趙依雙，公維軍，范小偉，張玉梅

步行能力的改善可以提高卒中患者參與社會(huì)活動(dòng)能力，因此，恢復(fù)步行能力是卒中后運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的主要目標(biāo)之一。有研究顯示，雙任務(wù)步行（dual-task walking，DTW）比單任務(wù)步行（single-task walking，STW）能更好地反映日常生活活動(dòng)能力，當(dāng)健康人執(zhí)行注意力雙重任務(wù)時(shí)，其步態(tài)特征會(huì)發(fā)生改變[1-2]。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于卒中患者進(jìn)行DTW時(shí)步態(tài)改變的研究較少[3]。近年來(lái)，相關(guān)學(xué)者更加關(guān)注卒中患者在康復(fù)訓(xùn)練中執(zhí)行雙任務(wù)期間的步態(tài)評(píng)估[4]。本研究通過(guò)采集缺血性卒中患者進(jìn)行DTW時(shí)步態(tài)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、時(shí)空參數(shù)和時(shí)空參數(shù)的變異性，分析執(zhí)行額外認(rèn)知任務(wù)對(duì)患者步態(tài)特征的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 前瞻性納入2020年6月-2021年3月于首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科住院的缺血性卒中患者。本研究已通過(guò)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（批號(hào)：KY2020-069-01），所有受試者均知情同意并簽署知情同意書(shū)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18歲；②首次發(fā)病，符合《中國(guó)各類主要腦血管病診斷要點(diǎn)2019》中缺血性卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]，并經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí)，發(fā)病時(shí)間在1個(gè)月內(nèi)且病情穩(wěn)定；③不使用助行器輔助情況下能獨(dú)立行走1 min以上；④Holden步行功能分級(jí)≥3級(jí)；⑤Berg平衡量表評(píng)分≥40分；⑥改良Ashworth分級(jí)≤2級(jí)；⑦意識(shí)正常，理解能力正常，能溝通配合，可獨(dú)立完成本研究的測(cè)試任務(wù)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在認(rèn)知障礙，MoCA≤22分[6]；②存在影響自然步態(tài)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)疾病、外科疾病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病等；③合并嚴(yán)重的心臟、肺臟等疾??；④有嚴(yán)重失語(yǔ)或構(gòu)音障礙，無(wú)法完整參與本研究；⑤合并嚴(yán)重的視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)障礙；⑥有嚴(yán)重的情感行為異?；蚓癞惓?。

1.2 步行任務(wù)及指標(biāo)測(cè)定

1.2.1 單、雙任務(wù)步行方法 患者在步態(tài)實(shí)驗(yàn)室以習(xí)慣的步速裸足在10 m步道上往返行走，先進(jìn)行STW，再進(jìn)行DTW，每項(xiàng)步行任務(wù)持續(xù)1 min。為了避免疲勞，任務(wù)中間休息2 min。

選擇時(shí)鐘任務(wù)（視覺(jué)空間認(rèn)知功能）作為DTW時(shí)的認(rèn)知任務(wù)?；颊弑灰笤谀X海中生成一個(gè)表盤(pán)，并根據(jù)給定時(shí)間的時(shí)針和分針的位置，判斷兩者是否在表的同一側(cè)，以“是”或“否”作為回答，測(cè)試者用錄音筆記錄患者1 min內(nèi)正確回答的次數(shù)[7]。

在執(zhí)行DTW測(cè)試前，對(duì)受試者講解執(zhí)行雙任務(wù)的測(cè)試流程，要求受試者在執(zhí)行認(rèn)知DTW時(shí)，如時(shí)鐘任務(wù)回答錯(cuò)誤，不必糾正和停止步行，繼續(xù)執(zhí)行接下來(lái)的任務(wù)。為了防止受試者在步行開(kāi)始時(shí)的加速及步行結(jié)束后的減速對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響，每種測(cè)試條件均選取步行開(kāi)始2 m后到步行結(jié)束2 m前的數(shù)據(jù)用于分析。

1.2.2 步態(tài)參數(shù)采集 采用Codamotion三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，以主動(dòng)紅外捕捉的方式采集患者進(jìn)行STW和DTW時(shí)的步態(tài)參數(shù)。為了記錄穩(wěn)定步行模式，囑受試者在進(jìn)入紅外捕捉范圍前約1 m距離開(kāi)始行走。采集到3個(gè)以上連續(xù)完整周期的三維運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)為1次成功試驗(yàn)，每項(xiàng)任務(wù)要求至少采集6次成功試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

