脑卒中患者平衡控制的定量静态与动态评估

摘要

本文介绍了一种适用于伴有平衡障碍卒中患者的定量临床平衡评估方法。

摘要

对于脑卒中患者，中枢神经系统（CNS）的损伤可能影响姿势稳定性，增加跌倒风险。因此，准确评估平衡功能对于了解平衡障碍的类型、程度和原因，以及制定个体化干预措施具有重要意义。临床上评估平衡功能的方法大致可分为观察法、量表评估法和平衡仪器检测法。本文介绍了一种针对脑卒中患者的静态与动态平衡评估的临床方案，包括三种半定量的平衡功能量表评估（即Berg平衡量表、计时起立行走试验和Fugl-Meyer评估）以及三种定量化的仪器平衡评估（即稳定性评估模块、本体感觉评估模块和稳定性极限模块）。建议临床医生在评估脑卒中患者时，同时采用经典的临床平衡量表与仪器化平衡测量方法，以提高评估的准确性，从而制定更优的个体化治疗方案。

引言

人体在各种条件下，包括受到内部和外部干扰时，均能维持姿势稳定性¹。平衡依赖于感觉输入、中枢神经系统（CNS）的整合以及运动控制²。在脑卒中患者中，中枢神经系统的损伤可能影响其维持平衡的能力³。姿势不稳是跌倒的重要危险因素⁴。大约70%的患者在脑卒中后的第一年内会发生跌倒，常导致严重后果，例如老年患者发生髋部骨折^5,6。此外，既往研究表明，姿势摇摆增加以及对视觉刺激的运动反应时间延长与跌倒风险升高相关^7,8。由于脑卒中对活动能力有显著影响，准确的定性和定量平衡评估对于理解平衡障碍的类型、程度和原因，以及指导个体化干预措施和选择合适的步态辅助器具具有重要意义⁹。

平衡功能的临床评估方法 broadly 可分为观察法、量表评估法和平衡仪器检测法。由于观察法（例如 Romberg 试验¹⁰）主观性较强，仅用于平衡功能障碍患者的初步筛查。许多平衡功能量表因其操作简便、经济实惠且具有相对量化的特点，在临床实践中被广泛使用，包括 Tinetti 量表¹¹、Berg 平衡量表（BBS）¹²、Fugl-Meyer 评估（FMA）¹³ 和计时起立行走（TUG）试验¹²。然而，这些临床测试不适用于严重平衡障碍患者的跌倒风险判断，因为它们属于主观评估，通常无法证实轻度至中度平衡问题患者所自述的平衡障碍情况¹⁴。平衡仪器检测是一种姿势图技术（posturography），可用于定量测量静态与动态平衡功能，需借助平衡评估系统，如带压力传感器的力台、计算机、显示器、平衡控制面板及专业的平衡分析软件。该方法通过精确测量重心（COG）和姿势摇摆，可同时评估平衡损伤的程度、类型或病因，从而客观、准确地反映患者的平衡功能。平衡仪器检测能够发现临床量表无法识别的细微差异或损伤，有助于克服量表评估中的天花板效应。随着姿势图技术的广泛应用和计算机的普及，有必要将客观化、定量化的平衡评估推广至临床实践中。

本文介绍了一种临床平衡功能评估方法，该方法包括标准的临床平衡量表和针对平衡障碍卒中患者的三模块仪器化客观平衡评估。通过比较临床评估量表与仪器化平衡评估的结果，展示了仪器化平衡评估的优势，尤其适用于轻度平衡障碍的卒中患者。本方案可帮助医疗专业人员实现准确评估，以指导临床治疗。本方案中使用的代表性姿势图仪（见材料表）在既往研究中已验证可用于动态评估和统计学评估^15,16,17。该系统由一个屏幕显示器和患者站立的倾斜板组成，可用于评估患者的视觉、听觉和本体感觉反馈功能。

