2型糖尿病患者动态平衡障碍特点分析

李 谨 辛玲玉 马肖钰 刘 博

(首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科研究中心 北京市耳鼻咽喉科研究所 耳鼻咽喉科学教育部重点实验室，北京 100005)

2型糖尿病 (type 2 diabetes mellitus, T2DM)是全球危害最大的慢性疾病之一，已成为全球重大医疗挑战。预计世界范围内糖尿病患病率将从2015年的8.8%上升至2040年的10.4%，影响了全球人口十分之一[1]。在英国，17岁以上人群中糖尿病的发生率为6.2%[2]，而中国正在面临更大的挑战，目前糖尿病患病率为9.7%，糖尿病前期为15.5%[3]。事实上，国际糖尿病联合会的估计显示，全球范围内中国是糖尿病患者人数最多的国家(1.1亿)，也是因糖尿病死亡人数最多的国家[1]。

2型糖尿病可导致多种合并症，如急性冠状动脉综合征、卒中、视网膜病变、肾病、周围神经病变和自主神经功能障碍等[4]。根据世界卫生组织估计，2012年因糖尿病直接导致死亡人数为150万，全球有220万人死于糖尿病相关合并症[5]，因此糖尿病和相关合并症被认为是导致全球人口过早死亡最重要的危险因素之一。研究[6]显示，65岁以上糖尿病患者跌倒发生率为39%，是正常人群的3倍，而跌倒是造成残疾和老年人可预防死亡的主要原因[7]。因此，分析2型糖尿病患者跌倒的危险因素非常重要。

动态平衡是人体运动或者受到外力作用时，能自动调整及维持姿势的能力。跌倒是动态平衡受损的严重后果[8]。掌握动态平衡需要视觉系统、前庭系统和本体感觉体系的感觉信息输入以及中枢神经系统的整合[9]。这三种外围感觉系统中任何一种的损害均可导致不稳定感和跌倒。以前的研究[10]表明，糖尿病与平衡控制障碍有关，主要是由于视觉系统(糖尿病视网膜病变)和本体感觉系统(周围神经病变)的损害。前庭系统提供空间定向信息以保持静态和动态平衡[9]，目前糖尿病对前庭功能影响的研究较少，临床研究[11]显示，糖尿病患者的前庭功能障碍发生率为70%，高于正常对照受试者。组织病理学研究[12]表明，糖尿病性微血管病影响前庭系统，导致葡萄糖代谢紊乱和局部缺血，从而扰乱了半规管和耳石的代谢。糖尿病前庭损害可能也是平衡障碍的重要原因。糖尿病周围神经病改变了脚和脚踝中的运动和/或感觉成分，而糖尿病性视网膜病改变了视觉系统中平衡的感觉成分，从而增加姿势摆动和导致步态不稳定性。对于糖尿病患者动态平衡障碍的综合评估，有助于发现糖尿病患者跌倒发生的主要原因。

本研究通过综合评估2型糖尿病患者和对照受试者的平衡控制能力，探讨2型糖尿病患者平衡控制障碍的特点，并分析导致跌倒的危险因素。

1 对象与方法

1.1 研究对象

将2013年1月至2015年12月于首都医科大学附属北京同仁医院就诊的51例2型糖尿病患者作为糖尿病组，其中男性27例，女性24例，平均年龄(56.1±10.1)岁。同期选择本院健康体检中心43 例健康查体者为对照组，其中男性17例，女性26例，平均年龄(54.4±7.2)岁。所有研究对象均无耳科疾病史、糖尿病史、眼底病变及眩晕史。

1)纳入标准：①年龄在20至70岁之间。②符合T2DM的诊断标准[13]。所有患者的空腹血糖均高于125 mg/dL(6.9 mmol/L)或2 h 75 g 口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test， OGTT)高于199 mg/dL(11.0 mmol/ L)。③行动便利。

2)排除标准：①有其他明确导致内耳损伤的病因，如噪音损害、耳毒性药物使用、梅尼埃病、良性阵发性位置性眩晕、前庭神经炎。②严重的肝、肾、心脏、神经系统疾病以及其他全身疾病。③耳科检查存在外、中耳疾患者。④耳部外伤手术、脊柱四肢等骨、关节外伤手术史。

