《基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
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学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式掠明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（需亲笔）签名年月円学位论文版权使用授巧书本人完全了解安徽中医药大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽中医药大学可１＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据、库进行检索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密＿＿＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位论文作者＾（需亲笔）签名：＾人心＞／／年１月／＾円；＾，导师（需亲笔）签名年ｒ月円 目录目录目录..........................................................................................................................................4中文摘要..................................................................................................................................1ABSTRACT.............................................................................................................................4英文缩略词表.........................................................................................................................8基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究......................................................9前言..........................................................................................................................................9第一部分帕金森病中医研究概况...................................................................................131.病症名称的研究................................................................................................................132.病因病机的研究................................................................................................................133.辨证分型的研究................................................................................................................154.中医治法的研究................................................................................................................154.1辨证论治.................................................................................................................154.1.1肝肾阴虚型.................................................................................................164.1.2气血亏虚型.................................................................................................164.1.3气滞血瘀型.................................................................................................164.1.4痰热动风型.................................................................................................174.2专方论治.................................................................................................................174.3针灸冶疗.................................................................................................................184.4中西医药结合治疗................................................................................................184.5体育保健疗法........................................................................................................195.结语与展望........................................................................................................................19第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究...............................201研究对象与方法................................................................................................................201.1研究对象.................................................................................................................201.1.1病例来源.....................................................................................................20 目录1.1.2诊断标准.....................................................................................................201.1.3纳入标准.....................................................................................................211.1.4排除标准.....................................................................................................221.1.5病例入组.....................................................................................................221.2伦理学要求.............................................................................................................221.3研究方法.................................................................................................................231.3.1实验材料.....................................................................................................231.3.2实验环境、测试时间选择........................................................................241.3.3实验方法.....................................................................................................241.3.4观察指标....................................................................................................251.3.5数据统计分析.............................................................................................262.结果.....................................................................................................................................272.1临床一般资料比较...............................................................................................272.2PD组与PS组在病程、H-Y分期、UPDRS步态评分上的比较..................272.3PD组、PS组、NC组在三维测力台上数据的实时展现...............................282.4PD组、PS组、NC组间的步态动力学参数比较...........................................292.4.1PD组、PS组、NC组间步行时间参数比较........................................292.4.2PD组、PS组、NC组间在三维测力台水平横轴方向剪切力标准化值（Fx/m）参数比较.............................................................................................302.4.3PD组、PS组、NC组间在三维测力台水平纵轴方向剪切力标准化值（Fy/m）参数比较.............................................................................................312.4.4PD组、PS组、NC组间在三维测力台垂直方向剪切力标准化值（Fz/m）参数比较..............................................................................................322.5PD组、PS组、NC组间行走能力的稳定性比较...........................................332.5.1PD组、PS组、NC组间去趋势波动分析法(DFA)比较.....................332.5.2PD组、PS组、NC组间重复周期密度熵（RPDE）比较.................342.6PD组内的量化分级研究.....................................................................................352.6.1PD组内一般情况、病程、H-Y分级与UPDRS量表步态评分相关性 目录分析.......................................................................................................................352.6.2UPDRS-III量表第29项的评估标准及PD组各等级样本数.............362.6.3三维测力台提取的相关参数在PD组内各等级的方差分析结果....362.6.4PD组内相关参数与UPDRS量表步态评分相关性分析....................373.