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Zhejiang Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2022 Feb; 51(1): 38–46.
PMCID: PMC9109772

Language: Chinese | English

神经认知障碍患者多成分运动干预的研究进展

Research progress on multicomponent physical exercise for patients with neurocognitive impairment

Qun JIN

1.浙江大学医学院附属第一医院护理部,浙江 杭州 310003 2.衢州市第三医院精神二科,浙江 衢州 324000

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Lihua HUANG

1.浙江大学医学院附属第一医院护理部,浙江 杭州 310003 1.浙江大学医学院附属第一医院护理部,浙江 杭州 310003 2.衢州市第三医院精神二科,浙江 衢州 324000 。目前,我国老年人群中轻度神经认知障碍的患病率约为14.71% ,重度神经认知障碍的患病率约为5.3%,总计约有900万重度神经认知障碍患者 。现阶段尚缺乏治疗神经认知障碍的有效药物,越来越多的研究显示非药物干预方式在治疗神经认知障碍中具有优势。因此,各国政府和医疗卫生部门都在积极行动,对基于运动的神经认知障碍预防和康复介入方法开展临床和应用研究

体育锻炼可以延缓重度神经认知障碍患者的认知能力下降速度 ,并能改善患者的平衡、力量和心肺等身体功能 。研究表明,运动通过调节蛋白转化、改善免疫功能、促进神经及血管生成等方式促使突触发生、改善区域血流量,同时刺激学习、记忆和大脑可塑性的神经营养因子,从而在大体、细胞和分子水平引起大脑的变化 。国际老年学和老年医学协会(IAGG)建议老年人应以小组的形式进行多成分运动,并结合每周2次、每次35~45 min的中等强度双重任务锻炼 。本文通过综述神经认知障碍患者的多成分运动干预研究文献,以期促进我国临床开展多成分运动干预,让更多的神经认知障碍患者从中获益。

目前,针对神经认知障碍患者的体育锻炼包括单一运动和多成分运动,如有氧运动、运动游戏、Vivifrail多成分运动等。有氧运动是人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼,由使用大型肌肉群的一项或多项活动组成,具有运动强度低、方便易行、有节奏感和连续性等特点,如步行、跑步、太极拳、骑自行车、划船、有氧舞蹈或游泳等,能显著提高运动者的日常生活能力,延缓认知损害、降低痴呆和跌倒风险 。然而,作为单一的运动干预,有氧运动不能使各个运动的主要关节进行大范围或全范围的活动,上肢、上体在运动中只是简单地摆动,缺乏力量锻炼,因此只对局部功能有较好的强化作用。此外,有氧运动改善轻度神经认知障碍患者认知功能的证据非常有限,且锻炼时神经认知障碍患者会面临某些认知障碍,如执行功能。运动游戏是指将视频游戏与运动相结合,人体根据听觉、视觉和背部的体感提示进行身体活动或锻炼。荟萃分析结果显示,与传统的身体活动相比,运动游戏对重度神经认知障碍患者的身心有一定的益处,可改善其步态、活动能力和平衡功能,并对患者的日常生活能力、认知功能、跌倒恐惧、生活质量和情绪状态等产生有益影响 。然而,运动游戏的使用方法差异很大,且运动方式、运动频率不确定。此外,部分患者难以在仪器上找到正确的按钮,屏幕上显示的刺激物数量、声音、分数和指令等信息过多使神经认知障碍患者很难进行合理操作。因此,运动游戏可能不适合年老体弱的神经认知障碍患者。

众所周知,力量训练能改善神经肌肉功能,耐力训练可改善心血管功能,平衡训练可改进平衡功能,而柔韧性训练则能增强姿势稳定性。当干预影响身体状况的多个功能时,不仅可以大大改善力量,而且可以极大改善耐力、柔韧性和平衡能力 。Vivifrail多成分运动是一种创新多成分锻炼计划,包括力量训练、耐力训练、平衡训练和柔韧性训练,通过增加肌肉质量、力量和耐力来改善运动者的步态、平衡能力和心肺功能 。最近研究表明,多成分运动是改善患者步态、平衡、心肺功能以及认知执行功能的最佳途径之一,也是治疗体弱的最佳方法,并可降低老年神经认知障碍住院患者的跌倒风险及延缓其认知功能下降 。另有研究显示,不同干预频率和持续时间的多成分运动,相比单一运动方案更有助于改善老年人的平衡、肌肉力量、功能活动性及降低跌倒风险,且在改善患者生活质量、焦虑和衰弱评分等方面比单任务或双任务运动更为显著 。因此,有理由认为,与单一运动相比,多成分运动应用不同的刺激对神经认知障碍患者有更好的锻炼效果

