步态在老年认知功能障碍中的研究与应用进展

陶 帅 韩 芳 吕泽平 谢海群

作者单位：1.大连大学 116622 2.大连大学附属中山医院 1160013.国家康复辅具研究中心附属康复医院 100176 4.佛山市人民医院 528000

步态在老年认知功能障碍中的研究与应用进展

陶 帅1韩 芳2综述吕泽平3※谢海群4审校

作者单位：1.大连大学 116622 2.大连大学附属中山医院 1160013.国家康复辅具研究中心附属康复医院 100176 4.佛山市人民医院 528000

步态是认知和运动等多功能和系统协同的生物学行为，老年人认知功能障碍的发生和进展过程常涉及步态异常现象，继而带来平衡障碍和跌倒风险等问题，而跌倒是老年人损伤和丧失自理能力的主要原因，严重威胁老年人的健康和生活质量。本文针对老年人认知功能性疾病中步态异常的研究新进展做文献综述，旨在强调步态参数在老年人认知障碍评估的重要性，提出步态指标作为认知功能障碍的先兆指征，以实现相关疾病实现预防、早期干预和延缓病情进展的目的。

步态 认知功能障碍 跌倒风险 老年

步态是指人行走时所呈现的姿态和动作。行走的生物学过程涉及神经系统、骨骼肌系统和心肺系统等多系统的全身协调。因此，步态异常能够反映出个体的身体状况和某些系统疾病。步态与平衡的障碍随着年龄的增长而逐渐凸显，在60～69岁的老年人群中，约有11%的步态异常发生率；在70～79岁的老年人群中，约有37%的步态异常发生率，而在80岁以上的老年群体中，这一数字达到61.7%[1]。老年神经退行性病变引发的认知功能障碍是老年步态异常发生的主要原因之一，同时认知功能障碍程度直接影响步态异常程度[2]。步态异常引发的跌倒损伤和自理能力丧失严重威胁老年人的晚年生活质量，给老龄化国家的家庭和社会带来沉重负担。目前，对于老年人的认知功能障碍评定主要依赖于相关量表(MMSE和MoCA等)的测定，具有较强的主观性，缺乏连续的可靠性，同时对于早期的轻度认知功能障碍(Mild cognitive impairment,MCI)的检测缺乏敏感性，因此深入而系统地研究步态与认知功能障碍的相关性，明确步态参数反映的生物学意义，对逐步将步态纳入脑功能下降的无创生物学指标具有重要意义。本文将针对近年来步态在老年认知功能性疾病中的研究进展进行综述，提出步态检测在认知功能障碍评定中的重要性并明确未来的主要研究方向。

1.步态参数与步态异常

1.1 步态参数 将行走的过程分割观察研究，细化步态参数是评估步态的前提。步态周期是指行走过程中一侧足跟着地至该侧足跟再次着地时所经过的时间。整个步态周期分为两个时期，即脚着地的站立期和未着地的摇摆期，其中双脚站立的时期又叫双支撑相。其他常用的步态参数还包括步长、步幅、步速、步频和跨步时间变化率(Stride-to-stride variability of stride time,STV)等。虽然步态会随着年龄的增长而发生改变，但明显的步态异常变化常与相关疾病密切相关。

1.2 步态的评估方法 与认知功能相关的空间感知能力和注意力，大脑额叶管控的执行功能和路线规划能力等直接影响步态与行走的稳定性。因此增加认知和控制能力任务的步态检测更加能够反映出步态的异常情况，尤其针对症状不明显的MCI患者，经常采用的步态评估方法是双重任务测试(Dual task test“stops walking when talking”)。Lillemor Lundin-Olsson等在临床实践中发现认知功能障碍的老年人当开始与人交谈时会停止行走，而且这种执行认知和运动双重任务的能力与老年人的跌倒风险相关，并逐渐成为一种评定认知运动功能和跌倒风险预测的检测试验[3]。另一种常用的方法是起立行走坐下测试(Timed up and go test，TUG test)，该测试通过记录受试者从听到指令后开始从站立后按照平日行走习惯行走三米，转身返回椅子坐下所用的时间，同时结合该过程中肉眼客观的步态描述来评定受试者的步态异常情况和跌倒风险。65～85岁正常步态老年人的TUG完成时间应小于12秒[4]。同时，研究表明TUG完成时间在30秒以上的老年人具有比较高的跌倒风险[5]。

