尹苗苗，崔立玲，李雅晴，王利群，張玥*，巫嘉陵

國外流行病學(xué)資料顯示后循環(huán)缺血性腦卒中占缺血性腦卒中的20%～25%，其中30%～60%的患者出現(xiàn)頭暈/眩暈、平衡步態(tài)異常等前庭癥狀［1-2］。腦卒中伴前庭癥狀常見于由后循環(huán)供血的小腦或腦干卒中，以眩暈和頭暈、前庭-視覺癥狀、姿勢不穩(wěn)為主要臨床表現(xiàn)。這類患者常沒有明顯的肢體癱瘓，眩暈、頭暈癥狀改善后雖然具備一定的行走能力，但跌倒風(fēng)險高。因此，尋找簡便、易行且可有效評估患者步行能力的方法，以便及時干預(yù)存在的功能障礙，對預(yù)防跌倒發(fā)生十分重要。近年來，雙任務(wù)被廣泛用于評估注意力分散時的運(yùn)動表現(xiàn)和步態(tài)控制，應(yīng)用于卒中、帕金森病和癡呆等疾病的研究中［3］。目前已證實雙任務(wù)模式的功能評估能更好地發(fā)現(xiàn)患者潛在的步態(tài)異常［4-5］。但雙任務(wù)評估在中樞前庭疾病步行中的研究鮮有報道。本研究應(yīng)用三維步態(tài)分析系統(tǒng)比較后循環(huán)缺血性腦卒中伴前庭癥狀患者在單任務(wù)、運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)和認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)步行時的步態(tài)特征，探索雙任務(wù)步行對該類患者步行能力的潛在影響，為跌倒預(yù)防及康復(fù)干預(yù)提供參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2021—2022 年在天津市環(huán)湖醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院治療的后循環(huán)缺血性腦卒中伴前庭癥狀患者為研究對象。本研究經(jīng)天津大學(xué)環(huán)湖醫(yī)院道德倫理委員會審核批準(zhǔn)〔（津環(huán)）倫審第（2021-020）號〕，所有受試者及其家屬對研究項目知情同意并簽署知情同意書。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) （1）腦卒中診斷符合《中國各類主要腦血管病診斷要點2019》［6］的標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)顱腦MRI 檢查證實；（2）后循環(huán)缺血性腦卒中患者符合Barany 學(xué)會前庭疾病國際分類（ICVD）［7］中前庭癥狀分類標(biāo)準(zhǔn)；（3）首次發(fā)病；（4）年齡為30～60 歲；（5）病程5～14 d；（6）右利手；（7）能夠在無支撐條件下獨(dú)立行走10 m，且功能性步行能力量表（FAC）評分≥3 分。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）雙側(cè)或單側(cè)多發(fā)病灶腦卒中，以及經(jīng)顱腦MRA、CT 血管成像（CTA）或腦血管造影（DSA）等影像學(xué)檢查證實為顱內(nèi)外大血管重度狹窄或動脈夾層者；（2）外周前庭功能障礙及聽力下降者；（3）頸內(nèi)動脈系統(tǒng)供血區(qū)梗死者；（4）本體感覺障礙或合并嚴(yán)重心、肺、肝、腎等重要臟器疾病或骨科疾病者；（5）復(fù)發(fā)性腦卒中、顱內(nèi)腫瘤、腦血管畸形或腦白質(zhì)高信號（Fazekas 評分＞1 分）者［8］；（6）具有認(rèn)知功能障礙、偏側(cè)忽略、失語等無法配合完成測試的患者。

1.3 研究方法 收集患者性別、年齡、BMI、受教育程度、入院時美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評分、合并高血壓、糖尿病、高血脂、吸煙、飲酒等資料。正式開始步行測試時，先以常速步行，然后再進(jìn)行雙任務(wù)步行能力測試，每項步行任務(wù)進(jìn)行3 次，每種任務(wù)之間休息2 min。

1.3.1 單任務(wù) 要求患者以最舒適的速度在10 m 的走道上來回自然行走。

1.3.2 雙任務(wù) （1）運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)步行：囑患者雙手端盤，盤中放一小球，沿10 m 的走道來回行走，保證盤中的小球不能掉落，如小球掉落則重新進(jìn)行。（2）認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)步行：在步行過程中囑患者進(jìn)行連續(xù)減法任務(wù)，從100 開始持續(xù)減7，并大聲說出結(jié)果。

