横跨生命周期的光束行走预测跌倒 (BEAM)

简介 自然衰老与晚年行动不便有关。 步行速度减慢，步数变短且多变，站立和行走时的平衡变得不稳定，尤其是当这些移动任务与运动或认知任务相结合时。 步态、平衡和肌肉损伤分别导致约 30% 和约 50% 的 65 岁以上和 80 岁以上的成年人跌倒。 近 50% 的户外跌倒发生在步行时。 因此，测量动态平衡对于描述姿势控制的当前状态和识别可能会出现严重行动障碍（包括未来跌倒）的人来说非常重要。

动态平衡是在有和没有自我或外部扰动的情况下行走时保持平衡，并在站立时抵抗内部或外部扰动。 特别是，动态平衡在 COM 移动时将质心 (COM) 的垂直投影保持在支撑基础内。 迄今为止，动态平衡是从“功能测试”中推断出来的，没有实际的平衡损失。

功能测试间接测量动态平衡，许多受到天花板或地板效应的影响，并且对干预和临床状态不敏感。 专为体弱的老年人设计的 Berg-Balance-Scale (BBS) 对治疗效果的敏感性较差，它对给定的分数没有共同的解释，与行动能力和行动辅助工具的使用关系不明确。 Tinetti 平衡和步态测试是一种用于“动态平衡”的“功能测试”，但仅识别出 11% 的非跌倒者，表明特异性较差。 Timed-up-and-Go (TUG) 测试不会告知临床医生患者的静态或动态平衡或行走能力是否较差，并且它预测的跌倒不一致。 单腿站立对许多老年人来说可能很困难，并且与步态稳定性无关。 功能范围 (FR) 没有步行因素，患者在步行期间补偿平衡问题。 BESTest 围绕平衡控制系统进行组织，类似于需要 30 多分钟才能完成的生理概况方法，尽管它具有良好的可靠性和比 BBS 更高的变化敏感性。 其简短版本 miniBESTest 仅需约 15 分钟即可执行，并且在跌倒者和非跌倒者之间具有良好的可靠性和区分有效性，但报告的分数差异很大，并表明脊髓损伤、创伤性脑损伤、后天性脑损伤患者存在地板效应脑损伤和多发性创伤。 静态姿势测量静态平衡并与动态平衡相关性较差。 Star Excursion Balance Test、Modified Bass Test 和 Dynamic Leap and Balance Test 涉及不自然的动作或老年人从未执行过的快速变向。 动态姿势学是指对站立或行走中的扰动的反应。 稳定性裕度或 COM 的内侧加速度的表面有效性以及这些变量与步行平衡之间的关系尚不清楚。 稳定时间测试涉及单次跳跃着陆，不适合老年人。 后面的这些测试和那些测量压力中心 (COP) 结果的测试需要一个力平台，使得这些测试不适合临床医生。 惯性传感器可以量化 TUG 期间的步行平衡，但步态动力学的数据分析需要复杂的软件。

走梁性能衡量老年时的动态平衡。 “动态平衡”测试的一个最重要的限制是无法量化步行时实际失去的平衡。 目前没有基于实验室或临床的测试来评估步行过程中动态平衡的丧失、步行平衡障碍和临床环境中的跌倒风险。 Beam walking 可以比目前使用的测试更准确地测量动态平衡，因为支撑基础的减少会暂时增加与 COM 在支撑腿上旋转相关的不稳定性。 与地板行走相比，木梁行走增加了对动态平衡的挑战，因为表演者必须控制重心的路径，使其不越过脚支撑的边缘以保持在木梁上。 这种交叉经常发生在老年人身上，并且随之而来的是失误，即“跌倒”。 COM 转移过程中的不稳定性同时在一条腿和窄梁上瞬时是梁行走的关键和独特元素，它可以比当前测试更有效地放大（亚）临床动态平衡功能障碍，并使梁行走性能成为动态的新型生物标志物健康与疾病的平衡。

行走梁在神经系统疾病患者中的应用。 动态平衡功能障碍是神经系统患者跌倒高发的先兆，识别跌倒相关的危险因素是当务之急。 帕金森病 (PD)、多发性硬化症 (MS) 和中风患者在 6 个月的随访中跌倒一次 (47%) 或多次 (32%)。 虽然导致跌倒的病因在这些患者类别之间有所不同，但动态平衡功能障碍是导致行动障碍的一个关键共同因素。 值得注意的是，只有疾病类型和平衡信心，“动态平衡测试”或“功能测试”（BBS、动态步态指数、TUG、10 米步行测试）均未预测单次和反复跌倒。 因此，需要确定与目前使用的动态平衡测试相比，木行走在诊断这些患者的跌倒风险和预测跌倒方面是否更准确。