1.3 步态异常分类 步态异常情况和程度常提示相应系统和部位的病理变化，Nutt等根据感觉运动功能的解剖学定位，将步态异常分为三类(参见表1)。该分类有助于判断产生相关步态异常的病因[6]，但老年人认知功能障碍中晚期常涉及多种步态异常情况，因此需要询问病史和结合其他临床表征。

表1 感觉/运动与步态异常分类

2.阿尔茨海默症(Alzheimer disease,AD)患者的步态研究

早期AD患者以记忆和注意力减退为主要症状，步态障碍不明显，“谨慎步态”特征能够通过步速、跨步时间和步长等步态参数的下降体现。一项对早期轻微AD患者的两年长期观察研究显示，两年间患者在单双重任务测试时，步速与步长呈下降趋势，而双支撑相和步宽步高则无明显变化，这些步态异常变化影响步态的稳定性，增加患者的跌倒风险[7]。随着病情进展，AD患者的执行力明显下降，同时病变累及运动皮层，从而影响步态[8]。最新完成的一项系统性临床研究表明，双重任务步态检测可以预测MCI患者的认知功能障碍进展[9]。深入细化步态相关参数的研究发现，步态参数中的步长、双支撑相稳定性、步速与跨步时间变化等参数与认知功能障碍程度、执行能力以及跌倒风险具有较强的相关性[10～14]。同时认知能力的改善能够明显改善步态异常情况，提高平衡能力和步速等[15,16]。以上研究表明认知和步态异常具有共同的脑病理发病机制，步态可作为认知功能障碍评估的潜在指标。中晚期AD患者的步态障碍早有发现和研究，主要表现为额叶病变步态，步速减慢，步长缩短和跨步时间变异，以及在转向过程中的犹豫[17,18]。而在AD进展的过程中，提早治疗能够有效改善后期的步态异常状态，如果患者早期即呈现出步态异常的明显特征，则后期病情进展过程中，步态异常的进展速度也较快[19]。一些药物在改善认知功能的同时也会改善步态异常的情况，一项Ⅱ期临床试验显示盐酸多奈哌齐在改善AD患者认知的同时能够有效提高患者在单双重任务时的步态表现，提高步速和跨步时间变化等步态参数[20]。AD发病隐匿、进展周期长，在早期能够发现步态的异常表现，提前进行干预，将有效延缓AD的进展，同时在治疗过程中监测步态的异常变化趋势能够提示AD的进展速度，通过评估药物对步态异常的改善程度也能评估药物对于认知运动功能的改善效果。

3.血管性痴呆(Vascular dementia,VaD)患者的步态研究

步态异常是早期VaD患者的普遍现象，在一些报道的临床试验中，步态异常检出率高达70%以上[21]，因此步态异常已被纳入美国国家神经疾病-中风研究所与国际神经科学协会(National Institute of Neurological Disorders and Stroke and the Association Internationale pour la Recherche et l’Enseignement en Neurosciences，NINDS-AIREN)的VaD诊断标准。与AD患者相比，VaD患者的步速更加缓慢，同时步长变短，并在发病早期即呈现步态异常，同时步态异常比例在早期就达78%，在病情进展过程中这一比例维持[22]。一项旨在探究不同类型痴呆进展与运动能力下降的长期研究结果显示，分别有25%的AD和79%的VaD患者有步态异常情况，二者长期观察运动能力下降情况也具有差异，VaD患者运动下降能力较健康和进行性的AD患者更快，因此对于VaD患者来说更加需要步态与平衡的训练矫正[23]。J.Verghese1等开展的一项临床前瞻性研究纳入了399名75岁以上的老年人，观察他们在3年和5年后的VaD发病情况，其中具有高风险神经步态障碍的老年人为54名，高风险神经步态障碍组的3年和5年发病数分别为14 (HR 3.3,95% CI 1.8～5.9)和25 (HR 2.7,95% CI 1.7～4.2)，提示步态异常指标是VaD较好的预测指标[24]。一项1155例的大规模皮层下血管性痴呆(Subcortical vascular dementia，sVaD)患者的5年间前瞻性研究结果显示，Tinetti平衡与步态量表(Tinetti Performance Oriented Mobility Assessment,Tinetti POMA)与临床痴呆量表(Clinical dementia rating scale,CDR)评分具有相关性，同时在随访期间，步态表现呈下降趋势[25]。综合以上代表性研究，提示步态异常是VaD患者的特征性临床表征，同时也是VaD发生的危险因素和预测指标。

