关于本体感觉在老年人防跌倒中的理论背景阐述

（福建生物工程职业技术学院福建福州 李明 福建省体育科学研究所福建福州 钟彩红）

跌倒是一种突然发生、身体不能自主的体位改变，导致除双脚以外身体的任何部位意外“触及地面”的动作发生，不包括因瘫痪、癫痫发作、一过性意识丧失或外力作用所引起的摔倒。非疾病作为直接原因造成的摔倒以老年人占多数。在老年人群体中，跌倒是一个很重要的公共卫生问题，65岁以上的老年人中有1/3～1/2人数每年会经历至少有1次的摔倒，大约每10次摔倒中就可能有一次造成严重的伤害，例如颅脑损伤或髋部骨折。跌倒现今已成为我国65岁以上老年人中伤害和死亡的首位原因。本体感觉能力的下降是跌倒的重要危险因素，因此了解本体感觉能力的定义、产生机制、组织学形态及检测方法有利于进一步研究本体感觉对老年人跌倒的影响，对预防老年人摔倒有一定的理论指导意义。

1 本体感觉的定义

在运动或静止的状态下，人的身体所产生的肌肉张力、关节所处的位置以及运动方向等各种变化信息能够被分布于身体各关节软组织周围的本体感受器感受接收，并转化成神经冲动传给中枢，经中枢整合分析，产生人体各部位相对位置和运动状态的感觉，这种感觉被称之为本体感觉。本体感觉主要可分为以下3个方面的内容：①关节所处位置的静态感知能力；②关节发生运动的动态感知能力，包括关节运动的速度、加速度和方向的感知；③反射回应和肌张力调节回路的传出活动能力。前两者主要反映的是本体感觉的传入活动能力，后一者主要反映的是本体感觉的传出活动能力。

本体感受器分布非常广泛，人体的肌肉、肌腱、韧带和关节囊均广泛分布，膝关节的半月板、脊柱的椎间盘也富含本体感受器。这些器官发生变形或在承受负荷时激发本体感受器产生本体感觉活动信号，这些活动信息经中枢整合处理，构成了本体感觉的反射途径。

2 本体感觉的产生机制

人体姿势发生变化或者进行任何运动时都会刺激相应部位的本体感受器，本体感受器将刺激转化成神经冲动经过大脑中枢加工处理反馈，使人体感受身体姿势、空间位置的变化及各关节的运动情况。本体感觉的产生机制主要有以下3点：

从解剖结构的角度分析：本体感受器主要包括肌梭与腱梭，肌梭是能感受肌肉长度发生变化或者被牵拉刺激的一种特殊的梭形感受装置，与肌纤维并列而位于肌纤维之间，广泛分布在人体的骨骼肌内，主要集中在手和足的骨骼肌内；腱梭也被称为高尔基器官或腱器官，是与梭外肌纤维串联而分布在肌腱胶原纤维之间，呈纺锤形腱梭的腱，是一种能感受肌肉张力发生变化的感受装置。人在运动时会促使骨骼肌主动收缩或放松，这会在一定程度上刺激肌梭与腱器官，促使这些本体感受器产生兴奋活动。

在生理作用机制的角度上分析：本体感觉更加侧重于身体的平衡觉、稳定协调性、神经对肌肉的控制能力以及运动动作的自发调节。在本体感觉的反射控制回路中，腱梭产生的冲动在传入后会反射性地抑制同一种类型运动神经元传入的冲动，相反，肌梭的传入冲动则可以激发运动神经元产生兴奋作用。

在运动参与程度的角度上分析：本体感觉系统对躯体运动的调节方式主要有两种：一是通过增强运动前期的预兴奋，提高参与肌肉力量的发射性，提前为调整身体姿势变化和承受外界负荷做好准备；二是在躯体运动过程中，通过肌梭和腱梭的反馈，可以及时调整肌肉的收缩力量和速度，能够使躯体在稳定与不稳定间进行快速地转换，从而维持身体的平衡。

本体感觉对人体的作用并不是直接给人以具体的感觉，在维持姿势平衡方面，它主要通过有效控制骨骼肌和关节来调节身体每个部位的姿势，以使身体保持良好的平衡；在动作协调方面，人体运动动作结束后，本体感觉会根据动作的速度、方向等各种信息及时作出反馈，不断调整运动动作，使动作更能准确完成，进而恢复身体的平衡。

3 本体感觉的组织学形态

早在100多年前，研究者就发现了本体感受器在关节功能中的潜在作用。这些感受器广泛分布在肌肉、肌腱、韧带和关节囊中，主要由力学感受器及神经纤维组成。根据Freeman和Wyke的分类，本体感受器按形态学可分为鲁菲尼小体、高尔基腱器官、帕西尼小体及游离神经末梢四型。这四型感受器又可归为两大类型：一类是快适应感受器，如帕西尼小体，这类感受器的功能主要表现在传递关节运动觉方面，对关节位置改变的刺激非常敏感。另一类是慢适应感受器，比如高尔基腱器官、鲁菲尼小体以及游离神经末梢，这类感受器的主要功能是传递关节位置觉和位置发生改变的信息，可在特殊的关节角度感受最大限度的刺激。可见不同类型的本体感受器所表达的功能各有不同，它们在提供关节位置、运动方向和速度各方面信息的传入途径是互补的。假设含有本体感受器的组织受到损伤后，会引起本体感觉传入的减少。

