關(guān)于本體感覺在老年人防跌倒中的理論背景闡述

（福建生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院福建福州 李明 福建省體育科學(xué)研究所福建福州 鐘彩紅）

跌倒是一種突然發(fā)生、身體不能自主的體位改變，導(dǎo)致除雙腳以外身體的任何部位意外“觸及地面”的動作發(fā)生，不包括因癱瘓、癲癇發(fā)作、一過性意識喪失或外力作用所引起的摔倒。非疾病作為直接原因造成的摔倒以老年人占多數(shù)。在老年人群體中，跌倒是一個很重要的公共衛(wèi)生問題，65歲以上的老年人中有1/3～1/2人數(shù)每年會經(jīng)歷至少有1次的摔倒，大約每10次摔倒中就可能有一次造成嚴(yán)重的傷害，例如顱腦損傷或髖部骨折。跌倒現(xiàn)今已成為我國65歲以上老年人中傷害和死亡的首位原因。本體感覺能力的下降是跌倒的重要危險因素，因此了解本體感覺能力的定義、產(chǎn)生機(jī)制、組織學(xué)形態(tài)及檢測方法有利于進(jìn)一步研究本體感覺對老年人跌倒的影響，對預(yù)防老年人摔倒有一定的理論指導(dǎo)意義。

1 本體感覺的定義

在運動或靜止的狀態(tài)下，人的身體所產(chǎn)生的肌肉張力、關(guān)節(jié)所處的位置以及運動方向等各種變化信息能夠被分布于身體各關(guān)節(jié)軟組織周圍的本體感受器感受接收，并轉(zhuǎn)化成神經(jīng)沖動傳給中樞，經(jīng)中樞整合分析，產(chǎn)生人體各部位相對位置和運動狀態(tài)的感覺，這種感覺被稱之為本體感覺。本體感覺主要可分為以下3個方面的內(nèi)容：①關(guān)節(jié)所處位置的靜態(tài)感知能力；②關(guān)節(jié)發(fā)生運動的動態(tài)感知能力，包括關(guān)節(jié)運動的速度、加速度和方向的感知；③反射回應(yīng)和肌張力調(diào)節(jié)回路的傳出活動能力。前兩者主要反映的是本體感覺的傳入活動能力，后一者主要反映的是本體感覺的傳出活動能力。

本體感受器分布非常廣泛，人體的肌肉、肌腱、韌帶和關(guān)節(jié)囊均廣泛分布，膝關(guān)節(jié)的半月板、脊柱的椎間盤也富含本體感受器。這些器官發(fā)生變形或在承受負(fù)荷時激發(fā)本體感受器產(chǎn)生本體感覺活動信號，這些活動信息經(jīng)中樞整合處理，構(gòu)成了本體感覺的反射途徑。

2 本體感覺的產(chǎn)生機(jī)制

人體姿勢發(fā)生變化或者進(jìn)行任何運動時都會刺激相應(yīng)部位的本體感受器，本體感受器將刺激轉(zhuǎn)化成神經(jīng)沖動經(jīng)過大腦中樞加工處理反饋，使人體感受身體姿勢、空間位置的變化及各關(guān)節(jié)的運動情況。本體感覺的產(chǎn)生機(jī)制主要有以下3點：

從解剖結(jié)構(gòu)的角度分析：本體感受器主要包括肌梭與腱梭，肌梭是能感受肌肉長度發(fā)生變化或者被牽拉刺激的一種特殊的梭形感受裝置，與肌纖維并列而位于肌纖維之間，廣泛分布在人體的骨骼肌內(nèi)，主要集中在手和足的骨骼肌內(nèi)；腱梭也被稱為高爾基器官或腱器官，是與梭外肌纖維串聯(lián)而分布在肌腱膠原纖維之間，呈紡錘形腱梭的腱，是一種能感受肌肉張力發(fā)生變化的感受裝置。人在運動時會促使骨骼肌主動收縮或放松，這會在一定程度上刺激肌梭與腱器官，促使這些本體感受器產(chǎn)生興奮活動。

在生理作用機(jī)制的角度上分析：本體感覺更加側(cè)重于身體的平衡覺、穩(wěn)定協(xié)調(diào)性、神經(jīng)對肌肉的控制能力以及運動動作的自發(fā)調(diào)節(jié)。在本體感覺的反射控制回路中，腱梭產(chǎn)生的沖動在傳入后會反射性地抑制同一種類型運動神經(jīng)元傳入的沖動，相反，肌梭的傳入沖動則可以激發(fā)運動神經(jīng)元產(chǎn)生興奮作用。

