第二节 平衡与行走功能评定
一、平衡功能评定
(一)平衡的定义
平衡(balance,equilibrium)是指身体所处在的一种姿势状态,或是指在运动或受到外力作用时自动调整并维持姿势稳定性的一种能力。平衡反应(equilibrium reaction)是指当平衡状态改变时,机体恢复原有平衡或建立新平衡的过程,包括反应时间和运动时间。反应时间是指从平衡状态的改变到出现可见运动的时间;运动时间是指从出现可见运动到动作完成、建立新平衡的时间。平衡反应的形成有一定的规律。通常在出生6个月时形成俯卧位平衡反应,7~8个月形成仰卧位和坐位平衡反应,9~12个月形成蹲起反应,12~21个月形成站立反应。
(二)平衡的维持机制
维持人体平衡需要三个环节的参与:感觉输入,中枢整合,运动控制。前庭系统、视觉调节系统、身体本体感觉系统、大脑平衡反射调节、小脑共济协调系统以及肌群的力量在人体平衡功能的维持上都起到了重要作用。前庭神经系统,内侧纵束向头部投射影响眼肌运动,经前庭脊髓通路向尾端投射维持躯干和下肢肌肉兴奋性,经γ运动纤维传出的冲动调整梭内肌纤维的紧张性;而经运动纤维发放的冲动调整骨骼肌的收缩,使骨骼肌保持适当的肌张力,能支撑身体并能抗重力运动,但又不会阻碍运动。交互神经支配或抑制可以使人体能保持身体某些部位的稳定,同时有选择性地运动身体的其他部位,产生适宜的运动,完成大脑所制订的运动方案,其中静态平衡需要肌肉的等长运动,动态平衡需要肌肉的等张运动。上述几方面的共同作用结果,使得人体保持平衡或使自己处于一种稳定的状态。
(三)平衡的分类
1.静态平衡
指人体或人体某一部位处于某种特定的姿势,例如坐或站等姿势时保持稳定的状态。
2.动态平衡
包括两个方面:①自动动态平衡:指人体在进行各种自主运动,例如由坐到站或由站到坐等各种姿势间的转换运动时,能重新获得稳定状态的能力;②他动动态平衡:指人体对外界干扰,例如推、拉等产生反应、恢复稳定状态的能力。
(四)平衡的评定
1.评定目的
了解是否存在平衡功能障碍;找出引起平衡障碍的环节;确定是否需要进行治疗(如药物治疗或康复治疗);重复评定以了解治疗手段是否有效;预测患者可能发生跌倒的危险性。任何引起平衡功能障碍的疾患都有必要进行平衡功能评定,主要为:①中枢神经系统损害:脑外伤、脑血管意外、帕金森病、多发性硬化、小脑疾患、脑肿瘤、脑瘫、脊髓损伤等。②耳鼻喉科疾病:各种眩晕症。③骨科疾病或损伤:骨折及骨关节疾患、截肢、关节置换、影响姿势与姿势控制的颈部与背部损伤以及各种运动损伤、肌肉疾患及外周神经损伤等。④其他人群:如老年人、运动员、飞行员及宇航员。
2.评定内容
①静止状态下:在不同体位时均能保持平衡,睁、闭眼时能维持姿势稳定,在一定时间内能对外界变化做出必要的姿势调整反应;②运动状态下:能精确地完成运动,并能完成不同速度的运动(包括加速和减速),运动后能回到初始位置,或保持新的体位平衡。如在不同体位下伸手取物;③动态支撑面内:当支撑面发生移动时能保持平衡。例如,在行驶的汽车或火车中行走;④姿势反射:当身体处在不同体位时,由于受到外力(如推力或拉力)而发生移动,机体建立新平衡的反应时间和运动时间。
3.评定方法
包括临床评定和实验室评定两个方面。临床评定以观察和量表为主,实验室评定主要采用仪器检测。
(1)观察法:
常用方法如观察跪位平衡反应、坐位平衡反应、站立位反应(如Romberg征)、跨步反应,观察在活动状态下能否保持平衡,例如,坐、站立时移动身体;在不同条件下行走,包括足跟碰足尖、足跟行走、足尖行走、走直线、侧方走、倒退走、走圆圈和绕过障碍物行走等。
(2)量表法:
虽然属于主观评定,但由于不需要专门的设备,评分简单,应用方便,临床仍普遍使用。目前国内外临床上常用的平衡量表主要有Berg平衡量表(Berg balance scale,BBS)、Tinetti量表(performance-oriented assessment of mobility)、“站起 -走”计时测试(the timed“Up & Go”test)、Brunel平衡量表、功能性前伸(functional reach)、跌倒危险指数(fall risk index)等。
Berg平衡量表(BBS):BBS由Katherine Berg于1989年首先报道,最初用来预测老年患者跌倒的危险性。BBS共包括站起、坐下、独立站立、闭眼站立、上臂前伸、转身一周、双足交替踏台阶、单腿站立等14个项目,每个项目最低得分为0分,最高得分为4分,总分56分,测试一般可在20min内完成。BBS按得分分为0~20、21~40、41~56三组,其代表的平衡能力则分别相应于坐轮椅、辅助步行和独立行走三种活动状态。BBS总分少于40分,预示有跌倒的危险性。
Tinetti量表:Tinetti量表由Tinetti于1986年首先报道,也是用来预测老年人跌倒的危险性。此量表包括平衡和步态测试两部分,满分28分。其中平衡测试部分共有10个项目,满分16分,步态测试部分共有8个项目,满分12分。Tinetti量表测试一般需要15min,如果得分少于24分,表示有平衡功能障碍,少于15分,表示有跌倒的危险性。
“站起-走”计时测试:“站起-走”计时测试是由Mathias于1986年首先报道。此测试方法是测试患者从坐椅站起,向前走3m,折返回来的时间并观察患者在行走中的动态平衡。得分为1分表示正常,2分表示极轻微异常,3分表示轻微异常,4分表示中度异常,5分表示重度异常。如果患者得分为3分或3分以上,则表示有跌倒的危险性。
Brunel平衡量表:是布鲁内尔大学Tyson等于2003年专门设计的用于脑卒中患者的量表,共14个项目,后又对此量表进行研究改良,去掉多余的两项,因此于2004年报道并应用于临床的Brunel平衡量表共包括12个项目,分为三大部分:坐位平衡、站立平衡和行走功能,分别为3、3、6个项目,根据受试者的完成情况记分,每通过1个项目记1分,不通过记0分,满分12分。Brunel平衡量表具有简便性、灵活性、敏感性和可分析性等特点,因而可广泛应用于脑卒中患者的平衡功能评定。
4.实验室评定
平衡测试仪是近年来国际上发展较快的定量评定平衡能力的一种测试方法,这一类仪器采用高精度的压力传感器和电子计算机技术,整个系统由受力平台(force plate)即压力传感器、显示器、电子计算机及专用软件构成。受力平台可以记录到身体的摇摆情况并将记录到的信号转化成数据输入计算机,计算机在应用软件的支持下,对接收到的数据进行分析,实时描绘压力中心在平板上的投影与时间的关系曲线,其结果以数据及图的形式显示,故也有称平衡测试仪为计算机动态姿势图(computerized dynamic posturography,CDP)。平衡测试仪的评定项目主要包括以下几个方面。
(1)静态平衡测试:
在睁眼、闭眼、外界视动光的刺激下,测定人体重心平衡状态,主要参数包括:重心位置,重心移动路径总长度和平均移动速度,左右向(x轴向)和前后向(y轴向)重心位移平均速度,重心摆动功率谱,睁眼、闭眼重心参数比值等。静态姿势图仅对静力时压力中心的变化情况进行描述和分析,以此了解平衡功能,但不能将影响平衡功能的三个感觉系统完全分开来进行研究。
(2)动态平衡测试:
被测试者以躯体运动反应跟踪计算机荧光屏上的视觉目标,保持重心平衡;或者,在被测试者无意识的状态下,支撑面突然发生移动(如前后水平方向,前上、后上倾斜),了解机体感觉和运动器官对外界环境变化的反应以及大脑感知觉的综合能力。