1.3.3 步態(tài)分析測試 采用OPAL 可穿戴傳感器（美國APDM 公司）和Mobility Lab 軟件（https://apdm.com/wearable-sensors/）對所有患者進(jìn)行步行測試，共計6個慣性測量單元，傳感器分別佩戴于胸骨柄、第五腰椎，以及雙側(cè)手腕和足背。傳感器自動記錄步態(tài)空間參數(shù)（步幅、步速）和時間參數(shù)（步頻、步長時間、雙支撐相時間），以及軀干冠狀面、矢狀面擺動角度。同時，按照以下公式進(jìn)一步計算雙任務(wù)成本（dual-task costs，DTC）=［（雙任務(wù)-單任務(wù)）/單任務(wù)］×100%［9］。較高的DTC 表示完成單任務(wù)的性能較差，而較低的DTC 表示完成單任務(wù)性能更好。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 23.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。計數(shù)資料以相對數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗。正態(tài)性檢驗采用Shapiro-Wilk 檢驗，呈正態(tài)分布的計量資料以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t 檢驗；雙任務(wù)成本正態(tài)分布的計量資料比較行配對t 檢驗，不符合正態(tài)分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組內(nèi)比較采用秩和檢驗。計量資料以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 本研究納入后循環(huán)缺血性腦卒中伴前庭癥狀患者共40 例，其中男30 例，女10 例；年齡30～60 歲，平均（48.5±8.8）歲；平均BMI 為（26.3±3.1）kg/m2；受教育程度為6～15 年，平均為（11.7±2.9）年；病程5～14 d，平均為（10±2）d；入院時NIHSS 評分為0～3 分，中位值1.00（1.00，2.00）分；既往合并高血壓30 例（75.0%）、冠心病10 例（25.0%）、糖尿病15例（37.5%）、高脂血癥8例（20.0%）、吸煙9例（22.5%）、飲酒6 例（15.0%）。

2.2 患者單、雙任務(wù)步行中步行參數(shù)比較 患者進(jìn)行單、雙任務(wù)步行時的步速、雙支撐相時間占比、軀干冠狀面擺動角度、軀干矢狀面擺動角度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。與單任務(wù)步行相比，患者進(jìn)行運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)步行時軀干冠狀面、矢狀面擺動角度變小，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；與單任務(wù)步行相比，患者進(jìn)行認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)步行時步速降低、雙支撐相時間占比延長、軀干冠狀面擺動角度增加，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 患者在單、雙任務(wù)步行下的步態(tài)參數(shù)比較（±s，N=40）Table 1 Comparison of gait parameters of patients under single-task and dual-task conditions

表1 患者在單、雙任務(wù)步行下的步態(tài)參數(shù)比較（±s，N=40）Table 1 Comparison of gait parameters of patients under single-task and dual-task conditions

注：a 表示與單任務(wù)步行比較P＜0.05。

類型 步速（m/s）步頻（步/min）步幅（m）步長時間（s）雙支撐相時間占比（%）軀干冠狀面擺動角度軀干矢狀面擺動角度單任務(wù)步行 0.80±0.20 105.89±13.90 0.90±0.17 0.56±0.08 26.33±5.61 4.41°±1.43° 4.30°±1.04°運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)步行 0.71±0.17 108.25±11.96 0.87±0.20 0.58±0.07 26.38±5.01 3.00°±1.06°a 3.61°±0.72°a認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)步行 0.66±0.17a 103.72±12.23 0.81±0.19 0.60±0.08 29.60±5.27a 5.36°±2.01°a 4.59°±0.92°F 值 4.674 0.996 1.998 2.774 4.242 19.205 10.180 P 值 0.012 0.373 0.141 0.067 0.017 ＜0.001 ＜0.001

2.3 不同雙任務(wù)下患者DTC 比較 在雙任務(wù)條件下，患者進(jìn)行運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)步行與認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)時步速DTC、步幅DTC、雙支撐相時間占比DTC 比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），余指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 不同雙任務(wù)下患者DTC 任務(wù)間比較（N=40）Table 2 Comparison of dual-task costs between the two dual-task walking