觀察指標(biāo)：①運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，包括膝、踝關(guān)節(jié)矢狀面關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍（range of motion，ROM）、最大屈膝角度、最大伸膝角度、最大踝背屈角度和最大踝跖屈角度。ROM為步態(tài)周期內(nèi)該運(yùn)動(dòng)平面關(guān)節(jié)角度最大值與最小值的差值[8]。通過(guò)采集成功試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立各關(guān)節(jié)坐標(biāo)系，進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)換得到各關(guān)節(jié)繞各坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)角度。②時(shí)空參數(shù)及其變異性，包括步速（m/s）、跨步長(zhǎng)（m）、跨步時(shí)間（s）、跨步速度（m/s）、步長(zhǎng)（m）、步長(zhǎng)時(shí)間（s）、步頻（步數(shù)/分鐘）、支撐時(shí)間占步行周期百分比（以下簡(jiǎn)稱“支撐期百分比”）及其變異性。步長(zhǎng)指一側(cè)足著地至另一側(cè)足著地之間的縱向直線距離?？绮介L(zhǎng)指一側(cè)足著地至該側(cè)足再次著地的縱向直線距離。步頻指每分鐘的步數(shù)。變異系數(shù)＝標(biāo)準(zhǔn)差/均值[9]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用表示，任務(wù)間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用M（P25～P75）表示，任務(wù)間比較采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例（%）表示。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 本研究納入卒中患者28例，其中男性20例（71.4%），年齡32～77歲，平均56.04±11.42歲，中位身高1.70（1.64～1.72）m，平均體重72.93±9.30 kg；基礎(chǔ)疾病中糖尿病6例（21.4%），高血壓12例（42.9%），高脂血癥8例（28.6%）；臨床特點(diǎn)中，中位病程14.5（8.50～29.0）d，左側(cè)偏癱13例（53.36%），Berg平衡量表平均50.46±4.53分，下肢Fugl-Meyer中位評(píng)分32.0（28.3～33.0）分，基線NIHSS中位評(píng)分2.5（2.0～5.0）分，MoCA平均評(píng)分26.46±2.22分。

2.2 單、雙任務(wù)步行中運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)比較 在運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)方面，與STW相比，患者進(jìn)行 DTW時(shí)膝關(guān)節(jié)ROM、最大屈膝角度、最大伸膝角度、踝關(guān)節(jié)ROM、最大踝背屈角度和最大踝跖屈角度的差異均未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 單、雙任務(wù)步行時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)比較

2.3 單、雙任務(wù)步行中時(shí)空參數(shù)比較 與STW比較，患者進(jìn)行DTW時(shí)步速降低、步長(zhǎng)和跨步長(zhǎng)縮短，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；跨步時(shí)間、跨步速度、步長(zhǎng)時(shí)間、步頻和支撐期百分比等參數(shù)的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表2 單、雙任務(wù)步行中步態(tài)時(shí)空參數(shù)比較

2.4 單、雙任務(wù)步行中步態(tài)參數(shù)變異性比較在步態(tài)時(shí)空參數(shù)變異性方面，與STW比較，患者進(jìn)行DTW時(shí)步長(zhǎng)時(shí)間變異性及步頻變異性增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；其余步態(tài)參數(shù)變異性差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

