预测老年女性跌倒风险的静立平衡COP 活动参数研究

李宗涛

静立平衡是人体的姿势控制能力的一个重要方面，其功能衰退是老年跌倒风险升高的重要内因之一［1－2］。有研究表明，静止站立平衡测试中，COP(Center Of Pressure)晃动情况能有效评价人体的平衡和姿势控制能力［3－4］，并被应用到老年人跌倒风险的评价中。但以往文献关于老年人跌倒风险与COP 晃动参数(速度、距离和方向)关系的研究结果存在争议，潜在的跌倒风险敏感预测指标尚不明确。因此，有必要对老年人跌倒风险的静立平衡COP 活动参数特征进行研究，以期明确其中老年人跌倒风险的敏感预测指标。

1 研究方法

1.1 受试对象

65岁以上老年女性34 名，无明显心血管、神经和关节等影响活动和平衡的疾病。所有受试者测试前填写知情同意书，接受身体健康检查并完成一周身体活动锻炼类型与时间的问卷。根据跌倒史情况调查，受试者被分为跌倒组和未跌倒组，跌倒者定义为测试前12 个月经历过一次或多次跌倒。跌倒的标准为突然的、非故意的倒在地面或地板上，或其他水平较低的位置，较大障碍物绊倒或明显的湿滑地面滑倒不计。

1.2 测试手段与方法

采用Metitur Good Balance System 进行静力性平衡能力测试，采集频率50 Hz。仪器上的三角形测力板可以情况提供静立平衡测试中受试者身体晃动的COP 活动参数。4种测试按以下顺序进行:1)双脚自然站立，睁眼。测试时受试者双脚平行开立，约与肩同宽。2)双脚自然站立，闭眼。3)tandem 步站立测试，睁眼。Tandem 步站立测试时，受试者一个脚放置于另一脚的前面，双脚纵轴方向保持一致。4)单脚站立，睁眼。单脚站立测试要求支撑优势腿站立，另一腿弯曲，脚轻触支撑小腿内侧。双臂交叉抱拢，置于胸前，避免姿势控制时不同的手臂反应协调动作。在所有睁眼测试中，受试者目视5 米之外，约与眼同高的静止物体。每项测试持续15 秒。Metitur Good Balance System根据COP 晃动情况提供四种参数:COP 左右和前后总的位移和平均速度。由于身高会影响身体重心的位置和平衡，所有数据进行自身体重的标准化处理。COP左右或前后方向平均位移指压力中心在X 或Y 方向上的平均位移，COP 左右或前后方向晃动速度指压力中心在单位时间内X 或Y 方向上的移动距离，即X 或Y 方向的移动速率。

1.3 统计与分析

1)以年龄为协变量，对静立平衡能力进行跌倒者和未跌倒者的组间多变量协方差比较，显著性水平取0.05，﹡﹡表示P ＜0.01，差异非常显著，﹡表示P ＜0.05，差异显著。

2)跌倒风险指数与静立平衡参数的关系采用Pearson 多元逐步回归，跌倒风险指数与跌倒风险因子得分的关系采用向后剔除的回归分析。

所有统计分析所有表格数据以均数± 标准差表示，图中数据以均数±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 跌倒者和未跌倒者不同站姿静立平衡COP 活动参数比较

表1 跌倒者和未跌倒者不同站姿静立平衡参数对比

表2 跌倒者和未跌倒者组间效应的检验

表1 跌倒者和未跌倒者静立平衡参数对比和表2两组间效应检验表显示:在4种站姿的静立平衡测试中，正常步站立睁眼和闭眼时，跌倒者和未跌倒者COP 晃动平均速度和位移之间的差异都没有差异性，但跌倒者在Tandem 步测试COP 前后方向平均位移F(1，32)=7.013，P=0.014 和速度F(1，32)=4.472，P=0.045，单脚站立时COP 左右方向平均位移F(1，32)=5.884，P=0.023 和速度F(1，32)=6.208，P=0.02 比未跌倒者较大，差异具有显著性。这说明在Tandem 步和单脚站立的静立平衡测试中，跌倒者比未跌倒者COP 晃动程度较大，在Tandem 步静立测试中主要体现身体的前后纵向平衡控制上，在单脚睁眼静立测试中主要体现在身体左右横向平衡控制上。从图1～图4 可以看出在渐增难度的静立平衡测试中，随着站立姿势难度的增加，老年女性COP 前后和左右方向位移和速度都呈现增大趋势，只有到达一定的姿势难度时，跌倒者和未跌倒者COP 晃动程度才会出现显著差异。这也说明在站立姿势难度较小的静立平衡测试中，跌倒者和未跌倒者静立平衡能力表现的差异不大，但在一定难度站立姿势的静立平衡测试中，跌倒者姿势控制能力比未跌倒者明显较低。

