社区老年人使用ProtoKinetics Zeno步道测量的步态特征：动脉粥样硬化风险社区（ARIC）研究

《Frontiers in Aging Neuroscience》：Gait characteristics in older adults using the ProtoKinetics Zeno walkway: the atherosclerosis risk in communities (ARIC) study

　　

背景：步态速度是评估老年人功能状态和健康结局的重要指标。电子步道常用于研究，但秒表在临床实践中更具可行性。本研究比较了单一任务（ST）下秒表与步道测量步态速度的一致性，并描述了步道测量的单一任务和双任务（DT）步态表现。 方法：选取动脉粥样硬化风险社区（ARIC）研究第八次随访的部分参与者，在电子步道上完成ST认知任务（连续减法）、ST步态速度和DT步态（步行同时进行连续减法）；ST步态速度也通过秒表进行评估。采用Bland-Altman分析检验ST步态速度测量方法间的一致性。使用校正后的线性混合效应模型估计ST与DT步态参数间的差异。 结果：在364名参与者（平均年龄81.8岁，54.7%为女性）中，步道测量的较快步态速度与秒表测量的较大偏差相关（β: ?0.24 [95%CI: ?0.31, ?0.17]），表明秒表存在低估。参与者在DT条件下表现出相互干扰，步行速度减慢（步态速度平均差：?25.0 cm/s [95%CI: ?26.8, ?23.2]），步长缩短（步长平均差：?6.2 cm [95%CI: ?6.8, ?5.6]），步宽增加（步宽平均差：1.6 cm [95%CI: 1.3, 1.9]）。 结论：步道与秒表测量显示出可接受的一致性，支持其临床应用。然而，在较快步速时两者差异增大，提示电子步道可能更适用于较快的步行速度。这些发现支持未来在ARIC及其他老龄化队列中开展ST和DT步态表现的研究，包括其与认知衰退、活动受限及不良健康结局的关系。

一、研究背景与目的

步态速度被认为是老年人整体健康状况的重要标志，与平衡能力、功能状态、认知状况、姿势控制、心理健康、住院率乃至死亡率等多种结局密切相关。然而，临床上步态评估通常依赖秒表计时，这种方法虽然简便易行，但只能提供单一的步速数据，无法捕捉更为丰富的时空步态特征，如步长、步宽、双支撑时间等。电子步道能够量化这些生物力学参数，但在大型社区老年人群中的广泛应用仍有限。此外，日常生活中的行走往往伴随着认知任务（即双任务行走），这对认知和感觉系统提出了更高要求。因此，在大型纵向流行病学队列中系统评估单一任务和双任务步态表现，对于理解步态与衰老相关结局之间的关系具有重要意义。本研究旨在：（1）比较社区老年人中秒表与电子步道测量步态速度的一致性；（2）描述ARIC研究中步道测量的单一任务和双任务步态表现。该论文发表于《Frontiers in Aging Neuroscience》。

二、主要技术方法

1. 1.
   研究对象与队列：数据来源于动脉粥样硬化风险社区（ARIC）研究第八次随访（2020年）。共纳入364名参与者（平均年龄81.8岁，54.7%女性，19.0%黑人），所有参与者均完成了单一步道步态测试，其中235人同时有秒表步态数据，329人完成了双任务步道测试。
2. 2.
   步态评估设备：采用ProtoKinetics Zeno? 21英尺步道地板压力传感器系统（有效传感区5米），配合PKmas软件（版本5）计算步态参数。
3. 3.
   秒表步态速度测量：沿4米标记路线，从站立位开始以平常步速行走，记录从首次移动到脚跨过终点线的时间，取两次试验中较快的一次进行分析。
4. 4.
   双任务范式：参与者在步道上以平常步速行走的同时，执行连续减3（或减2）的串行减法任务。双任务成本（Dual Task Cost, DTC）计算公式为：|(双任务 - 单任务)/(单任务)|×100%。
5. 5.
   统计分析：采用线性混合模型（随机截距、Huber-White稳健标准误）比较不同测量方法的步态参数，调整年龄、性别、体重指数（BMI）、种族/中心和受教育程度。使用Bland-Altman分析评估秒表与步道步态速度的一致性，计算平均偏倚、95%一致性界限和组内相关系数（ICC）。

三、研究结果

3.1 参与者特征

在364名参与者中，平均单一步道步态速度为102.97 cm/s（95%CI: 101.15, 104.78）。与单一步道相比，秒表测量的单一步态速度更慢（相差?7.5 cm/s, 95%CI: ?9.1, ?6.0），双任务条件下的步态速度也更慢（相差?25.0 cm/s, 95%CI: ?26.8, ?23.2）。

3.2 秒表与步道单一步态速度的比较

Bland-Altman分析显示，步道与秒表的平均差值为8.1 cm/s，95%一致性界限范围为?14.6至30.8 cm/s。步道测得的较快步态速度对应着秒表的更大低估（β: ?0.24, 95%CI: ?0.31, ?0.17; p<0.001），而秒表测得的较快速度则对应着相对于步道的更大高估（β: 0.14, 95%CI: 0.06, 0.23; p=0.001）。按临床相关阈值（80 cm/s和100 cm/s）分类时，仅66.4%的参与者被两种方法归入同一类别，28.1%的参与者被秒表错误地归类到更慢的速度类别，这一现象在步道速度>100 cm/s的参与者中最为突出。

3.3 步道测量的单一任务和双任务步态参数特征

与单一任务条件相比，参与者在双任务条件下采取了更保守的步态策略：步态速度降低（平均差：?25.0 cm/s, 95%CI: ?26.8, ?23.2），步长缩短（平均差：?6.2 cm, 95%CI: ?6.8, ?5.6），步宽增加（平均差：1.6 cm, 95%CI: 1.3, 1.9），双支撑时间比例增加（平均差：4.1%, 95%CI: 3.5, 4.7）。双任务成本最高的参数依次为：双支撑时间（46.7%, 95%CI: 38.3, 55.0）、站立时间（28.9%, 95%CI: 24.6, 33.1）、步长时间（24.6%, 95%CI: 21.0, 28.2）、步态速度（24.3%, 95%CI: 22.5, 26.0）和步幅时间（23.9%, 95%CI: 20.5, 27.3）。在任务优先级方面，80.9%的参与者表现为认知干扰对步态的影响，50.3%的参与者表现为相互干扰（即步态速度和认知表现均下降）。

四、讨论与结论

讨论部分指出，秒表与步道测量的单一步态速度总体上具有可接受的一致性，但存在系统性偏差：步道记录的较快步速往往被秒表低估，而秒表记录的较慢步速则倾向于高估步速。这种偏差可能与秒表测量中检查员反应时间的延迟有关。在临床分类方面，近三分之一的参与者被两种方法分入不同的步速类别，这提示在利用既定步速阈值进行风险分层时应谨慎。对于步速较慢的虚弱老年人，秒表可能足够适用且更便于临床实施；而对于步速较快的社区老年人，电子步道可能更适合用于检测细微变化以便早期干预。

结论部分翻译如下：总之，本研究发现电子步道可能更适用于部分老年人，尤其是那些步行速度较快的个体。此外，这些数据为未来在ARIC及其他老年队列中开展各种状况与步态表现关系的研究奠定了基础。需要更大规模的队列来比较电子步道与秒表步态评估在临床和研究结局方面的应用价值。