运动对预防老年人跌倒效果的网状Meta分析

郭静霞，陈亮，余启超，吴渔

1.福建师范大学体育科学学院运动与健康福建省高校重点实验室，福建福州市 350117；2.福建师范大学体育科学学院，福建福州市350117

据联合国开发计划署预测，中国65岁及以上人口预计将从2015 年的1.35 亿增至2040 年的3.4 亿，占总人口的21%，人口老龄化程度加剧和年龄结构不平衡将是中国面临的重大社会问题[1]。每年60 岁及以上老年人中约有20%～35%会跌倒，且一半以上的跌倒会导致软组织损伤、出血、骨折等伤害，甚至死亡[2]。跌倒不仅严重影响患者身心健康，还给家庭、医院和社会带来沉重负担，医疗开支随着跌倒频率和受伤程度增加而增长[3]。据世界卫生组织(World Health Orga‑nization,WHO)2007 年报告[4]，跌倒主要由生物因素、行为因素、环境因素和社会经济因素交互造成。

目前预防老年人跌倒的运动形式主要有三大类：单一、组合和新型运动，每类运动间都存在一定的共性和特性。平衡功能受损是跌倒的主要诱因，在临床和基础研究中，改善平衡功能的训练是预防跌倒的重点，通过单一动态平衡板、巴氏球等平衡训练，能够有效改善老年人静态平衡能力[5]。De Carvalho Bastone等[6]的研究显示，50 岁以上老年人的肌力每10 年下降12%～14%，加强肌力，特别是下肢肌力和动作协调性训练，有助于减少老年人跌倒发生。步行也可以提高运动功能[7‑8]。诸如太极拳、瑜伽、普拉提等运动通过对姿势和呼吸的控制，可提高个体神经肌肉协调性。平衡、抗阻、有氧等多种形式的组合运动能显著提高老年人的肌力和平衡功能[9‑10]。

近些年还涌现出大量新型运动干预手段。对身体虚弱，如患有关节炎、骨质疏松、下肢活动功能障碍的老年人，全身振动训练(whole body vibration,WBV)可能是增加训练强度的有效措施，为下肢肌力、平衡控制功能等带来额外的治疗益处[11]。血流限制训练(blood flow restriction,BFR)可以在不对膝关节产生损害的情况下，通过增加负荷增强股四头肌肌力[12]。运动游戏将实时视力反馈与视频游戏相结合，通过多样化运动增加练习趣味性，提高练习动机和注意力。如Wii Fit 游戏允许用户完成如瑜伽、肌力训练、有氧运动和平衡等各种模式训练，并通过实时视觉反馈使参与者更多关注自己的压力中心和稳定性极限[13‑14]，是一种老年人在家中长期坚持参与体育活动的新方式，具有较高的趣味性、性价比和普及性。

预防老年人跌倒的干预效果不仅与运动方式有关，还受制于运动过程管理、指导员经验、运动条件(愉快、安全的练习环境)、社会互动以及是否集体参与等因素。由于老年人日常生活中不可避免会执行各种认知任务，步行时的跌倒风险在执行这些任务的过程中可能会增高，且老年人运动时存在低依从性和高丢失率现象[15]。因此受试者对干预措施的长期可持续性，以及对注意、执行和工作记忆等认知能力的培养，可能发挥更好作用。老年人进行认知和身体功能联合训练比单独认知或身体锻炼效果更好[16‑18]。认知与运动联合干预可能成为预防老年人跌倒的新干预途径。

