tài)平衡能力逐漸增強。體現(xiàn)在第8周和第16周的DT-10 m行走時間和DT-TUGT測試結(jié)果明顯減少。與對照組相比，具有顯著性差異（P＜0.01）。其干預(yù)效果趨勢同ST組相似，因此，本試驗證明，感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練確實能提高老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力。

3.3 ST組與SIST組干預(yù)效果對比分析

從本研究2組干預(yù)結(jié)果來看，訓(xùn)練第8周時，兩組被試DT-10 m行走時間和DT-TUGT測試結(jié)果明顯減少，且2組趨勢相似。同對照組相比，都具有顯著性差異（P＜0.01）。但2組之間相比，沒有顯著性差異（P＞0.05）。而訓(xùn)練到第16周時，同對照組相比，都具有顯著性差異（P＜0.01）。但此時2組之間相比，出現(xiàn)了顯著性差異（P＜0.01）。

從其干預(yù)效果來看，第16周時，SIST組的干預(yù)效果優(yōu)于ST組。然而，2組被試獲得的力量訓(xùn)練效應(yīng)相同。在訓(xùn)練第8周和第16周時，同C組相比，2組都出現(xiàn)顯著性差異（P＜0.01）。但2組間伸肌、屈肌PT值均無顯著性差異（P＞0.05）。屈伸肌力比在第8周時，2組都已經(jīng)相對集中，表2中CV數(shù)據(jù)逐漸減少，分別降至17.67%、14.80%。至第16周時，2組CV已經(jīng)分別降低至10.40%、6.27%，極值也逐漸向平均數(shù)靠近。且與ST組相比，SIST組的H/Q更加集中。

從訓(xùn)練方案來看，2組被試施加的力量訓(xùn)練負(fù)荷是相同的，不同的是感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練組在做力量的同時，還要將注意力分散到視覺提示上，根據(jù)屏幕提示做出動作。因此，這兩者之間就存在另外的一個干預(yù)因素——認(rèn)知。正是因為認(rèn)知因素的存在，造成了兩者干預(yù)效果的差異。

廣大學(xué)者對平衡能力的認(rèn)知因素進(jìn)行了廣泛的研究，一項單認(rèn)知任務(wù)干預(yù)研究中，WONGCHAROEN等[20]發(fā)現(xiàn)，通過非運動干預(yù)（純認(rèn)知任務(wù)）在單任務(wù)和雙任務(wù)條件下平衡性能也可以得到改善，（P=0.01，ES=0.13，P=0.01，ES=0.11）?？梢?，認(rèn)知單任務(wù)對老年人雙任務(wù)平衡能力具有一定的積極效應(yīng)。

雖然本研究的身體單任務(wù)練習(xí)組（ST），即使在不施加認(rèn)知任務(wù)干預(yù)的條件下，也能提高老年人雙重任務(wù)步態(tài)表現(xiàn)。但SIST組在力量訓(xùn)練的同時施加認(rèn)知任務(wù)干預(yù)，其干預(yù)效果優(yōu)于身體單任務(wù)。究其原因，可能是干預(yù)對認(rèn)知功能產(chǎn)生了潛移默化的作用[42]，特別是注意力和執(zhí)行功能[43]。

4 結(jié) 論

普通力量訓(xùn)練和感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練都能提高老年人雙任務(wù)動態(tài)平衡能力，而感覺統(tǒng)合力量訓(xùn)練干預(yù)效果優(yōu)于普通力量訓(xùn)練。其原因是對老年人認(rèn)知功能也起到了促進(jìn)作用。另外，與傳統(tǒng)的身體單任務(wù)練習(xí)相比，被試更有興趣參與“電腦游戲”。SIST干預(yù)作為一種新興的方法，將成未來研究方向，也將成為老年人所喜愛的鍛煉方式。