老年人平衡功能障礙的多成因跌倒分析

馬微波, 劉悅文,郭琪，于瑩

平衡(balance，equilibrium)是指身體不論處在何種位置都能保持最大程度穩(wěn)定的一種姿態(tài)，以及在運(yùn)動(dòng)或受到外力作用時(shí)能自動(dòng)調(diào)整并維持姿勢的一種能力[1-2]。人體平衡功能障礙的原因主要表現(xiàn)包括：肌力和耐力的低下；關(guān)節(jié)活動(dòng)度和軟組織柔韌度下降；中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的障礙；感覺系統(tǒng)的輸入和敏感度降低；空間感知能力減弱等[3-6]。研究報(bào)道, 大約有35%的70歲以上老年人和61%的80歲以上老年人有平衡功能障礙[7]。而一旦老年人的平衡功能受損，所產(chǎn)生的最直接后果就是跌倒，由跌倒引發(fā)的高住院率、高死亡率給個(gè)人和社會(huì)帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，已成為全球主要的公共衛(wèi)生問題。鑒于老年人平衡功能障礙的發(fā)生源于多因素，既反映了多種身體功能和結(jié)構(gòu)的生理老化，也反映了病理的累積。本文以近幾年以來不同因素、不同階層、不同年齡段的老年人平衡功能障礙的危險(xiǎn)因素分析為重點(diǎn)，從感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)、心理認(rèn)知問題等不同角度闡明跌倒的成因，以期對(duì)跌倒及其不良后果的預(yù)防產(chǎn)生一定的積極意義。

1 感覺系統(tǒng)

身體的平衡依賴于前庭感覺系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)和軀體感覺系統(tǒng)的相互統(tǒng)合協(xié)調(diào)[8]。前庭系統(tǒng)通過感知頭部的角速度和線性加速度來判斷頭部的位置和方向，這在立體定向中起著重要的作用。視覺不僅持續(xù)提供環(huán)境信息，而且還提供有關(guān)頭部位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)變化的信息；軀體感覺系統(tǒng)可感受到肌肉收縮和關(guān)節(jié)伸展的程度和位置，這有助于保持姿勢的穩(wěn)定性[9]。Peterka等[10-11]提出當(dāng)身體站立于穩(wěn)定的平面時(shí)，各感覺系統(tǒng)所占的比例是：本體感覺占70%, 前庭感覺占20%，視覺占10%；而當(dāng)站立于不穩(wěn)定的平面時(shí)，前庭感覺系統(tǒng)起主要的作用，視覺系統(tǒng)其次。由此可見，在不同情況下，主導(dǎo)平衡的感覺器官并不相同。另外，當(dāng)某一感覺器官出現(xiàn)障礙時(shí)，另外兩個(gè)感覺器官則會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的代償策略進(jìn)而保持身體的平衡。

1.1 前庭感覺 前庭感受器和前庭中樞這兩者功能的結(jié)合在維持身體平衡方面發(fā)揮著極為重要的作用。首先前庭感受器所包含的半規(guī)管、橢圓囊斑和球囊斑，可將相對(duì)于頭部的運(yùn)動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為神經(jīng)信號(hào)；然后前庭中樞對(duì)感受器的神經(jīng)信號(hào)進(jìn)行整合后，繼而投射至脊髓、腦干、小腦、大腦皮層等廣泛區(qū)域，從而調(diào)節(jié)相關(guān)肌肉張力，實(shí)現(xiàn)軀體平衡[12]。經(jīng)研究證實(shí),前庭感受器的損傷與跌倒引起的股骨和手腕骨折風(fēng)險(xiǎn)的增加密切相關(guān)，在老年人中每年至少有5萬次跌倒歸因于前庭損傷。作為老年人最常見的前庭疾病—良性陣發(fā)性位置性眩暈(benign paroxysmal positional vertigo，BPPV)，患者除了出現(xiàn)眩暈和眼震外，還伴有姿勢不穩(wěn)、站立或步行受限等平衡功能受損的表現(xiàn)[13]。有研究通過干擾受試者的視覺和本體感覺，將健康對(duì)照組和不同管型及年齡組的BPPV患者治療前后進(jìn)行平衡功能測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在治療前的后半規(guī)管及多半規(guī)管BPPV患者的平衡測試得分較正常對(duì)照組低，且這兩種管型BPPV患者只在處于閉眼狀態(tài)站立于海綿墊上時(shí)的治療前后結(jié)果才有顯著差異，而睜眼或閉眼狀態(tài)下站立于堅(jiān)硬平板上卻沒有差異[14]。此研究結(jié)果不僅驗(yàn)證了Peterka的結(jié)論，即不穩(wěn)定平面下，前庭感覺起著維持平衡的主要作用，同時(shí)也說明了前庭損傷為可干預(yù)因素，積極實(shí)施相關(guān)的康復(fù)訓(xùn)練可以有效促進(jìn)其平衡功能的康復(fù)。

