王琪，毛敏，孫威，宋祺鵬

1.山東體育學(xué)院，山東濟(jì)南市 250102；2.山東大學(xué)，山東濟(jì)南市 250100

0 引言

跌倒和與跌倒相關(guān)的損傷是導(dǎo)致老年人殘疾和死亡的主要原因[1]，姿勢(shì)控制能力下降與跌倒之間存在密切關(guān)系。姿勢(shì)穩(wěn)定性需要由感覺、運(yùn)動(dòng)和整合系統(tǒng)的相互作用來維持[2]。

在老年人的日?；顒?dòng)中，本體感覺、足底觸覺以及肌肉力量是保持姿勢(shì)穩(wěn)定和預(yù)防跌倒的潛在因素。肌肉、關(guān)節(jié)囊、韌帶或肌腱中的本體機(jī)械感受器可以提供身體各部分在空間中位置和運(yùn)動(dòng)的信息。本體感覺的下降可能會(huì)導(dǎo)致在功能活動(dòng)中關(guān)節(jié)生物力學(xué)的異常[3]；足底觸覺是控制身體傾斜幅度和穩(wěn)定人體搖擺高頻成分的重要信息來源[4]；肌肉收縮能夠產(chǎn)生足夠的關(guān)節(jié)力矩，從而幫助老年人維持姿勢(shì)穩(wěn)定[5]。隨著年齡逐漸增加，本體感覺[6-7]、足底觸覺[8]以及肌肉力量[5]會(huì)下降。姿勢(shì)穩(wěn)定性下降是跌倒的主要原因[9]。研究這些因素與姿勢(shì)穩(wěn)定性之間的關(guān)系可以為預(yù)防老年人跌倒提供理論基礎(chǔ)。

目前在臨床上，本體感覺、足底觸覺以及肌肉力量與跌倒之間的關(guān)系還存在爭(zhēng)議。一些研究認(rèn)為，本體感覺[3,10]、足底觸覺[8,11]以及肌肉力量[5,12]的功能下降與跌倒有關(guān)。另一些研究則認(rèn)為，肌肉力量[13-14]和足底觸覺[15-16]的功能下降與跌倒之間沒有關(guān)系。上述矛盾可能由于跌倒原因的多樣性導(dǎo)致。跌倒還受環(huán)境變化和錯(cuò)誤使用輔助設(shè)備等外在因素的影響。姿勢(shì)穩(wěn)定性是系統(tǒng)之間的一種復(fù)雜關(guān)系，它不僅可以快速而精確地改變以預(yù)防跌倒[17]，還不受外在因素的影響，因此相對(duì)于直接研究身體功能與跌倒的關(guān)系，研究身體功能與姿勢(shì)穩(wěn)定性之間的關(guān)系可能更有意義。

在臨床實(shí)踐中，評(píng)估老年人的動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性通常用Berg 平衡量表(Berg Balance Scale,BBS)等以身體功能為導(dǎo)向的功能移動(dòng)性測(cè)試，而評(píng)估靜態(tài)姿態(tài)穩(wěn)定性通常采用站立時(shí)的足底壓力中心(center of pressure,COP)測(cè)試。BBS 包含與平衡相關(guān)的14 項(xiàng)活動(dòng)任務(wù)。靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試通常采用COP 的均方根(root mean square,RMS)來表示施加在身體上的慣性力以及試圖恢復(fù)姿勢(shì)的平衡[18]。目前還未檢索到同時(shí)探討本體感覺、足底觸覺以及肌肉力量與動(dòng)態(tài)和靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性之間關(guān)系的綜合性研究。

在日常生活中，我們可以通過不同形式的體育鍛煉來改善本體感覺、足底觸覺和肌肉力量，如太極拳[10]、倒走[19]或電子競(jìng)技游戲[20]可以提高本體感覺；太極拳[21]或赤腳運(yùn)動(dòng)[22]可改善足底觸覺；跳舞[23]、游泳[24]或北歐式健步走[25]可增強(qiáng)肌肉力量。有學(xué)者建議應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，如在今后研究中還應(yīng)考慮關(guān)節(jié)位置覺與功能能力的關(guān)系，以確保實(shí)施最有效的鍛煉方式來降低跌倒的風(fēng)險(xiǎn)[26]。如果我們了解這三個(gè)因素中的哪一個(gè)與靜態(tài)或動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性相關(guān)，就可以給老年人開出精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)處方。因此本研究旨在探討老年人本體感覺、足底觸覺以及肌肉力量與靜態(tài)或動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2020年6月至11月，通過在當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)和療養(yǎng)院分發(fā)傳單和宣傳，共招募205例老年受試者。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＞65 歲；②可以不使用輔助設(shè)備獨(dú)立行走。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)功能障礙；②視力缺陷；③頭暈、眩暈或任何其他前庭疾病；④與跌倒風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的心理問題，如害怕摔倒、焦慮或抑郁等；⑤足底潰瘍；⑥簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查(Mini-Mental State Examination,MMSE)得分＜24分。

