《Frontiers in Aging Neuroscience》：Neuromuscular characteristics of dynamic balance control in patients with sarcopenia: a combined analysis of surface electromyography and limits of stability
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摘要
引言：肌少症（sarcopenia）是老年人跌倒的主要风险因素；然而，动态平衡缺陷背后的神经肌肉特征仍知之甚少。目的：本研究旨在探究肌少症老年人在动态稳定极限（limits of stability, LOS）任务中的平衡表现和相对肌肉贡献模式。方法
摘要
引言：肌少症（sarcopenia）是老年人跌倒的主要风险因素；然而，动态平衡缺陷背后的神经肌肉特征仍知之甚少。目的：本研究旨在探究肌少症老年人在动态稳定极限（limits of stability, LOS）任务中的平衡表现和相对肌肉贡献模式。方法：招募了27名右腿优势的肌少症老年人和27名年龄匹配的非肌少症对照者。使用力平台进行LOS任务，同时记录双侧10块下肢肌肉的表面肌电图（surface electromyography, sEMG）。分析了振幅贡献比（amplitude contribution ratio, ACR）、负荷偏倚比（load bias ratio, LR）、不对称指数（asymmetry index, AI）和香农熵（Shannon entropy）。结果：肌少症组在所有方向上的LOS表现均降低，向后方向受损更严重。肌少症组左侧LR较低，而向前和向后AI较高。重复测量分析显示LR和AI存在显著的组别效应，但无显著的方向相关交互作用。ACR分析显示方向、肌肉区域和组别之间存在显著的交互作用。事后分析表明，仅在前向任务中，近端相对肌肉贡献增加，远端相对肌肉贡献减少。肌少症组的香农熵较低。结论：肌少症老年人在动态平衡表现中表现出方向依赖性的损伤，伴随近端到远端相对肌肉贡献模式的改变、双侧贡献分布的不对称以及肌肉募集模式多样性的降低。LR、AI和香农熵可作为动态平衡任务中表征相对肌肉协调的探索性指标，并可能为肌少症相关平衡障碍的评估和康复提供额外见解。
论文解读文章
**研究背景与问题**
随着全球人口老龄化加速，老年人跌倒风险显著增加，肌少症（sarcopenia）作为进行性骨骼肌质量与功能丧失的综合征，被认为是老年人跌倒的关键内在风险因素。既往研究表明，神经肌肉控制受损而非单纯的肌肉质量减少是导致肌少症患者活动能力下降的核心机制，但动态平衡缺陷背后的具体神经肌肉特征尚不明确。传统平衡评估（如单腿站立、Berg平衡量表）多局限于静态或简单动态任务，无法捕捉日常生活中的多维姿势控制需求；而肌少症的诊断技术（如双能X线吸收测定法DXA、生物电阻抗分析BIA）虽可量化肌肉质量，却难以直接反映神经肌肉协调与动态平衡能力。为此，研究人员开展本研究，旨在结合表面肌电图（sEMG）与稳定极限（LOS）测试，系统分析肌少症老年人在动态平衡任务中的表现及相对肌肉贡献模式，以揭示其神经肌肉特征。该论文发表在《Frontiers in Aging Neuroscience》。
**主要技术方法**
研究人员从医院老年科和社区分别招募27名确诊肌少症（依据AWGS 2019标准，包括低肌肉质量[ASMI：男性<7.0 kg/m2，女性<5.7 kg/m2]、低握力[男性<28 kg，女性<18 kg]和/或低步速[<1.0 m/s]）的老年人和27名年龄匹配的非肌少症对照者。使用InBody270多频生物电阻抗分析仪测量四肢骨骼肌质量指数（ASMI），EH101手握力计评估肌力，6米步行速度测试评估体能。动态平衡评估采用ProKin Line 252力平台进行八个方向的LOS测试，同时以Noraxon Desktop DTS系统记录双侧10块下肢肌肉（臀大肌、股直肌、股二头肌长头、胫骨前肌、腓肠肌外侧头）的sEMG信号，采样率2000 Hz。分析指标包括：振幅贡献比（ACR）、负荷偏倚比（LR）、不对称指数（AI）和香农熵（Shannon entropy），通过重复测量方差分析和Mann-Whitney U检验进行组间比较。
**研究结果**
**基线特征**：肌少症组与对照组在年龄、性别和BMI上无显著差异（均P>0.05），但肌少症组男女的ASMI、握力和步速均显著低于对照组（均P<0.001）。27名肌少症参与者中，10例为确诊肌少症，17例为严重肌少症。
**稳定极限比较**：双因素重复测量方差分析显示，组别和方向的主效应及组别×方向的交互效应均显著（P<0.001）。Bonferroni事后比较表明，肌少症组在所有八个方向的LOS值及总体LOS均显著低于对照组（均调整后P<0.001），其中向后方向（后、后左、后右）的组间差异最大（Cohen's d = 2.25–2.92），提示后向稳定性受损最严重。
**双侧协调：负荷偏倚比和不对称指数**：肌少症组的左侧LR显著低于对照组（58.75% vs. 68.43%，P=0.0029），但右侧LR无显著差异（P=0.8069）。肌少症组向前AI（19.13% vs. 10.64%，P=0.0119）和向后AI（19.75% vs. 6.64%，P=0.0092）均显著高于对照组。重复测量方差分析显示，AI和LR均存在显著的组别主效应（AI: P=0.005；LR: P=0.039），但方向主效应和组别×方向交互效应不显著（P>0.05），表明不对称性和负荷偏倚的组间差异在前后或左右方向间模式相似。
**方向特异性肌肉募集模式：近端和远端相对贡献变化**：三因素重复测量方差分析显示，方向×肌肉区域、组别×肌肉区域及方向×肌肉区域×组别的交互效应均显著（均P<0.05）。Bonferroni事后分析表明，仅在前向LOS任务中，肌少症组的近端ACR（63.06% vs. 49.35%）显著高于对照组，远端ACR（36.94% vs. 50.60%）显著低于对照组（均调整后P=0.002，Cohen's d=1.06–1.07），而向后、左、右方向无显著组间差异（校正后P>0.05）。
**不稳定站立任务中相对肌肉贡献模式的多样性：香农熵**：在不稳定力平台平衡任务中，肌少症组的香农熵中位数为2.835（IQR: 2.71–2.96），显著低于对照组的3.020（IQR: 2.89–3.15）（Z=?3.81，P<0.001，r=0.52），表明肌少症组下肢肌肉相对贡献分布更集中，募集模式多样性降低。
**讨论与结论**
研究结果表明，肌少症患者在LOS任务中表现出方向依赖性平衡下降，尤其是后向稳定性显著受损，这可能与后向跌倒风险增高相关。双侧贡献分布分析显示，肌少症组左侧LR降低，向前和向后AI升高，提示双侧肌肉募集模式改变和不对称性增加。前向任务中近端肌肉贡献增加、远端贡献减少，可能反映肌少症患者采用近端主导的肌肉共享模式，尤其与日常前向重心偏移频率有关，而侧向和后向未观察到类似模式，可能与后向更严重受损及多关节协调复杂性有关。香农熵降低提示肌少症患者在动态扰动下募集模式更趋单一，适应性下降，可能增加跌倒风险。研究结论认为，LR、AI和香农熵可作为动态平衡任务中表征相对肌肉协调的探索性指标，为肌少症相关平衡障碍的评估与康复提供新视角。研究力量表（MVC）未归一化，且未分析肌肉激活时序和共收缩特征，未来需纳入MVC归一化、高密度sEMG及前瞻性随访进一步验证。