1.2 視覺 視覺輸入為神經(jīng)系統(tǒng)提供了空間和周圍物體位置的參照和自我意識(shí)，對(duì)平衡控制和預(yù)防跌倒至關(guān)重要。但隨著年齡增大，解剖結(jié)構(gòu)的改變?nèi)菀捉档透呒?jí)視覺處理的感官輸入質(zhì)量，從而導(dǎo)致視覺功能惡化。正如晶狀體的靈活性使眼睛能夠聚焦于近處和遠(yuǎn)處的物體，這樣傳入大腦的信息準(zhǔn)確率高，但晶狀體會(huì)隨著年齡的增長越來越厚，失去了彈性，從而導(dǎo)致老花眼，不能集中于附近的物體。同時(shí)，有多項(xiàng)研究報(bào)道：老年人視覺功能的下降會(huì)損害步態(tài)和平衡控制，從而增加跌倒的風(fēng)險(xiǎn)。Althomali等[15]對(duì)70歲以上老年人的雙目視覺障礙和視覺注意力與平衡的關(guān)系的研究中，通過單腿站立測試、坐位到站立測試和5m步行測試平衡能力進(jìn)行測驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3項(xiàng)評(píng)定校差的測試結(jié)果與異常雙目視覺和較差的中央視力呈正相關(guān)。Seri等[16]研究中，將受試者分為視力低于20/40的黃斑變性患者、平均視野缺損小于12分貝的青光眼患者和健康受試者，動(dòng)態(tài)平衡測試的結(jié)果顯示，疾病組的受試者平衡表現(xiàn)明顯差于健康對(duì)照組，但其本體感覺機(jī)制的發(fā)揮比對(duì)照組更好。而青光眼受試者比黃斑變性組及健康組受試者的姿勢適應(yīng)更不穩(wěn)定，摔倒的風(fēng)險(xiǎn)更高。由此發(fā)現(xiàn)，視覺影響身體的平衡，而與視力相比，視野對(duì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的影響更大。另有研究報(bào)道，視覺對(duì)平衡能力的影響具有年齡方面的差異。當(dāng)年齡大于60歲時(shí)，視覺對(duì)平衡能力的影響最大，并且每增加10歲，平衡力就會(huì)呈大幅度的遞減趨勢。此外，80歲以后前庭功能對(duì)人體平衡能力的影響也較大，但本體感覺對(duì)平衡能力的影響不大[17]。這可能因?yàn)槠胶饪刂葡到y(tǒng)依賴于每個(gè)感官輸入的程度并不是固定的，在不同的情境下，會(huì)有感官權(quán)重的調(diào)整，隨著年齡的增長，感覺信號(hào)的相對(duì)準(zhǔn)確性有所改變，老年人更依賴視覺來控制姿勢平衡，而不是前庭或本體感覺信號(hào)。

1.3 軀體感覺 軀體感覺包括本體感覺、皮膚觸覺和壓力覺，以感受身體各部位的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)，被認(rèn)為是成人維持平衡最依賴的感覺系統(tǒng)。正常人站立在固定的支持面上時(shí)，踝關(guān)節(jié)的本體感覺，足底皮膚的觸覺和壓力覺在感覺系統(tǒng)中起著主導(dǎo)作用[18-19]。隨著年齡的增大，老人的皮膚機(jī)械感受器靈敏性會(huì)降低，為了評(píng)估足底觸覺，皮膚反射強(qiáng)度和姿勢穩(wěn)定性之間的潛在關(guān)系，Peters等[20]學(xué)者通過對(duì)年輕人和老年人雙側(cè)第一跖骨頭附近的單絲和觸覺檢測閾值進(jìn)行了評(píng)估，還應(yīng)用了連續(xù)的30 Hz振動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)脛骨前肌的機(jī)械誘發(fā)反射反應(yīng)，同時(shí)對(duì)受試者閉眼站立的狀態(tài)進(jìn)行了姿勢描記。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，受試者前后的姿勢穩(wěn)定性隨著年齡的增長而降低，姿勢搖擺幅度和頻率的增加與觸覺檢測閾值的增加顯著相關(guān)，在30Hz的震動(dòng)下，95%的年輕人有皮膚反射，但只有53%的老年人有皮膚反射。從此研究結(jié)果可看出，由于衰老引起足底皮膚觸覺靈敏性的下降也可能導(dǎo)致平衡功能的退化。另外，本體感覺與周圍神經(jīng)對(duì)平衡之間還存在交互作用。有研究在糖尿病受試者和正常受試者分組的本體感受測試中，受試者將腿伸展到矢狀面15°、30°、45°、60°仰角的隨機(jī)目標(biāo)位置，每個(gè)目標(biāo)重復(fù)4次，隨后在閉眼狀態(tài)下被引導(dǎo)到目標(biāo)位置，從目標(biāo)定位、目標(biāo)記憶、目標(biāo)重新定位等方面進(jìn)行本體感覺誤差的測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，糖尿病組各目標(biāo)角度的本體感覺準(zhǔn)確性在目標(biāo)位置的所有水平均低于對(duì)照組，糖尿病組的不準(zhǔn)確度比對(duì)照組高46%[21]。這可能解釋為糖尿病周圍神經(jīng)病變的病理改變主要為神經(jīng)纖維脫髓鞘和軸突變性，這種改變會(huì)發(fā)生傳入神經(jīng)的丟失致使足底本體感受器功能降低，神經(jīng)反應(yīng)時(shí)間延長，從而影響了老年人的平衡功能。