1.2 研究方法

该研究方案经首都医科大学附属北京同仁医院的机构审查委员会批准，每位患者签署知情同意书参加研究(批准文号：Z20120701)。

所有参与者完成了详细的病史问卷调查，并接受了耳鼻喉科和神经科检查。收集血液样本检测糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin A1c， HbA1c)浓度和相关生物化学指标检查。Smart-EquiTest动态姿势测试系统评估符合纳入标准的参与者的平衡控制能力。

平衡测试使用Smart-Equi Test计算机动态姿势测试系统(美国NeuroCom International公司)进行测试。该设备包括可以向上或向下倾斜或沿前后方向平移的压力板，压力板的运动会在脚踝处引起背屈或跖屈旋转。在测试过程中，受试者戴着安全带，并在压力板上笔直站立，面对三面环绕着的彩色屏幕(视觉周围)[14]。

在感觉组织测试(sensory organization test, SOT)中使用6个条件，每个条件测试时间为20 s，共重复3次，以评估受试者如何比较、选择和整合前庭功能、本体感觉功能和视觉功能。在条件1(用作参考)中，受试者站立在视觉周围固定的稳定支撑表面上，并且保持眼睛睁开，此时平衡三联都参与到平衡控制中来。在条件2中，受试者闭上眼睛已去除视觉在平衡控制中的影响。在条件3中，视觉周围不固定并且与受试者的姿势摇摆(摇摆参考视觉)一致地移动，使得视觉和前庭信息不匹配，以致不能有效防止跌倒。在以下3种情况下(4,5和6)，视觉输入保持不变，然而，支撑表面与参与者的摇摆相匹配，使得他们不能依靠运动输入来维持其平衡。本体感觉分测验得分为条件2 /条件1的分数，视觉分测验得分为条件4 /条件1的分数，前庭分测验得分为条件5 /条件1的分数[15]。

稳定极限测试(limits of stability test,LOS)[16]是评估人体在固定双足并且不跨步的情况下从中线(垂直)倾斜的任何方向上的最远距离。运动控制测试(motor control test,MCT)[17]评估受试者于支撑表面突然平移时产生有效运动反应的能力。该测试以下面3个等级的速度进行：小幅度(2.8 °/s)，中度幅度(6.0°/s)，大幅度(8.0°/s)。所有测试数据都被收集并存储在计算机上。

1.3 统计学方法

2 结 果

2.1 研究对象的临床特征

糖尿病组和对照组的性别构成、体质量指数(body mass index, BMI)、年龄、高血压患病比率比较，差异无统计学意义。糖尿病组和对照组的HbA1c浓度差异有统计学意义(t=-8.274,P=0.000)，详见表1。

表1 糖尿病组和对照组基本资料及临床特征的比较

2.2 平衡功能测试结果

平衡测试结果显示，糖尿病组和对照组之间SOT评分、本体感觉分测验(somatosensory subtest, SOM)评分和前庭分测验(vestibular subtest, VEST)评分，差异均无统计学意义(P>0.05)。糖尿病组和对照组之间的LOS限值差异亦无统计学意义(P>0.05)。然而，与对照组相比，糖尿病组患者的视觉分测验(visual systems test, VIS)评分及MCT评分差异有统计学意义(P=0.032，P=0.018)，详见表2。

3 讨 论

糖尿病导致身体多种系统的微血管合并症[18]，如视网膜病变、肾病及周围神经病等，其中糖尿病视网膜病变和糖尿病周围神经病变是导致步态不稳定和跌倒的主要微血管合并症[19-20]，研究糖尿病对前庭功能的影响，以及前庭功能障碍对糖尿病患者平衡控制的影响意义重大。本研究通过Smart-Equi Test对糖尿病患者动态平衡的综合评估，有助于发现糖尿病患者动态平衡的危险因素。

The data were analysed using the Mann-Whitney U test because the data in SOT, VIS, VEST, SOM, MCT and LOS score were not normally distributed.*P<0.05;SOT:sensory organization test;VIS:visual systems test;VEST:vestibular subtest;SOM:somatosensory subtest;LOS: limits of stability test;MCT:motor control test.