神经认知障碍患者运用多成分运动干预前后,需要评估患者的体能、认知能力和心理健康状况。体能评估主要包括肌肉力量、心肺耐力、柔韧性和平衡能力测定。其中,肌肉力量测定一般采用等长肌力检测,目前常用握力计、背力计、力传感器和等速肌力测试系统等测量工具对患者的握力、背力、臂力、腿部力量等方面进行测定;心肺耐力评价指标主要包括最大摄氧量、峰值摄氧量、乳酸阈,6分钟步行试验是评价神经认知障碍患者心肺耐力最常用的方法 ;柔韧性最常用的测量方法有坐位体前屈和立位体前屈两种,针对神经认知障碍患者,柔韧性一般采用改良单腿坐位体前屈和椅子坐位体前屈两种方法来测试,其中椅子坐位体前屈测试下肢柔韧性更适合老年人群 ;平衡能力测定可采用SPPB、SMWS、TUGT、步态分析、伯格平衡量表、Tinetti POMA等。认知能力测试可采用简明精神状态量表、蒙特利尔认知评估量表、ADAS-Cog13以及双重任务的认知测试等。心理健康状况评估可采用欧洲五维健康量表、SF-12、9项患者健康问卷、7项广泛性焦虑障碍量表等。临床研究表明,SPPB、SMWS、TUGT、步态分析、Tinetti POMA、双重任务的认知测试和SF-12等是评估神经认知障碍患者多成分运动干预有效性的主要手段

SPPB是一种评估步速、站立平衡和坐姿-站立表现的综合量度,旨在测量患者的功能状态和体能,尤其是下肢的肌肉力量。SPPB测试主要用于评估医院和社区环境中的老年患者,包括平衡测验、步速测验和坐站试验,总分为0~12分,分数越高表示功能越好 。研究表明,SPPB在测量美国、巴西、西班牙、加拿大、挪威等多国老年人的体能方面具有非常高的有效性、可靠性和响应性( ICC =0.81~0.92) ;Olsen等 研究证明,SPPB对是否患痴呆症的老年人体能评估均具有高可靠性( ICC =0.84~0.92)。Asteasu等 研究表明,急性住院老年患者接受个体化多成分运动后SPPB评分可增加1.7分。SPPB不仅可以评估患者的活动能力,而且也是评估跌倒风险的有效工具。研究显示,SPPB分数较低者跌倒、日常独立生活能力丧失、行动不便、住院治疗和死亡等风险均增大 。神经认知障碍患者进行SPPB测试时允许在他人的协助下完成,但患者应具备行走能力。因此,SPPB测试适用于能站立和行走的神经认知障碍患者。

SMWS测试即测量受试者走6 m的步速,要求受试者以正常行走速度沿着笔直、平坦、光线充足的走廊行走。SMWS测试是评估老年人活动功能是否正常和有无跌倒风险的常用方法,在住院老年患者中安全可行,具有良好的重测信度( ICC =0.99),且平均偏差较小 。步速降低与老年人的跌倒风险增加和跌倒恐惧有关,可以预测患者骨折、认知下降、心血管疾病,以及住院率和死亡率 。研究表明,急性住院老年患者通过个体化多成分运动后步速提高0.14 m/s 。SMWS测试操作便捷,适用于能行走的轻度或重度神经认知障碍患者。