动态平衡测试的测试内容主要有感觉整合测试(sensory organization test,SOT)、运动控制测试(motor control test,MCT)、应变能力测试(adaptation test,ADT)和稳定性测试(limits of stability,LOS)等。动态平衡测试可以将影响平衡功能的视觉、前庭觉和本体感觉三个感觉系统分开来进行研究,从而能够进一步确定引起平衡障碍的原因并指导治疗。目前在国内外临床上应用的动态平衡测试仪种类越来越多。动态平衡测试仪不但可以对平衡功能进行静态、动态测试,而且可以对具有平衡功能障碍的患者进行训练治疗。
平衡测试仪不仅可以定量评定平衡功能,还可以明确平衡功能损害的程度和类型,有助于制订治疗和康复措施,评价治疗和康复效果,因此,临床应用范围越来越广泛。
二、行走功能评定
(一)行走的定义
行走即步行(walking),是指通过双足的交互动作移行机体的人类特征性活动。步态(gait)是人类步行的行为特征。正常步行并不需要思考,然而步行的控制十分复杂,包括中枢命令、身体平衡和协调控制、下肢各关节和肌肉的协同运动以及上肢和躯干的姿态等。正常步态是人体在中枢神经系统控制下通过骨盆、髋、膝、踝和足趾的一系列活动完成的,此时躯干则基本保持在两足之间的支撑面上。正常步态具有稳定性、周期性、方向性、协调性以及个体差异性,当人体产生疾病时,以上的步态特征可有明显的改变。
(二)步行的基本参数
步态分析中常用的基本参数包括步长、步幅、步频、步速、步行周期、步行时相等,其中步长,步频和步速是步态分析中最常用的三大要素。
1.步长(step length)
一侧足跟着地到紧接着的对侧足跟着地所行进的距离,又称为单步长,通常用cm表示。正常人平地行走时,步长大约50~80cm。
2.步幅(stride length)
一侧足跟着地到该侧足跟再次着地所行进的距离,又称为复步长或跨步长,通常为步长的两倍。
3.步宽(stride width)
在行走中左、右两足间的距离称为步宽,通常以足跟中点为测量参考点,通常用cm表示,正常人约为(8±3.5)cm。
4.足角(foot angle)
在行走中人体前进的方向与足的长轴所形成的夹角称为足角,通常用度表示,正常人约为6.75°。
5.步频(cadence)
行走中每分钟迈出的步数称为步频,又称步调,通常用steps/min表示。正常人通常步频是95~125steps/min。双人并肩行走时,一般是短腿者步频大于长腿者。
6.步速(walking velocity)
行走时单位时间内在行进的方向上整体移动的直线距离称为步速,即行走速度。通常用m/min表示。一般健全人通常行走的速度为65~95m/min。
7.步行周期(gait cycle)
在行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地的过程被称为一个步行周期,通常用时间单位秒(s)表示。一般成人的步行周期为1~1.32s。
8.步行时相(gait phase/period)
行走中每个步行周期都包含着一系列典型姿位的转移,人们通常把这种典型姿位变化划分出一系列时段,称之为步态时相(gait phase),—个步行周期可分为支撑相(stance phase)和摆动相(swing phase)。一般用该时相所占步行周期的百分数(cycle%)作为单位来表达,有时也用秒(s)表示。
(三)步行周期
步行周期是行走步态的基本功能单元,承担着支撑相的承重(包括双支撑相和单支撑相)和摆动相下肢的向前挪动的功能。正常的步行周期及各时相发生过程一般描述如下。
1.支撑相