方案

该临床研究项目已获得广州医科大学第五附属医院医学伦理协会批准，并在中国临床试验注册中心注册（注册号：ChiCTR1900021291），注册名称为“Pro-kin系统训练对静态与动态平衡的影响机制及效果”。

1. 受试者招募

1. 纳入经磁共振成像（MRI）或计算机断层扫描（CT）证实为脑出血或脑梗死的患者；卒中发病时间超过一个月；生命体征稳定；简易精神状态检查（MMSE）¹⁸ 得分>10 分；能够独立站立超过 1 分钟；能够借助或不借助助行器具行走 6 米，并能配合完成整个评估流程。
2. 排除任何因医学状况而无法遵循实验方案的患者。
3. 在患者参与前，须获得其签署的书面知情同意书。
4. 收集所有患者的人口学信息（如出生日期、体重、身高、既往病史以及任何既往或当前使用的药物）。

2. 临床量表评估

1. 进行FMA测试的下肢子量表部分¹³。要求患者完成一个7项子量表（总分34分），用于评估卒中后偏瘫下肢的反射、协调性和自主运动功能方面的运动障碍。对患者进行评分。FMA-LE得分越高，表明运动功能恢复水平越好。
2. 进行计时起立行走（Timed Up and Go, TUG）测试¹⁹。要求患者以自选速度连续完成三次TUG试验，以确保安全与舒适²⁰。
   1. 要求患者坐在椅子上，双臂自然放在腿上，臀部紧贴椅背。
   2. 要求患者从椅子上站起，步行3 m，转身，返回椅子并坐下。治疗师使用秒表记录整个过程所需时间。
   3. 若患者需要，允许其在TUG测试中使用辅助器具。三次测试记录时间的平均值即为患者的最终得分。对患者进行评分。
3. 进行BBS测试¹²，要求每位患者完成14项任务，每项任务按5分制（0–4分）评分（总分56分）。以下为部分任务示例：
   1. 要求患者尝试不用手支撑从坐位站起。
   2. 要求患者在不扶任何物体的情况下站立2分钟。
   3. 要求患者双臂交叉置于胸前，保持坐姿2分钟。
   4. 要求患者从站立位坐下。
   5. 要求患者分别向带扶手的椅子和无扶手的椅子各转移一次。
   6. 要求患者闭眼静立10秒。
   7. 要求患者双脚并拢，在不扶任何物体的情况下站立。
   8. 要求患者将单臂/双臂上举至90˚，然后伸展手指，尽可能向前伸手。使用直尺测量前伸距离。
   9. 要求患者捡起放在脚前的鞋或拖鞋。
   10. 要求患者转身并向左肩后方直视，然后向右肩后方直视。
   11. 要求患者顺时针方向完整转身一圈，再逆时针方向完整转身一圈。
   12. 要求患者将每只脚交替踏上台阶/凳子四次。
   13. 要求患者将一只脚直接放在另一只脚前方。
   14. 要求患者在不扶任何物体的情况下单腿站立，尽可能坚持更长时间。
       注：项目2.3.2、2.3.3、2.3.6、2.3.7和2.3.14被归类为静态项目，其余项目均归类为动态项目。对患者进行评分。得分0–20分表示跌倒风险高，21–40分表示跌倒风险中等，41–56分表示跌倒风险低⁹。