篩查后納入164 例，其中男性75 例，女性89 例；年齡(73.51±7.79)歲；身高(161.56±7.10) cm；體質(zhì)量(63.67±8.89) kg。本研究通過山東體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(No.19003)，測(cè)試內(nèi)容符合《赫爾辛基宣言》。

1.2 方法

1.2.1本體感覺測(cè)試

不論是何種題材的翻譯，譯者都會(huì)不可避免地在語言轉(zhuǎn)換過程中遭遇文化差異，怎樣在翻譯過程中處理本國(guó)和他國(guó)之間的文化差異，在很大程度上反映了一個(gè)譯者甚至一個(gè)民族對(duì)于文化交流和接受的態(tài)度。

采用本體感覺測(cè)試儀(山東動(dòng)之美實(shí)業(yè)有限公司)采集右側(cè)踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的本體感覺閾值，該儀器已被證實(shí)具有良好的重測(cè)信度(ICC 0.737～0.935，標(biāo)準(zhǔn)誤差值0.21°～0.52°)[27]。儀器由一個(gè)盒子和一個(gè)可在額狀面和矢狀面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)組成。平臺(tái)由兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，角速度為0.4°/s。通過受試者控制的手控開關(guān)隨時(shí)停止平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。設(shè)備中的電子測(cè)角儀可記錄平臺(tái)的角位移。在踝關(guān)節(jié)本體感覺測(cè)試中，在將測(cè)試臺(tái)放置在水平位置，膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)屈曲90°，小腿垂直于測(cè)試臺(tái)表面。在膝關(guān)節(jié)本體感覺測(cè)試中，設(shè)備的外側(cè)軸與膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)軸平行。髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)均呈90°，踝關(guān)節(jié)處于中立位。測(cè)試時(shí)受試者閉眼，戴耳機(jī)，耳機(jī)內(nèi)播放音樂。要求受試者注意力集中在腳上，當(dāng)他們能感覺到運(yùn)動(dòng)時(shí)，立即按下手控開關(guān)停止平臺(tái)移動(dòng)，然后識(shí)別運(yùn)動(dòng)方向。發(fā)出開始試驗(yàn)指令后，電動(dòng)機(jī)以2～10 s 的隨機(jī)時(shí)間間隔運(yùn)行。每個(gè)方向至少試驗(yàn)5次。記錄每個(gè)方向的最小3個(gè)角度。

1.2.2足底觸覺測(cè)試

受試者仰臥，使用單絲(美國(guó)NORTH COAST MEDICAL 公司)測(cè)量右腳的足底觸覺。使用6 種不同尺寸的單絲規(guī)格，分別為2.83、3.61、4.31、4.56、5.07 和6.65，施加壓力直至單絲形成C 形彎曲(彎曲90°)時(shí)，所施加力值分別為0.07 g、0.4 g、2 g、4 g、10 g和6.65 g。使用單絲隨機(jī)測(cè)試足跟、足弓、第1和第5 跖骨底部以及拇趾的足底觸覺。從最細(xì)的單絲開始，逐漸變粗，直到受試者能夠感覺到足底受力[11]。記錄受試者所能感覺到的最小閾值。

1.2.3肌肉力量測(cè)試

采用IsoMed 2000 等速肌力測(cè)試系統(tǒng)(德國(guó)D&R FERSTL 公司)進(jìn)行肌肉力量測(cè)試。在踝關(guān)節(jié)肌肉力量測(cè)試中，受試者仰臥于測(cè)力床上，髖、膝關(guān)節(jié)自然伸展，以10°/s 的角速度進(jìn)行踝關(guān)節(jié)最大肌力測(cè)試。踝關(guān)節(jié)跖屈開始于背屈5°，止于跖屈30°，而踝背屈始于跖屈30°，止于背屈5°。在髖關(guān)節(jié)肌肉力量測(cè)試中，受試者側(cè)臥，髖關(guān)節(jié)自然伸展，用束帶穩(wěn)定受試者的骨盆，膝關(guān)節(jié)自然伸展；另一條腿穩(wěn)定在測(cè)力床上，膝關(guān)節(jié)微屈；受試者以10°/s 的角速度以最大的用力外展測(cè)試腿。髖關(guān)節(jié)在0°～30°內(nèi)進(jìn)行外展運(yùn)動(dòng)。記錄每個(gè)方向的3 次平均值，受試者在兩次試驗(yàn)之間至少休息2 min。