3 討論

人體姿勢平衡的正常維持依賴于感覺系統(tǒng)輸入、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的整合及運(yùn)動系統(tǒng)輸出。感覺輸入主要依靠完整的“平衡三聯(lián)”（即前庭覺、視覺、本體覺）共同作用，從而感知人在空間中的狀態(tài)和位置，其中前庭覺是通過提供頭部在空間的線性和角加速度信號，調(diào)整軀體姿勢和眼球運(yùn)動，在日常生活的高頻運(yùn)動及動態(tài)姿勢平衡調(diào)節(jié)中起重要作用［10］。前庭系統(tǒng)信息損傷后，可出現(xiàn)姿勢不穩(wěn)和步態(tài)異常［11］。椎基底動脈系統(tǒng)供血區(qū)梗死致中樞前庭結(jié)構(gòu)任何部位受損均可導(dǎo)致眩暈、頭暈、姿勢不穩(wěn)等前庭癥狀［12］。由于后循環(huán)卒中發(fā)生神經(jīng)功能惡化的風(fēng)險高，患者急性期眩暈、頭暈、惡心嘔吐等癥狀明顯，常以臥床為主，待患者出院后表現(xiàn)出步行能力降低，影響患者的日常生活活動能力和社會生活能力。因此，需要早期識別這些患者的步行功能障礙并早期干預(yù)，預(yù)防跌倒的發(fā)生。雙任務(wù)是指執(zhí)行兩個或兩個以上的運(yùn)動或認(rèn)知任務(wù)同時可以保持身體姿勢穩(wěn)定，這需要患者合理分配注意力才能同時進(jìn)行，更能反映日常生活中的活動。既往研究顯示，雙任務(wù)步行比單任務(wù)步行能更好地反映日常生活活動能力，當(dāng)健康人執(zhí)行注意力雙任務(wù)時，其步態(tài)特征會發(fā)生改變［13-14］。同時，雙任務(wù)評估相比于傳統(tǒng)心理學(xué)測試的認(rèn)知評估可更客觀、高效地評估認(rèn)知功能的水平［15-16］。由此可見，雙任務(wù)評估對于早期發(fā)現(xiàn)患者潛在的功能障礙具有重要作用。

本研究結(jié)果顯示，與單任務(wù)步行相比，后循環(huán)缺血性腦卒中伴前庭癥狀患者在執(zhí)行認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)步行時步態(tài)性能降低，包括步速降低、雙支撐相時間和軀干冠狀面擺動角度延長。表明雙任務(wù)狀態(tài)下患者的步態(tài)功能障礙會更加凸顯，這與TSANG 等［17］研究一致。有研究對14 名正常健康人和5 名雙側(cè)前庭病患者睜閉眼站立姿勢下行多方向干擾，探討前庭信息缺失對于腿部和軀干肌肉早期拉伸、平衡糾正、穩(wěn)定反應(yīng)方向靈敏度、時序和幅度以及多方向旋轉(zhuǎn)干擾后踝關(guān)節(jié)扭矩和軀干角速度的影響，發(fā)現(xiàn)前庭系統(tǒng)對矢狀面的影響更早，并且主要作用于腿部肌肉，而對冠狀面控制的影響則較晚，主要作用于軀干肌肉［18］。推測本研究腦卒中伴前庭癥狀患者由于前庭信息受損出現(xiàn)軀干冠狀面擺動角度大于軀干矢狀面擺動角度。步態(tài)周期中雙支撐相的最后100 ms 內(nèi)要完成主動邁步和足位置準(zhǔn)確放置，這主要是通過前庭系統(tǒng)來完成［19］。當(dāng)前庭信息受損就會導(dǎo)致步行周期中雙支撐相時間延長。人體在運(yùn)動過程中保持動態(tài)平衡，即在擾動后恢復(fù)到默認(rèn)運(yùn)動模式的能力，依賴于脊髓和脊髓上運(yùn)動網(wǎng)絡(luò)之間的復(fù)雜相互作用以及來自前庭、視覺和本體感受系統(tǒng)的感覺反饋信息。特別是需要前庭反饋來調(diào)整預(yù)期的運(yùn)動模式以適應(yīng)內(nèi)部和外部干擾，當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動、身體轉(zhuǎn)向等信息不能被前庭器官感受到，患者不能及時應(yīng)對出現(xiàn)的變化就會導(dǎo)致步態(tài)和姿勢不穩(wěn)［20］。既往研究發(fā)現(xiàn)，前庭系統(tǒng)損害導(dǎo)致前庭信息利用與整合障礙，在步行中主要步態(tài)參數(shù)差異為雙支撐相時間延長、冠狀面上的控制能力降低［21］。此外，有研究顯示，雙側(cè)前庭病患者的步態(tài)模式特征為軀干擺動增加、步長時間縮短、雙支持相時間延長和時空步態(tài)變異性增加［22］。特別是在雙任務(wù)條件下，雙側(cè)前庭病患者比健康受試者更容易表現(xiàn)出姿勢和步態(tài)障礙［23］。本研究結(jié)果與之一致，后循環(huán)腦卒中伴前庭癥狀患者在雙任務(wù)模式下步態(tài)表現(xiàn)發(fā)生明顯變化，特別是雙支撐相時間占比和軀干擺動角度。本研究中運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)中的次級任務(wù)為手持托盤，由于雙上肢固定托盤，限制了軀干及上肢的協(xié)調(diào)運(yùn)動，為了維持手在空間中的穩(wěn)定，導(dǎo)致軀干冠狀面、矢狀面搖擺降低，與NORDIN 等［24］研究結(jié)果一致。

