人体平衡功能定量测评

1、    人体平衡功能定量测评张蕲 陈俊宁 杨佩君 梅元武 朱建元 陈凯敏 王美芬 赵振杰 陆巍 童萼塘 摘要建立国产平衡仪的正常值范围，探讨各指标的敏感性及可靠性，运用国产人体平衡仪对202例相对正常人群及某些疾病患者进行检测，并分组进行比较。结果：该仪器大部分指标与年龄相关，但并非线性关系，动摇径、动摇轨迹、包络面积、单位面积轨迹长、动摇角度及能耗等指标在正常与疾病组间有差异。提示人体平衡功能与年龄相关，该平衡仪有助于客观和定量地评价人体平衡功能。 关键词平衡功能；姿势图；敏感性 Preliminary Study on Balance Functio

2、n Quantitative Assessment in Human Zhang Qi, Cheng Junling, Yang Peijun， et al Department of Neurology, Xiehe Hospital, Tongji Medical University, Wuhan 430022 AbstractTo determine the normal range of the indexes in home-made balance instrument, and assess the reliability and sensitivity of the inde

3、xes, the indexes was tested in normal subjects and patients with various diseases by using home-made balance instrument, and compared among the different groups. The results showed the most indexes had cure relation with the age. There were significant difference between the normal subjects and the

4、patients in dx.dy.1ngx.1ngy.area.1ng/area.deg and eng. It was concluded that the balance function is correlated with age, showing a no line correlation. The instrument is helpful to assess balance function objectively and quantitatively. Key wordsbalance function; posturography; sensitivity; reliabi

5、lity 平衡功能是人体的一项重要功能，其测评在神经科、耳鼻喉科、老年病科、骨伤科及临床其它学科中皆有重要意义。自70年代以来，国外便运用压力平板检测技术对平衡功能进行定量测评的实验研究1，80年代这一技术设备逐步应用于临床，并对多种疾病的姿势图进行分析研究，定量测评平衡功能。迄今仍在不断发展定量测评检查设备，摸索敏感性、稳定性及可靠性好的检测指标，建立健康和疾病状况与定量平衡检测各指标间的关系；在加深对各种疾病所致平衡障碍的机理和特点认识的同时，也为监测病程、制定防治策略打下基础。本研究选用国外定量平衡检测姿势图中较常用的几个指标，并在此基础上根据生物力学原理新增加了几个描述摇摆特点的指标：

6、摇摆最大频率及能量、动摇优势方向及程度、摇摆角度及能耗。对相对正常人群进行检测，初步建立国产仪器的正常值；分析不同年龄组的变化；并比较相对正常人群与某些疾病各检测指标的差异，以探讨各指标的敏感性及可靠性。 1资料与方法 1.1测试对象瑞金医院工作人员、离退休人员及部分患者共202例，由高年资医师询问病史，并登记姓名、性别、年龄、身高等一般情况。 1.2仪器及指标检测仪由上海第二医科大学附属瑞金医院与上海神康科技公司联合研制的PJ型电脑人体平衡功能检测仪，包括带3个高灵敏压力传感器的测力台、高性能计算机、高分辨图像显示器、专用平衡处理与分析软件、激光图形输出打印机等；指标包括动摇轨迹长(1ng)

7、、X、Y轴的最大动摇径(Dx，Dy)、X、Y轴重心偏移(Mx,My)、包络面积(env,area)、最大频率及能量(Maxfqu,MaxVol)、动摇优势方向及程度(Wavdeg,WavVol)、动摇角度及能耗(deg,eng)、单位面积轨迹长(1ng/area)。 1.3检测方法受检者脱鞋并足站立于测力台上，双眼平视前方，两手自然垂于两腿侧，尽量保持稳定，先睁眼后闭眼各测试1 min，所有检查皆在一高年资医师指导下进行，所有受检者皆能顺利完成检查。检查时间为1997年4月1997年6月。 1.4分组与统计将202例分成A组：相对正常组141例，平均年龄57岁；B组：诉有高血压组30例，平均年

8、龄约57岁，收缩压180 mmHg，舒张压100 mmHg；C组：诉有其它不适或疾病史者31例，包括糖尿病3例，帕金森综合症3例，脑卒中5例，美尼尔氏综合症7例，经常眩晕6例，颈腰椎增生、肥大、骨折、侧突等7例，平均年龄约64岁，若现有高血压又有上述不适，仍归为C组，若半年内仅出现一次短暂眩晕的归为A组。A组141例按10岁一个年龄组再进行分组，计算各指标的均值、标准差及变异系数。将A与B、A与C各指标进行t检验，由计算机直接从各被检查者原始资料中读取数据并进行统计。 2结果 A组睁和闭眼时各年龄段的均值及标准差见表1，2。 A、B、C3组睁和闭眼时的均值、标准差、变异系数及A与B、A与C组的