讨论.....................................................................................................................................393.1帕金森病步态障碍临床表现..............................................................................393.2参数的选择.............................................................................................................403.2.1基于三维测力台提取的时域参数...........................................................403.2.2DFA和RPDE.............................................................................................403.3PD步态障碍的实时量化研究.............................................................................413.4PD步态障碍的相关性研究.................................................................................413.4.1PD步态障碍与病程、H-Y分期的相关性研究....................................413.4.2PD步态障碍与各参数的相关性研究.....................................................423.5PD组、PS组、NC组间相关参数的鉴别研究................................................423.5.1T值在PD组、PS组、NC组间的鉴别研究........................................423.5.2三维方向力标准化值（F/m）在PD组、PS组、NC组间的鉴别研究................................................................................................................................423.5.3DFA、RPDE在PD组、PS组、NC组间的鉴别研究.......................444.结论.....................................................................................................................................455.不足与展望........................................................................................................................45参考文献................................................................................................................................46附录........................................................................................................................................54综述........................................................................................................................................66致谢........................................................................................................................................76 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究中文摘要研究背景帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)具有患病率高、致残率高和运动障碍形式复杂等特点，严重影响大众的身心健康和生活质量。目前，临床医师多依靠临床经验和应用UPDRS量表等评估PD的运动障碍，由于临床医师的临床实践经验以及对PD的认识存在较大差异，因此评估的准确性和稳定性不够理想，由此引起的误诊误治严重影响患者的病情及预后。此外，PD与其他类型帕金森综合征(Parkinsoniansyndromes,PS)的运动障碍表现形式存在交叉和重叠，在发病早期易于混淆，而目前尚缺乏针对PD与其他类型PS运动障碍鉴别的特异性指标。随着运动生物力学信息获取技术与分析方法的不断发展，国内外学者针对PD患者的运动障碍进行了相关生物力学信息的采集、标准化处理和特征提取等方面的研究，本课题组在前期研究中，分别运用柔性压力惯性传感器研究PD患者行走时步态时空参数和运用手指惯性传感器研究PD患者手指静止性和姿势性震颤，结果很好的展示了PD运动障碍的客观量化数据，并进一步提取出一些特征参数用于鉴别PD与其他类型PS。本课题在前期研究的基础上，采用三维测力台对PD病人直线行走步态进行步态动力学数据采集，量化评估其步态障碍的严重程度，并进一步寻找鉴别PD与其他类型PS之间有意义的指标，为PD运动障碍评估及鉴别诊断提供帮助。研究目的1.运用三维测力台，对PD患者的步态障碍进行步态动力学数据采集，量化评估其步态障碍的严重程度，为PD步态障碍症状及疗效评估提供客观依据。2.