光束行走期间的认知双重任务。 尽管步态速度随着年龄的增长而减慢，这意味着动态平衡受损，但步行的意识、认知和皮质控制仍在增加。 特别是，当老年人将走路与诸如谈话、计算或记忆回忆等认知任务结合起来时，对注意力和执行功能的需求会增加以控制步态。 当双重任务时，老年人的脚步变得多变，步态稳定性下降。 然而，双任务相关的步态减慢是否是由影响步态动态平衡元素的认知任务引起的，或者这种影响是否对速度和节奏具有全局性尚不清楚。

目标，假设。 本研究将确定：1。 心理测量特性和 2. 动态平衡的寿命和患者参考值，由有和没有认知双重任务的木行走确定； 3. 动态平衡（即横梁行走性能）与目前用于测量动态平衡的选定“功能测试”之间的统计关系，以及 4. 神经系统患者跌倒的危险因素和预测因素。 总体假设是，年龄、疾病类型和认知双重任务会影响动态平衡，如通过光束步行性能（距离、速度、步数）测量的那样。 在健康的老年人中，单任务和双任务木行走性能的决定因素预计包括年龄、性别、执行功能、身体活动、腿部力量和单腿 COP 变异性。 在患有神经系统疾病的患者中，我们预计疾病类型、平衡信心、执行功能会影响单任务束的表现。 由于新颖性，目前尚不清楚患者是否可以进行双任务木行走。 研究人员希望发现，与传统使用的平衡结果相比，横木行走的表现可以更准确地预测跌倒风险和跌倒。

方法设计。 这是一项使用 STROBE 检查表的 5 中心、多中心横断面观察研究。 中心 1-4 将检查健康的老年人 (n=432)，中心 5 将检查诊断为 PD、MS、中风和非特异性平衡障碍的患者 (n=100)。 选定的健康参与者将仅在测试 2、测试 1 后 7-10 天重复光束行走测量，以评估可靠性 (n=40)。 所有 50 岁以上的参与者都将在测试 1 以及 6 个月和 12 个月的随访中完成跌倒历史记录。 我们选择了 50 岁，因为平衡在这个年龄开始下降。 所有参与者的主要结果是以米为单位的光束行走性能。 年龄、性别、认知功能、身体活动和腿部力量是动态平衡的决定因素，因此样本量必须设置为满足参与者至少比预测者多 4-5 倍的建议。 为了提高外部有效性，普遍参考值应该是广泛的并能代表人口的异质性，这将通过在三大洲的四个国家测试健康的男性和女性参与者来实现。

参与者。 四个中心将在公共区域、图书馆、教堂、报纸、健身俱乐部、医疗保健设施以及广播、电视和互联网上通过口耳相传和广告从当地招募健康的参与者。 志愿者参与者包括 20 岁以上的男性和女性成年人，身体健康，平衡能力强，活动能力强。

在（电话）采访中对以下任何问题的肯定回答都会导致被排除在研究之外： 无法独立行走 10 米；入组前 ≤ 6 个月进行膝关节或髋关节置换；不受控制的心血管疾病或心绞痛；神经肌肉疾病；诊断出帕金森病；多发性硬化症;中风;入组前 ≤ 3 个月的癌症治疗；严重的哮喘或慢性支气管炎；诊断为糖尿病伴有神经病变、视力差和未矫正，并且简易精神状态检查 (MMSE) 得分≤27。 在实验室访问开始时，参与者将执行短物理性能电池 (SPPB)，那些移动性得分≤10 的健康成年人将被排除在外。

Center 5（匈牙利 Kaposvár）将从医院的门诊日间诊所和医疗数据库中招募患者。 报告有平衡和行动困难并且是或目前正在参加康复治疗的患者将符合资格。 PD 患者（Hoehn-Yahr 2 至 3 期）将符合英国脑库标准。 MS 患者将符合国际 MS 诊断小组的 McDonald 标准。 中风患者将符合世界卫生组织的中风诊断标准。 由于跌倒和头晕而到门诊就诊的平衡障碍患者将包括在内。 MMSE <21、重度抑郁症（临床上有用的抑郁症结果评分≥46）、严重的关节和/或骨骼疾病干扰平衡和步态（临床判断）、失语症（如果干扰对研究目的的理解）将被排除在外, MS 在 3 个月内复发，中风 < 研究开始前 1 个月，良性阵发性位置性眩晕，多发性神经病和恐惧性头晕。 统计部分显示样本大小。

每个地点的伦理委员会将批准研究方案和同意书，每个参与者都将阅读并签署。 该研究将根据赫尔辛基宣言进行。