9、t值及p值见表3。 表1A组睁眼时各年龄段的均值及标准差 age 年龄 A组(平均) 52.70 2029 3039 4049 5059 6069 7079 n dx dy Mx My 1ng area 1ngx 1ngy Mv Mf Wdeg Wvol deg eng 1ng/A 16 1.64±0.56 1.90±0.64 1.70±0.68 -1.39±1.74 44.78±9.92 1.36±0.78 33.09±7.19 27.94±6.65 2.43±1.33 0.039±0.028

10、 80.62±54.46 3.36±0.51 33.67±6.82 22.55±19.18 39.30±13.89 16 1.71±0.46 1.81±0.48 1.47±0.70 -3.53±1.07 49.30±10.51 1.37±0.52 36.28±8.09 31.07±6.56 2.85±1.44 0.051±0.073 86.25±52.39 3.64±0.59 36.79±7.70 24.05

11、7;8.33 58.78±10.60 30 1.75±0.46 1.75±0.39 1.20±0.61 -3.23±1.50 44.86±9.53 1.52±0.75 33.71±7.24 27.31±6.33 2.36±0.76 0.035±0.028 83.52±48.99 3.52±0.52 34.67±6.92 26.11±19.77 32.23±8.23 19 1.55±0.40 1.57±0.46 1.3

12、8±0.45 -2.98±1.90 43.61±9.00 1.20±0.54 32.39±6.12 27.16±6.83 1.72±0.59 0.053±0.048 82.10±48.57 3.60±0.85 33.96±6.63 27.14±15.79 40.94±11.44 36 1.73±0.56 1.85±0.67 1.27±0.70 -3.02±1.07 44.57±12.07 1.48±0.95

13、 31.86±9.34 28.78±7.75 2.36±1.10 0.033±0.023 83.75±42.33 3.38±0.95 34.44±8.93 26.04±14.92 36.86±16.43 23 1.86±0.62 1.64±0.44 1.08±0.70 -2.74±1.23 47.47±11.90 1.38±0.56 34.83±9.66 29.97±7.66 1.99±0.69 0.037±

14、;0.026 77.61±51.89 3.87±1.65 36.79±9.24 30.25±19.49 38.30±12.69 141 1.73±0.52 1.76±0.53 1.31±0.66 -3.18±1.42 45.81±10.99 1.41±0.73 33.49±8.18 28.86±7.67 2.28±1.03 0.039±0.038 82.13±47.96 3.57±0.97 35.16±8.13 26

15、.13±15.56 37.18±12.83 表2A组闭眼时各年龄段的均值及标准差 age 年龄 A组(平均) 52.70 2029 3039 4049 5059 6069 7079 n dx dy Mx My 1ng area 1ngx 1ngy Mv Mf Wdeg Wvol deg eng 1ng/A 16 2.28±0.91 2.39±0.64 1.68±0.55 -3.72±1.90 61.86±15.62 2.36±1.12 46.65±13.33 37.00±8.69 2.91

16、77;1.22 0.03±0.02 81.56±55.85 4.23±1.42 45.98±11.62 36.55±25.51 30.34±11.29 16 2.35±0.83 2.32±0.97 1.46±0.64 -3.14±1.14 77.21±19.72 2.89±1.94 55.77±13.43 48.32±13.18 2.87±1.57 0.07±0.11 105.94±48.52 5.37±1.38 5

17、6.46±14.38 56.59±26.94 34.75±16.93 30 2.36±0.64 2.35±0.61 1.26±0.55 -2.83±1.58 72.04±18.08 2.72±1.20 53.37±13.89 43.22±12.71 2.62±1.05 0.05±0.06 82.00±57.59 5.39±1.50 54.41±12.87 62.59±39.18 30.28±10.88 19 2.25

18、±0.58 2.47±0.84 1.32±0.56 -2.61±1.90 74.99±20.75 2.71±1.22 55.69±17.03 45.10±12.78 2.37±0.80 0.04±0.04 83.68±56.42 6.01±2.26 56.89±14.60 76.73±54.58 30.54±7.97 36 2.47±0.83 2.32±0.72 1.41±1.67 -2.76±1.13 7