分析寻找可用于鉴别PD与其他类型PS间存在明显差异性的参数的指标，为临床诊断及鉴别诊断提供帮助。研究方法1．根据PD与PS的诊断标准将病例分为帕金森病组（PD组）和其他类型帕金森1 中文摘要综合征组（PS组），并以同龄段体检健康的中老年人为正常对照组（NC组）。2．采用UPDRS量表第III部分中步态评分对PD组和PS组步态进行临床等级评估；利用三维测力台对PD组、PS组和NC组的步态进行检测，并通过步态分析软件计算出相关参数（包括行走时间（T）、三维方向（Fx、Fy、Fz）剪切力（经标准化处理）的极值（极大值max和极小值min）、DFA、RPDE）。3.运用统计学软件SPSS17.0对数据进行处理分析。计量资料的平均值使用均数标准差（xs）表示，计量资料两组间比较，采用正态性检验和t检验。符合方差齐性的三组间比较采用单因素方差分析，其中两两比较采用SNK检验。采用相关性分析研究变量间的相互关系。显著性检验标准为α=0.05，P<0.05为有显著统计学意义，P<0.01为有极显著统计学意义，P>0.05为无显著统计学意义。结果1.PD组、PS组步行时间T明显比NC组延长（P<0.01），而PD组与PS组之间步行时间T无明显差异（P>0.05）。2.PD组、PS组Fxmax/m、Fxmin/m明显比NC组增大（P<0.01），而PD组与PS组Fxmax/m、Fxmin/m之间无明显差异（P>0.05）。3.PD组、PS组Fymax/m、Fymin/m明显比NC组减小（P<0.01），PD组Fymax/m较PS组减小（P<0.05），而PD组与PS组Fymin/m之间无明显差异（P>0.05）。4.PD组、PS组Fzmax/m、Fzmin/m明显比NC组增大（P<0.01），而PD组与PS组Fxmax/m、Fxmin/m之间无明显差异（P>0.05）。5.PD、PS组全程标度指数α、短时标度指数α1明显比NC组减小（P<0.01），PD组α值明显比PS组小（P<0.01），而PD组与PS组α1之间无明显差异（P>0.05）。PD、PS组长时标度指数α2比NC组增大（P<0.01），而PD组与PS组α2之间无明显差异（P>0.05）。6.PD、PS组RPDE较NC组明显增大（P<0.01），而PD组与PS组RPDE之间无明显差异（P>0.05）。7.PD量化分级研究结果（1）病程、H-Y分级与UPDRS量表步态评分有较高的正相关性，相关系数均大2 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究于0.7。（2）T、Fxmax/m、Fxmin/m、Fymax/m、Fzmin/m在PD等级之间都存在显著统计学差异。（3）T、Fxmax/m、Fxmin/m、Fymax/m、RPDE5个参数与UPDRS量表步态评分存在较高的相关性，相关系数均大于0.7。结论1.运用三维测力台可实现实时精准量化PD足底压力。2.运用三维测力台提取的相关参数与UPDRS量表步态评分具有良好的相关性，可作为PD步态障碍严重程度量化分级的参考指标。关键词：帕金森病；步态障碍；三维测力台；量化分析3 ABSTRACTABSTRACTBackgroundParkinson'sdisease（PD）withhighprevalencerate,highdisabilityratecharacteristicsandthecomplexformsofmovementdisorders,seriouslyimpactsonpublichealthandqualityoflife.NeurologistsrelyonclinicalexperienceandapplicationofUPDRSscaletoassessthedyskinesiasofPD.Atpresent,however,thedifferencebetweentheclinicalexperienceofneurologists,oftenleadstotheaccuracyandstabilityoftheevaluationbeingnotideal,andresultinginmisdiagnosisandmistreatment.Itbecomesseverelyaffectingpatientsconditionandprognosis.Inaddition,thedyskinesiasymptomsarecrossingandoverlappingbetweenPDandothertypesofParkinsoniansyndromes(PS),especiallyintheearlyperiod.But,itislacktoidentifythespecificindicatorsbetweenPDandothertypesofPS.Withtheincessantdevelopmentofbiomechanicalinformationacquisitiontechnologyandanalysismethods,domesticandforeignscholarsstudieddyskinesiainPDpatientsbeingrelatedbiomechanicalinformationacquisition,processingandfeatureextractionintermsofresearchs.Ourgroupinthepreviousstudy,respectively,usetheflexiblepressureinertialsensortocollectPDwalkinggaitparametersandusefingerinertialsensortocollectPDfingersrestingandposturaltremor.TheresultscommendablyshowPDdyskinesiaofobjectiveandquantitativedata,andfurthertoextractsomecharacteristicparametersfortheidentificationofPDandothertypesofPS.Thispaperonthebasisofpreviousresearch,usesthethree-dimensionaldynamometertomeasurethegaitdynamicsdataofPD,quantitativeassessmentthegaitdisorderseverity,andtolookforfurthercharacteristicmeaningfulindicatorsbetweenPDandothertypesofPS,toprovidehelpfortheclinicaldiagnosisanddifferential4 