2 神經(jīng)系統(tǒng)

中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)來自前庭、視覺及本體感覺三大感覺系統(tǒng)的傳人感覺信息進(jìn)行整合，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，可以維持軀體平衡、調(diào)節(jié)肌肉張力和協(xié)調(diào)隨意運(yùn)動(dòng)等。外周神經(jīng)系統(tǒng)尤其是交感神經(jīng)，可通過身體內(nèi)環(huán)境平衡的維持和對(duì)情感狀態(tài)變化的敏感性來保持姿勢的穩(wěn)定，有解剖數(shù)據(jù)說明自主神經(jīng)通路和姿勢神經(jīng)通路之間存在共享的神經(jīng)基質(zhì)[22]。但隨著年齡的增大，神經(jīng)系統(tǒng)的退變很難對(duì)運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行有效、迅速的輸入、加工及整合，因而容易出現(xiàn)身體失衡和難以協(xié)調(diào)隨意運(yùn)動(dòng)進(jìn)而使跌倒的危險(xiǎn)增加。例如踝關(guān)節(jié)的軀體震動(dòng)感降低和踝反射隨拇指的位置感覺減弱均易導(dǎo)致平衡能力的下降。除此之外，神經(jīng)系統(tǒng)的疾病因素所產(chǎn)生的高跌倒率已成為臨床關(guān)注重點(diǎn)。DeMott等[23]對(duì)老年人周圍神經(jīng)病變者(Peripheralneuropathy，PN)跌倒的頻率和情況進(jìn)行的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，20名(65%)受試者中有13人跌倒，20名(30%)受試者中有6人在觀察期間有跌倒相關(guān)損傷，76例跌倒報(bào)告中有69例(90.8%)與地表異常有關(guān)。該研究結(jié)果表明，PN受試者在不規(guī)則表面的步數(shù)時(shí)間變異性有增加的趨勢而出現(xiàn)較高的跌倒率，這可能歸因于其踝關(guān)節(jié)本體感覺中的神經(jīng)病變相關(guān)損傷和扭矩發(fā)展速率負(fù)擔(dān)過大導(dǎo)致平衡功能的下降。

3 骨骼肌肉系統(tǒng)

平衡的控制過程中，肌肉是將身體各部分移動(dòng)到適當(dāng)位置的唯一能量來源，面對(duì)外界干擾時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)對(duì)軀干和腿部肌肉的活動(dòng)進(jìn)行主要的調(diào)整[24]。有研究報(bào)道，大腿和核心肌肉厚度與動(dòng)態(tài)平衡呈正相關(guān)，與跌倒風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)[25]，但隨著年齡的增長，肌腱和關(guān)節(jié)系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和功能性退化，以肌肉量減少，收縮力減弱為主要表現(xiàn)，易引起肌肉痙攣和肌腱協(xié)調(diào)的改變。因而核心肌群和下肢肌群在老年人維持平衡方面的作用不可小覷。同時(shí)，老年人利用冠狀面和矢狀面的關(guān)節(jié)力矩進(jìn)行調(diào)整以控制身體平衡，踝和膝關(guān)節(jié)在控制矢狀面的運(yùn)動(dòng)干擾起調(diào)控作用，而良好的髖關(guān)節(jié)控制，為膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)功能的發(fā)揮起到重要的保障作用，可有效對(duì)抗外界干擾，以維持矢狀面的穩(wěn)定[26]。一旦下肢關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)和脊柱主要關(guān)節(jié)不穩(wěn)定時(shí)，關(guān)節(jié)被動(dòng)和主動(dòng)活動(dòng)范圍的限制將改變正常的步態(tài)模式，進(jìn)而改變身體的重心而出現(xiàn)平衡障礙。例如老年人常見的過度脊柱后凸或足部畸形，可以顯著改變身體的重心；再如長期的骨骼鈣質(zhì)流失，致使骨質(zhì)疏松，膝關(guān)節(jié)在長期負(fù)重時(shí)易導(dǎo)致其軟骨完整性遭到破壞；再有膝關(guān)節(jié)周圍肌群的肌力也會(huì)隨年齡逐漸降低等多方面會(huì)影響老年人的姿勢穩(wěn)定與平衡。