2.2 老年女性静立平衡COP 活动参数与跌倒风险指数的回归分析

表3 中可以看出，模型2 中F(2，16)=14.548，P=0.000 ＜0.001，由此说明回归效果极其显著。表4回归分析显示了标准化回归方程:跌倒风险指数=0.480 × Tandem 步静立测试COP 前后晃动速度+0.398 ×单脚静立测试COP 左右晃动速度，说明在所有静立平衡测试参数中，COP 在Tandem 步站立测试时的前后晃动速度、和单脚站立测试时的左右晃动速度与老年女性跌倒关系密切。

表3 静立性平衡参数与跌倒风险指数回归分析方差分析表

表4 静立性平衡参数与跌倒风险指数回归关系系数

3 讨论

跌倒史调查是以往研究中老年跌倒风险人群筛选的常用手段，跌倒现象出现通常说明老年人姿势控制能力下降，面临较高的跌倒风险。跌倒风险指数是基于不稳定平台上姿势控制能力得出的动态平衡能力指数，能有效评价老年人平衡控制能力和跌倒风险［5－6］。本研究结果显示在Tandem 步静立平衡测试中，跌倒者COP 前后晃动速度和位移比未跌倒者较大，差异性显著;而在单脚静立平衡测试中，跌倒者和未跌倒者COP 晃动差异却体现在左右方向上;并且COP 在Tandem 步测试时前后晃动速度和单脚站立时左右晃动速度与跌倒风险指数关系密切。通过以上结果可以看出与跌倒史和跌倒风险指数反应的静立平衡COP 活动情况基本一致。这说明静立性平衡测试中，COP 在单脚站立测试时的身体左右晃动和Tandem 步站立测试时身体前后晃动与老年女性跌倒风险高低有关，其相应指标能有效评价老年人静态平衡能力、预测跌倒。

Tandem 步站立测试中COP 前后晃动与老年跌倒者平衡能力下降有关。Satu Pajala 等也曾在Tandem步静立平衡测试中得出跌倒者COP 在前后两脚支撑之间晃动较大的同样结论［7］。其原因可能是Tandem步站立测试是一种常规的神经检查，它较正常站立支撑面减少，对姿势控制系统提出了较高的挑战，有效评价人体平衡能力［8］。由于老年人下肢肌力严重衰退，通常难以在日常活动中承负自身体重，所以在Tandem步测试中，老年人可能倾向于前后双腿共同支撑自身体重。跌倒者下肢肌力衰退较未跌倒者更加严重，前后双腿交替共同负重支撑方式的倾向性更高，这样身体重心就会在前后双腿之间来回移动;还有老年跌倒者两下肢动作协调配合能力较未跌倒者明显下降［9］，也会导致重心控制难度加大，这也会导致COP 前后晃动增加。

先前研究通过测力台对老年人单脚站立时COP活动研究较少。单脚站立中COP 左右晃动与老年人平衡能力下降、跌倒风险关系密切。其原因可能是:身体COP 左右方向移动主要由髋关节左右运动控制，而前后方向主要来自踝关节屈伸力矩的调节［10］。有研究者认为老年人踝部肌力较低，不能产生足够的力矩去应对姿势失衡［11］，随站立难度增加，老年人越来越依靠髋关节大幅度调节策略维持平衡［12－13］。跌倒者下肢左右方向控制肌群衰退可能较未跌倒者严重，肌力更薄弱，导致在较大难度的单脚站立测试中身体COP 左右方向晃动较大、较剧烈。另外迷路性肌紧张的左右差异而导致人体左右方向的较大晃动［14］，跌倒者是否迷路性肌紧张的左右差异较大，还有待于进一步的实验研究、验证。