19、8.65±29.0 2.84±1.59 56.59±22.75 48.84±17.58 2.52±1.37 0.07±0.10 74.17±55.19 5.83±2.35 58.94±20.09 80.94±63.01 33.51±13.70 23 2.40±0.67 2.30±0.49 1.21±0.68 -2.60±1.16 83.03±30.62 2.72±0.98 56.80±22.96 54.19±

20、;19.90 2.24±0.70 0.05±0.07 71.09±46.39 6.09±2.53 62.32±22.32 86.78±66.00 32.37±10.70 141 2.38±0.74 2.35±0.69 1.36±0.62 -2.88±1.47 75.72±24.54 2.73±1.35 54.57±18.33 47.02±16.45 2.55±1.16 0.05±0.08 81.06±53.70 5.

21、62±2.14 56.75±17.55 64.34±49.72 32.07±12.06 表3A、B、C3组睁及闭眼时的均值、标准差和变异系数 age 睁眼时 CV t值 闭眼时 CV t值 A(52.70) B(67.40) C(63.74) A与B A与C A(52.70) B(67.40) C(63.74) A与B A与C n dx dy Mx My 1ng area 1ngx 1ngy Mv Mf Wdeg Wvol deg eng 1ng/A 141 1.73±0.52 1.76±0.53 1.31±0.66 3.1

22、8±1.42 45.8±11.0 1.41±0.73 33.5±8.18 28.9±7.67 2.28±1.03 0.04±0.04 82.1±48.0 3.57±0.97 35.2±8.1 26.1±15.6 37.2±12.8 30 1.89±0.51 1.86±0.55 1.00±0.75 3.01±1.46 48.3±13.1 1.58±0.74 35.0±10.2 30.6±8.90 2

23、.21±0.71 0.04±0.04 70.0±44.3 4.08±1.70 36.8±9.10 40.0±38.5 34.0±9.10 31 2.03±0.56 1.94±0.44 1.40±0.67 3.66±1.25 50.7±12.9 1.89±0.74 37.5±9.00 31.4±10.4 2.68±1.15 0.04±0.03 76.5±48.7 4.19±1.52 38.4±9.2

24、0 52.4±49.6 29.4±8.22 0.3 0.3 0.5 0.5 0.2 0.5 0.2 0.3 0.5 1.0 0.6 0.3 0.2 0.6 0.3 1.5 1.0 2.2* 0.6 1.1 1.1 0.9 1.1 0.4 0.5 1.3 2.3* 1.0 1.5 1.3 3.0* 1.8* 0.7 1.7* 2.2* 3.3* 2.4* 1.6 1.9* 0.4 0.6 2.9* 2.0* 2.3* 3.2* 141 2.38±0.74 2.35±0.69 1.36±0.62 2.88±1.47 75.7±2

25、4.5 2.73±1.35 54.6±18.3 47.0±16.5 2.55±1.16 0.05±0.08 81.1±53.7 5.62±2.14 56.8±17.6 64.3±49.7 32.1±12.1 30 2.44±0.80 2.24±0.70 0.98±0.66 2.84±31.74 79.3±31.7 2.85±1.82 56.8±25.9 49.5±18.5 2.34±0.88 0.08

26、77;0.12 60.5±50.4 6.54±2.76 59.0±22.2 99.9±97.2 31.8±8.8 31 2.77±0.93 2.44±0.86 1.57±0.80 3.67±1.26 80.3±25.1 3.55±2.19 57.6±17.0 49.8±18.6 2.92±1.24 0.05±0.07 75.5±55.4 5.94±1.72 59.7±18.0 118.5±121.8 27.

27、5±10.3 0.3 0.3 0.5 0.5 0.3 0.5 0.3 0.4 0.5 1.4 0.6 0.4 0.3 0.8 0.4 0.4 0.7 2.9* 0.1 0.7 0.4 0.6 0.7 0.9 1.3 1.9 1.8 0.6 1.1 0.1 2.6* 0.7 1.6 2.8* 0.9 2.7* 0.9 0.8 1.6 0.1 0.5 0.8 0.8 1.0 2.0* * 表示显著意义*表示极显著意义以下相同 结果A与B组比较，睁眼Mx、Wav.Vol，闭眼Wav.deg、WavVol差异有显著性；闭眼Mx差异有极显著意义。 A与C组比较，睁眼Dy,My,1ng,1ngx