在運動參與程度的角度上分析：本體感覺系統(tǒng)對軀體運動的調(diào)節(jié)方式主要有兩種：一是通過增強(qiáng)運動前期的預(yù)興奮，提高參與肌肉力量的發(fā)射性，提前為調(diào)整身體姿勢變化和承受外界負(fù)荷做好準(zhǔn)備；二是在軀體運動過程中，通過肌梭和腱梭的反饋，可以及時調(diào)整肌肉的收縮力量和速度，能夠使軀體在穩(wěn)定與不穩(wěn)定間進(jìn)行快速地轉(zhuǎn)換，從而維持身體的平衡。

本體感覺對人體的作用并不是直接給人以具體的感覺，在維持姿勢平衡方面，它主要通過有效控制骨骼肌和關(guān)節(jié)來調(diào)節(jié)身體每個部位的姿勢，以使身體保持良好的平衡；在動作協(xié)調(diào)方面，人體運動動作結(jié)束后，本體感覺會根據(jù)動作的速度、方向等各種信息及時作出反饋，不斷調(diào)整運動動作，使動作更能準(zhǔn)確完成，進(jìn)而恢復(fù)身體的平衡。

3 本體感覺的組織學(xué)形態(tài)

早在100多年前，研究者就發(fā)現(xiàn)了本體感受器在關(guān)節(jié)功能中的潛在作用。這些感受器廣泛分布在肌肉、肌腱、韌帶和關(guān)節(jié)囊中，主要由力學(xué)感受器及神經(jīng)纖維組成。根據(jù)Freeman和Wyke的分類，本體感受器按形態(tài)學(xué)可分為魯菲尼小體、高爾基腱器官、帕西尼小體及游離神經(jīng)末梢四型。這四型感受器又可歸為兩大類型：一類是快適應(yīng)感受器，如帕西尼小體，這類感受器的功能主要表現(xiàn)在傳遞關(guān)節(jié)運動覺方面，對關(guān)節(jié)位置改變的刺激非常敏感。另一類是慢適應(yīng)感受器，比如高爾基腱器官、魯菲尼小體以及游離神經(jīng)末梢，這類感受器的主要功能是傳遞關(guān)節(jié)位置覺和位置發(fā)生改變的信息，可在特殊的關(guān)節(jié)角度感受最大限度的刺激?？梢姴煌愋偷谋倔w感受器所表達(dá)的功能各有不同，它們在提供關(guān)節(jié)位置、運動方向和速度各方面信息的傳入途徑是互補(bǔ)的。假設(shè)含有本體感受器的組織受到損傷后，會引起本體感覺傳入的減少。

4 本體感覺的檢測方法

本體感覺的檢測對于本體感覺訓(xùn)練效果優(yōu)劣和關(guān)節(jié)功能狀態(tài)好壞的評價十分重要，目前國內(nèi)外臨床研究中所使用的本體感覺的檢測方法主要分為以下5種方法：閾值測量法、角度重建法、視覺模型法、力量匹配法及平均軌跡誤差和穩(wěn)定系數(shù)法。

閾值測量法：該方法是利用全自動角度變化儀提供持續(xù)而緩慢的被動性地關(guān)節(jié)運動，通過比較儀器帶動測試關(guān)節(jié)開始產(chǎn)生運動時所處的角度和受試者能夠感知到關(guān)節(jié)產(chǎn)生運動時所在的角度二者之間的差異來判斷受試關(guān)節(jié)的本體感覺的精確度，差異越小精確度越高。該方法在測試時需要限制于測試沒有直接關(guān)系的感覺，如讓受試者蒙眼、戴耳機(jī)、固定身體的其他部位等。雖然這個方法具有較高的精確性和可信度，但由于會對其他感覺的限制而導(dǎo)致測試的生態(tài)效度比較低，在測試過程中儀器移動測試部位的速度也會對受試者的判斷結(jié)果造成一定的影響。

角度重建法：該方法測量時先使受試者的測試關(guān)節(jié)主動或者被動地定位在某個角度，再回到初始體位數(shù)秒，然后讓受試者依靠自我判斷通過主動運動或者被動運動重新建立之前的角度，記錄好前后兩次的角度值并計算之間的差異。本體感覺的好壞體現(xiàn)在差值的大小，差值越小提示本體感覺越好。該方法的優(yōu)點是受試者需要重新通過運動重建角度，這樣可以最大限度地激活周圍肌肉組織中的本體感受器。缺點是該方法必須要在受試者的測試關(guān)節(jié)周圍佩戴傳感器才能準(zhǔn)確測量關(guān)節(jié)運動前后的角度，這種情況會產(chǎn)生一定的觸覺，會對本體感覺造成一定的影響。

