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【臨床研究】步態(tài)特征改變在帕金森病進展過程中的臨床價值研究

 海綿有理想 2022-11-01 發(fā)布于吉林

文章來源:中華神經(jīng)科雜志, 2022,55(7) : 706-714

作者:干靜 趙嘉豪 萬贏 宋璐 吳娜 張煜 劉振國


摘要

目的

通過檢測帕金森病不同階段步態(tài)特征改變,明確疾病進展演變過程中變化的特異性步態(tài)參數(shù),為疾病監(jiān)測提供參考依據(jù)。

方法

本項橫斷面研究共納入2019年1月至2021年9月于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院帕金森病專病門診就診或住院的276例帕金森病患者[Hoehn-Yahr(H-Y)分級1~3級]和63名性別、年齡匹配的健康對照,采用便攜式慣性測量單元系統(tǒng)記錄步態(tài)時空變量,并進行探索性因子分析,獲得代表不同步態(tài)特征的步態(tài)域。采用單因素方差分析評估健康對照和H-Y分級1~3級帕金森病患者中各步態(tài)變量及步態(tài)域之間的差異,并根據(jù)運動分型進一步細分各參數(shù)之間的差異;比較不同步態(tài)變量及步態(tài)域在評估不同階段帕金森病患者步態(tài)障礙嚴(yán)重程度的敏感度。

結(jié)果

對采集的11項步態(tài)時空變量歸納出4種步態(tài)域:步伐(步長、步速、跨步長)、節(jié)奏時相(步頻、跨步時長、雙支撐相時長)、步伐相關(guān)變異性/不對稱性(步長變異系數(shù)、步長不對稱性、步速變異系數(shù))和節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性(擺動相時長變異系數(shù)及擺動相不對稱性)。隨著疾病進展,4個步態(tài)域在震顫型帕金森病患者中與非震顫型帕金森病患者中的總體變化趨勢一致。相對于健康對照,帕金森病患者步伐參數(shù)在H-Y分級2級患者出現(xiàn)中度受損(效應(yīng)量0.64;標(biāo)準(zhǔn)化分值0.12±0.80與0.64±0.81,P<0.05),以非震顫型帕金森病患者為明顯,而H-Y分級1級患者較健康對照無改變(P>0.05);步伐相關(guān)變異性/不對稱性在H-Y分級3級帕金森病患者出現(xiàn)明顯異常(效應(yīng)量0.62;標(biāo)準(zhǔn)化分值0.27±1.12與-0.27±0.52,P<0.05),而H-Y分級1級和2級帕金森病患者改變不明顯(均P>0.05);節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性在H-Y分級1級帕金森病患者即開始出現(xiàn)輕度損害(效應(yīng)量0.42;標(biāo)準(zhǔn)化分值-0.03±0.69與-0.33±0.49,P<0.05),其中擺動相不對稱性在震顫型帕金森病患者中更為突出。

結(jié)論

帕金森病患者在疾病進展過程中步態(tài)參數(shù)出現(xiàn)特征性演變,節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性可能是區(qū)分早期帕金森病與健康人群的標(biāo)志;步伐和步伐相關(guān)變異性/不對稱性是評估帕金森病疾病進展的重要步態(tài)指標(biāo)。

步態(tài)障礙(gait disorder)是帕金森?。≒arkinson′s disease)患者的主要癥狀之一,在疾病早期即可出現(xiàn)。隨著疾病進展,步態(tài)異常更為突出,會增加跌倒、骨折甚至死亡的風(fēng)險1, 2]。研究發(fā)現(xiàn),與帕金森病的其他運動癥狀相比,步態(tài)異常的進展速度更快,且臨床異質(zhì)性明顯,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量2, 3]。總體來說,帕金森病患者的步態(tài)異常表現(xiàn)為步速降低、步幅及步長減小和雙支撐相時間延長等,符合帕金森病患者動作遲緩的疾病特點2, 3, 4]。但臨床上對步態(tài)的定量評估并非常規(guī),多是臨床描述,對步態(tài)障礙在疾病進展中的變化不敏感2]。目前,帕金森病不同階段步態(tài)的特征性改變以及步態(tài)障礙如何隨著帕金森病進展而演變并不明確。

