熊鳳，喻嬌，陳博，楊鳳嬌，傅升星，李鎮(zhèn)輝，劉安民，王薌斌,5★，黃承武

（1.福建中醫(yī)藥大學(xué)，福建 福州；2.中醫(yī)骨傷及運(yùn)動(dòng)康復(fù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州；3.福建醫(yī)科大學(xué)附屬龍巖市第一醫(yī)院,福建 龍巖；4.School of Health Sciences, College of Health and Social Care, University of Salford, UK；5.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三人民醫(yī)院，福建 福州）

0 引言

步行是一項(xiàng)復(fù)雜的活動(dòng)，需要多系統(tǒng)（如認(rèn)知、肌肉骨骼系統(tǒng)等）協(xié)同作用，隨著年齡增長(zhǎng)，老年人的步行能力逐漸衰退，極大地影響生活質(zhì)量。日常生活中步行通常伴隨注意力需求任務(wù)，如及時(shí)處理步行中的突發(fā)事件，注意力資源分散增加和神經(jīng)肌肉控制下降，使老年人易出現(xiàn)不良事故如跌倒。單一步行任務(wù)（Single-task Walking, STW）不足以反映日常生活中的真實(shí)情境，在步行中增加另一項(xiàng)任務(wù)（如回答問題、倒減數(shù)等）能夠模擬不同環(huán)境中的注意力負(fù)荷，這種雙任務(wù)步行（Dual-task Walking,DTW）模式已廣泛用于評(píng)估注意力分散對(duì)步行策略的影響，對(duì)老年人步行功能問題的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)防具有重要意義[1]。目前關(guān)于老年人步行雙任務(wù)的研究主要集中在時(shí)空參數(shù)的觀察[2,3]，研究觀察到雙任務(wù)情境下老年人步行速度減慢、步長(zhǎng)縮短。盡管已有研究開始進(jìn)一步探究雙任務(wù)情境下老年人步行時(shí)下肢各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)策略情況，但是也主要集中在矢狀面的變化[4]，較少關(guān)注下肢其他平面如額狀面、水平面的活動(dòng)以及軀干、上肢與下肢之間的整體關(guān)節(jié)活動(dòng)情況，不能全面的反映出老年人在雙任務(wù)情境下的步態(tài)特征。本研究旨在全面觀察認(rèn)知步行雙任務(wù)下老年人的步態(tài)特征，探討認(rèn)知任務(wù)介入對(duì)老年人步行策略的影響，為社區(qū)老年人步行功能康復(fù)方案的制定、預(yù)防步行不良事件發(fā)生提供依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

募集2018年4月至8月福建中醫(yī)藥大學(xué)屏山校區(qū)周邊社區(qū)受試者25例。納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴60～69 歲。⑵能自然行走，各關(guān)節(jié)活動(dòng)正常。⑶近 6 個(gè)月無關(guān)節(jié)疼痛、外傷史。⑷過去3年無跌倒史。⑸同意參加本測(cè)試并簽署知情同意書，倫理委員會(huì)批準(zhǔn)號(hào)2017KY-006-01。排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴任何能引起步態(tài)異常的功能障礙，如視聽力異常。⑵患神經(jīng)肌肉骨骼系統(tǒng)疾病，如骨性關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎、神經(jīng)源性關(guān)節(jié)病變等。⑶患急性傳染性疾病或嚴(yán)重肺結(jié)核。⑷關(guān)節(jié)骨折、手術(shù)史，如腰椎或膝關(guān)節(jié)手術(shù)史等。⑸長(zhǎng)期規(guī)律運(yùn)動(dòng)及重體力勞動(dòng)。⑹患嚴(yán)重的心、腦血管疾病及心理、精神異常。⑺蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估（Montreal Cognitive Assessment ，MoCA）<26 分。⑻雙下肢長(zhǎng)度之差>2cm。⑼體質(zhì)量指數(shù)（Body Mass Index，BMI）<18.5 或≥ 24。⑽ Berg平衡量表 (Berg Balance Scale,BBS) <40分。⑾身體結(jié)構(gòu)存在明顯異常（如“X”“O”型腿、足弓異常）。⑿對(duì)醫(yī)用膠布及酒精過敏。

1.2 方法

1.2.1 測(cè)試流程

測(cè)試開始前，受試者進(jìn)行3次單、雙任務(wù)步行以熟悉測(cè)試環(huán)境和流程。受試者先進(jìn)行單任務(wù)步行，再進(jìn)行雙任務(wù)步行。每個(gè)任務(wù)下收集5次步行數(shù)據(jù)。雙任務(wù)步行即在受試者進(jìn)行平地步行的同時(shí)進(jìn)行100以內(nèi)的隨機(jī)數(shù)字倒減1的連續(xù)計(jì)算。當(dāng)受試者在步行中算錯(cuò)時(shí)，不進(jìn)行糾正和停止步行，按照答錯(cuò)的數(shù)字繼續(xù)減1。在測(cè)試中囑受試者以自覺舒適的速度步行。

