孟九菊，徐小丹，張華，裴向前，劉糠，周富，江園

隨著歲數(shù)的增長，老年人自身機體功能衰退，發(fā)生跌倒的風(fēng)險逐漸升高。因跌倒致老年人傷殘、死亡的事件時有發(fā)生，不僅嚴重威脅老年人的身心健康和生活質(zhì)量，也為家庭和社會帶來沉重負擔[1]。跌倒已經(jīng)是我國65歲以上老年人群的首位傷害死因[2]。預(yù)防和控制老年人跌倒具有重要意義。通過對老年人、家屬或護工開展預(yù)防跌倒健康宣講，家庭、社區(qū)等生活環(huán)境改造，積極處理老年人慢性疾病等措施可以一定程度降低老年人跌倒的風(fēng)險。Avers等[3]以人群為基礎(chǔ)進行隊列研究結(jié)果表明：增強肌肉功能和身體活動能力可有效降低老年人的跌倒風(fēng)險。太極拳、慢跑、散步、核心肌力訓(xùn)練、簡單反應(yīng)速度訓(xùn)練等不同方式的體育鍛煉或康復(fù)訓(xùn)練均能夠降低老年人跌倒風(fēng)險[4-6]，然而這些干預(yù)方式的鍛煉時間、強度、頻率缺乏規(guī)范化的標準，而且周期較長，內(nèi)容較單調(diào)，老年人的參與度易受影響。虛擬情景互動訓(xùn)練是一套基于計算機體感互動技術(shù)的專業(yè)康復(fù)訓(xùn)練模式，可標準化地評估受試者的狀態(tài)和指標，同時通過體感互動“游戲”的形式替代傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容，維持康復(fù)對象的訓(xùn)練興趣，提高主動參與性，達到更好的康復(fù)訓(xùn)練效果，同時縮短預(yù)期的時間。因此，本研究利用虛擬情景互動訓(xùn)練作為運動訓(xùn)練模式，探究其對老年人跌倒風(fēng)險的干預(yù)效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料 觀察對象為2017年10月～2018年10月成都市新都區(qū)老年人，采用方便抽樣，共選取40例。納入標準：年齡65～75歲；紐約心臟協(xié)會(New York Heart Asociation，NYHA)心功能分級II級以上；無肢體活動障礙；糖尿病患者血糖控制良好，高血壓病患者血壓控制良好；了解本研究目的，自愿參加運動訓(xùn)練，并簽署知情同意書。排除標準：有嚴重認知障礙，不能理解訓(xùn)練內(nèi)容；肢體運動功能障礙；有嚴重的心、腎、肝、功能不全；有嚴重骨質(zhì)疏松癥(T值≤-2.5)；濫用酒精、藥物或其他影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的物質(zhì)；精神異常。 剔除標準：不能堅持完成訓(xùn)練，中途退出。將受試者按數(shù)字表隨機分為對照組和訓(xùn)練組，每組20例。對照組：男8例，女12例；年齡(69.3±3.8)歲。訓(xùn)練組：男9例，女11例；年齡(70.4±3.1)歲。2組受試者年齡、性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

1.2 方法 對照組受試者僅進行預(yù)防跌倒的健康教育干預(yù)，發(fā)放預(yù)防跌倒手冊，電話隨訪1次/周。訓(xùn)練組受試者在接受健康教育的同時進行虛擬情景互動訓(xùn)練，訓(xùn)練周期為3個月。訓(xùn)練方法具體如下：康復(fù)治療師首先對受試者介紹虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)(X5501-SK)的訓(xùn)練內(nèi)容，以及訓(xùn)練時所使用的無線控制器(主、副手柄)、胸帶和腳帶的相關(guān)注意事項?；颊咴谥委煄煹闹笇?dǎo)下熱身5 min后，佩戴無線控制器、胸帶和腳帶，盡量正對系統(tǒng)識別器，將手柄的前端對著系統(tǒng)識別器進行調(diào)試感應(yīng)效果，以及活動的范圍(距離系統(tǒng)識別器1.6 ～ 2.3m之間為最佳識別效果)。在治療師的指導(dǎo)下選擇相應(yīng)訓(xùn)練模塊：①認知訓(xùn)練：側(cè)重訓(xùn)練受試者的注意力、計算力、記憶力、分析能力等。系統(tǒng)根據(jù)Loewenstein認知功能評定表所制定的認識訓(xùn)練項目進行基礎(chǔ)認知訓(xùn)練，如辨認物體、形狀、顏色，算術(shù)運算等，受試者通過自主選擇的方式進行訓(xùn)練；②反應(yīng)訓(xùn)練：側(cè)重于訓(xùn)練受試者的注意力、定向力、執(zhí)行力、視知覺、反應(yīng)速度等?；颊咄ㄟ^無線控制器進行基礎(chǔ)反應(yīng)訓(xùn)練，如控制屏幕中的小球定向移動獲得相應(yīng)分數(shù)等“游戲”；③伸展運動：側(cè)重于通過體感技術(shù)訓(xùn)練受訓(xùn)者大腦及肢體協(xié)調(diào)能力。患者通過無線控制器進行肢體的伸展運動訓(xùn)練，如按照屏幕指令或“游戲”的方式完成平伸雙臂的運動；④綜合訓(xùn)練：患者通過無線控制器進行：直體曲(主要鍛煉人體的柔韌性)、象限跳(主要鍛煉上下肢的協(xié)調(diào)能力)、平衡感(主要鍛煉協(xié)調(diào)能力)、收腹跳(主要鍛煉人體的緩沖能力)、耐力跑(原地跑步，主要鍛煉肌肉能力)。訓(xùn)練后患者在治療師的指導(dǎo)下進行放松，并記錄心率、血壓。以上訓(xùn)練內(nèi)容根據(jù)受試者個人耐受情況，由易到難，由簡單到復(fù)雜逐步調(diào)整訓(xùn)練參數(shù)，每次訓(xùn)練時間共計30～35min，1次/d，5次/周。如果受試者在訓(xùn)練過程中出現(xiàn)身體不適，立即停止訓(xùn)練，監(jiān)測血壓、心率，給予對癥處理。