隨著帕金森病運動分析技術(shù)的發(fā)展,利用可穿戴傳感器量化步態(tài)參數(shù)有助于更方便地明確帕金森病步態(tài)特征5]。步態(tài)分析中可測量的時空參數(shù)眾多,但同一患者并非所有步態(tài)參數(shù)都均一受損,在疾病不同階段步態(tài)受損特征是不同的。通過臨床量表問卷評估方式、計時-起立-行走(Timed Up and Go Test,TUG)評估或通過簡單的單個變量(如步速)的改變并不能很好地反映帕金森病患者步態(tài)障礙的特點,也不適合評估疾病進展過程中步態(tài)異常的演變2,6, 7]。而通過傳感器等檢測雖能獲得大量步態(tài)時空變量,但如何從眾多變量中選擇最適合的參數(shù)來評估帕金森病步態(tài)尚無標(biāo)準(zhǔn)8]。關(guān)于帕金森病步態(tài)變量與臨床相關(guān)性還缺乏統(tǒng)一共識5, 6,8]。

基于此,本研究中我們通過對不同Hoehn-Yahr(H-Y)分級(1~3級)帕金森病患者步態(tài)時空變量的檢測,借助探索性因子分析(exploratory factor analysis,EFA)方法將眾多單變量步態(tài)參數(shù)歸類提取出數(shù)個步態(tài)域來描述步態(tài)特征8],明確不同階段帕金森病患者與健康對照之間的步態(tài)特征性差異,了解疾病進展過程中步態(tài)異常的演變,以便更好地理解帕金森病步態(tài)障礙臨床異質(zhì)性及更精準(zhǔn)地選擇康復(fù)策略和時機來延緩或改善步態(tài)異常。

資料和方法

一、研究對象

收集2019年1月至2021年9月于上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院帕金森病專病門診就診或住院的原發(fā)性帕金森病患者作為帕金森病組。帕金森病組納入標(biāo)準(zhǔn):(1)根據(jù)國際帕金森病和運動障礙協(xié)會(International Parkinson and Movement Disorder Society,MDS)帕金森病臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)9]診斷為臨床可能帕金森病的患者;(2)H-Y分級<4級;(3)簡易精神狀態(tài)檢查(Mini-Mental State Examination,MMSE)評分>24分;(4)沒有骨科或肌肉骨骼疾病史,也沒有其他可能影響平衡或步態(tài)的原因(如眼科疾病等)。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)繼發(fā)性帕金森病或帕金森疊加綜合征患者;(2)患有其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病或嚴(yán)重心、肝、肺、腎等內(nèi)科疾??;(3)在進行可穿戴設(shè)備步態(tài)評估的行走過程中出現(xiàn)評估者或設(shè)備識別出的凍結(jié)步態(tài);(4)不能配合臨床評估者。

健康對照組為帕金森病患者的伴侶或志愿者。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)無可能影響平衡或步態(tài)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病、眼科疾病、骨科疾病或肌肉骨骼疾病。(2)無心、肝、肺、腎等內(nèi)科疾病。

本研究為橫斷面研究,經(jīng)過上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(批號:XHEC-C-2015-019-2)。所有受試者都簽署了知情同意書。

二、研究方法

1.一般資料收集:收集帕金森病患者的臨床信息,包括年齡、性別、身高、病程、統(tǒng)一帕金森病評定量表(Unified Parkinson′s Disease Rating Scale,UPDRS)、H-Y分級、MMSE評分及抗帕金森病藥物用藥情況,并計算每日左旋多巴等效總劑量10]。收集健康對照的年齡、性別、身高、MMSE評分情況。根據(jù)UPDRS評分,將帕金森病患者分為震顫(tremor dominant)型、姿勢不穩(wěn)定和步態(tài)障礙(posture instability and gait difficulties,PIGD)型或中間(intermediate)型,其中PIGD型和中間型統(tǒng)稱為非震顫型11]