BBS 包括14 個(gè)簡(jiǎn)單的日常功能活動(dòng)測(cè)試(如坐站轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)身1 周)[28]。研究人員通過觀察受試者的表現(xiàn)評(píng)分，每項(xiàng)測(cè)試0～4分。所有測(cè)試完成后計(jì)算總分。

1.2.5靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性測(cè)試

受試者雙腳并攏，在9287BA 測(cè)力臺(tái)(瑞士KISTLER公司)上閉眼站立120 s，頭正直，雙上肢自然下垂于軀干兩側(cè)。以1000 Hz的頻率采集地面反作用力。每個(gè)受試者測(cè)試3次，兩次試驗(yàn)之間休息至少1 min。

1.3 觀察指標(biāo)

肌肉力量包含踝關(guān)節(jié)背屈、跖屈，髖關(guān)節(jié)外展時(shí)的最大關(guān)節(jié)扭矩(%體質(zhì)量)。本體感覺包括膝關(guān)節(jié)屈伸和踝關(guān)節(jié)背屈跖屈時(shí)的最小探測(cè)角。足底觸覺包括大腳趾、第1 和第5 跖骨、足弓、足跟的單絲測(cè)量值。采用站立試驗(yàn)60～90 s 的垂直地面反作用力數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。輸出數(shù)據(jù)為COP 在前后(anteroposterior,AP)和內(nèi)外側(cè)方向(mediolateral,ML)的位置。COP 數(shù)據(jù)由截止頻率為12 Hz 的四階低通巴特沃斯濾波器進(jìn)行濾波。過濾后的數(shù)據(jù)用于計(jì)算每個(gè)受試者COP位移(mm)的RMS。

其中，x和y是COP的平均位置。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SAS 9.4 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)分布，并列出指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最小值和最大值。使用因子分析來確定多個(gè)指標(biāo)的公因子，并在控制其他協(xié)變量的同時(shí)，使用多變量線性回歸探索每個(gè)公因子與結(jié)果之間的關(guān)系。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)顯示，除足底觸覺外，其余所有變量均呈正態(tài)分布。見表1。

表1 指標(biāo)的描述性信息

2.1 因子分析

Kaiser-Meyer-Olkin 檢驗(yàn)值＞0.5，Bartlett 球度檢驗(yàn)值＜0.05，提示測(cè)量數(shù)據(jù)呈球形分布，并且各個(gè)變量在一定程度上相互獨(dú)立，適合進(jìn)行因子分析。本體感覺、足底觸覺和肌肉力量中所有變量的因子負(fù)荷見表2。

表2 本體感覺、足底觸覺和肌肉力量指標(biāo)的因子負(fù)荷

2.2 多元回歸

本體感覺與BBS 評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.001)，與COP 在內(nèi)外側(cè)方向的RMS 明顯正相關(guān)(P＜0.01)，足底觸覺與COP 前后方向的RMS 明顯正相關(guān)(P＜0.01)，肌肉力量與BBS 評(píng)分顯著正相關(guān)(P＜0.001)。見表3。

表3 BBS和COP均方根的多元回歸

3 討論

本研究采用因子分析方法，研究本體感覺、足底觸覺、肌肉力量這三個(gè)因素與動(dòng)態(tài)、靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性之間的關(guān)系。本研究獲得的數(shù)據(jù)與先前研究中健康老年人的本體感覺[10,29]、足底觸覺[22]和肌肉力量[30]的結(jié)果相近。

由于本體感覺[31]、足底觸覺以及肌肉力量[32]是外周水平控制姿勢(shì)穩(wěn)定性神經(jīng)通路中的主要元素[33]，對(duì)姿勢(shì)穩(wěn)定性有著重要影響[4-5,31]，因此選用它們作為本研究的主要指標(biāo)。當(dāng)肌肉被拉長(zhǎng)時(shí)，肌梭被牽引，將本體感覺信息傳遞給感覺運(yùn)動(dòng)皮層和小腦[31]。同時(shí)，皮膚機(jī)械感受器會(huì)將壓力或振動(dòng)的相關(guān)信息傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并對(duì)刺激進(jìn)行分析。然后，脊髓的反饋會(huì)引起肌肉收縮，對(duì)抗跌倒的發(fā)生[32]。