造成跌倒的风险因素多达132 种[19‑20]，但中枢神经和外周神经控制能力引起的平衡能力、肌力下降和步态不稳是主要原因[21‑23]。本研究从跌倒率、平衡功能、移动功能和下肢肌力方面判断运动干预对老年人跌倒的有效性。国内外大量综述和Meta 分析表明，不同形式运动对预防老年人跌倒均有一定作用。Del‑Pino‑Casado 等[24]、Huang 等[25]的系统综述显示，太极拳是预防老年人跌倒的有效措施。运动能改善社区虚弱老年人的身体功能、日常生活活动能力[26‑27]。振动训练[28‑30]、认知与运动干预[31‑34]、虚拟现实的体感游戏[35‑36]等多种干预手段也大量应用于老年康复，在降低老年人跌倒率，改善平衡和下肢肌力等方面有显著效果。运动无疑是预防老年人跌倒行之有效的措施[37‑39]，但目前尚未研究比较不同运动形式的效果。网状Meta 分析可基于多个研究，比较多种干预措施，并按结局指标进行排序，筛选出最佳干预方案。本研究采用网状Meta 分析，比较不同运动方式对老年人跌倒发生、平衡功能、移动功能以及下肢肌力的疗效，为运动方式选择提供循证依据。

1 资料与方法

1.1 检索策略

检索PubMed、Web of science、Cochrane Library、中国知网等数据库中，运动对老年人跌倒影响的随机对照试验(randomized controlled trials,RCT)、系统综述和Meta 分析，并追溯纳入研究的参考文献作为补充。检索时间均为1980年至2020年7月，采用主题词和自由词结合方式进行。英文检索：(exercise OR physical activity OR sports OR training)AND (older OR elderly OR aged)AND fall*AND (RCT OR randomized controlled trial OR trial)。中文检索词包括老年人、运动、跌倒、随机对照试验、随机、试验、干预。

纳入标准：①研究对象最小年龄或平均年龄≥60岁，明确报告受试者健康状态，包括存在一定跌倒风险的住院患者或社区居住者；②研究设计为随机对照实验；③实验组为有预防跌倒的运动干预措施，对照组为常规措施(日常护理或不相关的干预措施等)。

排除标准：①非中、英文；②重复发表；③数据不清晰，无法计算结局指标的平均数和标准差；④实验组为非运动方式干预；⑤干预持续时间＜4 周；⑥无法取得相应数据或全文，且联系作者未果。

结局指标：①跌倒率，从文献中提取数据，分别计算实验组和对照组的跌倒率；②Berg 平衡量表(Berg Balance Scale,BBS)，包括14 个测量项目，总分56 分，评分越高表明平衡能力越强[40]；③计时起立‑行走测试(Timed 'Up &Go'Test,TUGT)，受试者从座椅上站起，向前行走3 m，再转身走回座椅坐下，记录所需要的时间，用时越少，表示移动能力越强[41]；④下肢肌力，采用肌力测试仪测得的股四头肌、膝伸肌、膝屈肌等肌群的肌力值、峰值力矩、等速肌力。

1.2 文献筛选与资料提取

根据纳入和排除标准，由2 名研究者独立进行文献筛选、资料提取和核对工作，若出现意见不一致，则由第三方进行判断。阅读全文，归纳并录入文献的基本信息、数据等。

1.3 干预措施

指康复专家根据患者实际情况，针对特定目的而制定运动指导方案[42]。本研究将预防跌倒的运动干预分为9 类(表1)：①BFR；②认知与运动结合训练(cog‑nition and movement multitask training,CMM)；③组合式运动(multimodal training,MT)；④抗阻训练(resis‑tance training,RT)；⑤非抗阻式单一运动(physical ex‑ercise,PE)；⑥太极拳(Tai Chi,TC)；⑦WBV；⑧全身振动结合运动训练(combined physical and whole body vibration,PWBV)；⑨体感游戏(Wii Fit,Wii)。对照组(CT)为采用日常护理或不相关的干预措施等。

1.4 文献质量评价

使用Review Manager 5.3 软件，并采用Cochrance协作网推荐的偏倚风险评估工具进行文献质量评价。文献质量评价由2 名研究人员独立进行并交叉核对，如遇分歧讨论解决。评价结果见表2。证据质量为A表示所有评价指标均满足，发生偏移的可能性很小；B表示评价指标部分满足，发生偏移的可能性为中度；C 表示评价指标完全不满足，表明发生偏移可能性很高。排除评价结果为C的文献。