2. 步態(tài)參數(shù)的運動學(xué)分析:使用可穿戴慣性測量單元(portable inertial measurement unit,IMU)系統(tǒng)(深圳市臻絡(luò)科技有限公司)通過傳感器實時收集包括步態(tài)時空參數(shù)在內(nèi)的運動學(xué)信息12, 13]。受試者佩戴10個慣性傳感器,通過彈性帶固定在下背部(L5),胸部(胸骨),雙側(cè)腳、腳踝、大腿和手腕上。參與者被要求做以下運動任務(wù):(1)從椅子上站起來;(2)直線行走5 m;(3)轉(zhuǎn)身回到起點;(4)坐下。研究者確認每個傳感器放置正確,引導(dǎo)受試者按照自身常規(guī)舒適的步速行走。將所有運動學(xué)數(shù)據(jù)通過藍牙連接實時傳輸?shù)街鳈C,以便進一步處理和存儲。本研究中僅收集受試者平穩(wěn)行走過程中的步態(tài)參數(shù),未納入起立、轉(zhuǎn)身以及坐下過程中的參數(shù)。對帕金森病患者均在“開”期進行評估。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS Statistics 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件(IBM 公司,美國)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)處理。對計量資料首先進行正態(tài)性檢驗,符合正態(tài)分布的連續(xù)變量使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(圖片±s)表示,不符合正態(tài)分布的則用中位數(shù)(四分位數(shù))[MQ1Q3)]表示;分類變量用頻數(shù)和百分數(shù)表示。采用獨立樣本t檢驗分析帕金森病組和健康對照組年齡、身高、MMSE評分之間的差異;采用χ2檢驗比較兩組性別的差異。采集11個步態(tài)變量:步長、跨步長、步速、跨步時長、雙支撐相時長、步頻、步長變異系數(shù)(coefficient of variation)、擺動相時長變異系數(shù)、步速變異系數(shù)、步長不對稱性和擺動相不對稱性。變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)差/均數(shù)× 100,其中“均數(shù)”為每例患者某一步態(tài)時空變量的平均值,標(biāo)準(zhǔn)差為每例患者相應(yīng)變量的標(biāo)準(zhǔn)差。兩個變量(步長和擺動相)不對稱性=|ln(左/右)|×100,其中“左”代表左腳變量的均數(shù),“右”代表右腳變量的均數(shù),符號“|…|”表示絕對值。P≤0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

采用EFA方法探究11個步態(tài)變量的內(nèi)在結(jié)構(gòu),識別步態(tài)變量背后的共同特征,以歸類提取出代表不同步態(tài)特征的幾大步態(tài)域。首先采用Kaiser-Meyer-Olkin(KMO)取樣適合度檢驗和Bartlett球形檢驗明確11個變量之間是否適合進行因子分析。后采用Kaiser準(zhǔn)則14](特征值>1入選)和Horn平行分析法(parallel analysis)15]來確定因子,即步態(tài)域的數(shù)量。使用主軸法進行因子提取,并進一步用斜交轉(zhuǎn)軸法(oblimin oblique rotation)來提高其載荷的可解釋性,以避免潛在因子之間可能存在的相關(guān)性。載荷量達到0.5的變量被認為是有意義的。采用EFA分析后,計算各步態(tài)域的得分16]:先將11個步態(tài)變量分別進行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換,分別將每個數(shù)值減去該參數(shù)在整個樣本(包括帕金森病組和健康對照組)中的均數(shù),再將差值除以整個樣本的標(biāo)準(zhǔn)差。然后使用回歸法,根據(jù)EFA的結(jié)果進行匯總每個參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)得分系數(shù),分別計算出各步態(tài)域的分數(shù)。