本研究还发现，在正常步站立的静立平衡测试(睁眼或闭眼)中，跌倒者和未跌倒者身体COP 活动参数值差异不显著。但随着站立姿势难度的增加，Tandem 步和单脚站立测试中，跌倒者和未跌倒者COP 某些晃动参数值的差异出现显著性。这说明相对于自我舒适的站立姿势，较窄支撑面或较难站姿的COP 稳定能力指标更有利于平衡能力评价、预测跌倒。Blaszyczk 和Henry 等也得出同样结论［15］。因此，一定难度水平的静立平衡测试才能有效评价普通健康老年人跌倒风险。

4 结论与建议

4.1 静立平衡测试中，COP 在单脚站立的左右晃动(速度和位移)和Tandem 步站立的前后晃动(速度和位移)能有效评价老年女性的平衡能力、预测跌倒风险。

4.2 一定难度站立姿势的静立平衡测试更有利于评价普通健康老年女性的平衡能力、预测跌倒。

［1］Wolfson LI，Whipple R，Amerman P，et al.Stressing the postural response:a quantitative method for testing balance［J］.J Am Geriatr Soc，1986，34:845－850.

［2］Wolfson L，Whipple R，Derby CA，et al.A dynamic posturography study of balance in healthy elderly ［J］.Neurology，1992，42:2069－2075.

［3］Piirtola M，Era P.Force platform measurements as predictors of falls among older people– a review ［J］.Gerontology，2006，52:1–16.

［4］Thapa PB，Gideon P，Brockman KG，et al.Clinical and biomechanical measures of balance as fall predictors in ambulatory nursing home residents［J］.J Gerontol Med Sci，1996，51:239–246.

［5］Tommaso Sieri，Giovanna Beretta.Fall risk assessment in very old males and females living in nursing homes［J］.Disability ＆Rehabilitation，2004，26 (12):718－723.

［6］Baldwin SL，VanArnam TW，Ploutz－Snyder LL.Reliability of dynamic bilateral postural stability on the Biodex Stability System in older adults［J］.Medicine and Science in Sport and Exercise，2004，36(5):530.

［7］Satu Pajala，Pertti Era，Markku Koskenvuo，et al.Force Platform Balance Measures as Predictors of Indoor and Outdoor Falls in Community－Dwelling Women Aged 63–76 Years［J］.Journal of Gerontology:Medical sciences，2008，63(2):171–178.

［8］R.A.Speers，J.A.Ashton－Miller，A.B.Schultz，et al.Age differences in abilities to perform tandem stand and walk tasks of graded difficulty［J］.Gait and Posture，1998，(7):207–213.

［9］Serrien DJ，Swinnen SP，Stelmach GE.Age－related deterioration of coordinated interlimb behavior［J］.J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci，2000，55(5):295–303.

［10］E.C.Bryant，M.E.Trew，A.M.Bruce，et al.Gender differences in balance performance at the time of retirement［J］.Clinical Biomechanics，2005，(20):330–335.

［11］Woollacott MH，Shumway－Cook A，Nashner LM.Aging and postural control:changes in sensory organization and muscular coordination［J］.Int J Aging Hum Dev，1986，23:97–114.

［12］Amiridis IG，Hatzitaki V，Arabatzi F.Age－induced modifications of static postural control in humans［J］.Neurosci Lett，2003，350:137–140.

［13］Mei－Yun Liaw，Chia－Ling Chen，Yu－Cheng Pei，et al.Comparison of the Static and Dynamic Balance Performance in Young，Middle－ aged，and Elderly Healthy People ［J］.Chang Gung Med J，2009，32(3):297－299.

［14］Julie D.Moreland，Julie A.Richardson，Charlie H.Goldsmith，et al.Muscle Weakness and Falls in Older Adults:A Systematic Review and Meta－Analysis［J］.J Am Geriatr Soc，2004，52:1121–1129.

［15］Henry，S.M.，Fung，Y.，Horak，F.B.Effect of stance width on multidirectional postural responses ［J］.Neurophysiol，2001，85:559–570.