28、,MaxVol,deg,eng,闭眼1ng/area差异显著；睁眼Dx,Evn.area,WavVol,1ng/area,闭眼Dx,My,Env.area差异有极显著意义。 3讨论 定量平衡功能测试各指标意义不同，部分重叠，可分成4个不同范畴。第一类反映平衡障碍程度的指标有1ng、1ngx、1ngy、evn、area、Dx、Dy、deg。在描述x、y方向上摆动程度，由于Dx、Dy是具有较大偶然性，故1ngx、1ngy较Dx、Dy优越，而1ng为各方向的总轨迹长，为x、y方向上的综合指标，而且它是每分钟内的轨迹长，所以也具有平均速度的意义，evn、area含有摇摆范围的意义，故在描述摇摆程度上也

29、较为重要。新增指标动摇角度deg是将摆动的人体轴线与重心投影到地面的垂直线所成夹角的累加值，这项指标消除了身高不同对轨迹长、包络面积等的影响，故描述摇摆程度较为优越。第二类Mx、My、Mavdeg、MavVol是反映动摇偏倚，前两个为重心偏移，后者为动摇优势方向，反映参与姿势性控制的四肢躯干的肌紧张程度，但Mx、My有时并不代表重心的位置2，而且与每次测定的站立位置有关，故具有较大的偶然性，后者因为各人的动摇模式较为复杂，有球心型、弥散型、前后型、左右型、中间型、多中心型等，故其优势方向及程度的确定较困难。第三类Maxfqu、MaxVol反映动摇频率的变化，但因为它只记录了最大的频率及该频率的

30、摇摆程度，也具有较大的偶然性，便不能较好的反映摇摆频率成分的渐变过程。第四类eng、1ng/area，前者反映能量耗损，当人体感觉运动功能降低时，纠正重心偏移的能量加大，平衡功能减退，能较好反映平衡的综合能力。后者为单位面积轨迹长反映本体觉系统的姿势性控制能力。 平衡功能与年龄之间具有相关性3。戴氏4及王氏5报道：随年龄增长，平衡功能降低，动摇径及摆速加大。本研究的结果提示各指标与年龄之间并非简单的线性关系，与日本学者时田乔的研究相似，他认为人体平衡功能随年龄增长先逐渐完善至3040岁，这期间发展最稳定，然后逐渐变差，主要在包络面积中反映这种趋势6，本研究因为无小于20岁的年龄组，各年龄段的人

31、数也参差不齐，但在包络面积、X、Y方向的轨迹长、动摇角度、能耗等与时田乔的研究结果较为接近，但最稳定的年龄后移，表现也是一曲线关系，说明人体平衡功能与年龄间的关系可能是较为复杂的曲线关系。 A、B、C 3组的比较分析进一步验证了各指标的稳定性及敏感性。单纯高血压尚未见有引起平衡功能改变的报道，故A、B 2组比较所出现差异的解释，或是年龄的不同引起，或因指标欠稳定可靠而引起，将B组与其较为接近的A组中6067岁的年龄组进行分析比较，我们认为后一种解释的可能性更大。 据报道，经常眩晕7、脑卒中8、帕金森氏综合症9、糖尿病、美尼尔氏综合症10等平衡检测会出现异常，其姿势图中的最大动摇径、动摇轨迹、包

32、络面积等会有不同程度的改变，本研究中动摇径、轨迹长包络面积，单独面积轨迹长及新增指标动摇角度、能耗这几个指标在A、C组有明显差异，而A、B组比较无差异，说明这些指标反映平衡功能状况敏感、稳定和可靠，但重心偏移、最大动摇频率及能耗、动摇优势方向及程度这几个指标在A、B组比较中有差异而A、C组比较无差异，说明该类指标欠敏感、可靠及稳定，从指标变异系数的大小来看，deg、1ngx、1ngy最小，dx、dy、1ng/A较小，Mx、My、area较大，Wdeg、Wvol、Mf、Mv最大，说明其正常范围变异渐大，也从另一侧面说明其稳定性渐差。 综合其t检验结果及变异系数大小，我们认为1ngx、1ng、deg、1ng/A、area、1ngy较稳定和可靠。 人体平衡功能与年龄间具有相关性，但并非线性关系，而可能是更为复杂的曲线关系。该检测中动摇径、动摇轨迹、包络面积、单位面积轨迹长及新增指标动摇角度与能耗，能较好地反映平衡功能状况及变化。各疾病的平衡障碍特点正有待进一步研究，各种指标在疾病时的敏感性、稳定性尚有待于进一步检验。 作者单位：张蕲梅元武童萼塘同济医科大学附属协和医院神经科武汉430022 陈俊宁杨佩君陈凯敏王美芬上海第