1.5 统计学分析

采用R‑Studio 软件绘制各干预措施间的网状关系图。圆的面积代表该干预措施的样本量，连线的粗细代表两种干预措施间比较研究的数量。

采用R‑Studio 软件(调用JAGS 4.3.0)和Addis 1.16.6 分别进行贝叶斯网状Meta 分析，采用R‑Studio软件绘制森林图。对二分类资料(如跌倒率)，效应量用比值比(odds ratio,OR)和95%可信区间(confidence interval,CI)表示；对连续型资料(如BBS、TUGT、下肢肌力)，效应量用标准化均数差Cohen's d 和95%CI表示，|d|=0.2～＜0.5 为小效应量，|d|=0.5～＜0.8 为中等效应量，|d| ≥0.8 为大效应量[44]。采用Addis 1.16.6绘制最优概率排序。

采用Addis 1.16.6 进行χ²检验和I²定量判断异质性大小。当I²≤50%时，忽略异质性；I²=＞50%～70%，有中度异质性；I²＞70%为异质性较高，进行描述性分析探讨异质性来源。

如果网状关系图存在三角形或四边形闭合环路，则运用Addis 1.16.6 进行环路收敛性评价。当潜在标尺缩减参数(potential scale reduced,PSRF)接近1 (1～1.05)，提示模型收敛性好，能有效预测数据。节点分析显示P＞0.05，提示直接比较与间接比较的结果较为一致；反之说明结果存在争议。

表1 运动干预的核心内容

2 结果

2.1 文献检索结果

初检获得16 665 篇文献，经逐层筛选后最终纳入172 篇文献，共20 638 例受试者。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程图

纳入文献的基本特征见表2。

表2 纳入文献的基本特征

2.2 质量评价

文献均提及“随机”或“随机对照试验”，其中，4篇文献所有评价指标均满足，168篇部分满足，文献整体质量呈中等水平。见图2、表2。

图2 总体偏倚风险评价

2.3 网状关系图

各运动方式都与对照组进行直接比较，其中关于MT、TC、PE、RT、WBV 的研究较多，CMM、PW‑BV、Wii、BFR的研究较少。见图3。

图3 不同结局指标下各运动方式间的网状关系图

2.4 网状Meta分析

2.4.1 跌倒率

共涉及54篇文献，12 065例受试者。MT和RT研究存在中度异质性(I²=50%～70%)，PSRF=1.01，收敛性好。CMM、MT、TC效果优于对照组(P＜0.05)，CMM 优于MT、PE、RT、TC(P＜0.05)，其他各方法间均无显著性差异(P＞0.05)。CMM 可最有效地降低老年人跌倒率(OR=0.26,95%CI 0.14～0.49,P＜0.05)，排名第一的概率95%。见图4、表3、表4。

2.4.2 BBS

共涉及44 篇文献，3193 例受试者。MT、PE、RT、TC、Wii 研究有 中高度 异质性(I² ＞50%)，PSRF=1.01，收敛性较好；节点分析显示，CT‑PE、MT‑PWBV 之间存在不一致性，其他各方法比较结果较为一致。CMM、MT、PE、PWBV 和TC 效果优于对照组(P＜0.05)，PWBV 优于MT、TC、WBV、Wii(P＜0.05)，其他各方法间均无显著性差异(P＞0.05)。PWBV 可最有效提高老年人BBS 评分(d=6.3,95%CI 3.5～9.2,P＜0.05)，排名第一的概率为58%。见图4、表3、表4。

2.4.3 TUGT

共涉及84 篇文献，7117 例受试者。CMM、MT、PE、RT、TC、BFR、WBV 研究存在中高度异质性(I²＞50%)，PSRF=1.01，收敛性好；节点分析显示，MT‑PWBV、PE‑PWBV 之间存在不一致性，其他各方法比较结果较为一致。CMM、MT、PE、PWBV、TC、WBV、Wii 效果优于对照组(P＜0.05)，PWBV优 于MT、PE、RT、TC、WBV、Wii (P＜0.05)，CMM、MT、PE 优于RT(P＜0.05)，其他各方法间均无显著性差异(P＞0.05)。PWBV 可最有效减少老年人TUGT 时间(d=-4.5,95%CI -6.8～-2.1,P＜0.05)，排名第一的概率为93%。见图4、表3、表4。

