不同临床分期帕金森病患者的步态分析

吴壮，仲敏，蒋旭，张丽

帕金森病(PD)是一种很常见的神经退行性疾病，随着年龄的增长其发病率逐年增高[1]。步态损害则是PD患者很常见的一项临床症状。PD患者往往表现出“小碎步”、“冻结步态”[2-4]等，这些症状为患者的生活带来不便，增加了跌倒的风险，甚至增加了患者的死亡率[5]。因此对于PD患者的步态参数进行定量分析显得尤为重要[6]。既往对于PD患者的步态评估仅仅局限于临床医师的观察以及量表的评估[7]，而这些手段远远无法提供精确的步态数据。随着微电子技术的发展，可穿戴设备开始逐渐运用于步态领域[8-9]。查阅文献[10]发现，不同Hoehn-Yahr(H-Y)分期PD患者的步态数据及其特异性研究比较稀缺，且既往很少有涉及到大关节活动度的研究。本研究针对随疾病进展PD患者的步态变化从时空参数和运动学参数两方面进行较全面的探讨。

1 对象与方法

1.1 对象 纳入2018年11月至2019年12月于南京医科大学附属脑科医院老年神经科就诊的PD患者共82例，其中男42例，女40例。纳入标准：(1)符合国际运动障碍协会(MDS)提出的诊断标准[11]；(2)无其他可以影响步态的疾病，如脑梗死(允许有腔隙性脑梗死)、骨折、脊柱谱系疾病等；(3)能够听懂并按照医生的指示做出相应的应答。同时，在患者的陪护及医院职工中收集32名为健康对照组。入组标准为：(1)既往体健，无可以影响步态的疾病史，如PD、脑梗死(允许有个别腔隙病灶)、骨折、脊柱谱系疾病等；(2)能听懂并按照医生的指示做出相应应答。本研究获得南京医科大学附属脑科医院伦理委员会审批。在试验开始前告知所有受试者实验注意事项取得书面同意书，各项操作符合赫尔辛基宣言。

1.2 方法

1.2.1 PD运动症状评定及分组 所有的PD患者进行关期状态下的H-Y评级[12]和统一PD评分量表(UPDRS)Ⅲ评分。按照H-Y分期将患者分为三组：1～2期(35例)、3期(28例)、4期(19例)。

1.2.2 步态数据采集 所有的PD患者停用抗PD药物24 h (缓释剂型为72 h)，并于次日清晨、完全清醒状态下采集步态数据。所有的受试者完成“指令站立与行走试验”[13]，即患者先站立在出发点10 s,当听到医生的指令后开始以自由的方式行走7 m，并于7 m处折返返回到出发点。所有的受试者在正式测试前会由医生反复讲述试验过程以及预先模拟试验以尽可能熟悉本试验，在此之后利用 “吉步恩”步态测试系统进行正式的步态数据采集。“吉步恩”步态分析系统由1双智能鞋，4个分别绑缚在受试者小腿和大腿以及1个绑缚在受试者腰部的模块组成。通过无线蓝牙传输技术，受试者步态数据被实时传输进计算机系统。“吉步恩”步态测试系统的有效性已经得到验证[14]。本研究采集以下时空参数：步幅、步速、步频、支撑相、摆动项和以下运动学参数：足跟着地角度、足趾离地角度、踝关节活动度、膝关节活动度、髋关节活动度。

1.2.3 统计学方法 应用IBM SPSS 25.0进行统计学分析。计数资料采用χ2检验，计量资料先用Kolmogorov-Smirnov进行正态性检验,若符合正态分布，两组间数据的比较采用独立样本t检验，四组间数据的比较采用单因素方差分析；若不符合正态分布，则分别采用Mann-WhitneyU、Kruskal-WallisH检验。P<0.05为差异有统计学意义，事后检验采用Bonferroni法进行矫正，组内两两比较P<0.013为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 健康对照组与不同分期PD组患者基线数据的比较 见表1。各组之间除疾病严重程度外所有的基线数据差异均无统计学意义。

表1 健康对照组与不同分期PD组患者基线数据的比较[例(%), x±s]健康对照组(n=32)H-Y1～2期(n=35)H-Y3期(n=28)H-Y4期(n=19)P值男性17(53.13)20(57.14)16(57.14)6(31.58)0.278年龄(岁)62.59±6.5762.94±8.6067.54±9.6065.68±6.400.062身高(cm)162.22±6.11165.54±7.14164.04±8.50163.16±8.160.405体重(kg)62.16±9.4066.43±10.3865.54±9.8064.08±9.040.320鞋码39.34±1.8840.03±2.1640.14±1.9439.58±2.120.382病程(年)3.83±3.807.43±4.799.95±4.09<0.001UPDRSⅢ总分24.69±10.1538.86±11.6858.84±17.84<0.001H-Y分期1.74±0.433.00±0.004.00±0.00<0.001

2.2 步态时空参数比较 见表2。与健康对照组相比，H-Y 1～2期组步幅明显减少(P<0.001)；与3期组相比，1～2期组步幅明显升高(P=0.001)、4期组步幅明显减少(P=0.005)。与健康对照组比较，3期组步速明显减少(P<0.001)；与3期组比较，4期组步速明显减少(P=0.001)。

2.3 步态运动学参数比较 见表3。与健康对照组比，H-Y 1～2期组足跟着地角度(P=0.012)、踝关节活动度(P=0.002)、膝关节活动度(P=0.009)以及髋关节活动度(P<0.001)均明显降低。与3期组相比，1～2期组足跟着地角度(P=0.007)与髋关节活动度(P=0.003)均明显增加。此外,4期组足跟着地角度(P=0.011)、膝关节活动度(P<0.001)以及髋关节活动度(P=0.012)均明显小于3期组。各组之间足趾离地角度的差异均无统计学意义(P>0.05)。