同時執(zhí)行運(yùn)動和認(rèn)知任務(wù)時，會導(dǎo)致其中一項或兩項任務(wù)性能的變化，出現(xiàn)雙任務(wù)干擾（dual-task interference，DTI），反映了兩種任務(wù)對大腦內(nèi)有限處理資源的競爭。特別是當(dāng)疾病導(dǎo)致可用的注意力資源減少或者由于運(yùn)動感覺障礙而需要增加注意力來執(zhí)行常規(guī)任務(wù)時，DTI 更明顯。本研究中，腦卒中伴前庭癥狀患者需要更多的注意力資源來應(yīng)對步行期間不平衡的前庭信息輸入，從而導(dǎo)致運(yùn)動感覺統(tǒng)合中斷，出現(xiàn)步態(tài)參數(shù)的異常，突出表現(xiàn)為步速顯著下降。通過降低速度以提高姿勢穩(wěn)定性，這是避免失衡和跌倒的常用策略。既往研究證實，感覺反饋對運(yùn)動控制的影響取決于步態(tài)速度，并隨著步態(tài)速度的增加而降低［25］。功能影像也證實，正常健康人在跑步和快走過程中，感覺皮層區(qū)域的激活減少［26］。因此，感覺反饋主要用于緩慢運(yùn)動期間的平衡控制。研究發(fā)現(xiàn)，視覺、本體感覺和前庭覺等感覺缺陷患者在慢速模式下的步態(tài)變異性增加通常較強(qiáng)，而快速模式下的平衡調(diào)節(jié)較少依賴于感覺反饋控制，步態(tài)波動相對小［27-28］。本研究結(jié)果也顯示，前庭障礙的患者在雙任務(wù)條件下步速顯著下降，而在慢速行走過程中由于前庭覺輸入缺失、感覺反饋受損，患者很難充分穩(wěn)定步態(tài)，表現(xiàn)出明顯的步態(tài)異常。

