双重任务训练联合经颅直流电刺激对早期帕金森病患者平衡功能的影响

张伟伟 黄墩兵* 全俊 廖兴 郑绍敏 尹梦 奚陈平

帕金森病（parkinson disease，PD）是一种常见退行性疾病，渐进出现以认知功能下降为主的非运动症状和步态异常、平衡功能障碍为主的运动症状，两者均与跌倒的发生密切相关［1］，严重影响患者运动信心。常规康复方案忽略了认知训练与运动训练的相互影响，日常生活中常涉及同时执行运动及认知任务，如边走边交流等，因此具备同时执行两项或多项任务的能力显得尤为重要［2］。双重任务训练（dual task training，DTT）是指同时执行≥2 个运动和认知任务的训练方式，需要在不同任务间灵活分散注意力，临床上已用于改善帕金森病患者运动及非运动症状［3］。经颅直流电刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）通过低振幅电流改变皮层兴奋性，提高神经可塑性，在改善PD患者运动及非运动症状方面的积极作用已不断被专家学者证实［4-5］。本研究探讨DTT 联合tDCS 训练方式对早期PD 患者平衡功能的效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2020 年8 月至2021 年12 月浙江医院康复医学中心早期帕金森病患者54 例。纳入标准：①符合中国帕金森病的诊断标准（2016 版）［6］，且抗帕金森病药物治疗情况稳定；②早期帕金森病，Hoehn &Yahr 分级≤2.5 级，③轻度认知功能障碍但不影响独立日常生活活动能力，18 分≤MoCA＜26 分；④介入前6个月内未参加过含双重任务训练及经颅直流电刺激在内的系统性训练。排除标准：①因脑血管意外等所致继发性帕金森综合征；②颅内置入金属、起搏器等物理因子治疗禁忌证；③严重认知功能障碍、意识障碍及精神障碍；④癫痫病史；⑤因有神经系统、心血管或骨科等疾病史，无法耐受测试或干预；⑥严重听觉、视觉障碍而无法参与训练。采用随机数字表法随机分为DTT 组、tDCS 组和联合组，每组各18 例，且对所有患者实施盲法。三组患者一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者均已签署知情同意书。

表1 三组患者一般资料比较

1.2 方法 三组患者均予PD 常规康复训练，DTT 组增加运动-认知DTT，tDCS 组增加tDCS 刺激左侧DLPFC，联合组在DTT 同时进行tDCS。（1）常规康复训练：包括放松训练、关节活动度训练、肌力训练、平衡协调训练、步态训练、姿势训练、日常生活活动能力训练及防跌倒宣教，30 min/次，1 次/d，5 次/周，为期8 周。（2）双重任务训练：在进行运动任务时同步执行认知任务。认知任务包括记忆功能、执行功能及言语流畅性三部分［7］。运动任务采用荷兰ENRAF 康复训练跑台进行步行训练，速度设置为初始评估时双任务步速的80%，系好不减重安全带以减少跌倒风险。30 min/次，1 次/d，5 次/周，为期8 周。（3）经颅直流电刺激：将武汉依瑞德产便携式tDCS 置于患者腰部以便手臂摆动，使用两个经0.9%氯化钠溶液浸泡的5 cm×7 cm 表面电极，在国际脑电图10-20 系统识别为F3 的左侧背外侧额叶皮质区（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）放置阳极电极，将阴极电极置于右眶上区，施加2.0 mA 恒定电流30 min。30 min/次，1 次/天，5 次/周，为期8 周。

1.3 评价指标 由同一名治疗师分别于训练前及训练8 周后执行以下评估内容，该治疗师不仅对分组情况不知情且不参与任何治疗。（1）主要测试指标-动静态平衡控制能力评估：Tecnobody 平衡测试系统（Prokin 252，意大利）通过检测压力中心（center of pressure，CoP）摇摆情况以评估动静态平衡功能［8］。评估指标包括睁-闭眼状态下运动轨迹面积及稳定极限，运动轨迹面积指CoP 移动轨迹所覆盖的面积，面积越小表示患者静态平衡控制能力越好。稳定极限指站立时CoP 在各个方向（前、后、左、右、左前、右前、左后、右后）上的最大位移而不会跌倒或跨步，取八个方向达到目标百分比的均值代表总目标值，数值越大代表患者动态平衡控制能力越好。（2）次要测试指标：①步速测试：采用10 m步行测试评估单任务步速，无辅助下行走16 m，记录从3 m 走到13 m 处所用时间，患者在保证安全的情况下尽可能快速行走。在10 m步速测试同时执行一个额外认知任务以评估认知双任务步速，即治疗师随机选择两位数连续减七，患者需均匀分配注意力于步行和认知任务。单、双任务步行速度越高表明患者动态平衡能力越好、跌倒风险越低［7］。②活动平衡信心（activities-specific balance confidence，ABC）量表对帕金森病患者具有良好的心理测量性能［9］。故本研究采用ABC 量表评估患者在进行基本日常生活活动及社区中难度较大任务时的平衡信心水平，0 分表示完全没有信心，100 分表示信心充足，要求参与者以目测类比评分方式自评。该量表包括16 项任务，以各项评分累计的平均分为最终结果，结果数值越高表明患者运动中维持平衡的信心越强。