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究diagnosis.Objective1.GaitdynamicdataacquisitionofPDpatientsiscarriedoutbyusingthethreedimensionalforceplatform,andtheseverityofgaitdisturbanceisassessedquantitatively,whichprovidedobjectivebasisforgaitdisturbancesymptomsandcurativeeffectevaluation.2.AnalysisfortheparametersidentificationofsignificantdifferencesbetweenPDandothertypesofPScanbeusedtoprovidehelpfortheclinicaldiagnosisanddifferentialdiagnosis.Method1.AccordingtothediagnosticcriteriaofPDandPS,thecasesweredividedintoParkinson'sdiseasegroup(PDgroup)andothertypesofParkinsonsyndromegroup(PSgroup),andthenormalcontrolgroup(NCgroup)withthesameageasphysicalexamination.2.UsingtheUPDRSPartIIIaboutgaitscorefortheclinicalratingofPDandPSgroups'gait.Thethree-dimensionaldynamometerisusedtodetectthePDgroupandPSgroupandNCgroupofgait,andthegaitanalysissoftwaretocalculatetherelatedparameters(includingwalkingtime(T),thethree-dimensionalorientation(Fx,FyandFz)shearstress(normalization)extremum(maximumvalueMaxandminimumvaluemin),DFA,RPDE).3.UsingstatisticalsoftwareSPSS17.0toanalyzethedata.Themeanvalueofthemeasurementdataisrepresentedbythestandarddeviation(xs),andthemeasurementdataarecomparedbetweenthetwogroups.Thenormaltestandthettestareused.Amongthethreegroupsthatmeetthehomogeneityofvariance,one-wayanalysisofvarianceisused,amongwhichpairwisecomparisonbySNKtest.Usingcorrelationanalysistostudytherelationshipbetweenvariables.α=0.05forthesignificanceteststandard,P<0.05forasignificantstatisticalsignificance,P<0.01fora5 ABSTRACTverysignificantstatisticalsignificance,P>0.05fornosignificantstatisticalsignificance.Result1.PDgroupandPSgroupwalkingtimeobviouslyprolongedTcomparedtoNCgroup(P<0.01),whilethere’snosignificantdifferenceaboutwalkingtimeTbetweenthePDgroupandPSgroup(P>0.05).2.PDgroupandPSgroupFxmax/m,Fxmin/maresignificantlyhigherthantheNCgroup(P<0.01),whilethere’snosignificantdifferenceaboutFxmax/m,Fxmin/mbetweenthePDgroupandPSgroup(P>0.05)3.PDgroupandPSgroupFymax/mFymin/maresignificantlydecreasedcomparedwithNCgroup(P<0.01),PDgroupFymax/misdecreasedcomparedwithPSgroup(P<0.05),andthereisnosignificantdifferenceaboutFymin/mbetweenPDgroupandPSgroup(P>0.05).4.PDgroupandPSgroupFzmax/m,Fzmin/maresignificantlyhigherthantheNCgroup(P<0.01),whilethere’snosignificantdifferenceaboutFxmax/m,Fxmin/mbetweenthePDgroupandPSgroup(P>0.05).5.PDgroupandPSgroupfullscaleindexαandshortscaleindexofα1aresignificantlydecreasedcomparedwithNCgroup(P<0.01),thePDgroupαissignificantlydecreasedcomparedwiththePSgroup(P<0.01),whilethePDgroupandthePSgroupisnosignificantdifferencebetweentheα1(P>0.05).PDgroupandPSgroupα2aresignificantlyincreasedcomparedwithNCgroup(P<0.01),whilethere’snosignificantdifferenceaboutα2betweenthePDgroupandPSgroup(P>0.05)6.PDgroupandPSgroupRPDEaresignificantlyincreasedcomparedwithNCgroup(P<0.01),whilethere’snosignificantdifferenceaboutRPDEbetweenthePDgroupandPSgroup(P>0.05)7.PDquantitativeclassificationresearchresults:(1)Thecourseofdisease,H-YclassificationandUPDRSscorehavehigherpositivecorrelation,andthecorrelationcoefficientismorethan0.7.6 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究(2)T,Fxmax/m,Fxmin/m,Fymax/m,Fzmin/minthePDlevelaresignificantstatisticaldifferencesbetween.