TUGT是患者不使用扶手从椅子上站起来、走3 m、转身以及回到椅子上坐下所需要的时间,被细分为坐立、向前走、转身、后退和转身坐等5个子任务;测试时间小于10 s为正常,10~20 s为虚弱,超过20 s提示跌倒风险高。TUGT旨在评估老年患者的步态、平衡和跌倒风险,具有广泛的临床应用空间和可靠性,测试者内部和测试者之间的可信度分别为0.91和0.92 。研究表明,TUGT子任务的定量分析有利于识别轻度认知功能障碍患者早期和细微的步态和行动变化,以及帮助诊断和治疗早期认知障碍 。TUGT异常者痴呆发病率较高,具有较高的老年痴呆症和血管性痴呆风险 。荟萃分析结果显示,多成分运动干预后患者完成TUGT所需的时间减少;与轻度认知功能障碍和轻度痴呆患者相比,中度痴呆患者改善更为显著 。总体而言,TUGT可简单预测痴呆的发生,适用于受教育程度低、来自其他文化或轻度神经认知障碍的老年人 ,但对于严重认知障碍老年人的可行性还未得到证实。

步态分析主要采用GAITRite系统、IDEEA系统和RehaWatch系统等,由于RehaWatch系统在疾病和步态障碍患者中测量困难,因此神经认知障碍患者运用多成分运动干预的评估一般采用GAITRite系统和IDEEA系统。GAITRite系统是一种嵌入式压力传感器的电子人行道 ,用于自动测量稳态行走时的时空步态参数,包括步速、节奏、步幅时间、步幅时间变异性、步幅长度、摆动时间、站立时间和单支撑时间等,是步态参数检测的金标准 。GAITRite系统可以预测跌倒风险,特别是步幅时间变异性,其增加与步态不稳定性关系密切,是跌倒风险评估的重要指标 。在认知功能正常、轻度认知功能障碍和轻度非阿尔茨海默病痴呆参与者中,较高的步幅时间变异性和较慢的步速与跌倒相关 。但GAITRite系统测试时要求患者在固定的走道内独立完成,不能对个体的步态数据进行实时而连续的采集与记录,需要医学和技术专业人员进行步态分析,因此仅限于医院和康复诊所应用,且不适用于重度神经认知障碍患者。IDEEA系统是一种用于测量步态、姿势和能量消耗的穿戴式智能步态分析仪 ,具有操作简单、携带轻便、实时监测等优点。研究表明,IDEEA系统测量的准确性和可重复性与实验室标准步态分析仪相近,其中步态测量的准确率超过98.5% 。IDEEA系统在健康者中具有较强的同时效度( ICC =0.784~0.998)和良好的相对可靠性( ICC =0.961~0.987),但在步态异常患者中的有效性和可靠性有待进一步研究 。双重任务下IDEEA系统测量的步态参数特征可反映血管性痴呆老年患者的步行能力,且步速、步长、步频、单步时间是跌倒发生的独立危险因素

Tinetti POMA是以动作执行为导向的评估,分为平衡评估表(POMA-B)和步态评估表(POMA-G)两个部分,包括16个条目,其中POMA-B包括坐位平衡、站起、试图起身、瞬间的站平衡、站立平衡、轻推、闭眼站立、转身360°和坐下,共9个条目;POMA-G包括起步、步伐的长度或高度、步态对称性、步伐连续性、走路路径、躯干稳定和步宽,共7个条目。总分为两个量表得分相加,分数越高,代表移动及平衡能力越好;总分超过24分提示无跌倒风险,19~24分提示有跌倒风险,低于19分提示有高跌倒风险。Van Iersel等 将Tinetti POMA应用于轻中度痴呆患者中,结果表明Tinetti POMA具有良好的重测信度( ICC =0.96),且敏感性高。但对于中重度痴呆患者,约41%的患者无法很好地完成评估中的指令动作,故Tinetti POMA不适用于中重度痴呆患者的评估

双重任务是指在执行两项及以上认知和运动任务的同时保持姿势控制,这是一种公认的评估认知和行动之间相互作用的方法。其理论假设为,由于中枢神经系统的处理能力有限,与完成一项任务相比,执行两项任务时需要更多的信息处理,因此会造成任务执行效果下降,至少会影响一种任务的执行效果 。与健康老年人在有摔倒风险时会采取运动任务优先相比,认知受损的老年人以认知任务优先,因此其跌倒风险会增高。双重任务的认知能力测试包括SST和VFT。SST旨在评估认知功能 ,但由于大多数神经认知障碍患者的认知功能较差,因此一般采用SST简单版本,即要求参与者从一个特定的数字倒数3个数(S3T)或倒数1个数(S1T) 。VFT是在一定时间内要求被试者列举尽可能多的规定范畴内的物品名称,如动物、水果、蔬菜等,以正确总数记分。该测验简便易行,广泛应用于各型痴呆、癫痫、颅脑外伤、感染、中毒、发育迟滞等多个疾病的诊断 S3T、S1T和VFT可在单任务和双重任务(如步态中)下进行测试,以评估双重任务对认知功能的影响。研究表明,SST、S3T和VFT检测老年人与轻度认知功能障碍相关的变化最为敏感,可作为评估改善老年人认知和运动功能干预效果的重要指标 。部分重度神经认知障碍患者由于智能减退和计算力下降不能完成测试,因此不太适用。