1.4 统计学方法 采用SPSS 26.0 统计软件。计量资料数据用（±s）表示，多组间比较采用单因素ANOVA检验，用LSD 检验进行多重比较；计数资料以n（%）表示，用χ2检验，等级资料比较采用Kruskal-Wallis H检验，组内干预前后比较采用配对样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 训练前后三组患者动静态平衡控制能力结果比较 8 周训练后，三组患者睁、闭眼状态下运动轨迹面积均较训练前下降（P＜0.05），稳定极限较训练前均提高（P＜0.05）。组间比较，tDCS 组上述指标改善均优于DTT 组（P＜0.05），联合组改善优于其他两组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 训练前后三组受试者动静态平衡控制能力结果比较（±s）

表2 训练前后三组受试者动静态平衡控制能力结果比较（±s）

注：相同时间点与DTT 组比较，*P＜0.05；相同时间点与tDCS 组比较，#P＜0.05

组别 运动轨迹面积（睁眼状态）（mm2） 运动轨迹面积（闭眼状态）（mm2） 稳定极限（%）训练前 训练后 t 值 P 值 训练前 训练后 t 值 P 值 训练前 训练后 t 值 P 值DTT 组 1,142.42±147.19 917.23±111.77 13.77 ＜0.01 1,939.20±183.48 1,564.57±98.18 12.80 ＜0.01 54.70±6.53 59.07±5.97 -11.89 ＜0.01 tDCS 组 1,099.93±135.53 825.07±108.14* 14.19 ＜0.01 1,893.20±177.15 1,316.18±165.92* 37.89 ＜0.01 56.21±6.13 64.24±5.99* -17.59 ＜0.01联合组 1,153.92±134.94 631.76±107.54*# 18.70 ＜0.01 1,930.02±237.13 998.35±197.00*# 40.23 ＜0.01 55.64±8.20 69.15±7.65*# -28.62 ＜0.01 F 值 1.03 32.06 0.20 57.25 0.19 10.53 P 值 0.37 ＜0.01 0.82 ＜0.01 0.83 ＜0.01

2.2 训练前后三组患者单双任务步速和平衡信心比较 8 周训练后，三组患者组内相比单双任务步速及平衡信心均较训练前增高（P＜0.05），tDCS 组上述指标明显高于DTT 组（P＜0.05），联合组改善较其他两组更优，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 训练前后三组患者单双任务步速和平衡信心比较（±s）

表3 训练前后三组患者单双任务步速和平衡信心比较（±s）

注：相同时间点与DTT 组比较，*P＜0.05；相同时间点与tDCS 组比较，#P＜0.05

组别 单任务步速测试（m/s） 双任务步速测试（m/s） 平衡信心（%）训练前 训练后 t 值 P 值 训练前 训练后 t 值 P 值 训练前 训练后 t 值 P 值DTT 组 0.72±0.12 0.84±0.10 -8.02 ＜0.01 0.60±0.12 070±0.10 -6.48 ＜0.01 47.13±4.78 49.56±5.13 -7.20 ＜0.01 tDCS 组 0.75±0.13 0.94±0.14* -17.03 ＜0.01 0.63±0.13 0.81±0.13* -11.86 ＜0.01 46.64±4.45 53.33±4.52* -16.03 ＜0.01联合组 0.68±0.16 1.05±0.17*# -22.55 ＜0.01 0.60±0.13 0.99±0.17*# -20.28 ＜0.01 45.05±4.85 57.83±5.71*# -30.00 ＜0.01 F 值 0.55 10.77 0.26 21.48 0.79 11.67 P 值 0.58 ＜0.01 0.78 ＜0.01 0.46 ＜0.01

3 讨论

本研究结果显示，三组患者睁闭眼状态下运动轨迹面积、稳定极限、单双任务步速及ABC 量表评分均较训练前改善，且联合组上述指标改善程度较DTT组及tDCS 组明显，差异有统计学意义（P＜0.05），表明DTT及tDCS 均能不同程度改善PD 患者平衡控制能力及平衡信心，两者联合训练效果更佳。