表2 基于临床分期的PD患者步态时空参数变化( x±s)健康对照组(n=32)H-Y1～2期(n=35)H-Y3期(n=28)H-Y4期(n=19)步幅(m)1.18±0.101.03±0.15∗0.89±0.17∗△0.64±0.31∗△▲步速(m/s)0.91±0.130.82±0.190.73±0.22∗0.49±0.26∗▲步频(步数/min)93.60±9.2195.44±16.5398.77±23.5989.57±20.26支撑相(%)64.91±2.1564.70±5.1065.50±5.6768.27±7.85摆动相(%)35.11±2.1535.32±5.1133.99±5.1631.73±7.85注:与健康对照组比较∗P<0.013;与1～2期组比较△P<0.013;与3期组比较▲P<0.013

表3 基于临床分期的PD患者步态运动学参数变化( x±s)健康对照组(n=32)H-Y1～2期(n=35)H-Y3期(n=28)H-Y4期(n=19)足跟着地角度(°)14.99±2.2313.27±3.17∗10.84±3.68∗△7.95±3.68∗△▲足趾离地角度(°)5.20±0.505.22±0.825.03±0.994.65±1.49踝关节活动度(°)26.41±3.2423.25±4.65∗20.87±4.05∗16.67±9.33∗△膝关节活动度(°)63.27±12.0455.50±11.21∗50.49±9.87∗34.29±15.08∗▲髋关节活动度(°)45.68±6.8435.12±6.22∗29.78±7.46∗△23.29±9.82∗△▲注:与健康对照组比较∗P<0.013;与1～2期组比较△P<0.013;与3期组比较▲P<0.013

3 讨 论

本研究一共纳入健康对照组32名与PD组82例，并将PD组根据H-Y分期分为3组。利用可穿戴设备收集受试者的时空步态参数与运动学参数进而系统全面分析PD患者的步态变化，为临床及康复治疗提供参考。

对于时空参数的分析，本研究发现，步幅、步速为变化最显著的参数。随着PD患者症状的加重步幅呈现逐步减少的趋势，这从数据上体现了PD患者“运动迟缓”的特征。既往的研究表明，短步幅主要是由于下肢前进力量的削弱所致[15]，且短步幅往往提示平衡功能的损害[5]。这点应当引起临床医生的注意，因为单独从步幅这一点看，早期PD患者即可以出现平衡的损害，并且这种损害随着病情的进展逐渐加重。此外，PD患者的步频在组间比较时并没有统计学差异，提示了PD患者的行动迟缓与步频的减少关系不大，而更应当归因于短步幅。这与最近的研究[4]结论一致。对于步速这一时空参数，本研究发现，早期PD患者的步速减少并不明显。从H-Y 3期开始，PD患者的步速较健康对照组才开始有一个明显的下降。正常的步态周期包括支撑相与摆动相。足部与地面有接触的这一阶段被定义为支撑相，摆动相则被定义为足与地面无接触阶段，在摆动相人体会完成重心的转移进而向前移动。既往研究[16]表明，一般情况下，正常人支撑相约占步态周期的60%左右，摆动相约占40%，相对较长的支撑相意味着更好的稳定性。对于步态时相的分析，本研究并未发现PD患者步态时相较健康对照组有统计学差异。在摆动相的事后分析中，仅仅发现健康对照组与PD 4期患者组的比较有临界阳性(P=0.015)，这就提示了PD患者的在步态时相上可能并无损害，增大样本量可能会有阳性发现。

对于运动学参数的分析，本研究发现，PD患者在运动学参数上的损害更见集中，这也验证了从运动学参数评估PD患者的步态损害可能更加合理[9-10]。未来的PD步态分析应当更多的放在运动学参数而不仅仅是时空参数。既往研究[4,17]表明，足跟着地角度是反映“拖步”的最好指标。本研究发现，PD患者中足跟着地角度随着疾病的进展逐渐下降。足跟着地角度的减少意味着患者的足部廓清能力的损害进而会导致跌倒的发生[18-19]，而跌倒是影响PD患者生活质量和增加患者死亡风险的危险因素。本研究提示，即使是在疾病的早期，PD患者的足部廓清能力已有损害，其潜在的跌倒风险不容忽视。对于患者跌倒风险的干预应当贯穿于疾病的全过程。对于下肢大关节运动学参数，本研究发现矢状面上踝关节、膝关节和髋关节都有明显的损害。既往一项纳入67例PD患者的横断面研究[20]表明，患者踝关节、膝关节以及髋关节活动度较健康对照组均有减少。这与本研究有着很好的一致性。此外，本研究在既往文献的基础上发现早期PD患者即可以出现关节活动度的降低且随着疾病的进展损害逐渐加重。有意思的是一项针对PD患者康复训练后随访10周的研究[20]表明，患者关节活动度在坚持康复后可以得到改善，这提示即使是早期PD的患者坚持运动对步态的改善也是非常有意义的。

综上所述，本研究表明，PD患者的步态损害贯穿于疾病的全过程，在疾病的早期，PD患者即已出现步态损害。对于PD患者的步态分析应当综合时空参数与运动学参数系统全面地评估。作为一名临床医师应当综合运用药物与康复等治疗手段以降低患者的跌倒风险及提高生活质量。