對健康對照組和帕金森病組H-Y分級1級、2級和3級之間各步態(tài)變量及步態(tài)域參數(shù)使用Levene檢驗判斷方差齊性,通過繪制直方圖和Q-Q圖進行正態(tài)性判斷。滿足正態(tài)分布和方差齊性的數(shù)據(jù)采用單因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)比較組間差異,不滿足方差齊性的正態(tài)分布的步態(tài)變量組間比較采用Welch ANOVA,不符合正態(tài)分布的步態(tài)變量組間比較則采用Kruskal-Wallis H檢驗。組間兩兩比較使用Bonferroni t 檢驗(方差齊)或Games-Howell檢驗(方差不齊)。將步態(tài)變量轉(zhuǎn)換為以健康對照為參考值的Z值[例如:步長Z=(步長-健康對照組步長的均數(shù))/健康對照組步長的標(biāo)準(zhǔn)差]繪制雷達圖,用于比較震顫型和非震顫型帕金森病患者在不同H-Y分級時相對于健康對照各步態(tài)參數(shù)受損的程度。根據(jù)Cohen d值計算效應(yīng)量,用于比較不同步態(tài)參數(shù)對于評估帕金森病患者步態(tài)損害的敏感度。效應(yīng)量(effect size)=(μ1-μ2)/σ,其中μ1和μ2分別為兩個比較組的均數(shù)(不同H-Y分級的帕金森病患者與健康對照的每個步態(tài)變量),σ是兩個比較組的集合標(biāo)準(zhǔn)差。效應(yīng)量<0.20代表無差異,0.20~0.49為小差異,0.50~0.79為中等差異,0.80~1.19為較大差異,1.20~1.99為非常大差異,≥2.00為巨大差異17]。

結(jié)果

圖片

一、健康對照及帕金森病組一般資料(表1

健康對照組共63名,男性29名,女性34名,年齡(67.43±9.11)歲。帕金森病組共276例,男性138例,女性138例,年齡(68.86±7.95)歲,病程(5.47±4.69)年,統(tǒng)一帕金森病評定量表第三部分(UPDRS Ⅲ)評分(25.49±13.71)分,H-Y分級(2.10±0.71)級,其中H-Y 分級1級58例(20.9%)、H-Y 分級2級133例(48.2%)、H-Y 分級3級85例(30.9%),左旋多巴等效劑量(521.80±440.53)mg/d。兩組在性別構(gòu)成、年齡、身高及MMSE評分方面均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)。

二、步態(tài)變量的因子分析

為了探究采集的11個步態(tài)變量(步長、跨步長、步速、跨步時長、雙支撐相時長、步頻、步長變異系數(shù)、擺動相時長變異系數(shù)、步速變異系數(shù)、步長不對稱性和擺動相不對稱性)的內(nèi)在結(jié)構(gòu),識別出步態(tài)變量背后的共同步態(tài)特征,采用EFA方法提取步態(tài)域。KMO取樣適合度檢驗提示11個變量的總KMO為0.72,Bartlett球形檢驗χ2值=4 887.75,P<0.001,說明變量之間的相關(guān)性恰當(dāng),適合進一步進行因子分析。Kaiser準(zhǔn)則和平行分析的結(jié)果均提示4個因子是解釋數(shù)據(jù)分布的最佳因子個數(shù)。這4個公因子共解釋了數(shù)據(jù)集92.26%的方差,其中因子1解釋的方差占33.91%,因子2解釋的方差占27.35%,因子3解釋的方差占19.64%,因子4解釋的方差占11.37%。根據(jù)每個因子中的步態(tài)變量,我們將11個步態(tài)變量歸納為4個步態(tài)域,分別是:步伐(包括步長、跨步長、步速)、節(jié)奏時相(包括跨步時長、步頻、雙支撐相時長)、步伐相關(guān)變異性/不對稱性(包括步長變異系數(shù)、步速變異系數(shù)、步長不對稱性)和節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性(包括擺動相時長變異系數(shù)、擺動相不對稱性;表2),并分別計算出4個步態(tài)域的分數(shù)。