SF-12是美国波士顿健康教育研究所研制的普适性简明健康相关生命质量量表SF-36的精简实用版本 ,用于评价受试者的生理状况和心理状况,共有总体健康、生理功能、生理职能、躯体疼痛、生命活力、社会功能、情感职能及心理健康等八个维度。对患有轻度至中度神经认知障碍的老年人进行力量训练的研究表明,接受力量训练者在SF-12中总体健康、生理功能、社会功能、情感职能、躯体疼痛和心理健康等六个维度明显改善,其中生理功能改善了54.9%,心理健康改善了31.7% 。一项随机对照可行性研究显示,居住在养老院的体弱老年人SF-12评分呈进行性下降,而采用多成分运动干预后SF-12评分下降不显著,提示多成分运动可能可以延缓老年人生理功能和心理健康状况下降 。但由于重度神经认知障碍患者理解困难,无法做出准确回答,且大部分患者的生活由专人照料,社会功能和生命活力等维度不能很好体现,因此该量表的部分条目不适用于重度神经认知障碍患者。

不同严重程度神经认知障碍患者采用多成分运动干预的常用评估方法见 神经认知障碍患者采用多成分运动干预的常用评估方法 Table 1 Evaluation method of multicomponent motor intervention in patients with neurocognitive impairment

心理健康状况

轻度神经认知障碍患者

握力计、背力计、力传感器和等速肌力测试

6分钟步行试验

椅子坐位体前屈

简易体能状况量表,六米步行速度测试,“起立–行走”计时测试,GAITRite和IDEEA系统步态分析,Tinetti平衡与步态量表

简明精神状态量表、蒙特利尔认知评估量表、阿尔茨海默病评估量表–认知分量表13、连续减7/3/1测验、言语流畅性测验

欧洲五维健康量表、健康调查量表12 、9项患者健康问卷、7项广泛性焦虑障碍量表

重度神经认知障碍患者

6分钟步行试验

椅子坐位体前屈

简易体能状况量表、六米步行速度测试、IDEEA系统步态分析

简明精神状态量表、连续减3/1测验、言语流畅性测验

9项患者健康问卷、7项广泛性焦虑障碍量表

《痴呆预防、干预和护理》指南强调在为痴呆患者制订体育锻炼干预方案时,应结合患者的体能、心肺功能水平、既往运动习惯和兴趣爱好,注意运动时间和强度,并兼顾社交性和地域性 。多成分运动干预应根据患者的初始功能(由SPPB和SMWS测试评估的严重受限、中度受限、轻微受限和最小受限)制订个性化运动方案,分A、B、C、D四种方案,包括不同训练方法、强度、频率以及持续时间等 。如果检测到一种或多种高危跌倒风险(①前一年有2次及以上跌倒/有1次跌倒需要就医;②TUGT测试时间超过20 s;③SMWS不超过0.8 m/s;④痴呆),则需要增加锻炼的频率,同时采取一些额外的措施,如营养状况评估和干预、增加药物、环境措施的干预、多成分运动的强化 。一旦患者被分配到个性化的多成分运动方案中,将实施为期12周的多成分运动计划,每周3~5次,每次30~60 min,共36~60次。每次运动都以5~10 min的热身期开始,然后是一个多成分的运动计划,包括15 min耐力训练、15 min力量训练、15 min平衡训练、5~10 min柔韧性训练。

