帕金森病患者慌张步态的三维步态分析

郭永亮，卢健军，冯重睿，刘梦娇，刘初容

1.广东三九脑科医院，a.康复训练中心；b.神经内六科，广东广州市510510

帕金森病是一种进展性神经系统疾病，常表现为运动迟缓、震颤、僵硬以及姿势和步态异常，影响全世界1%的65岁以上人群[1-2]，最早在1817年由James Parkinson在他的《震颤麻痹》一文提到[3]。慌张步态是帕金森病患者常见的病理特征，常表现为步频增快，步长减小，重心常落在两足前方[4]。慌张步态是进展性的，早期很难通过裸眼观察发现，短时间内也观察不到明显变化[5]。本文采用三维运动捕捉系统对帕金森病慌张步态患者进行三维步态分析检查，以期量化研究慌张步态，实现对慌张步态的早期诊断和疗效观察。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月至2018年1月在广东三九脑科医院住院治疗的帕金森病患者40例，均符合英国脑库原发性帕金森病诊断标准[6]。

纳入标准：①听力正常，无明显认知功能障碍；②可独立步行10 m。

排除标准：①血管性帕金森、帕金森综合征、帕金森叠加综合征等非原发性帕金森病；②存在明显精神疾病；③并发其他影响步态功能疾病，如心肺功能不全，神经系统、肌肉骨骼疾病等。

采用问卷法和观察法判断慌张步态。调查患者及其家属或照护者，患者在日常生活中是否存在步长变短、步频越来越快，感觉躯干前倾，难以停止下来；同时由一名经验丰富的神经内科医生观察患者是否存在上述症状。存在上述症状者入选慌张组[7]，不存在上述症状者入选非慌张组。慌张组20例，男性13例，女性7例；年龄38～70岁，平均(58.6±8.5)岁；病程2～10年，平均(5.10±2.38)年。非慌张组20例，男性15例，女性5例；年龄40～67岁，平均(57.8±7.9)岁；病程2～8年，平均(4.78±2.51)年。

本院员工及员工家属志愿者20例(正常组)，男性14例，女性6例；年龄45～65岁，平均(57.5±6.6)岁。

纳入标准：①听力正常，无明显认知障碍；②可独立步行10 m。

排除标准：①存在明显精神疾病；②并发其他影响步态功能的疾病，如心肺功能不全、神经系统、肌肉骨骼等。

本研究经医院伦理委员会批准，患者及其家属均知晓本次研究的意义，并签署知情同意书。

1.2 方法

采用SMART-D 400红外运动捕捉系统(意大利BTS公司)。数据采集系统由6个红外摄像头(采集频率100 Hz)、两个同步相机(BTSeVixta，采集频率40 Hz)和两个测力平台(BTSP6000D)组成，数据分析系统为装载有专门数据处理软件的主机。

参考文献[8]粘贴反光球。受试者在步道上以自然步态往返6次。患者均在服药后1～2 h(“开”期)步态相对稳定期进行测试。采用Davis Heel模块对标记点运动轨迹进行三维重建，提取步行过程中稳定的6个步态周期数据；采用Smart Analyzer软件计算步行过程中的时空参数及踝关节运动学参数，包括跨步时间、站立时间、摆动时间、站立相、摆动相、双腿支撑相、跨步长、步长、步速、步频、踝关节矢状面的活动、踝背屈和踝跖屈角度；采用Protocol Consistency软件进行曲线一致性对比，去掉相差最大和最小的2个周期，取剩余4个步态周期参数的平均值。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0软件进行数据分析。计量资料采用(xˉ±s)进行描述，Kolmogorov-Smirnov检验数据正态性，均服从正态分布，采用单因素方差分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 右侧步态

与正常组相比，慌张组站立相和双腿站立相延长，摆动相、跨步长、步长减小(P＜0.05)；与非慌张组相比，慌张组跨步时间缩短(P＜0.05)。见表1。

2.2 左侧和整体步态

与正常组相比，慌张组站立相和双腿站立相延长，摆动相、跨步长、步长、步速减小(P＜0.05)；与非慌张组相比，慌张组跨步时间、摆动时间减小，步频增大(P＜0.05)。见表2。

2.3 踝关节

与正常组相比，慌张组踝背屈第一高峰提前出现，双踝关节最大跖屈角减小(P＜0.05)；与非慌张组相比，慌张组踝背屈第一高峰提前出现，左踝关节最大背屈角减小(P＜0.05)。见表3、图1、图2。

3 讨论

慌张步态与冻结步态关系紧密：冻结步态必然伴随慌张步态，而慌张步态可以单独存在[9-11]；伴有慌张步态的帕金森病患者，随着疾病发展，出现冻结步态的概率更大[12]；出现冻结步态后，患者整体运动功能和日常生活自理能力下降，严重影响生活质量[13]。慌张步态的出现也会增加患者精神压力，精神压力大的患者慌张步态和运动功能障碍较无精神压力的患者严重，日常生活自理能力下降更明显；而精神压力也会增加患者慌张步态的严重程度，从而形成恶性循环[14]。慌张步态也是影响患者平衡的重要因素[4]，会提高跌倒风险，进而增加卧床休息时间或减少日常生活运动量，加重疾病进展[15]。

表1 3组右侧步态参数比较

表2 3组左侧和整体步态参数比较

图1 步行周期中右踝关节矢状面角度变化曲线

图2 步行周期中左踝关节矢状面角度变化曲线

表3 3组踝关节运动学参数比较

目前，对帕金森病的整体评估有统一帕金森病评定量表(Unified Parkinson's Disease Rating Scale,UPDRS)，对冻结步态的评估有冻结步态量表[16]，而对于慌张步态的评估目前主要采用问卷法和观察法[5,7]。本研究显示，慌张步态帕金森病患者存在步长、步速、跨步时长减小，步频增大，站立相延长，摆动相减小，踝关节提前跖屈，最大踝背屈角减小，支撑末期双踝跖屈不足等问题。可能由以下两个方面原因造成。①由于黑质退行性变，使得运动功能退化，步长、步速等减小[17]，平衡功能障碍，通过增加步频以增加步速，延长站立相以保持平衡。②慌张步态患者躯干前倾，重心常落在双足之前，患者为了维持平衡，动用踝策略，踝关节提前跖屈，足跟不着地，这与陈淑芳等[18]的研究结果一致。与慌张步态帕金森病患者相比，非慌张步态患者步频小，踝关节最大背屈角增大，摆动期推迟，站立相延长。

由于科技的发展，开发出诸多穿戴设备[19-20]，方便远程测量。如果及时发现患者有慌张步态趋势，可通过多种方式进行干预，如视觉提示[21-23]、听觉提示[24]、躯体感觉提示[25]等。

传统评估慌张步态通常只能由经验较丰富的神经内科医生完成，采用三维步态分析系统可对慌张步态的表现进行量化，对未来智能化医疗也有较好的临床应用价值。由于本实验室建设时间尚短，对帕金森病患者慌张步态前后的数据收集不足，慌张步态超早期是否已经出现了一定的步态参数改变还有待观察，慌张步态患者的时空参数、运动学参数与UPDRS评分之间是否存在相关性，也有待进一步研究。