圖片

三、不同H-Y分級帕金森病患者較健康對照組步態(tài)特征變化的差異

健康對照組和帕金森病H-Y分級1級、2級和3級患者中各步態(tài)變量及4大步態(tài)域之間的差異見表3。結(jié)果提示:(1)相較于健康對照組,H-Y分級2和3級的帕金森病患者步長、跨步長均明顯縮短(均P<0.05),步速明顯變慢(均P<0.05),而H-Y分級1級的帕金森病患者與健康對照組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義;帕金森病組中隨著H-Y分級升高,步長和跨步長逐漸縮短,步速逐漸減慢,從H-Y分級2級患者出現(xiàn)明顯異常(均P<0.05),而H-Y分級1和2級患者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。步伐的標(biāo)準(zhǔn)化分值變化與上述3個變量一致,在H-Y分級2級患者出現(xiàn)異常(患者組:0.12±0.80,對照組:0.64±0.81,P<0.05),在H-Y分級3級患者明顯加重。(2)在步態(tài)節(jié)奏時相方面,除了帕金森病組H-Y分級3級患者雙支撐相時長較H-Y分級2級有延長外(P<0.05),各組在步頻、跨步時長差異均無統(tǒng)計學(xué)意義,節(jié)奏時相在各組間差異也無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.382)。(3)相較于健康對照組,帕金森病組步長變異系數(shù)和步速變異系數(shù)隨著疾病進展逐漸增大,但僅在H-Y分級3級時出現(xiàn)差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05),在健康對照組、H-Y分級1級和2級患者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05);步長不對稱性在各組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義;步伐相關(guān)變異性/不對稱標(biāo)準(zhǔn)化分值隨著H-Y分級升高,在H-Y分級3級時差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.002)。(4)相較于健康對照組,雖然帕金森病組H-Y分級各級擺動相時長變異系數(shù)逐漸增大,但僅在H-Y分級3級患者(12.49±4.36)與健康對照組(9.73±3.22)之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),在健康對照組、H-Y分級1級和2級患者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05);擺動相不對稱性在健康對照組、H-Y分級1~3級患者之間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05);進一步分析發(fā)現(xiàn)節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性標(biāo)準(zhǔn)化分值在帕金森病組H-Y分級1級患者(-0.03±0.69)較健康對照組(-0.33±0.49)明顯增大(P<0.05),在H-Y分級3級患者(0.21±0.87)增大更明顯(P<0.05)。

圖片

為了明確在帕金森病不同運動亞型中以上步態(tài)變量和步態(tài)域變化是否有不同,進一步將不同H-Y分級的帕金森病患者分為震顫型和非震顫型進行比較。分別對各組步態(tài)變量進行以健康對照組為參考的Z值轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后健康對照組各變量均值為0,采用雷達圖表示各組相對于健康對照組步態(tài)變量和步態(tài)域受損的程度和變化的方向,描述各參數(shù)在不同運動亞型帕金森病中從正常至H-Y分級1~3級4個階段的演變(圖1)。結(jié)果顯示無論帕金森病震顫型或非震顫型患者,隨著H-Y分級升高,4個步態(tài)域的總體變化趨勢一致,除了節(jié)奏時相及其參與變量外,多數(shù)參數(shù)在H-Y分級2~3級帕金森病患者中與健康對照差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。除了共性表現(xiàn),非震顫型帕金森病患者在H-Y分級2級即出現(xiàn)步速降低,而震顫型患者至H-Y分級3級出現(xiàn),步伐域及其他參數(shù)變化一致;步伐相關(guān)變異性/不對稱性及其變量(步速變異系數(shù)和步長變異系數(shù))在H-Y分級中的變化主要在非震顫型帕金森病患者中更顯著;擺動相時長變異系數(shù)在非震顫型帕金森病患者中隨著疾病進展而增加,在H-Y分級3級明顯,而在震顫型帕金森病患者中擺動相不對稱性在H-Y 分級1級即出現(xiàn)增大,至H-Y 分級2級時明顯異常,擺動相時長變異系數(shù)變化不明顯,節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性在震顫型帕金森病患者H-Y分級2級時差異明顯,而在非震顫型帕金森病患者中至H-Y分級3級時明顯(圖1)。