Smart-Equi Test是美国食品药品监督管理局批准的平衡功能评估和临床治疗标准化设备，用于测试糖尿病患者的平衡功能。在本研究中，糖尿病患者和对照受试者之间的SOT评分差异无统计学意义。笔者还发现糖尿病患者和对照受试者的SOT的前庭分测验得分差异无统计学意义。 Ward等[21]通过甩头试验和前庭诱发肌源性电位(vestibular-evoked myogenic potential, VEMP)检查发现84%的2型糖尿病受试者前庭功能异常。下一步研究需要完善前庭功能的检查，评估糖尿病患者前庭功能障碍对动态平衡的影响。临床和动物研究也显示了糖尿病对前庭系统的影响。视频眼动电图和温度试验[22]证实，1型糖尿病的年轻患者(6～28岁)同时伴有中央和外周前庭功能障碍。糖尿病模型动物研究[12,23-25]证实前庭系统出现糖尿病相关的病理变化，包括血管纹中毛细血管基底膜增厚，1型毛细胞(也称为内毛细胞，受体转导电位)缺失以及前庭蜗神经周围的髓磷脂的减少。前庭系统在感觉和运动系统中起到重要作用，其将感知关于头部运动和相对空间位置的信息传入到中枢神经系统。中枢神经系统随后整合这些信息以及来自视觉和本体感觉系统的信息来调整身体相对于外部环境的位置。前庭系统通过产生补偿性眼球运动来保持平衡，并在运动期间协调姿势控制。因此，前庭功能障碍导致动态平衡能力下降，从而造成跌倒风险增加。糖尿病患者和对照受试者的SOT的前庭分测验得分差异没有统计学意义，可能是因为糖尿病患者适应前庭损伤的状态：外周前庭器官输入到中枢错误的外界位置信息，经过中枢神经系统的处理和矫正，最终获得校正的前庭感觉，因此不平衡的感觉和眩晕的症状不太明显。然而前庭眼球反射在调节姿势稳定性方面发挥重要作用[9]，前庭功能障碍导致的代偿性眼球运动对平衡的影响不可忽视，因此完善糖尿病患者前庭功能检查，对于探索糖尿病患者前庭功能损害对于跌倒的影响具有重要意义。

来自本体感觉、视觉和前庭觉以及前庭眼反射和前庭脊髓反射的信息有助于运动协调，进而保持平衡。三个周围感觉系统中任何一个的损伤将导致不稳感和跌倒。与其他感觉系统相比，视觉在人类对身体位置的感知和控制中起着至关重要的作用。Hallemans等[26]对周边视觉系统(全盲和低视力)缺陷的成年人进行步态分析显示，视觉受损者具有较短的步幅长度，躯干更加后倾和脚后跟着地时踝关节屈曲度更小，导致运动时身体位置的感知和控制能力下降。本研究中SOT的视觉分测验分数在糖尿病患者中显著降低，与以前的研究[27-28]结果一致，进一步证实了视功能在维持身体运动和平衡控制方面的重要作用，因此，SOT的视觉分测验分数的减少可能导致糖尿病患者跌倒率增加。SOT的躯体感觉分测验分数在两组之间差异没有统计学意义。本研究显示，尽管23.5%的糖尿病患者有周围神经病变，但只有2%表现出糖尿病足溃疡(2%)，表明糖尿病周围神经病变可能不会严重到导致本体感觉显著下降。然而，由于仅定性诊断患者并未评估周围神经病变的程度，因此需要进一步在研究中采用10 g Semmes-Weinstein单丝和128 Hz音叉进行确认[29]。

动态姿势平衡用于评估日常生活中的平衡能力。LOS是指个人可以调节重心而不失去平衡的最大自主距离或角度，用于评估跌倒风险中的静态站立平衡和物理控制能力[30]。相对于对照组，糖尿病患者同样能够在静态站立时保持身体平衡，糖尿病组MCT评分显著降低。在MCT测试中，平台上的脚的压力变化反映了全身对前向或后向摇摆的协调反应能力，这对于评估动态平衡是至关重要的，结果显示，糖尿病患者突然对重心被动的向前或向后摆动的主动反应存在明显延迟，提示糖尿病患者应避免突然的运动导致重心摆动。