4 本体感觉的检测方法

本体感觉的检测对于本体感觉训练效果优劣和关节功能状态好坏的评价十分重要，目前国内外临床研究中所使用的本体感觉的检测方法主要分为以下5种方法：阈值测量法、角度重建法、视觉模型法、力量匹配法及平均轨迹误差和稳定系数法。

阈值测量法：该方法是利用全自动角度变化仪提供持续而缓慢的被动性地关节运动，通过比较仪器带动测试关节开始产生运动时所处的角度和受试者能够感知到关节产生运动时所在的角度二者之间的差异来判断受试关节的本体感觉的精确度，差异越小精确度越高。该方法在测试时需要限制于测试没有直接关系的感觉，如让受试者蒙眼、戴耳机、固定身体的其他部位等。虽然这个方法具有较高的精确性和可信度，但由于会对其他感觉的限制而导致测试的生态效度比较低，在测试过程中仪器移动测试部位的速度也会对受试者的判断结果造成一定的影响。

角度重建法：该方法测量时先使受试者的测试关节主动或者被动地定位在某个角度，再回到初始体位数秒，然后让受试者依靠自我判断通过主动运动或者被动运动重新建立之前的角度，记录好前后两次的角度值并计算之间的差异。本体感觉的好坏体现在差值的大小，差值越小提示本体感觉越好。该方法的优点是受试者需要重新通过运动重建角度，这样可以最大限度地激活周围肌肉组织中的本体感受器。缺点是该方法必须要在受试者的测试关节周围佩戴传感器才能准确测量关节运动前后的角度，这种情况会产生一定的触觉，会对本体感觉造成一定的影响。

视觉模型法：该方法要求受试者的测试关节主动或者被动地在某个角度定位后，通过自我判断在二维或者三维的关节模型上重新建立该角度，或者可以通过观察关节模型摆好的角度，受试者运动自身的关节模拟完成模型上的角度，记录下受试者和模型的角度并比较二者的角度差异，以此判断本体感觉精确性，同样差值越小精确性越好。该方法测试时涉及视觉信息与本体感觉信息的相互转换能力，得出的结果不能单纯反映本体感觉功能，也并不适用于视觉受损的测试。

力量匹配法：该方法和角度重建法类似，要求受试者以主动运动的形式先产生特定大小的目标力量，然后在没有反馈的情况下要求再用同侧肢体或另一侧肢体重复产生同一力量，比较目标力量和重建力量的差异，根据这一差异评估本体感觉的敏感性。这一方法是评估力量本体感觉最常应用的方法，缺点是如果采用另一侧肢体进行力量匹配时，由于优势侧和非优势侧力量的差异，会造成较大的误差。

平均轨迹误差和稳定系数：该方法要求受试者在规定的时间内以最短的时间尽可能准确地模拟系统给定的运动轨迹，该测试方法需要有视觉的参与，通过软件自动计算受试者的运动测试轨迹与系统的标准轨迹之间的平均轨迹误差（ATE）以及偏离程度（SI）来量化本体感觉。如采用意大利Tecnobody公司研发的MJS和Prokin254进行的本体感觉评估。有研究选取了ATE和Time作为评估指标，发现ATE与Time二者呈负相关。因此在要求的时间范围内ATE值越小提示本体感觉能力越好。该方法的缺点是不能在测试之前人为固定ATE值来获得不同测试者Time值的差异或者固定Time值来获得ATE值的差异，Time值只能以60秒、120秒内的设置限定测试时间，但在实际测试中获得的Time值是一个具体数值，如23秒、56秒、78秒等，且ATE值除了与Time有关外还和测试的轨迹长度相关。相关的科学研究，表明虽然Time值不同但受试者都在要求的时间内完成测试评估，ATE值越小提示本体感觉能力越好。

近年来本体感觉相关的功能评估已成为临床研究的热点。但大多数研究主要通过体格检查定性评估本体感觉是否存在障碍，定量评估的方法不仅少而且也比较复杂。本研究采用的MJS和Prokin254通过模拟运动轨迹，分析其稳定系数、平均轨迹误差和耗时来评估受试者本体感觉能力的优劣。与上述其它几种检测方法相比较，本方法能更全面地从力觉、位置觉、速度觉等多种方面综合评估本体感觉的优劣，更为重要的是该仪器的测试方法有视觉的参与，视觉在本体感觉反射回路中扮演非常重要的角色，有视觉参与下的本体感觉测试相比其它方法更有实际意义。相关研究已表明，应用Prokin254系统测试人体的本体感觉具备可靠的信度和效度。

5 结语

我国目前已步入老年型社会，预计到2025年将成为“超老年型国家”。造成老年人跌倒的危险因素有很多，研究结果主要分为内在危险因素和外在危险因素两大类，内在危险因素指老年人自身存在的因素，外在危险因素主要是指人们日常生活环境中的危险因素和行为因素。一般来说内外因素二者比例相当，但随着生活水平的提高和居住环境的改善，引起摔倒的内在因素对于老年人群体来说所占比例在逐渐增大，属于内在因素的肌肉乏力、平衡失调、步态不稳和日常生活活动减少均与人的本体感觉有着紧密的关系。这四个内在因素分别从本体感觉中的关节运动觉、力觉、关节位置的静态觉等方面在老年人的稳定性和重新调整姿势能力上产生影响，进而增加了摔倒的风险，因此研究本体感觉能力在摔倒过程中所起作用的大小对预防老年人摔倒有一定的社会意义。本文从定义、产生机制、组织学形态和检测方法方面对本体感觉进行了阐述，希望可以为临床科研工作人员开展本体感觉与防跌倒相关方面的研究提供理论指导。