圖片

圖1 雷達圖分別顯示了震顫型和非震顫型帕金森病患者和健康對照組11個步態(tài)變量和4個步態(tài)域評分的Z值。圖中健康對照組以代表0的灰色虛線圈對應(yīng),作為參考值;帕金森病組Hoehn-Yahr(H-Y)分級用不同顏色的實線表示。軸上的值表示不同H-Y分級帕金森病患者每個步態(tài)變量和步態(tài)因子的Z值。變量和因子Z值的增加用正值表示,反之用負值表示

Figure 1 Radar plot illustrating the Z-scores of Parkinson′s disease patients with tremor-dominant or non tremor-dominant and healthy control group for the 11 gait variables and 4 gait domains

四、帕金森病不同H-Y分級的步態(tài)損害特征進展情況

11個步態(tài)變量和4個步態(tài)域在不同分級帕金森病組與健康對照組之間差異的效應(yīng)量大小見表3,可見除節(jié)奏時相及其變量外,多數(shù)步態(tài)變量和步態(tài)域?qū)ε两鹕』颊叩牟綉B(tài)損害均敏感。步伐和其組成變量的效應(yīng)量大體相似,均提示隨著帕金森病的進展,步伐損害的程度逐漸增加。與健康對照組相比,帕金森病患者從H-Y分級2級開始出現(xiàn)中等差異(效應(yīng)量0.64),至3級出現(xiàn)較大差異(效應(yīng)量1.68)。步伐相關(guān)變異性/不對稱性與其組成變量步長變異系數(shù)和步速變異系數(shù)均表現(xiàn)為H-Y分級1、2級帕金森病患者與健康對照組相比僅有較小差異,至3級出現(xiàn)中等差異(效應(yīng)量分別為0.62、0.76、0.76)。擺動相時長變異系數(shù)在H-Y分級3級帕金森病患者與健康對照組相比出現(xiàn)中等差異(效應(yīng)量0.67);節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性在H-Y分級1級帕金森病患者即與健康對照組存在一定差異(效應(yīng)量0.42),至H-Y分級3級持續(xù)存在(效應(yīng)量0.75)。

討論

本研究中我們回顧性分析了H-Y分級1~3級的帕金森病患者利用可穿戴設(shè)備獲得的步態(tài)變量,通過因子分析方法識別11種步態(tài)變量代表的共同步態(tài)特征,并歸類提取出4種步態(tài)域。進一步分析結(jié)果提示帕金森病患者的步態(tài)異常貫穿疾病全過程,不同時期步態(tài)受損特征不同,步態(tài)變化與疾病進展相關(guān):在疾病H-Y分級1級時節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性即表現(xiàn)出與健康對照組的差異;至H-Y 分級2級步伐開始出現(xiàn)明顯受損,并隨著疾病進展而加重;而步伐相關(guān)變異性/不對稱性到H-Y分級3級時出現(xiàn)明顯受損。