表3 單、雙任務(wù)步行中步態(tài)參數(shù)變異性比較

3 討論

本研究的目的是探討DTW對(duì)缺血性卒中患者步態(tài)參數(shù)特征的影響，研究結(jié)果表明，與STW相比，缺血性卒中患者在執(zhí)行DTW時(shí)步態(tài)性能顯著降低，包括步速降低、跨步長(zhǎng)和步長(zhǎng)縮短。雙任務(wù)條件下步速的降低似乎是通過(guò)縮短跨步長(zhǎng)而不是步頻來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，步行時(shí)執(zhí)行時(shí)鐘任務(wù)會(huì)引起卒中患者步長(zhǎng)時(shí)間變異性和步頻變異性的增加，而對(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍沒(méi)有顯著影響。這種步態(tài)性能下降的表現(xiàn)與Muci等[10]的研究結(jié)果一致。當(dāng)人體同時(shí)執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)和運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其中一項(xiàng)或兩項(xiàng)任務(wù)性能發(fā)生變化，就會(huì)出現(xiàn)雙任務(wù)干擾（dual-task interference，DTI）[11]。在雙任務(wù)條件下完成任務(wù)的性能下降，說(shuō)明大腦的處理能力是有限的[12]。DTI反映了兩種任務(wù)對(duì)大腦內(nèi)有限處理資源的競(jìng)爭(zhēng)。執(zhí)行任何一項(xiàng)任務(wù)都需要一定比例的大腦處理能力，任務(wù)要求越高，所需資源的比例就越大。有學(xué)者用中心容量共享模型來(lái)解釋這一結(jié)果，當(dāng)同時(shí)執(zhí)行兩項(xiàng)任務(wù)所需的注意力資源超出有限的容量時(shí)，任務(wù)性能就會(huì)受到影響[13]。

有學(xué)者提出，步頻和跨步長(zhǎng)的綜合測(cè)試結(jié)果可能與步速有關(guān)[14]，也有學(xué)者認(rèn)為控制步頻和步速的機(jī)制不同，步頻與步速?zèng)]有緊密的聯(lián)系[15]。步速和跨步長(zhǎng)是由皮質(zhì)-基底神經(jīng)節(jié)回路通過(guò)丘腦控制的，而步頻則是由腦干和脊髓控制[16]。本研究的結(jié)果也證實(shí)，卒中患者在DTW中通過(guò)縮短跨步長(zhǎng)來(lái)降低步速，而步頻保持相對(duì)穩(wěn)定，提示步頻與步速的聯(lián)系并不密切。有研究顯示，步長(zhǎng)代表步行能力的自動(dòng)化程度，卒中患者步長(zhǎng)降低說(shuō)明雙任務(wù)條件下患者步行的自動(dòng)化程度降低[17]。還有研究顯示，支撐期百分比的時(shí)間參數(shù)與記憶衰退有關(guān)[18]。本研究中，患者進(jìn)行STW和DTW時(shí)支撐期百分比無(wú)顯著差異，考慮與本研究入組卒中患者均具有良好的認(rèn)知能力有關(guān)。

本研究不僅分析了常規(guī)的步態(tài)參數(shù)，還通過(guò)公式量化了步態(tài)的變異性。研究結(jié)果顯示，卒中患者在雙任務(wù)條件下步長(zhǎng)時(shí)間和步頻的變異性增加，與Chisholm等[19]的研究結(jié)果一致。既往也有研究沒(méi)有觀察到卒中患者在雙任務(wù)條件下步行對(duì)步態(tài)變異性的影響[20]，但在這項(xiàng)研究中，每個(gè)試驗(yàn)僅包含一個(gè)完整的步態(tài)周期，步態(tài)變異性是根據(jù)試驗(yàn)中的系數(shù)變化來(lái)確定的，步數(shù)或試驗(yàn)數(shù)不足可能影響測(cè)定步態(tài)變異性的準(zhǔn)確性。有研究者認(rèn)為步長(zhǎng)和步長(zhǎng)時(shí)間變異性是認(rèn)知任務(wù)干擾步態(tài)最敏感的指標(biāo)，代表了步行的節(jié)奏性[21]。據(jù)推測(cè)，雙任務(wù)條件下步態(tài)變異性增加可能是由于節(jié)律性步態(tài)模式受干擾所致[22]，步行時(shí)步態(tài)可變性的增加意味著控制系統(tǒng)維持一致步態(tài)模式的能力降低，個(gè)體容易出現(xiàn)姿勢(shì)不穩(wěn)定，增加跌倒的風(fēng)險(xiǎn)[23]。

本研究的樣本量小，不是連續(xù)入組患者，因此可能存在選擇偏倚；另外，本研究沒(méi)有對(duì)影響步態(tài)的髖關(guān)節(jié)角度進(jìn)行分析，也沒(méi)有對(duì)關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索。后續(xù)課題組會(huì)在本研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行更大樣本量、針對(duì)更多運(yùn)動(dòng)參數(shù)的研究設(shè)計(jì)。

【點(diǎn)睛】DTW與STW相比要占用更多的大腦資源，因此更易反映缺血性卒中患者步態(tài)的異常，可能是更好地反映卒中患者功能恢復(fù)、評(píng)估治療效果的指標(biāo)。