1.3 觀察指標(biāo)

試驗(yàn)開始前在受試者身上根據(jù)國(guó)際通用的下肢模型[5]和上肢模型[6]位置要求貼置直徑16 mm光標(biāo)，通過三維運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)（Cortex 2.1, Motion Analysis Corporation, America）收集步行過程中的時(shí)空和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，采樣頻率為100Hz。通過Visual3D（Visual 3D v6 , C-Motion Inc.，USA）軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。步態(tài)周期定義為：右足著地到右足再次著地。

1.3.1 時(shí)空參數(shù)步態(tài)周期內(nèi)步行前進(jìn)平均速度作為步速；步態(tài)周期內(nèi)單側(cè)足著地到該側(cè)足再次著地之間的距離作為跨步長(zhǎng)；步態(tài)周期內(nèi)左足和右足著地時(shí)，兩足跟之間的垂直距離作為步寬[2,7]。

1.3.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)步態(tài)周期內(nèi)軀干、骨盆和下肢關(guān)節(jié)（髖膝踝）的角度變化情況為關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍（Range of motion，ROM），分別計(jì)算了矢狀面屈伸、冠狀面內(nèi)收外展/側(cè)傾和水平面內(nèi)外旋角度變化范圍；由于目前上肢運(yùn)動(dòng)參數(shù)其他運(yùn)動(dòng)平面報(bào)道較少[8]，所以本研究?jī)H報(bào)道步態(tài)周期內(nèi)肩、肘、腕關(guān)節(jié)在矢狀面的活動(dòng)范圍，關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍由步態(tài)周期內(nèi)該運(yùn)動(dòng)平面關(guān)節(jié)角度最大值減去最小值的差值得來[9]；計(jì)算步態(tài)周期內(nèi)足中心線與前進(jìn)方向之間夾角的最大值為足外偏角峰值（Peak toe out angle）[10]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量資料用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差 (±s) 表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（M）和四分位間距（Q1, Q3）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用例數(shù)（百分率）表示，組間比較用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 受試者基本資料

共25例受試者完成試驗(yàn)，其中男性9例，女性16例，平均年齡（62.72±2.39）周 歲，BMI為 22.40±1.36kg/m2，Moca和 BBS評(píng)分分別為27.24±1.16、55.92±0.28分。詳見表1。

表1 基本資料

2.2 單雙任務(wù)步行中時(shí)空參數(shù)的比較

本研究發(fā)現(xiàn)，與單任務(wù)比較，雙任務(wù)步行下社區(qū)老年人步速、跨步長(zhǎng)顯著降低（P＜0.05），步寬未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），詳見表 2。

表2 單雙任務(wù)步行中步速的比較

2.3 單雙任務(wù)步行中運(yùn)動(dòng)參數(shù)比較

本研究發(fā)現(xiàn)，與單任務(wù)比較，雙任務(wù)步行下，骨盆矢狀面前后傾活動(dòng)范圍和髖、膝關(guān)節(jié)矢狀面屈伸活動(dòng)范圍降低，膝關(guān)節(jié)額狀面內(nèi)收外展活動(dòng)范圍降低，足外偏角度峰值增加，肘關(guān)節(jié)矢狀面屈伸活動(dòng)范圍增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其余運(yùn)動(dòng)參數(shù)未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），詳見表 3。

3 討論

步行中額外的認(rèn)知任務(wù)引起的注意力分散會(huì)直接影響步行的動(dòng)作控制。根據(jù)并行信息處理理論，在雙任務(wù)條件下，大腦的處理速度會(huì)降低，第二個(gè)認(rèn)知任務(wù)占用大腦資源，將會(huì)影響主要任務(wù)的性能，身體的動(dòng)作控制將會(huì)減弱[9]。由于老年人生理機(jī)能的衰退，在步行過程中易受第額外認(rèn)知任務(wù)的干擾，為求穩(wěn)定做出一系列的調(diào)整策略，表現(xiàn)出步速減慢，骨盆和髖、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度減少，足偏角峰值增加，肘關(guān)節(jié)活動(dòng)度增加，呈現(xiàn)謹(jǐn)慎保守的步行策略。