研究者曾嘗試不同的方法來描述帕金森病的步態(tài),分析眾多時空參數(shù),但部分提取的變量從臨床角度不容易解釋或者孤立地分析與臨床相關(guān)性,忽視了步態(tài)的整體特征;且大量步態(tài)參數(shù)之間往往廣泛存在相關(guān)性,各變量間共線性的問題也限制了步態(tài)相關(guān)的多因素分析7, 8]。EFA被廣泛應(yīng)用于社會科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究,在慢性非傳染性疾病領(lǐng)域應(yīng)用較少。近期一些研究者嘗試?yán)肊FA方法,揭示變量間復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系,識別各變量間潛在的共性因子,并進一步解釋各因子的實際意義4,18, 19]。如有研究者利用EFA將步態(tài)變量分為3個步態(tài)域,提供老年人群步態(tài)特征18];Thingstad等19]對步態(tài)時空單變量進行因子分析后,合并成4個步態(tài)域(變異性、不對稱、姿勢控制和步伐/節(jié)奏因子),用于評估髖部骨折老年患者的步態(tài)特征;而用于帕金森病步態(tài)特征分析目前不多7, 8]。步態(tài)參數(shù)在帕金森病中晚期會出現(xiàn)明顯異常,但步態(tài)參數(shù)如何隨著帕金森病嚴(yán)重程度的進展而變化,特別是在帕金森病早中期的演變過程尚不確定。因此本研究中采用EFA方法,從步伐、節(jié)奏時相、步伐相關(guān)變異性/不對稱性和節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性4個維度分析H-Y分級1~3級的帕金森病患者較健康對照步態(tài)特征變化的差異,并描述了各級患者步態(tài)損害特征進展情況。同時考慮到帕金森病不同運動亞型可能會對步態(tài)參數(shù)異常的特征帶來差異,因此在不同H-Y分級中進一步對震顫型和非震顫型帕金森病患者進行細分比較。

本研究結(jié)果顯示帕金森病患者步伐異常從H-Y分級2級開始出現(xiàn),且無論何種運動分型該步態(tài)域隨著疾病的進展受損更大,在H-Y分級1級帕金森病患者與健康對照之間差異不明顯。既往有研究結(jié)果提示,早期帕金森病患者與健康對照的平均步速和步長沒有差異20],步速減慢并不是健康對照向帕金森病轉(zhuǎn)換的預(yù)測因子1]。本研究結(jié)果也提示步速減慢在震顫型帕金森病患者早期并不顯著。此外,近期帕金森病步態(tài)模型分析結(jié)果表明步伐/節(jié)律參數(shù)鑒別帕金森病與正常人群的能力較其他參數(shù)低7],也支持本研究的結(jié)果。帕金森病患者步伐異常主要在H-Y分級2級開始顯著,提示步伐參數(shù)不適合作為區(qū)分早期帕金森病與對照人群的標(biāo)志物,更適合評估帕金森病疾病進展。

步長變異系數(shù)、步速變異系數(shù)和步長不對稱性歸為步伐相關(guān)變異性/不對稱性步態(tài)域,在帕金森病H-Y分級1、2級患者與健康對照的差異相似,表明在帕金森病患者的H-Y分級1級和2級階段該步態(tài)域的異常并不顯著,主要在疾病3級開始出現(xiàn)明顯異常。無論震顫型或非震顫型帕金森病患者,步長變異系數(shù)和步速變異系數(shù)均在H-Y分級3級出現(xiàn)明顯增大。有研究結(jié)果提示,步長和步速變異系數(shù)在H-Y分級2級和3級之間有明顯差異7],與本研究結(jié)果類似,提示更大的步長變異系數(shù)和步速變異系數(shù)可能是疾病進展的標(biāo)志。

本研究結(jié)果中步頻、跨步時長和雙支撐相時間為節(jié)奏時相步態(tài)域,該參數(shù)在不同運動分型帕金森病患者不同疾病分級中均沒有顯示出與健康對照組的明顯差異,提示帕金森病步態(tài)在節(jié)奏時相上可能受損不明顯,與近期研究結(jié)果一致21, 22]。而節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性標(biāo)準(zhǔn)化分值在H-Y分級1級帕金森病患者中已出現(xiàn)與健康對照組差異有統(tǒng)計學(xué)意義,效應(yīng)量接近中度異常,這種差異隨著疾病的進展仍然存在,表明該步態(tài)域受損是早期帕金森病的一個標(biāo)志。這一特征在震顫型帕金森病患者中更明顯。雖有報道提示早期帕金森病患者步態(tài)對稱性仍然保留23, 24],但多數(shù)研究結(jié)果提示不對稱性是帕金森病早期步態(tài)的一個重要特征2,25]。通常帕金森病患者從發(fā)病就存在肢體癥狀的明顯不對稱,即使到疾病中后期雙側(cè)受累,這種不對稱性仍然存在9,26]。我們的研究結(jié)果比較符合這一規(guī)律,提示節(jié)奏時相相關(guān)變異性/不對稱性受損可能是帕金森病患者早期有別于健康對照的重要指標(biāo)。