(3)T,Fxmax/m,Fxmin/m,Fymax/m,RPDEparameterscompaerdwithUPDRSscalegaitscorehasahighercorrelation,correlationcoefficientisgreaterthan0.7.Conclusion1.Itcanrealizetogetthereal-timeprecisequantitativePDplantarpressurebyusingthethreedimensionalforceplatform.2.TherelatedparametersextractedbythethreedimensionalforceplatformhasgoodcorrelationcomparedwithUPDRSscalegaitscore,whichcanbeusedasPDgaitdisorderseverityofgradedindexofreference.Keyword：Parkinson’sdisease;gaitdisturbance;threedimensionalforceplatform;quantitativeassessment7 英文缩略词表英文缩略词表英文简称英文全称中文全称CBDCorticobasaldegeneration皮质基底节变性DFADetrendedFluctuationAnalysis去趋势波动分析法HDPHeredodegenerativeParkinsonism遗传变性性帕金森综合征MDSMovementDisorderSociety运动障碍协会MSAMultipleSystemAtrophy多系统萎缩PDParkinsionDisease帕金森病PSParkinsonianSyndromes帕金森综合征PSPProgressivesupranuclearpalsy进行性核上性麻痹RPDERecurrencePeriodDensityEntropy重复周期密度熵VPVascularParkinsonism血管性帕金森综合征8 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究前言帕金森病(Parkinson’sdisease,PD)又称震颤麻痹，由英国医生JamesParkinson于1817年首次报道[1]。是一种多发于中老年人、以运动障碍为主要表现的神经系统变性性疾病。欧美地区人群患病率（欧洲人群患病率约为66-1500/10万人[2]，南美人群患病率约为31-470/10万人[3]，北美人群患病率约为111-329/10万人[4]，）稍高于亚洲（15-119/10万人[5]）、非洲（10-43/10万人[6]）及中东地区（27-43/10万人[7]）。引起帕金森病的病因仍不明确。目前，多数学者认为是多种因素共同影响，主要包括环境、遗传、年龄等。作为运动障碍疾病的代表，PD具有患病率高、致残率高和运动障碍形式复杂等特点，随着人口老龄化，未来二、三十年内PD患者的数量呈加倍趋势，PD的防治正逐渐成为人口与健康领域倍受关注的重要科学问题和社会问题[8]。自1817年JamesParkinson首次描述PD运动障碍以来，随着技术的进步，人们对PD的研究越来越深入，但长期的临床实践表明，PD的诊疗从来都不是一个简单的命题。最新的临床研究表明，PD的诊疗涵盖运动障碍和非运动障碍等方面，而仅PD运动障碍的诊疗就涉及诸多困难和挑战。目前，在临床上，帕金森病诊断主要参考英国帕金森病协会脑库临床诊断标准（UnitedKingdomParkinson’sDiseaseSocietyBrainBankClinicalDiagnosticCriteriaforIdiopathicParkinsonDisease）[9],包括运动症状诊断、排除诊断及支持诊断。运动障碍以动作迟缓、静止性震颤、肌僵直和姿势平衡障碍为四大主征。其中，运动迟缓和姿势步态异常则表现为动作缓慢、随意动作减少以及“冻结足(freezingofgait,FOG)”、“慌张步态”等行走步态的异常；静止性震颤的典型特征为拇指与食指的4～6Hz“搓丸样”动作；肌僵直的典型特征为肌张力呈铅管样或齿轮样增高，“面具脸”等[10]。帕金森综合征（ParkinsonianSyndromes,PS）是指各种病因引起的一组运动障9 前言碍疾病(movementdisorders)症候群，包括原发性帕金森综合征(primaryPS，即PD)、各种具体病因(脑血管病变、肿瘤、中毒、外伤、药物等)引起的继发性帕金森综合征(secondaryPS)、帕金森叠加综合征(Parkinsonism-Plus)（包括进行性核上性麻痹（Progressivesupranuclearpalsy，PSP）、多系统萎缩（Multiplesystematrophy，MSA）、皮质基底节变性（Corticobasaldegeneration，CBD）等）以及遗传变性性帕金森综合征等（heredodegenerativePS）[11]。临床中其他各类帕金森综合征的运动障碍亦可表现为动作迟缓、震颤、肌僵直和姿势平衡障碍等特征。该类运动障碍与PD类似但却存在一定差别，如PSP的肌张力主要表现为轴性张力明显增高（PD无明显的轴性优势），姿势步态障碍主要表现为“大意的跌倒”，且常向后跌倒，而且具有垂直性核上性眼肌麻痹的特征（PD常表现为前冲步态，并向前跌倒）[12]。MSA的运动迟缓和步态障碍常在短期内就进展到严重的程度，依赖他人或轮椅，且对左旋多巴反应差（PD运动迟缓进展相对缓慢，且对左旋多巴反应良好）震颤常表现为混合性震颤或姿势性震颤[13]（PD常表现为静止性震颤）。血管性帕金森综合征（VascularParkinsonism,VP）运动迟缓常表现为下肢更重，上肢相对灵活[14]（PD表现为起病侧更重，无上下肢侧别优势）。CBD常在早期即可出现冻结步态,并可出现失用症、异己手征等[15]（PD冻结步态常出现在中晚期）。然而，这些其他类型PS在其家族史或病因未确定之前与PD运动障碍的鉴别并不容易。其临床表现与PD存在部分交叉和重叠，在发病早期或其他临床症状未出现前易与PD混淆，常给PD的临床诊疗带来困难[16]。近年来，许多研究人员针对PD与其他类型PS之间的鉴别研究，进行了有益的探索。马成猛等对4例PSP的颅脑MRI研究显示，中脑明显萎缩，呈鸟嘴样改变（“蜂鸟”征），对其中脑的面积测定均较正常组和PD组明显变小（P<0.01），中脑与桥脑的面积比值测定结果亦显示较正常组和PD组明显变小（P<0.01）。该典型影像学特征或可作为PSP与PD的鉴别点[17]。马成猛等对9例MSA-C型的桥脑面积测定显示，其桥脑面积明显小于PD组和正常组（P<0.01），其中脑与桥脑面积比值测定结果明显高于PD组和正常组（P<0.01）[17]。这与其他学者的研究结果相一致[18,19]。