3. 静态与动态平衡仪器评估

1. 患者准备
   1. 指导患者脱掉鞋子和袜子，并在剑突处佩戴躯干传感器。该躯干传感器为圆形信号发射器，用于检测受试者躯干位置的倾斜度（前后及中侧方向）并收集数据（图1 ）。
   2. 向患者详细解释所有操作流程，然后要求其赤脚站在支撑面上（图1）。
   3. 要求患者先用单脚、再用双脚站在固定的倾斜板上，以适应该装置2分钟（图1 ）。
      注意：在最后三个测试模块中，倾斜板通过四个减震活塞实时检测参与者的重心（COG），这些活塞可根据动态平衡测量需要自动调节板的主动阻力。倾斜板表面被划分为八个不同区域（S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7 和 S8），并设有四条轴线（A1-A5/后-前方向，A2-A6，A3-A7/中-侧方向，以及A4-A8）（图1 ），内置计算机可精确计算测试过程中患者的摆动范围。
2. 稳定性评估
   注意：稳定性评估用于评估个体在静态条件下维持姿势稳定性的能力。
   1. 点击静态稳定性评估按钮以启动稳定性评估模块。然后将辅助测试设备固定在倾斜板上，以确保患者在不同测试模块中的足部位置保持一致（图1 和 图2B）。
   2. 点击重置按钮以重置倾斜板。
   3. 指导患者将双足内侧边缘紧贴辅助测试设备，并将足弓最高点置于A3和A7轴线上，双手自然下垂于身体两侧（图2A、C）。
   4. 点击重置躯干按钮以运行躯干传感器的自动校准程序。
   5. 点击选项按钮，选择睁眼/闭眼顺序（Romberg），以开始Romberg测试¹⁰中的睁眼或闭眼测试。
   6. 将计算机显示器转向一侧，使其不在患者视野范围内（图2）。然后指导患者注视其前方的“标记物”（眼睛与标记物之间距离为1.5米），并保持双脚静止站立稳定（图2A）。
   7. 点击开始按钮，要求患者睁眼保持稳定站立30秒。程序将自动终止。
   8. 点击开始按钮，要求患者闭眼保持稳定站立30秒。睁眼/闭眼平衡测试的前5秒为患者适应阶段，随后的25秒为正式测试和数据记录阶段。程序将自动终止。
   9. 点击结果按钮，获取内置软件计算生成的报告。具体计算公式请参阅用户手册（图2D）。
3. 本体感觉评估
   注意：本体感觉评估用于评估中风患者下肢的姿势稳定性和精细协调功能。
   1. 点击多轴本体感觉评估按钮以启动本体感觉评估模块。
   2. 从测试用倾斜板上移除辅助测试设备，并点击重置按钮以重置倾斜板。
   3. 要求患者按图3所示准备就位（即足部呈矢状面分开，双手置于双侧扶手上），待测脚置于可移动倾斜板上（即第二跖骨和足跟中点位于A1–A5线上，足弓最高点置于A3和A7轴线上），另一只脚平行放置于支撑面上，与被测脚保持平行（图3D）。
   4. 点击选项按钮，并关闭两个轴向（前后和左右）的静态按钮，使倾斜板进入动态状态持续3秒。注意观察患者姿势，防止跌倒。
   5. 点击软按钮，将力吸收参数设置为1。
      注意：力吸收器的可调等级范围为1（最不稳定）至40（几乎静态）。
   6. 点击变量设置，将“限值”设为“5°-10°”，圈数（循环次数）设为“3”，测试模式设为“对比”，用于左右对比模型。左右对比模型表示左右脚的轨迹将在同一图表中重叠显示。
   7. 将计算机显示器移至患者正前方，调整至其视线水平，以便患者获得视觉反馈。
   8. 点击启用躯干按钮，使红色十字（重心位置）出现在屏幕上，然后点击重置躯干按钮。
   9. 点击开始按钮。脚板指针（蓝色十字）将显示在屏幕上，并随足部运动实时响应（图3A、E）。
   10. 要求患者注视计算机屏幕以获取实时视觉反馈，并尝试控制蓝色十字。指导患者首先触碰红色点，然后沿蓝色圆形轨迹完成三圈追踪。
   11. 确保右脚按顺时针方向画圈（图3B），左脚按逆时针方向画圈（图3C）。运动轨迹在屏幕上以红色显示。
   12. 点击结果按钮。软件将提供多种计算结果供分析。
4. 稳定性极限模块
   注意：该模块用于测量个体在动态条件下维持姿势稳定性的能力。
   1. 点击稳定性极限按钮以启动稳定性极限模块。
   2. 点击重置按钮以重置倾斜板。
   3. 关闭测试倾斜板的固定扣件，使倾斜板进入稳定模式。然后将辅助测试设备固定在测试倾斜板上。
   4. 要求患者保持直立站姿，双臂自然下垂于身体两侧，足部按稳定性评估模型中规定的标准化位置摆放（参见步骤3.2.3）（图2C）。
   5. 将计算机屏幕正对患者置于其视线水平位置。患者重心（COG）位置将以蓝色十字形式显示在屏幕上，并随其身体重心的移动而实时变化（图4A）。
   6. 点击开始按钮，然后要求患者通过尽可能快速且准确地向身体中线外侧倾斜，移动屏幕上的蓝色重心十字，依次触碰随机出现的闪烁方块（分布在八个方向A1-A8，图3B），最后返回原始中心点（中间的蓝色方块）。指导患者在整个LOS测试设置中，向全部八个目标方向尽可能达到最大倾斜幅度（图4B）。
   7. 点击结果按钮。软件将提供多种计算结果供分析。
      注意：若患者在倾斜过程中失去平衡（例如迈步、抓握物体或在测试期间移动足部位置），应重新调整其足部位置，并重复该次试验。