4.伴痴呆帕金森患者(Parkinson’s disease with dementia，PDD)的步态研究

帕金森病是一种以多巴胺能神经元变形缺失和路易小体形成为病理特征的中枢神经系统退行性病变，临床体征以肌肉僵直、震颤和姿势步态障碍为主，越来越多的研究表明在PD的进展过程中伴随着认知功能障碍等非运动症状，患者从PD-MCI进展至PDD进行性加重，主要归因于Lewy 病理改变，tau 蛋白沉积和β-淀粉样蛋白沉积等病理性改变的发生。Muller等开展的一项联合影像学和实验室检查的跟踪临床试验显示即使低水平的β-淀粉样蛋白沉积的增多也会增加PD患者姿势保持和步态障碍程度，同时姿势保持和步态障碍亦是PD患者认知功能障碍发展的危险因素[26]。Rosie等开展的一项基点和时间节点的前瞻性研究发现步态比MoCA量表在视觉记忆和波动性认知障碍方面评估有更好的敏感性，提示步态特征，如步速、节律、变异度和协调度以及姿势控制等异常可能是PDD更好的预测指标[27]。

5.展望

现阶段AD与PD等与老龄化相关的进行性加重的退行性病变尚无治愈的办法，因此提前预防和早期发现对于延缓病情的进展十分关键。步态是神经科学典型的行为表征，早在一百多年前，人们就通过观察注意到步态与认知的相关性，然而较为系统的临床试验研究在近十年来才开展起来，这得益于步态检测设备的快速发展和步态参数的细化。步态用于认知障碍和跌倒风险的评估具有重要的实际意义，国外多个研究机构已经开展了深入细致的步态参数与认知障碍程度以及两者相互改善关系的临床研究，提示涉及认知和运动的双重任务中的步态异常改变可作为认知功能障碍发病早期的预判指标。我国步态与认知功能障碍研究尚处于起步阶段，缺乏系统的相关人群流行病学调查与临床试验研究，因此积极开展此类研究能够明确步态在我国认知障碍患者中的临床意义。探索步态在认知功能障碍评估、早期诊断与治疗评估过程中的作用，考察其成为无创早期预测与诊断和评估认知功能障碍程度指标的可能性，可实现在认知障碍出现临床症状的先兆期进行介入干预，达到预防和有效延缓发病的目的。

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Advancesinresearchandapplicationofgaitinelderlycognitiveimpairment

(TAOShuai1,HANLianfang2,LYUZeping3,XIEHaiqun4.

1.DalianUniversity,Dalian116622;2.AffiliatedZhongshanHospitalofDalianUniversity,Dalian116001;3.AffiliatedrehabilitationhospitalofNationalResearchCenterforRehabilitationTechnicalAids,Beijing100176;4.Foshanpeople’shospital,Foshan528000,China.)

Gait is comprehensive biological behavior requiring cognition and motor and other multi-functional and systematic collaboration.The elderly cognitive dysfunction of the cognitive impairment diseases often involves gait abnormalities,which lead to the imbalance and risk of falls and other issues.Fall is the main reason for the elderly injury and loss of self-care ability that is a serious threat to the health and quality of life of the elderly.This paper aims at emphasizing the importance of gait parameters in the assessment of cognitive impairment in the elderly,and propose the gait indicator as a precursor of cognitive dysfunction.To achieve the purpose of prevention,early intervention and control of cognitive impairment disease progression of the elderly.

Gait, Cognitive impairment

国家自然科学基金项目(编号：61501076)；国家科技支撑计划课题(编号：2015BAI06B02)；大连市高层次人才创新支持计划(编号：2016RQ077)

※为通讯作者

10.3969/j.issn.1672-4860.2017.05.003

2017-7-15