DTC 提供了一種測量方法，量化了對認(rèn)知資源的需求，反映了步行運(yùn)動控制中的認(rèn)知成分［29］。部分研究提示腦卒中早期階段可能需要大部分注意力資源維持患者的運(yùn)動表現(xiàn)，因而沒有足夠的資源用于維持同時進(jìn)行的認(rèn)知任務(wù)［30］，所以認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)會導(dǎo)致認(rèn)知表現(xiàn)更差，而認(rèn)知成本的增加會直接導(dǎo)致跌倒風(fēng)險的增加。另外，研究發(fā)現(xiàn)，雙任務(wù)測試時的表現(xiàn)與個體分配注意力資源的能力有關(guān)，取決于雙任務(wù)的性質(zhì)和難度［31］。有研究推測，運(yùn)動任務(wù)和認(rèn)知任務(wù)占據(jù)不同的注意力資源，可能認(rèn)知任務(wù)涉及較多的注意力資源參與，而運(yùn)動任務(wù)則部分涉及自動化調(diào)整過程［32］。本研究中托盤任務(wù)不夠復(fù)雜而無法達(dá)到負(fù)面影響表現(xiàn)所需要的注意力閾值，對步態(tài)參數(shù)的影響未見顯著差異；而連續(xù)減法任務(wù)，需要消耗更多的注意力資源，嚴(yán)重影響患者的步態(tài)穩(wěn)定性。還有研究顯示步行時拿空水杯跟單任務(wù)步行相比步速下降未見統(tǒng)計學(xué)差異，而裝有水的水杯則影響步態(tài)的穩(wěn)定性［33-34］。因此，不同的次級任務(wù)及任務(wù)難度會對注意力資源產(chǎn)生不同的需求，從而對步態(tài)和注意力成本產(chǎn)生不同程度的影響。本研究結(jié)果顯示，在雙任務(wù)成本的變化中，認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)時步速和雙支撐相時間占比DTC 高于運(yùn)動-運(yùn)動雙任務(wù)DTC，結(jié)果表明額外認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)比運(yùn)動-運(yùn)動任務(wù)會更明顯的消耗患者的注意力資源，更能發(fā)現(xiàn)患者的步態(tài)異常，因此，認(rèn)知的參與在患者步行模式變化中起著重要作用，不同的雙任務(wù)對患者的步態(tài)影響不同。趙依雙等［35］對16 名健康志愿者進(jìn)行連續(xù)減法任務(wù)和言語流暢任務(wù)的雙任務(wù)步行發(fā)現(xiàn)，由于執(zhí)行連續(xù)減法任務(wù)時激活雙側(cè)下頂葉神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的活動，而言語流暢任務(wù)只激活左下額葉皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因此，連續(xù)減法任務(wù)需要更多的注意力資源出現(xiàn)認(rèn)知-運(yùn)動相互干擾模式。對雙任務(wù)神經(jīng)機(jī)制的影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)兩個相似的任務(wù)所激活的重疊區(qū)域越大，其兩項任務(wù)間的資源競爭越激烈［36］。功能性近紅外腦成像技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能是由前額葉皮層和頂葉皮層組成的網(wǎng)絡(luò)共同調(diào)節(jié)的，額葉皮質(zhì)的活動增強(qiáng)與行走能力的提高有關(guān)，頂葉皮層與高級前庭功能相關(guān)，未來研究前庭功能障礙患者雙任務(wù)加工的執(zhí)行功能時，可以做功能連通性分析等，從大腦網(wǎng)絡(luò)的角度對雙任務(wù)執(zhí)行功能進(jìn)行分析，滿足患者個體化精準(zhǔn)化康復(fù)需求［37-38］。近年來，越來越多的文獻(xiàn)證明基于步行的雙任務(wù)訓(xùn)練可降低腦卒中患者DTC，且對步態(tài)及平衡改善的效果優(yōu)于常規(guī)康復(fù)訓(xùn)練［39］。雙任務(wù)訓(xùn)練可以使認(rèn)知資源的分配策略得到優(yōu)化，當(dāng)主要任務(wù)對注意資源的需求減少時，就有更多的注意資源分配給次要任務(wù)，增加任務(wù)間的協(xié)調(diào)性，改善患者的步態(tài)平衡功能。目前對于腦卒中伴前庭癥狀患者的雙任務(wù)訓(xùn)練的方案還需要進(jìn)一步探究。

綜上所述，與單任務(wù)相比，雙任務(wù)條件下的步態(tài)評估，特別是認(rèn)知-運(yùn)動雙任務(wù)評估可能是更有效地發(fā)現(xiàn)后循環(huán)卒中伴前庭癥狀患者步態(tài)異常的評估指標(biāo)，也更適用于患者的康復(fù)訓(xùn)練計劃。另外，本研究存在一定的局限性：樣本量較少，不是連續(xù)入組患者，可能存在選擇偏倚；另外本研究沒有對影響步態(tài)的關(guān)節(jié)動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行探索。未來尚待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，增加不同認(rèn)知任務(wù)、不同難度任務(wù)等次級任務(wù)進(jìn)行雙任務(wù)研究，同時需增加影像學(xué)評估，尋找適合前庭功能障礙患者的雙任務(wù)訓(xùn)練方案，為前庭功能障礙患者提供新的治療策略。

作者貢獻(xiàn)：尹苗苗提出研究構(gòu)思，負(fù)責(zé)試驗實施，觀察指標(biāo)的測量與數(shù)據(jù)收集，撰寫論文初稿與修訂；崔立玲、李雅晴、王利群負(fù)責(zé)試驗實施與評估，觀察指標(biāo)的數(shù)據(jù)收集；張玥、巫嘉陵負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體進(jìn)行監(jiān)督管理；所有作者確認(rèn)了論文終稿。

本文無利益沖突。