1.3 評定標準 2組受試者于干預(yù)前后進行以下評估：①動態(tài)步態(tài)指數(shù)(the dynamic gait index，DGI)[7]：該量表包括8個項目，每個項目分為0分、1分、2分、3分共4個等級，滿分為24分。分數(shù)越低表示受試者平衡性和步行能力越差。②記時起立行走測試(time up and go test, TUGT)[8-9]：患者穿平底鞋，坐在有扶手的靠背椅上，身體靠椅背，雙手放在扶手上。聽從治療師的“開始”指令后，從靠背椅上起身，站穩(wěn)后，按平時走路的步態(tài)向前走，通過3m遠的地面標記物處后轉(zhuǎn)身，走回到椅子前，再轉(zhuǎn)身坐下，靠到椅背上。記錄所用的時間，并對測試過程中的步態(tài)及可能會摔倒的危險性按以下標準打分。1分：正常；2分：非常輕微異常；3分：輕度異常；4分：中度異常；5分：重度異常。③ 修訂版跌倒功效量表(modified falls efficacy scale, MFES)[10]：2組受試者于干預(yù)前后進行MFES評定：該量表包括14項條目，其中室內(nèi)日?；顒?項：包括更衣、沐浴、從椅子上起坐、上床與下床、在房間里走動、應(yīng)答開門或接電話、伸手到箱子或抽屜里拿東西、做輕體力家務(wù)活、準備簡單的飯菜；室外活動5項：包括上下樓梯、過馬路、乘坐公共交通工具、簡單的購物、做輕體力園藝或晾曬衣服；評估在實施上述活動時不跌倒的信心，進行定量分析。每個項目0～10分，共11個等級。0分：完全不能；5分：一般；10分：良好。各項分數(shù)的累計平均分為最后得分。④ 血清腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)檢測：2組受試者于干預(yù)前后進行晨起空腹取靜脈血約5mL，3000 r /min離心5 min后取血清，按BDNF檢測ELISA試劑盒(江萊生物)說明書采用酶聯(lián)免疫吸附(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)法檢測血清BDNF水平。

2 結(jié)果

2組患者跌倒風(fēng)險評估及BDNF結(jié)果：訓(xùn)練3個月后，訓(xùn)練組DGI和MFES評分均較訓(xùn)練前顯著提高(均P<0.01)，并且均明顯高于對照組水平(均P<0.05)。訓(xùn)練后，訓(xùn)練組TUGT和總分較訓(xùn)練前均顯著降低(均P<0.05)，并且均明顯低于對照組水平(均P<0.05)。訓(xùn)練組血清BDNF水平較訓(xùn)練前及對照組均顯著升高(均P<0.01)。見表1。

表1 2組患者干預(yù)前后各評估指標結(jié)果比較

與干預(yù)前比較，aP<0.05，bP<0.01；與對照組比較，cP<0.05，dP<0.01

3 討論

運動控制是一種人體管理或調(diào)節(jié)肢體動作的能力。保持良好的運動控制能力依賴于中樞神經(jīng)系統(tǒng)對肌肉骨骼的合理支配來控制身體在空間位置的穩(wěn)定性和方向性，同時也受人體感覺信息處理和環(huán)境因素的影響。老年人由于生理性的衰老或病理性的疾病引起認知、視覺、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉骨骼等機能減退，導(dǎo)致對運功控制能力下降而出現(xiàn)跌倒[11]。我國對防控老年人跌倒問題的研究起步較晚，雖然已經(jīng)引起越來越多國內(nèi)學(xué)者的重視，但是針對高跌倒風(fēng)險老年人群的運動控制干預(yù)方式研究還有待加強[12]。目前針對老年人跌倒的運動控制干預(yù)手段主要集中于：認知訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、力量訓(xùn)練、姿勢控制等方面。這些干預(yù)手段缺少規(guī)范化的標準，對受試者狀態(tài)和指標的測量易存在人為操作偏移造成的誤差。

虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)是以運動學(xué)基礎(chǔ)、奧瑞姆自護理論和游戲治療理論為理論基礎(chǔ)，通過傳感器的動態(tài)捕捉功能和計算機軟件的運行進行人機交互。虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)融合了認知訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、力量訓(xùn)練、姿勢控制等多種運功控制干預(yù)方式，訓(xùn)練內(nèi)容涉及記憶力、注意力、分析力、執(zhí)行力等訓(xùn)練，根據(jù)受試者情況設(shè)定不同的訓(xùn)練難度，并隨時進行調(diào)整，也可以選擇重點強化訓(xùn)練。這不僅有助于提高老年人認知、視覺、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉骨骼等生理機能，也可以根據(jù)個體差異給予針對性地、循序漸進的運功控制干預(yù)。此外，虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)具有互動訓(xùn)練和相應(yīng)的評定評估兩種模塊，使得受試者的訓(xùn)練更加規(guī)范化、標準化、科學(xué)化，訓(xùn)練效果得到量化，治療過程具有趣味性，提高患者依從性，對受試者的認識能力、運動能力以及心理狀態(tài)都有治療作用。本研究采用的虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)包括認知訓(xùn)練、反應(yīng)訓(xùn)練、伸展運動和綜合訓(xùn)練4個模塊。每個模塊訓(xùn)練各有不同的側(cè)重，針對受試者記憶力、注意力、分析力、執(zhí)行力、平衡性、運動能力等進行訓(xùn)練。訓(xùn)練組的老年人接受虛擬情景互動訓(xùn)練3個月后，DGI評分和MFES評分均較訓(xùn)練前顯著提高，并且均明顯高于對照組水平。TUGT時間和總分較訓(xùn)練前均顯著降低，并且均明顯低于照組水平。上述結(jié)果表明虛擬情景互動訓(xùn)練可以有效提高老年人認知功能和運功控制能力，提高步態(tài)穩(wěn)定性，對降低跌倒風(fēng)險具有良好的干預(yù)效果。

大腦對各種內(nèi)外刺激信息的處理并非只是化學(xué)遞質(zhì)在神經(jīng)元間的傳遞和存儲，更是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜作用。神經(jīng)可塑性是大腦是處理和儲存信息基礎(chǔ)，涉及神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能上的可塑性變化，對神經(jīng)環(huán)路的建立和控制腦的認知功能具有重要作用[13]。BDNF是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子，對神經(jīng)元的生長、分化、生理功能具有調(diào)控和功能作用，是大腦內(nèi)海馬神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)發(fā)育和存活所依賴的物質(zhì)。BDNF可以調(diào)節(jié)突觸傳遞和突觸可塑性，而突觸是神經(jīng)元之間信息傳遞的主要方式，是神經(jīng)可塑性的關(guān)鍵部位[14]。因此，BDNF在重塑大腦認知功能中起到重要作用，也參與學(xué)習(xí)的可塑性機制。提高大腦分泌BDNF水平將有助于改善老年人認知及學(xué)習(xí)記憶能力[15]。體育鍛煉和運動干預(yù)對維持和改善大腦功能具有積極的作用，這與有氧運動，特別是主動運動促進BDNF水平增加密切相關(guān)[16]。實驗動物的研究已經(jīng)證實有氧運動可影響大鼠海馬神經(jīng)元BDNF表達，游泳訓(xùn)練、自主跑輪運動均可以上調(diào)BDNF mRNA的表達[17]。李婛等[18]針對急性腦梗死患者進行運動療法干預(yù)后，患者血清BDNF水平升高，臨床癥狀得到改善。王昌權(quán)[19]也報道了早期運動康復(fù)訓(xùn)練可促進急性腦梗死患者腦組織中的BDNF表達，有助于患者神經(jīng)功能、運動功能的改善。本研究中，訓(xùn)練組的老年人接受虛擬情景互動訓(xùn)練3個月后，血清BDNF水平較訓(xùn)練前及對照組水平也顯著升高。該結(jié)果表明：虛擬情景互動訓(xùn)練可以促進大腦BDNF的分泌和表達，改善腦神經(jīng)元功能，對延緩老年人認知老化和降低跌倒風(fēng)險具有積極的作用。由此，我們認為：虛擬情景訓(xùn)練不僅從宏觀上通過提高身體機能改善老年人的運功控制能力，也從微觀上通過BDNF調(diào)節(jié)神經(jīng)元突觸的結(jié)構(gòu)與功能提高神經(jīng)可塑性，是其有效改善老年抗跌倒能力的可能機制。

綜上所述，虛擬情景互動訓(xùn)練系統(tǒng)能夠改善老年人認知老化，提高步態(tài)穩(wěn)定性和身體運動功能，促進大腦BDNF分泌，對降低老年人跌倒風(fēng)險具有良好的干預(yù)效果。