此外，Himes等研究報(bào)道，身體質(zhì)量指數(shù)(Body Mass Index，BMI)的值越大則平衡能力相對(duì)越差[27]。這正如假說所言，較大體重的持續(xù)壓迫，會(huì)使足底機(jī)械感受器超活化，而導(dǎo)致足底敏感性下降；同時(shí)，較大的體重本身及身體質(zhì)量的分布比例需要一個(gè)更大的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，而導(dǎo)致更大的重力矩，這兩方面旨在說明超重甚至肥胖也不利于姿勢的穩(wěn)定[28]。Handrigan等[29]研究也報(bào)道了老年人的高BMI與跌倒的高風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系，而且發(fā)現(xiàn)還存在性別差異，男性肥胖者跌倒的可能性更大，但Himes[27]的研究卻未發(fā)現(xiàn)性別差異。再者，肌少癥以肌力降低為關(guān)鍵特征，肌肉數(shù)量和質(zhì)量降低是其診斷依據(jù)，在此基礎(chǔ)上若同時(shí)伴有脂肪量增加，則被考慮為肌肉減少性肥胖。在一項(xiàng)針對(duì)西班牙的中老年婦女人群的肌少癥、肌肉減少性肥胖與跌倒恐懼、平衡自信和跌倒風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，體重指數(shù)降低與平衡信心降低顯著相關(guān)且是跌倒恐懼升高和跌倒風(fēng)險(xiǎn)增加的重要獨(dú)立預(yù)測因子[30]。另有對(duì)跌倒與肌少癥嚴(yán)重程度關(guān)系的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：肌少癥嚴(yán)重期人群的不平衡性明顯高于非肌少癥及肌少癥前期人群，且比其他分期人群的跌倒風(fēng)險(xiǎn)更高[31]，即肌少癥的嚴(yán)重程度與平衡障礙風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。研究同時(shí)表明：因男女肌肉質(zhì)量與力量的不同，平衡功能存在性別差異。女性的肌肉質(zhì)量和力量比同齡男性少，在更年期，由于雌激素水平降低，肌肉質(zhì)量的減少會(huì)更迅速，因而老年女性的不平衡性比男性更高，更易出現(xiàn)身體功能受限或跌倒。而此解釋再結(jié)合上述所說的高BMI 所致跌倒的性別差異問題可以發(fā)現(xiàn)，性別差異對(duì)平衡功能甚至跌倒的影響不能從單一角度定論，還需大樣本的數(shù)據(jù)支持及多方面衡量。

