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为探讨脑卒中后平衡障碍患者的平衡差异，研究人员运用主成分分析（PCA），分析 43 例患者在 4 项伯格平衡量表（BBS）站立平衡任务中的多维度数据，发现患侧腿在睁眼静立时的表现是 BBS 评分最强预测因子，为康复策略提供新方向。
脑卒中（中风）是严重威胁人类健康的重大疾病，患者常遗留运动与感觉功能障碍，其中平衡控制能力受损尤为突出，不仅导致跌倒风险显著增加（研究显示 56.2% 的脑卒中幸存者处于高跌倒风险），还严重影响日常生活独立性。目前临床广泛使用的伯格平衡量表（BBS）虽为评估平衡功能的金标准，但其预测准确性及对细微功能变化的敏感性存在争议，且缺乏对平衡控制背后生物力学机制的深入解析。因此，揭示脑卒中患者平衡障碍的关键生物力学因素，提升平衡评估的客观性与针对性，成为康复医学领域亟待解决的重要科学问题。
韩国国家康复中心（隶属于韩国卫生福利部）的研究团队围绕这一难题展开研究，相关成果发表于《Scientific Reports》。该研究旨在通过主成分分析（PCA）这一多元统计方法，整合运动学、动力学及肌电图数据，挖掘脑卒中患者站立平衡功能与 BBS 评分的内在关联，为精准评估和干预平衡障碍提供科学依据。
研究采用的关键技术方法包括：招募 46 例慢性脑卒中患者（最终纳入 43 例），运用 12 摄像头三维运动捕捉系统（VICON）采集站立平衡任务中的关节角度数据，通过力板同步记录地面反作用力（GRF）和压力中心（COP）轨迹，利用表面肌电图（EMG）监测胫前肌（TA）、内侧 gastrocnemius（MGC）等下肢肌肉活动。研究选取 BBS 中的四项站立任务：睁眼静立、闭眼静立、向后转身及坐站转换，每项任务重复 3 次并进行数据平均化处理。通过主成分分析对高维数据降维，提取关键运动模式，并结合多元线性回归分析筛选 BBS 评分的预测因子。
研究结果
1. 参与者基线特征与分组
研究将 BBS 评分 < 45 分者划分为平衡障碍组（BBS-low，13 例），其余为非平衡障碍组（BBS-high，30 例）。两组在年龄、性别、卒中侧别等基线特征上无显著差异，但 BBS-low 组的踝关节背屈活动度（ROM）、背屈肌及内翻肌等长收缩力、Fugl-Meyer 下肢运动功能评分（FM-L）均显著低于 BBS-high 组，且跌倒效能感评分更高，提示其平衡功能受损与运动能力、关节活动度及心理因素密切相关。
2. 主成分分析与 BBS 评分预测
多元线性回归表明，患侧腿在睁眼静立任务中的主成分 PC3（β=-0.637, p<0.001）和 PC2（β=-0.485, p=0.004）是 BBS 评分的最强预测因子，模型解释力达 63.5%。尽管经错误发现率（FDR）校正后，两组间主成分差异未达统计学显著，但效应量分析显示 14 个主成分存在中至大效应（Cohen's d≥0.5），提示不同平衡能力患者的姿势控制策略存在实质性差异。
3. 主成分与临床指标的相关性
患侧腿主成分在睁眼静立条件下与 FM-L 评分（r=-0.421）、BBS 评分（r=-0.388）呈负相关，表明运动功能越好，患侧平衡偏差越小。在向后转身任务中，患侧主成分与卒中侧别呈正相关（r=0.866），非患侧主成分与踝关节外翻 ROM（r=-0.476）、跌倒效能感（r=-0.487）呈负相关，提示关节活动度受限和恐惧心理可能促使非患侧代偿。坐站转换任务中，患侧主成分与踝关节背屈 ROM（r=0.642）、肌肉力量（r=0.517-0.725）呈正相关，与卒中病程（r=-0.566）呈负相关，表明踝关节功能保留及病程较短者平衡表现更佳。
4. 姿势控制策略的任务特异性
不同任务的主成分载荷分析显示，睁眼 / 闭眼静立任务中，矢状面踝关节与骨盆角度、垂直 GRF 及患侧小腿三头肌激活是关键因素；向后转身和坐站转换则依赖多关节协同（髋、膝、踝、骨盆的矢状面运动）。这提示静态平衡更多依赖踝关节策略，而动态任务需多关节协调控制。
研究结论与意义
本研究首次通过主成分分析整合多模态生物力学数据，揭示了脑卒中患者平衡功能的关键决定因素：患侧腿在睁眼静立中的姿势控制能力是 BBS 评分的核心预测指标，矢状面关节协调及小腿三头肌激活在平衡维持中起决定性作用。研究结果证实了 PCA 在量化平衡障碍、识别代偿策略中的有效性，为临床提供了两点重要启示：其一，针对患侧肢体的静态平衡训练（如睁眼站立时增强踝关节稳定性）应成为康复重点；其二，需综合评估双侧肢体的运动学、动力学及肌电特征，制定个性化康复方案。此外，研究发现非患侧的代偿机制与关节活动度、心理因素相关，提示平衡康复需兼顾双侧肢体功能及心理干预。
该研究为脑卒中平衡障碍的机制解析提供了新视角，其建立的 PCA 分析框架有望成为评估平衡功能、预测康复效果的标准化工具，推动精准康复医学的发展。未来研究需扩大样本量，纳入更多动态平衡任务，并探索不同病程及功能水平患者的特异性平衡策略，以进一步验证研究结论的普适性。