PD 运动症状与中脑黑质纹状体通路多巴胺能神经元变性及额叶皮层-基底神经节间多巴胺能环路受损有关，渐进出现运动迟缓、肌肉强直及动作切换反应力下降等功能障碍，削弱运动过程中的平衡控制能力［10］。因前额叶纹状体通路受损使PD 患者注意力容量减少和执行功能障碍［11］，此外基于注意力容量共享理论，在同时执行多项任务过程中，当高认知需求和注意力分散超出中枢处理能力时，其中一项或多项任务的表现能力便会受限［12］。且PD 患者执行认知-运动双重任务时，注意力资源分配会倾向于认知任务，导致分配于姿势控制的注意资源减少，降低平衡控制能力［2］。因此对于同时存在认知障碍及平衡步态异常的早期PD 患者，是跌倒的高发人群，严重影响患者活动信心。

包含运动任务及认知任务的DTT 作为外周干预方法，通过感觉运动系统不断向中枢神经系统输入刺激，激活基底神经节，增加激活点的数量，调整激活点分布区域，提升注意力容量，优化注意分配能力［13］，提高运动及认知功能表现。与常规康复训练相比，DTT 中外界刺激有助于启动内源性神经修复机制，加速受损神经网络重塑，增加轴突、树突分支数量和皮层神经元突触数量，使大脑信息处理速度加快［14］，提高大脑多任务间协调转换能力。且康复跑台通过本体感受介导和CPGs 的神经元回路激活，重建步态节律和模式，提高步行自动化能力以减少对皮层依赖［15］，更多注意力可被分配于维持平衡和执行认知任务。林玲等［2］研究认为DTT 较常规康复训练更能改善帕金森病轻度认知障碍患者的认知功能及平衡功能，降低跌倒风险，与本研究结果一致。

PD 患者运动辅助区（supplementary motor area，SMA）受损妨碍运动的内部调控，而tDCS 通过增强DLPFC 区兴奋性以代偿SMA 异常活动，从而改善平衡及运动功能［16］。有报道支持前额叶皮层在躯干的空间定位中发挥作用［17］，tDCS 增加DLPFC 区兴奋性可能会增强视空间处理能力，从而改善PD 患者平衡和功能灵活性［4］。此外DLPFC 区与双重任务之间的认知资源灵活分配有关［18］，本研究中8 周tDCS 刺激DLPFC 区后双任务步速能力增强便是佐证。ZHOU 等［19］研究认为刺激参与注意力及执行功能的DLPFC 区域可提高姿势控制能力、步行及认知功能。LATTARI 等［4］研究发现tDCS 刺激左侧DLPFC 区能改善PD 患者平衡和功能性移动，MISHRA 等［5］将tDCS 刺激左侧DLPFC，结果显示能改善双任务步态和认知表现，尤其是刺激后15 min 及30 min，与本研究结论一致。SCHABRUN等［20］通过tDCS 刺激左侧运动皮层M1 区并未发现其在双任务表现上比步行训练更具优势，可能与PD 患者无明显单侧缺陷，而单侧刺激很难选择目标侧有关，或许双侧刺激效果更佳。

本研究将DTT 联合tDCS，经过8 周训练，联合组动静态平衡控制能力及单双任务步速均较前明显改善，运动时维持平衡的信心增强，上述指标改善优于其他两组患者，表明联合训练产生协同作用，较单一训练效果更佳，分析可能原因：①tDCS 以非特异性的方式激活大量神经网络，而DTT 则激活特定的与认知、运动相关的神经网络，联合训练使特定神经网络对tDCS 刺激更加敏感［21］，通过tDCS 激活D2 和D3 多巴胺受体，促进受损的认知、运动神经网络重塑［22］，增强训练效果；②tDCS 和DTT 均可不同程度诱导谷氨酸系统修饰和膜电位变化，增加皮层兴奋性，修复受损的皮层-基底神经节间多巴胺能环路，改善运动及非运动症状，联合训练使效果叠加［23］；③tDCS 直接作用于功能脑区，增强神经可塑性，DTT 通过感觉运动系统对中枢神经系统产生正性反馈，促进受损脑区功能重组，中枢-外周功能互补，加速平衡及认知功能恢复［24］。

综上所述，执行康复跑台-认知DTT 时同步予tDCS 能有效改善早期帕金森病患者动静态平衡控制能力，提高运动信心，且较单一训练效果更佳，该联合训练方案值得临床推广。但本研究样本量小，介入周期短，结果仍需通过大样本、多中心、长周期进一步验证。