当SPPB为0~3分,SMWS小于0.5 m/s时,建议选择A型多成分运动方案:每周5次,每次30~45 min,包括步行、挤压球、举瓶子、站立训练、伸腿、用脚串联走路、站位或坐位向上伸臂等 。该方案安全性高,操作简单,但侧重于力量训练,适用于不能从椅子或床上起身的老年人。执行该方案可使患者重新站起来,并降低跌倒的风险;但只有当肌肉力量增强时,患者才能开始步行锻炼,且步行和站立训练、站位向上伸臂须在他人协助下完成。对出院后伴有行动障碍的老年人进行高强度多成分运动的研究显示,患者的6分钟步行试验和SF-36较对照组有明显改善 。临床研究表明,以肌力训练为重点的个体化多成分运动是提高老年患者急性住院期间在最大负荷下下肢肌力输出和最大肌力的有效方法,也是改善执行功能和语言流畅性的有效方法,尤其是认知障碍者,易获得更大的认知改善 。此外,对住在养老院无法活动的肌肉减少症老年人分别进行为期4周和14周的多成分运动(A型方案为主)效果非常显著,可以改善老年人的SPPB结果、步速、握力、TUGT结果和从椅子上站立的能力 。总的来说,将面对面、多成分的锻炼项目引入养老院和长期护理机构是可行的,是避免老年人严重功能衰退和力量丧失的有效手段。

当SPPB为4~6分,SMWS为0.5~0.8 m/s时,建议选择B型多成分运动方案:每周3次,每次45~60 min,包括步行、举瓶子、挤压球、假装坐下、用脚尖和脚跟走路、坐在椅子上向后伸臂、站位向上伸臂等 。该方案操作简单、安全,但平衡训练项目偏少,适用于行走困难或需要帮助的老年人。执行该方案可使患者再次独立行走,获得自主性和平衡感。研究显示,B型多成分运动方案可改善重度神经认知障碍住院患者的认知和身体功能,减少抑郁症状和跌倒的次数,是一种重要的非药物干预策略

当SPPB为7~9分,SMWS为0.9~1 m/s时,建议选择C型多成分运动方案:每周3次,每次45~60 min,包括步行、反向拧毛巾、举瓶子、从椅子上独立站起来、漫步障碍、走八字、站位向上伸展手臂、坐位伸腿等 。该方案涉及的力量、耐力、平衡和柔韧性训练较为均衡,适用于有轻微行走困难、起床困难或平衡困难的老年人。患者须按此方案练习脚步以保持良好的步态。研究显示,为期12周的近似C型多成分运动有助于改善轻度神经认知障碍患者的活动能力和执行功能,提高注意力、双任务能力,降低跌倒风险 。因此,建议在神经认知障碍的早期阶段进行多成分运动干预。

当SPPB为10~12分,SMWS大于1 m/s时,建议选择D型多成分运动方案:每周3次,每次45~60 min,包括步行、反向拧毛巾、举瓶子、从椅子上独立站起来、上下楼梯、边走边拍气球、走八字、站位向上伸臂、坐位伸腿等 。执行该方案能保持患者的自主性,延缓身体衰退,但操作难度稍大,耗费耐力多,适用于初始功能受限很小或不受限的老年人,不适合体弱且有跌倒风险的患者。临床研究表明,12周的D型多成分运动显著改善了老年妇女的肌肉力量、步速、从椅子上站立和TUGT结果,还能减少跌倒风险,因此可延缓老年人身体变虚弱的进程

目前,我国大多数认知障碍患者采用的运动方式多为单一运动,而多成分运动更适合神经认知障碍患者,可以更好地改善神经认知障碍患者的认知、步态、功能活动性和减少跌倒等不良结局。国际上已推荐多成分运动作为神经认知障碍患者的运动干预方式。目前我国医疗机构对多成分运动的内容、强度、频率和持续时间的指导原则还较为模糊,须通过高质量的研究来加深认识;同时须探讨神经认知障碍者多成分运动干预的有效性和可行性,如大部分重度神经认知障碍患者无法很好地完成SF-12、Tinetti POMA以及双重任务的认知测试评估中的指令动作,故这些测试方法运用于患者的评估尚有待于改进。通过临床实践和研究,未来希望能为认知功能减退的老年患者提供“精确运动处方”。

Acknowledgments

感谢《浙江大学学报(医学版)》编辑部余方、刘丽娜、沈敏在本文修改中的建议和帮助

COMPETING INTERESTS

所有作者均声明不存在利益冲突

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Articles from Journal of Zhejiang University (Medical Sciences) are provided here courtesy of Zhejiang University Press