4 心理及認(rèn)知因素

良好的平衡需要各種心理和認(rèn)知因素的快速協(xié)調(diào)作用，允許對(duì)干擾做出快速和精確的反應(yīng)。心理靈活性由多個(gè)認(rèn)知過程組成，已被證明會(huì)影響平衡。為了研究老年人的心理靈活性與跌倒之間的關(guān)系，有學(xué)者通過測量站立在中密度泡沫墊上睜眼30s時(shí)的姿勢擺動(dòng)以評(píng)估老年人的平衡能力[32]；同時(shí)，還采用威斯康辛卡片分類測驗(yàn) (Wisconsion Card Sorting Test，WCST) 的計(jì)算機(jī)化簡表來評(píng)估心理靈活性，其子成分包括一般性能、堅(jiān)持性能和概念能力等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，WCST測試的得分與平衡能力有關(guān)，較低的概念形成能力對(duì)跌倒具有預(yù)測作用。這些發(fā)現(xiàn)表明，較差的心理靈活性會(huì)影響保持穩(wěn)定平衡的能力，從而增加老年人摔倒的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，帕金森綜合征患者及輕度認(rèn)知功能障礙的老人所表現(xiàn)出的記憶力下降、視空間功能障礙等認(rèn)知功能問題也日益收到重視[33]，且已證實(shí)認(rèn)知功能障礙的嚴(yán)重程度與平衡功能障礙的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[34]。此外，抑郁的患者其基底神經(jīng)節(jié)等腦部的病變會(huì)引起基本運(yùn)動(dòng)的改變，也是獨(dú)立影響老年人平衡能力的危險(xiǎn)因素[35]。在一項(xiàng)為期8年的前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，抑郁癥狀的增加與跌倒率的增加有關(guān)。但在隨訪期間，較低的跌倒率與平衡信心的提高有關(guān)。甚至有研究發(fā)現(xiàn)，焦慮也與老年人的平衡功能成負(fù)相關(guān)[36]。由此可見，運(yùn)動(dòng)控制需依賴心理與認(rèn)知策略的有效調(diào)節(jié)，抑郁及認(rèn)知的情感障礙會(huì)通過影響老人的自我效能感與平衡信心而引起跌倒。

5 藥物因素

跌倒前24h內(nèi)服用高風(fēng)險(xiǎn)藥物，或長期服用多種藥物是住院病人跌倒最重要的危險(xiǎn)因素之一。Claudene等[37]研究了服用多種藥物與正常行走和談話時(shí)行走時(shí)的步態(tài)表現(xiàn)之間關(guān)系，研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，服用多種藥物(>5種)的參與者在正常行走期間的行走速度減慢了6 cm/s, 在談話時(shí)行走的速度減慢了4 cm/s，而在調(diào)整高風(fēng)險(xiǎn)藥物的使用后，步態(tài)表現(xiàn)和多種藥之間的聯(lián)系仍然存在?？拱d癇藥和苯二氮卓類藥物被認(rèn)為與平衡障礙有關(guān)，是影響跌倒的高風(fēng)險(xiǎn)藥物[38]，因?yàn)樗鼈冇绊憴C(jī)體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可導(dǎo)致小腦共濟(jì)失調(diào)、虛弱和步態(tài)變化從而降低平衡能力。HendrichⅡ跌倒風(fēng)險(xiǎn)模型是一種可快速評(píng)估住院病人跌倒風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估工具，已將這兩類藥物納為評(píng)分項(xiàng)目。此外，服藥的劑量效應(yīng)也應(yīng)引起關(guān)注，國外有研究報(bào)道長期服用苯二氮卓類藥物(>3年)顯著增加了老年人癡呆癥的風(fēng)險(xiǎn)，使認(rèn)知功能不斷惡化[39]，老人為此會(huì)更容易發(fā)生平衡控制缺陷致使跌倒的高風(fēng)險(xiǎn)。

6 小結(jié)

2016年的美國創(chuàng)傷外科學(xué)會(huì)提出預(yù)防老人跌倒相關(guān)損傷的指南表示：對(duì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)因素篩查是預(yù)防跌倒的重要舉措，并將平衡功能危險(xiǎn)因素納為其中的一個(gè)評(píng)估項(xiàng)目。而經(jīng)上文分析，老年人平衡功能障礙甚至跌倒是感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)、精神心理等多方面的共同作用。這些因素之間往往交互影響，神經(jīng)系統(tǒng)的損傷影響感覺系統(tǒng)的穩(wěn)定，認(rèn)知功能的下降又與肌肉質(zhì)量、肌力密切關(guān)聯(lián)，不良藥物的使用牽動(dòng)感覺、神經(jīng)甚至肌肉系統(tǒng)等等多成因的復(fù)雜機(jī)制，致使老年人群跌倒的高發(fā)率。將這些成因從生理因素與病理因素兩方面考慮，病理因素常引起臨床及老人的重視并有相應(yīng)的干預(yù)，而生理因素對(duì)平衡的影響不容小覷但其可干預(yù)性卻容易被忽視。另外，與國外相比，關(guān)于心理、認(rèn)知和藥物對(duì)平衡的影響分析以及干預(yù)措施的實(shí)施，國內(nèi)報(bào)道的也較少。為此，對(duì)于平衡障礙所致跌倒的問題，尤其是生理與心理方面的研究應(yīng)深入展開并恰當(dāng)干預(yù)。總之，本文以研究老人的平衡功能障礙危險(xiǎn)因素為切入點(diǎn)，對(duì)跌倒的成因進(jìn)行分析，希望對(duì)衛(wèi)生政策的制定或措施的實(shí)施提供證據(jù)支撐。