2.4.4 下肢肌力

共涉及66 篇文献，6021 例受试者。BFR、MT、PE、RT、TC、WBV 研究存在高度异质性(I²＞70%)，PSRF=1.04，收敛性好；节点分析显示，PE‑RT 存在不一致性，其他各方法比较结果较为一致。BFR、MT、RT、WBV 效果优于对照组(P＜0.05)，BFR 优于MT、PE、TC、WBV、Wii (P＜0.05)，RT 优于PE(P＜0.05)，其他各方法间均无显著性差异(P＞0.05)。BFR可最有效提高老年人下肢肌力(d=12,95%CI 7.4～16,P＜0.05)，排名第一的概率为99%。见图4、表3、表4。

图4 不同结局指标各运动方式相互比较森林图

表3 各运动方式与对照组直接比较研究的异质性分析

表4 各运动方式最优概率

3 讨论

老年人肌力呈现增龄性退化现象，加强肌力训练对维持老年人平衡，预防跌倒具有积极作用[45]。对健康人来说，渐进式抗阻运动是增长肌力的最佳选择，但在诸如虚弱老年人、退行性疾病患者或手术后康复阶段患者中，要达到高强度运动水平极其困难[46]。在低负荷运动中加入血流限制，在肌腹产生无氧环境，可以更大程度激活快肌(Ⅱ型)纤维，增加肌肉力量；与高负荷常规运动方案相比，BFR 对膝骨关节炎女性患者的功能恢复和提高股四头肌肌力有益[47]。本文纳入的研究对象大多为有跌倒风险的老年人，身体功能存在一定限制，本研究显示，BFR 提高老年人下肢肌力的效果优于RT。鉴于BFR 可能会影响血管、血液、心脏和神经系统等，存在一定风险，瞿超艺等[48]认为，老年人在下肢加压140～200 mmHg 为最佳方案；存在心血管疾病或健康状态较差的老年人应在专业人员的监督下进行训练。

MT 由于训练量和锻炼肌群明显少于单纯RT，提高老年人下肢肌力的效果不及RT。WBV 是一种利用振动平台进行运动(站立、静态或动态)的新方法，通过刺激肌梭诱导肌肉收缩，增加神经肌肉性能，并影响平衡所需的控制和执行[49]。与传统RT 相比，WBV不仅节省时间，还可增强肌力和爆发力。但WBV 研究存在较大异质性，如振动频率、训练方案、持续时间、坚持程度、穿鞋对振动的阻碍以及振动板上站立位置不同等，可能是WBV 提高老年人下肢肌力的效果不如RT 的原因之一。平衡训练、太极拳通过不断改变或调整受试者的身体姿势，使其在运动过程中募集更多的运动单位，增强神经肌肉协调性，改善腹肌、背肌等核心肌力[50]。本研究未把核心肌群作为评价指标，且单一运动中的步态训练对肌力改善效果有限，因此本研究显示，单一运动、太极拳不能显著提高老年人下肢肌力。

下肢肌力特别是股四头肌肌力降低，膝关节周围韧带、肌腱强度减弱，关节的稳定性降低，导致老年人平衡功能下降。本研究显示，PWBV 在改善老年人BBS 和TUGT 方面效果最佳。WBV 通过向下肢提供多方向振动输入，增强下肢主要肌群激活，提高受试者下肢肌力和本体感觉[11]。PWBV 在WBV 的基础上，增加个性化运动(动态半蹲、脚跟抬高、单腿站立等)，更具针对性，同时可提高老年人的兴趣，将更好地控制和执行如平衡和步态表现所需要的功能性运动。本研究显示，PE 或MT 均能显著改善老年人平衡能力，这两种运动方式均包含步态训练或平衡练习，可显著提高BBS 评分。参加平衡训练的患者，BBS 评分在3个月内改善64%，并减少对跌倒的恐惧，增强动态平衡和膝关节肌力[51]。Madureira 等[52]的研究表明，平衡训练在静态平衡方面比RT 更有效，比由有氧、抗阻或柔韧性训练组成的项目在改善平衡方面更有效。这与本研究文结论一致：在增强平衡功能方面，单一平衡训练效果优于组合式运动。