正常步行是生活獨立的基礎(chǔ),帕金森病患者步態(tài)異常需要引起重視和關(guān)注。目前帕金森病患者步態(tài)障礙的機制尚不明確2]。研究結(jié)果提示腦內(nèi)不同腦區(qū)結(jié)構(gòu)性改變,如運動前區(qū)、運動輔助區(qū)等皮質(zhì)灰質(zhì)體積減小或白質(zhì)完整性變化與步態(tài)障礙有關(guān);靜息態(tài)或任務(wù)態(tài)功能磁共振研究結(jié)果提示步態(tài)異常的帕金森病患者腦內(nèi)額葉-紋狀體功能連接異常,前額葉激活明顯增強;此外神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng),如膽堿能或去甲腎上腺素能等非多巴胺能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改變在步態(tài)異常的發(fā)生中也起到重要作用。因此,合適的步態(tài)量化評估、步態(tài)障礙隨時間變化的客觀準(zhǔn)確信息應(yīng)成為帕金森病患者臨床和研究評估的一部分,結(jié)合影像技術(shù)的發(fā)展,更好地研究帕金森病步態(tài)異常潛在機制,為治療提供有價值的信息2]。

本研究存在一定局限性。首先,未納入H-Y分級4級的帕金森病患者,對于疾病進展整體分析的完整性有欠缺。其次,影響帕金森病患者步態(tài)的因素較多,包括認知功能、情緒及抗帕金森病藥物等,隨著疾病進展各方面癥狀均可加重,以上因素可被認為是疾病進展對步態(tài)表現(xiàn)影響的中介變量,因此本研究中并沒有去除以上因素的影響。未來仍需要進一步優(yōu)化步態(tài)變量及相關(guān)影響因素以形成步態(tài)模型,獲得帕金森病步態(tài)最相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征,反映帕金森病步態(tài)異常最常見的進展模式。最后,本研究中對步態(tài)的評估在“開”期進行,雖然可能反映真實世界患者行走狀態(tài),但不同個體服用藥物情況及對步態(tài)障礙改善效果均存在差異,因此今后研究如能在“關(guān)”期進行評估,可能更有助于準(zhǔn)確地反映疾病進展和步態(tài)受損程度。

本研究中主要分析了帕金森病患者在疾病何種階段開始表現(xiàn)出不同步態(tài)參數(shù)的特征性差異,不僅關(guān)注單一步態(tài)變量,更希望通過因子分析揭示眾多步態(tài)參數(shù)背后的共性特征。帕金森病患者多數(shù)步態(tài)參數(shù)和步態(tài)域隨疾病進展的變化與運動分型關(guān)系不大,多是從H-Y分級2級開始出現(xiàn)明顯損害,3級受損程度加劇,說明H-Y分級2級到3級的轉(zhuǎn)變是帕金森病步態(tài)損害的關(guān)鍵里程碑。而在帕金森病早期,步態(tài)損害主要體現(xiàn)在節(jié)奏時相相關(guān)不對稱性方面,有助于早期鑒別。明確帕金森病步態(tài)異常的特征性表現(xiàn)有助于分析癥狀動態(tài)演變過程,協(xié)助理解神經(jīng)退行性變病理發(fā)展過程,并為疾病進展判斷以及步態(tài)障礙精準(zhǔn)化干預(yù)和臨床管理提供信息。

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