視覺模型法：該方法要求受試者的測試關(guān)節(jié)主動或者被動地在某個角度定位后，通過自我判斷在二維或者三維的關(guān)節(jié)模型上重新建立該角度，或者可以通過觀察關(guān)節(jié)模型擺好的角度，受試者運動自身的關(guān)節(jié)模擬完成模型上的角度，記錄下受試者和模型的角度并比較二者的角度差異，以此判斷本體感覺精確性，同樣差值越小精確性越好。該方法測試時涉及視覺信息與本體感覺信息的相互轉(zhuǎn)換能力，得出的結(jié)果不能單純反映本體感覺功能，也并不適用于視覺受損的測試。

力量匹配法：該方法和角度重建法類似，要求受試者以主動運動的形式先產(chǎn)生特定大小的目標(biāo)力量，然后在沒有反饋的情況下要求再用同側(cè)肢體或另一側(cè)肢體重復(fù)產(chǎn)生同一力量，比較目標(biāo)力量和重建力量的差異，根據(jù)這一差異評估本體感覺的敏感性。這一方法是評估力量本體感覺最常應(yīng)用的方法，缺點是如果采用另一側(cè)肢體進(jìn)行力量匹配時，由于優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)力量的差異，會造成較大的誤差。

平均軌跡誤差和穩(wěn)定系數(shù)：該方法要求受試者在規(guī)定的時間內(nèi)以最短的時間盡可能準(zhǔn)確地模擬系統(tǒng)給定的運動軌跡，該測試方法需要有視覺的參與，通過軟件自動計算受試者的運動測試軌跡與系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軌跡之間的平均軌跡誤差（ATE）以及偏離程度（SI）來量化本體感覺。如采用意大利Tecnobody公司研發(fā)的MJS和Prokin254進(jìn)行的本體感覺評估。有研究選取了ATE和Time作為評估指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)ATE與Time二者呈負(fù)相關(guān)。因此在要求的時間范圍內(nèi)ATE值越小提示本體感覺能力越好。該方法的缺點是不能在測試之前人為固定ATE值來獲得不同測試者Time值的差異或者固定Time值來獲得ATE值的差異，Time值只能以60秒、120秒內(nèi)的設(shè)置限定測試時間，但在實際測試中獲得的Time值是一個具體數(shù)值，如23秒、56秒、78秒等，且ATE值除了與Time有關(guān)外還和測試的軌跡長度相關(guān)。相關(guān)的科學(xué)研究，表明雖然Time值不同但受試者都在要求的時間內(nèi)完成測試評估，ATE值越小提示本體感覺能力越好。

近年來本體感覺相關(guān)的功能評估已成為臨床研究的熱點。但大多數(shù)研究主要通過體格檢查定性評估本體感覺是否存在障礙，定量評估的方法不僅少而且也比較復(fù)雜。本研究采用的MJS和Prokin254通過模擬運動軌跡，分析其穩(wěn)定系數(shù)、平均軌跡誤差和耗時來評估受試者本體感覺能力的優(yōu)劣。與上述其它幾種檢測方法相比較，本方法能更全面地從力覺、位置覺、速度覺等多種方面綜合評估本體感覺的優(yōu)劣，更為重要的是該儀器的測試方法有視覺的參與，視覺在本體感覺反射回路中扮演非常重要的角色，有視覺參與下的本體感覺測試相比其它方法更有實際意義。相關(guān)研究已表明，應(yīng)用Prokin254系統(tǒng)測試人體的本體感覺具備可靠的信度和效度。

5 結(jié)語

我國目前已步入老年型社會，預(yù)計到2025年將成為“超老年型國家”。造成老年人跌倒的危險因素有很多，研究結(jié)果主要分為內(nèi)在危險因素和外在危險因素兩大類，內(nèi)在危險因素指老年人自身存在的因素，外在危險因素主要是指人們?nèi)粘Ｉ瞽h(huán)境中的危險因素和行為因素。一般來說內(nèi)外因素二者比例相當(dāng)，但隨著生活水平的提高和居住環(huán)境的改善，引起摔倒的內(nèi)在因素對于老年人群體來說所占比例在逐漸增大，屬于內(nèi)在因素的肌肉乏力、平衡失調(diào)、步態(tài)不穩(wěn)和日常生活活動減少均與人的本體感覺有著緊密的關(guān)系。這四個內(nèi)在因素分別從本體感覺中的關(guān)節(jié)運動覺、力覺、關(guān)節(jié)位置的靜態(tài)覺等方面在老年人的穩(wěn)定性和重新調(diào)整姿勢能力上產(chǎn)生影響，進(jìn)而增加了摔倒的風(fēng)險，因此研究本體感覺能力在摔倒過程中所起作用的大小對預(yù)防老年人摔倒有一定的社會意義。本文從定義、產(chǎn)生機(jī)制、組織學(xué)形態(tài)和檢測方法方面對本體感覺進(jìn)行了闡述，希望可以為臨床科研工作人員開展本體感覺與防跌倒相關(guān)方面的研究提供理論指導(dǎo)。