表3 單雙任務(wù)步行運(yùn)動(dòng)參數(shù)的比較

本研究雙任務(wù)情境下，老年人步速、跨步長(zhǎng)降低，與前人的研究結(jié)果一致[3]。本試驗(yàn)受試者以自選舒適的速度步行，但仍表現(xiàn)出雙任務(wù)情境下步速減慢。老年人在雙任務(wù)情境下會(huì)采用步速降低來適應(yīng)周圍環(huán)境以增加抵抗平衡擾動(dòng)的順應(yīng)力[11]。本研究雙任務(wù)下步寬增加，但未呈現(xiàn)顯著差異，和Soangra等人的發(fā)現(xiàn)相似[7]。雙任務(wù)時(shí)，健康人采用降低步速、縮短步長(zhǎng)的策略，優(yōu)化了步行的穩(wěn)定性[7]。雙任務(wù)情境下步速、跨步長(zhǎng)降低是老年人為求穩(wěn)定的策略調(diào)整。

髖、膝關(guān)節(jié)活動(dòng)屈伸幅度減小被視為挑戰(zhàn)性行走中功能受限的早期跡象[4]，與本研究結(jié)果相似。髖、膝關(guān)節(jié)在行走、跑步活動(dòng)的擺動(dòng)階段起主導(dǎo)作用[12]，雙任務(wù)情境下隨著老年人髖、膝關(guān)節(jié)屈伸幅度降低，導(dǎo)致其跨越障礙能力降低，在室內(nèi)行走尚可，若在不同斜坡、臺(tái)階等室外場(chǎng)景下行走，易發(fā)生步行不良事故?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)老年人雙任務(wù)步行時(shí)踝、膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)范圍降低[4]；下樓梯雙任務(wù)中老年人髖屈曲減少[9]；能夠減慢步速并使前向動(dòng)量減小來達(dá)到維持步行穩(wěn)定的目的[4]。

大多數(shù)研究?jī)H報(bào)道下肢髖、膝、踝三個(gè)關(guān)節(jié)的活動(dòng)情況，而較少關(guān)注到骨盆。本研究發(fā)現(xiàn)骨盆在矢狀面的活動(dòng)范圍減小。在步行時(shí)，雙下肢主要依靠關(guān)節(jié)矢狀面的屈伸活動(dòng)做功。由于雙任務(wù)情境下老年人謹(jǐn)慎、保守的步行策略[7]，所以骨盆呈現(xiàn)出前后屈伸運(yùn)動(dòng)范圍減少的現(xiàn)象。

在步行中關(guān)節(jié)額狀面和水平面的運(yùn)動(dòng)控制對(duì)于穩(wěn)定安全地轉(zhuǎn)移也發(fā)揮著重要意義[13]。正常人膝內(nèi)外翻運(yùn)動(dòng)范圍較小，而該平面運(yùn)動(dòng)范圍增加可能是膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)的跡象[14]。本研究中雙任務(wù)情境下膝內(nèi)外翻活動(dòng)范圍降低，可能對(duì)老年人維持穩(wěn)定有一定意義。此外，Daniel等人[15]發(fā)現(xiàn)雙任務(wù)行走時(shí)足外偏角度增加能提高步伐的穩(wěn)定，與本研究發(fā)現(xiàn)老年人的足外偏角度峰值增加相似。

本研究表明雙任務(wù)情境下老年人步行時(shí)肘關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)范圍增加，和Hsieh等人[16]的發(fā)現(xiàn)類似。增加手臂的搖擺能夠平衡下肢運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)量來改善身體的姿勢(shì)控制[8]。肘屈伸活動(dòng)度增加，是維持步態(tài)平衡采取的調(diào)整方式，說明步行策略的調(diào)整不僅在下肢表現(xiàn)，同時(shí)上肢也有相應(yīng)的變化。

步行是軀體的整體功能活動(dòng)，本研究觀察到在額外認(rèn)知任務(wù)干擾下，下肢髖、膝、踝足以及上肢關(guān)節(jié)也都參與了步態(tài)策略的調(diào)整，呈現(xiàn)謹(jǐn)慎、保守的步行策略，是挑戰(zhàn)性行走中功能有限的代償表現(xiàn)，是老年人獨(dú)立社區(qū)生活能力有限的早期跡象，系統(tǒng)評(píng)價(jià)顯示[17]雙任務(wù)步行訓(xùn)練能提高姿勢(shì)控制能力，為老年人步行穩(wěn)定控制訓(xùn)練方案提供理論依據(jù)。后期功能康復(fù)方案可采取雙任務(wù)情境來設(shè)計(jì)訓(xùn)練。

本研究存在一定的局限性：雙任務(wù)步行中關(guān)節(jié)的動(dòng)力學(xué)情況能夠了解關(guān)節(jié)能量的使用情況[4]，有助于更好地識(shí)別步態(tài)問題，本研究未涉及關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，有待今后進(jìn)一步完善。