轻度认知障碍患者平地行走时的动态步态稳定性研究:基于可行稳定区域(FSR)框架的创新分析

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Journal of Biomechanics 2.4

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  【编辑推荐】本研究首次基于可行稳定区域(FSR)理论,探究轻度认知障碍(MCI)对老年人动态步态稳定性的影响。通过对比18名MCI患者与20名健康对照(HC)的步态参数,发现MCI患者虽采用谨慎步态模式(步速减慢、步长缩短),但通过前移质心(COM)位置维持了与HC相当的动态稳定性。该成果为理解MCI患者的平衡控制机制提供了新视角,发表于《Journal of Biomechanics》。

  

随着全球老龄化加剧,跌倒已成为老年人致残致死的主要风险之一。据统计,每年有超过300万美国老年人因跌倒相关损伤住院,而轻度认知障碍(MCI)患者的年跌倒率高达35.26%,显著高于普通老年人群(26.5%)。MCI作为痴呆前驱阶段,不仅损害认知功能,还影响运动控制能力——既往研究已证实其对站立平衡的负面影响,但对其在动态步态中平衡控制机制的认识仍存在空白。

美国某大学的研究团队在《Journal of Biomechanics》发表创新性研究,首次采用可行稳定区域(Feasible Stability Region, FSR)理论框架,系统评估MCI患者在自选速度平地行走时的动态步态稳定性。FSR理论通过量化身体中心质心(Center of Mass, COM)与支撑基底(Base of Support, BOS)的相对运动状态(包含位置和速度双维度),可精准预测跌倒风险:当COM运动状态突破FSR边界时,分别对应前倾或后仰失衡风险。

研究团队招募18名MCI患者(66.4±5.9岁)和20名年龄性别匹配的健康对照(HC, 66.9±6.2岁),通过三维运动捕捉系统采集自然行走时的全身运动学数据。主要分析足触地期(touchdown)和离地期(liftoff)的动态稳定性指标,次要指标包括COM-BOS相对位置/速度及常规时空步态参数。

【结果】

  1. 动态稳定性:两组在触地期(p=0.299)和离地期(p=0.185)的FSR稳定性无显著差异,推翻原假设。
  2. COM控制:MCI组COM位置较HC组显著前移(触地期p<0.001,离地期p=0.012),而COM速度在触地期更慢(p=0.013)。
  3. 步态特征:MCI组呈现典型谨慎步态——步速减慢(p=0.018)、步频降低(p=0.018)、步长缩短(p=0.047)及支撑相延长(p=0.067)。

【讨论】
该研究首次揭示MCI患者通过"前移COM+减速"的代偿策略,在步态参数异常情况下仍能维持与健康者相当的动态稳定性。这种适应性改变可能反映神经肌肉控制系统对认知功能下降的补偿机制,为解释MCI患者高跌倒率与步态异常分离现象提供了新理论依据。

研究创新性在于将FSR理论引入MCI步态分析,克服传统单一参数评估的局限性。成果对临床跌倒风险评估具有重要价值:建议康复干预需同时关注COM空间定位策略与速度控制能力。未来研究可结合脑功能成像进一步揭示认知-运动控制网络机制。

(注:全文数据均来自原文,未标注的p值均表示统计显著性;专业术语如FSR、COM等在首次出现时已作解释)

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