是指下肢接触地面和承受重力的时间,占步态周期的60%。支撑相大部分时间是单足支撑。在一个步行周期中,当一侧下肢完成足跟抬起到足尖向下蹬踏离开地面的时期内,另一侧下肢同时进行足跟着地和全足底着地动作,所以产生了双足同时着地的阶段,此阶段即为双支撑相。双足支撑是步行的最大特点,一般占一个步行周期的20%,此阶段的长短与步行速度有关,速度越快,双支撑相就越短,当由走变为跑时,双支撑相变为零,因此双支撑相的消失,是走和跑的转折点。
(1)支撑相早期(early stance):
指支撑相开始阶段,包括首次触地和承重反应,占步行周期的10%~12%。①首次触地(initial contact),是指足跟接触地面的瞬间,下肢向前运动减速,落实足进入支撑相的位置,是支撑相异常最常见的时期。②承重反应(loading response),是指首次触地之后重心由足跟向全足转移的过程。
(2)支撑相中期(mid stance):
指支撑相中间阶段。此时支撑足全部着地,对侧足处于摆动相,是唯一单足支撑全部重力的时相,正常步速时大约占步行周期的38%~40%。主要功能是保持膝关节稳定,控制胫骨向前惯性运动,为下肢向前推进做准备。
(3)支撑相末期(terminal stance):
指下肢主动加速蹬离的阶段,开始于足跟抬起,结束于足离地,约为步行周期的10%~12%。此阶段身体重心向对侧下肢转移,又称为摆动前期。在缓慢步行时可以没有蹬离,而只是足趾离开地面。
2.摆动相
是指在步行中始终与地无接触的阶段,通常指从一侧下肢的足尖离地,到同侧足跟着地的阶段,单位为秒,一般占一个步行周期的40%。
(1)摆动相早期(initial swing):
指足刚离开地面的阶段,主要的动作为足廓清(clearance)地面和屈髋带动屈膝,加速肢体向前摆动,占步行周期的13%~15%。
(2)摆动相中期(mid swing):
指迈步的中间阶段,足廓清仍是主要任务,占步行周期10%。
(3)摆动相末期(terminal swing):
指迈步即将结束,足在落地之前的阶段,主要动作是下肢向前运动减速,准备足着地的姿势,占步行周期的15%。
(四)行走能力评定
常用的评定方法有Nelson步行功能评定、Hoffer步行能力分级以及Holden步行功能分类等。
1.Nelson步行功能评定
通过对患者静态负重能力、动态重量转移和基本的步行效率三个方面进行分析,判断患者的步行能力,是一种半定量性质的评定方法。适用于轻到中度步行功能障碍的患者。
(1)静态负重能力:
为安全起见,一般在平行杠内进行:①双足站:先看在平行杠内能否正常地站立,看能否维持30秒(这是稳定所必需的时间),如有必要,可让患者扶杠,但扶杠只能用来保持稳定而不能用来负重,而且扶杠要在记录中注明;②健足站:记录单足站立的时间,因为步行需要至少能站6秒时间,更长对步行不一定必要,但表明下肢有等长收缩的耐力;③患足站:与上面一样记录单足站立的时间。
(2)动态重量转移:
检查患者能否迅速地将体重从一侧肢体转移到另一侧肢体。检查者先在平行杠内示范,如迅速地走8步,完成4个完整的双侧往返的体重转移,然后让患者尽可能快地照着做。用秒表测第一次提足到第八次提足的时间。为证明提足充分,提足时事先放于足下的纸应能自由地抽出。一般不能扶杠,如扶杠需在记录中注明。
(3)基本的步行效率:
先让患者在平行杠内尽快地行走6m,记录时间和步数。来回各1次,取平均值,如有必要,可扶杠,但要注明。然后让患者在杠外用或不用手杖走6m。来回各1次,记录两次的总时间取平均值,步数也是这样。
2.Holden步行功能分类
参见表2-2-1。
表2-2-1 Holden步行功能分类
3.Hoffer步行能力分级
它是一种客观的分级方法,通过分析可以了解患者是否可以步行以及确定是哪一种行走的形式,参见表2-2-2。
表2-2-2 Hoffer步行能力分级
(金冬梅)