移动功能与平衡功能的改善高度相关，但移动能力不仅受力量影响，还受姿势摆动和反应时间影响。本研究显示，太极拳能显著改善老年人平衡和移动功能。太极拳使受试者肌力和神经肌肉适应性增加，可有效改善老年人日常活动能力[24]。大多数现有针对老年人的运动游戏和动态平衡任务都是从成功的训练计划中改编而来，并进行有趣的改造，尽管不同研究的训练方案(运动类型、持续时间、重复次数和套路)各不相同，但诸多研究表明，运动对老年人的平衡参数有积极影响。Laufer 等[53]的系统综述显示，与有氧运动相比，基于Wii Fit的运动训练可作为能独立生活老年人的一种平衡训练选择。本研究显示，Wii 可改善老年人移动能力，但对平衡和下肢肌力没有效果，很可能与训练时间不足(＜2 h/周)、训练内容和任务等存在较大差异有关；而要达到专家建议的训练量，部分训练需要老年人在家里进行。传统居家锻炼的依从性、进度、安全性、质量和负荷等因素更难控制[54]，Wii Fit改善老年人身体功能方面不如其他运动方式。

本研究显示，CMM 是预防老年人跌倒最佳的干预方案，其次是TC 和MT，WBV 和RT 没有显著效果，PE的效果最差。运动干预在有多种跌倒危险因素的老年人中有较好效果，但跌倒在健康老年人中同样常见，这是由于他们会更多暴露在危险环境中；此外，老年人在同时执行其他任务时，更有可能摔倒，特别是在双重任务步行条件下，更大的步态可变性(即行走中步幅的波动)反映更不稳定的步态模式，导致跌倒风险增加[55]。另外，经常运动的老年人可能从低水平的力量训练计划中受益不多，但可能会从旨在增强意识和改变行为的干预中受益，如结合躯体意识、协调和行为训练的认知运动方面的干预方案将改善老年人的记忆、推理和处理速度，更有效减少经常参加体育活动的社区老年人的残疾[56]。CMM 试验结果普遍较好，且适用的人群更广，值得在老年人中推广。

在关于老年人预防跌倒的共识中，推荐那些针对平衡功能的单一运动。RT 可以提高肌力，但不足以改善老年人的平衡和移动能力，难以作为预防老年人跌倒的干预手段。本研究纳入的MT 研究，研究对象有较高的异质性，从阿尔茨海默病患者到基本健康的参与者，纳入文献量较多，研究设计存在较大差异；MT 针对部分人群，如患有严重慢性疾病、视力障碍等，效果并不显著。Bogaerts 等[57]研究显示，少量WBV 可以显著改善年轻人和健康老年人的肌力和平衡，但对虚弱老年人活动能力和下肢肌力无效。此外，如果运动仅在稳定平面上进行，可能会阻碍老年人本体感觉的发展，从而降低训练效果。本研究显示，WBV 不能有效预防老年人跌倒。而步态训练反而增加老年人的跌倒风险[58‑59]。剧烈运动方案可能会导致低依从性和高伤害发生率，而低强度和低频率的运动可能效果有限。本研究纳入的PE 存在较大差异，如单独步行训练[58]与平衡训练[60]均归为PE，因此没有发现PE对降低老年人跌倒的积极作用。

本研究存在局限性。纳入的文献相当比例未明确具体随机方法，大部分未报告盲法，部分运动方式纳入的研究与样本量偏少，研究对象的健康状况、年龄、运动场所、监督形式等存在较大差异，异质性较大，部分运动方式(瑜伽、普拉提、方步训练、水中运动等)研究较少，未纳入本研究。后续可进行更多大样本量、规范且高质量的试验研究。

综上所述，CMM 是预防老年人跌倒最推荐的运动方式。多种新型干预手段在提高老年人身体功能方面有一定优势，可继续研究其最佳干预形式。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。