本研究顯示，本體感覺與動(dòng)態(tài)和靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性都有關(guān)系。本體感覺可以感受肌肉的收縮和關(guān)節(jié)伸展的程度和位置[34]，并且在產(chǎn)生流暢的動(dòng)作、維持和調(diào)節(jié)姿勢(shì)穩(wěn)定性方面也都很重要[35]。有研究證明[36]，老年人在維持姿勢(shì)穩(wěn)定時(shí)，更依賴于本體感覺而并非視覺信息?？臻g和時(shí)間信息傳入機(jī)械感受器后，傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行整合，最后將運(yùn)動(dòng)控制命令發(fā)送到相關(guān)肌肉，以確保執(zhí)行協(xié)調(diào)有效的動(dòng)作[26]。靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性受損者，在實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)姿勢(shì)控制時(shí)可能更依賴于本體感覺[37]。隨著年齡的增長(zhǎng)，本體感覺降低，老年人的踝關(guān)節(jié)本體感覺閾值比年輕人低3.13°[6]。因此，建議老年人進(jìn)行一些活動(dòng)來維持或恢復(fù)老年人受損的本體感覺，如太極拳[10]、倒走[19]或運(yùn)動(dòng)游戲[20]等。

隨著年齡的增加，老年人的肌肉力量也會(huì)隨之下降[38]，肌肉力量在維持姿勢(shì)穩(wěn)定和預(yù)防跌倒方面發(fā)揮著不可或缺的作用[39]。有Meta 分析指出[40]，下肢肌肉力量是評(píng)估老年人跌倒風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)之一。對(duì)1 068例老年人進(jìn)行的一項(xiàng)社區(qū)健康調(diào)查證實(shí)[41]，肌肉力量是影響老年人跌倒的重要因素。本研究顯示肌肉力量與BBS評(píng)分呈顯著性相關(guān)。BBS是跌倒的最有效預(yù)測(cè)因子，通常用來評(píng)估姿勢(shì)穩(wěn)定性和活動(dòng)障礙[18]。但也有研究指出[13]，肌肉力量對(duì)女性老年人的跌倒次數(shù)或跌倒的風(fēng)險(xiǎn)并沒有顯著性影響。上述研究只測(cè)量了膝屈肌和伸肌的力量，而本研究測(cè)量了踝背屈肌和跖屈肌力以及髖外展肌力，這是因?yàn)樵诨謴?fù)身體平衡時(shí)踝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)功能更重要。在65歲以后，下肢肌肉力量每年下降1%～2%[42]，老年人的下肢肌肉力量比健康年輕人降低約40%[43]，人們認(rèn)為老年人是由于體力活動(dòng)減少才導(dǎo)致下肢肌肉力量的下降[44]。因此，建議老年人應(yīng)進(jìn)行各種形式的運(yùn)動(dòng)來增強(qiáng)肌肉力量，通過提高姿勢(shì)穩(wěn)定性來預(yù)防跌倒，如交際舞[23]、游泳[24]或北歐式健步走[25]等。

足底觸覺與動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性之間并沒有顯著關(guān)系。盡管本體感覺和足底觸覺通過相似的神經(jīng)通路起作用，但它們也有不同之處。本體感覺機(jī)械感受器是通過大直徑的Ia 和Ⅱ型感覺神經(jīng)元來傳遞信息，而足底觸覺則是通過小直徑的Ⅲ型感覺神經(jīng)元[45]。感覺信息之間具有可替代性，中樞神經(jīng)系統(tǒng)可采用一種感覺刺激來補(bǔ)償另一種減弱的感覺刺激[45]。與本體感覺信號(hào)相比，足底觸覺信號(hào)傳導(dǎo)速度較慢且信號(hào)較弱。因此，老年人可能更多依靠本體感覺信息控制動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性。由于足底觸覺信息可以通過本體感覺通路[15]或視覺信息來補(bǔ)償，因此它并不是維持動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性的主要因素。其他研究也認(rèn)為[15-16]，足底觸覺喪失后可能會(huì)由其他感覺系統(tǒng)來補(bǔ)償，并且足底觸覺與動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性無關(guān)。

本研究還顯示，足底觸覺與靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性有關(guān)系。人體在站立不動(dòng)時(shí)，COP 的位置也會(huì)不斷調(diào)整變化。足底觸覺的傳入可以為中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供有關(guān)關(guān)節(jié)受力、身體重心轉(zhuǎn)移以及肢體負(fù)荷等有價(jià)值的反饋信息[46]，從而參與靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性。然而，由于跌倒大多數(shù)發(fā)生在動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)中，因此我們推測(cè)，足底觸覺對(duì)跌倒的影響小于肌肉力量和本體感覺。

綜上所述，本體感覺和肌肉力量與動(dòng)態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性相關(guān)，本體感覺和足底觸覺與靜態(tài)姿勢(shì)穩(wěn)定性相關(guān)。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。