利用姿势测量、运动学分析以及前额叶近红外光谱技术来检测脑小血管疾病对平衡控制的影响

《Neuroscience》：Detecting the effects of cerebral small vessel disease on balance control using postural, kinematic and prefrontal near infra-red spectroscopy measures

　　

理查德·托卢洛佩·伊比托耶（Richard Tolulope Ibitoye）|马修·詹姆斯·班克罗夫特（Matthew James Bancroft）|安东尼奥·汉密尔顿（Antonio Hamilton）|阿道夫·米格尔·布隆斯坦（Adolfo Miguel Bronstein）|大卫·J·韦林（David J. Werring）|迭戈·卡斯基（Diego Kaski）

英国布里斯托尔北布里斯托尔NHS信托医院神经科

摘要

脑小血管疾病（cSVD）是老年人平衡控制能力差和跌倒的常见且可能可改变的原因，但其对平衡控制的早期影响难以检测。在这项探索性研究中，20名通过头部MRI扫描显示有不同程度cSVD的老年人（中位年龄74.5岁，四分位数范围68–79岁）在肩部受到机械牵拉时出现了平衡障碍。研究人员记录了他们的身体运动、地面反作用力以及前额叶功能性近红外光谱（fNIRS）血流动力学反应。通过头部MRI扫描，根据脑腔梗死（0–3分）、白质高信号（0–3分）和脑微出血（0–1分）的情况，对cSVD的严重程度进行了评分。参与者被分为“轻度”（0–2分）和“中度”（3–7分）cSVD两组，每组10人。中度cSVD与较差的认知功能相关。两组在平衡和步态测量（简短体能测试得分、串联行走、对手动后推的步态反应）方面没有显著差异，牵拉引起的身体摇晃和抵抗地面反作用力的能力也相同。cSVD程度越重，所需的牵拉力越小，前额叶皮层的fNIRS血流动力学反应越强烈。前额叶皮层的激活是最显著的指标，解释了cSVD严重程度变化的33%，而步态力量阈值解释了17%的变化。我们的结果表明，除了认知功能外，前额叶皮层的反应和步态力量阈值也可能对cSVD的影响敏感。

章节摘录

背景

由于平衡控制能力差导致的跌倒在老年人中很常见，是造成伤害和死亡的重要原因（Rubenstein, 2006; Gelbard et al., 2014）。因此，预防跌倒及其相关疾病是临床研究的主要焦点（Sleet et al., 2008; Schwenk et al., 2012）。小脑血管损伤——即脑小血管疾病（cSVD）是导致平衡能力差的非常常见且可能可改变的原因（Smith and Markus, 2020; Tabara et al., 2015）。

参与者

我们的研究对象是基于现有MRI扫描结果，涵盖了具有不同程度cSVD的广泛人群。研究招募了20名参与者，这些参与者来自现有的研究志愿者（研究人员已知）、因头晕/平衡问题就诊于普通神经科诊所的患者（Duering et al., 2023），以及中风科的患者（中位年龄74.5岁，四分位数范围68–79岁，其中5名为女性，见表1）。

参与者特征

根据修正后的cSVD评分，参与者被分为两组。中度cSVD组的整体认知能力（蒙特利尔认知评估）和执行功能（路径测试）均低于轻度cSVD组（p = 0.006，表2）。中度cSVD组的总体焦虑水平也较高（STAI-T，p = 0.034，表2）。总体平衡能力指标包括连续串联行走的步数等。

讨论

脑小血管疾病会影响平衡控制，但其早期影响一直难以可靠检测。在这项探索性研究中，我们评估了一系列与平衡相关的指标对神经影像学评估的cSVD严重程度的敏感性。当通过肩部机械牵拉干扰站立平衡时，我们发现cSVD严重程度越高，步态所需的力阈值（尤其是向后步态）越低。使用功能性近红外光谱技术进一步证实了这一现象。

Ibitoye et al., 2022; Wilkinson and Rogers, 1973; Hsiao and Robinovitch, 1998; Taube and Lauber, 2026; Homae et al., 2007; Hanavan, 1964.

理查德·托卢洛佩·伊比托耶（Richard Tolulope Ibitoye）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目管理、方法学设计、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构思。马修·詹姆斯·班克罗夫特（Matthew James Bancroft）：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计。安东尼奥·汉密尔顿（Antonio Hamilton）：撰写 – 审稿与编辑。阿道夫·米格尔·布隆斯坦（Adolfo Miguel Bronstein）：撰写 – 审稿与编辑。大卫·J·韦林（David J. Werring）：撰写 – 审稿与编辑、资源协调、概念构思。迭戈·卡斯基（Diego Kaski）：撰写 – 审稿与编辑、研究监督、资源协调。

资金支持

该研究由Guarantors of Brain Postdoctoral Clinical Fellowship（RI）资助。

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。