4. 数据分析

1. 获取并记录所有人口统计学特征和临床量表评估数据。
2. 每次测试结束时，点击结果按钮，通过平衡系统配套软件获取静态和动态平衡仪器评估结果。
   注意：最重要的数据以图表形式呈现，如图5、图6和图7所示。根据操作手册，主要参数及其含义列于表1中。
3. 将数据导入统计软件进行分析。

结果

展示了九名存在平衡障碍的卒中患者的结果。本研究纳入的九名患者的平均年龄为52.7岁，均为男性。其中四名患者患有右侧偏瘫。平均FIM-LE、TUG和BBS值分别为23.9分、31.8秒和46.8分。其他人口统计学特征（BMI、卒中类型和发病时间）见表2。九名卒中患者每位患者的BBS评估各项评分及总评分见表3。九名卒中患者的BBS评分均高于40分，表明他们均存在轻度平衡障碍。仪器化平衡评估的结果见表4。一名代表性患者在稳定性评估、本体感觉评估和失稳测试中的结果分别见图5、图6和图7。

在 图5C结果通过蓝色箭头上的可视化方式呈现。根据本研究使用的平衡系统评估仪器手册，M-L标准差（睁眼和闭眼）、椭圆面积（睁眼和闭眼）以及周长（睁眼和闭眼）的数值显示，...

讨论

本文描述了一项针对脑卒中患者的静态与动态平衡评估临床方案，该方案包括三项半定量的平衡功能量表评估（BBS、TUG 和 FMA-LE）以及三种定量仪器平衡评估模型（稳定性评估、本体感觉评估和稳定性极限评估）。该方案的设计基于五个主要方面。

首先，BBS 是一种包含14项任务的5分制量表，通过直接观察受试者的表现，对静态和动态平衡能力以及跌倒风险进行半定量评估²¹。BBS 的总分为56分，其中0–20分表示平衡功能受损，21–40分表示平衡能力可接受，41–56分表示平衡功能良好⁹。BBS 最初设计用于评估社区居住老年人的平衡能力²¹，由于其对设备和空间要求相对较低，且具有良好的信度和效度²²，已成为脑卒中患者中最常用的评估工具⁹。然而，BBS 存在地板效应和天花板效应，提示其在评估处于极端状态（即严重或轻度平衡障碍）的患者时，可能无法检测到具有临床...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
电动升降床	广州益康医疗器械工业有限公司	YK-8000	Fugl-Meyer 评估所需条件
叩诊锤	ICARE-MEDICAL有限公司	CRT-104	Fugl-Meyer 评估所需条件
Prokin 平衡系统	Tecnobody .S.r.l，意大利	ProKin 252	平衡评估与训练系统
尺子	M&G晨光文具股份有限公司	AHT99112	Berg平衡量表评估所需条件
秒表	95，深圳钧盛工业有限公司多年来一直致力于	JS-306	Berg平衡量表评估所需条件