这一典型征象或可作为MSA与PD等鉴别的影像学参考。有学者10 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究研究CBD的颅脑影像学特征，发现CBD在颅脑MRIT2WI像上可见壳核、苍白球低信号明显延长，脑室扩大，并表现出明显的不对称性额叶萎缩[20]。研究发现VP在颅脑MRI上，可见脑沟增宽、脑室扩大及脑萎缩；同时还可见半卵圆中心及脑室周围及基底节区多发性腔隙性梗死灶[21]。然而，这类PS在疾病早期阶段，其影像学并不典型，极易造成PD、PSP、MSA、CBD等疾病的误诊，给临床诊疗带来困难。由此可见，PD与其他类型PS在临床表现上存在明显的交叉重叠。关于二者的早期诊断和鉴别诊断一直是临床的难点。临床上关于PD运动症状及残疾程度常通过大量量表进行评价，如帕金森病统一评分量表(UPDRS)、Webster帕金森病分级量表(PDRS)以及Hoehn&Yahr分期评分量表等[22,23]。这些量表通过对患者进行直观考察，并对各项指标进行主观评分，从而建立对症状严重程度的量化评估，由于同一种运动障碍形式在不同PD患者中的表现不尽相同，同一个PD患者在发病的不同阶段其运动障碍表现也有较大的差异，加之这些量表是以临床医师的主观评价为主，由于临床医师的临床实践经验以及对PD的认识存在较大差异，因此评价的准确性和稳定性不够理想，常出现不同医师对同一PD患者的诊断、病情严重评估和预后的判断出现差异很大的现象。由于许多患者不能得到及时确诊和有效治疗，严重影响其病情及愈后。另外，PD患者常因步态障碍而导致姿势平衡功能减退甚至丧失，增加跌倒的几率和风险，从而增加如外伤、骨折、恐惧心理等不良因素发生。患者可能会因为害怕跌倒而减少就医的机会，这严重影响医师对患者病情的再评估及制定合理的诊疗方案[24,25]。2015年，国际帕金森病和运动障碍协会（TheInternationalParkinsonandMovementDisorderSociety，MDS）发布了一份最新的关于PD早期诊断的标准，该标准中明确提出对PD运动症状的量化测试（Abnormalquantitativemotortesting）[26]可作为PD早期诊断的评分依据。近几十年来，随着运动生物力学信息获取技术与分析方法的不断发展，以运动信号测量、特征提取、模式分类为主要手段的客观评价方法逐渐成为主流。这为PD运动障碍症状的量化提供了基础和手段。Serbia11 前言等利用FOG发生时足底压力变化规律发生突变的这一现象，将正常步态情况下的足底压力曲线与非正常情况下的足底压力曲线进行Pearson相关系数计算，如果相关系数小于一定阈值，则表明非正常的步态发生，达到检测FOG的目的[27]。TUG（Time‘UpandGo’）测试是临床上常用的一项评判病人行走和运动能力的测试，综合了坐-站，行走，转身，站-坐等多个动作。研究人员先把每个动作从信号中分解出来，针对每一段信号计算持续的时间、摆动幅度范围、和摆动速率等参数。实验结果表明病人的手臂摆速，转体速度，步速都明显变慢[28]。本课题组成员徐大兵等[29]在前期研究中，运用柔性压力惯性传感器研究PD与其他类型PS行走时足底时空参数之间的区别，结果显示，PD组双支撑时间比、着地时间/摆动时间比值均高于PS组，摆动时间及摆动时间比均低于PS组，差异均具有统计学意义（P<0.05）。但PD组周期、双支撑时间、着地时间比、着地时间与PS组差异无统计学意义；步态空间参数比较，PD组步速、步长、步幅低于PS组，差异均具有统计学意义（P<0.05），但步频与PS组差异无统计学意义（P>0.05）。运用手指惯性传感器研究PD与其他类型PS手指震颤之间的区别，结果显示，PD组拇指、食指静止性震颤的强度和频率比PS组明显增高（P<0.05）。PD组拇指静止性震颤的相似熵ApEn比PS组减低（P<0.05）。PD组拇指、食指姿势性震颤的强度和频率比PS组增高（P<0.05）。PD组拇指姿势性震颤相似熵ApEn比PS组减低（P<0.05）。目前，国内外利用三维测力平台进行步态分析的应用已十分广泛，例如步态识别，体育训练，医疗诊断等领域，而具体利用三维测力台在帕金森病的诊断治疗中的研究在国内尚未得到广泛的使用，本课题是安徽省科技攻关项目（编号1301042215）的子课题。本课题拟采用三维测力台对PD病人直线行走步态进行步态动力学数据采集，量化评估其步态障碍的严重程度，并进一步寻找鉴别PD与其他类型PS之间有意义的指标，为临床诊断及鉴别诊断提供帮助。12 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究第一部分帕金森病中医研究概况1.病症名称的研究中医中并没有“帕金森病”病名，关于本病的记载多是以症状描述为主的。古籍文献中多将本病归于“痉病”、“收引”、“强直”、“振掉”、“肘挛”等范畴。《素问·至真要大论》[30]曰“诸风掉眩,皆属于肝”、“诸痉项强，皆属于湿”等所列症状“掉”、“项强”等皆为该病的常见症状。后世医家孙一奎首次命名颤振证，他在《赤水玄珠》[31]中描述“颤振者，人病手足摇动，如抖擞之状，筋脉约束不住，而莫能任持，风之象也”，强调颤振是以手足、四肢震颤为主要表现的疾病，不受随意控制。王肯堂在《证治准绳·杂病》中指出，颤振“壮年少见，中年以后始有之，老年尤多……极为难治”。现代中医研究主要以症状命名，比如称之为“颤证”，或采用西医病名的称谓，如帕金森病或帕金森综合征等，但至今仍未能有一个统一的中医学病名定义。1991年11月在四川省重庆市召开的第三届中华医学会老年脑病学术会议上，专家学者们制定出了《中医老年颤证诊断和疗效评定标准》[32]试行草案，将帕金森病及帕金森综合征统一为“老年颤证”。但是老年颤证并不能全部涵盖所有的帕金森病和帕金森综合征，所以目前中医界关于帕金森病的标准还尚未成熟统一。2.病因病机的研究早在《内经》中就有关于帕金森病病因的记载。《内经》中指出，先天不足、饮食不节、年老体衰、情志失调等皆可导致帕金森病的产生。《内经》曰：“夫五藏者，身之强也。头者，……，头倾视深，精神将夺矣；背者，……，背曲肩随，府将坏矣；腰者，……，转摇不能，肾将惫矣；膝者，……，屈伸不能，行将搂附，筋将惫矣；骨者，……，行将振掉，骨将惫矣。”其中提到的头倾视深、背曲肩随、转摇不能、屈伸不能、行将搂附、行将振掉，与帕金森病所表现的头13 第一部分帕金森病中医研究概况颈前倾、弯腰屈背、转身困难等主要症状相似，认为“五脏失强”是导致帕金森病主要的病因病机。“肝风内动”也是导致帕金森病的重要病机。明代楼英在《医学纲目十一·肝脏部破伤风颤振》中记载“颤振，……，多由风热相合，亦有风寒所中者，亦有风火痰湿者，治各不同”，指出颤振可由外感六淫邪气引起，治疗当根据不同的病因，辨证施治。何梦瑶在《医篇》中指出，该病主要病因在于肾水亏虚，水不涵木，进而导致木火亢盛，肝木火盛则克脾土，致使脾虚而不能发挥布津液、主四肢的功能。阐明了本病基本病机属本虚标实，本虚根之在于肾虚，标实则多属痰癖。现代中医研究多认为帕金森病总属本虚标实之证，本虚主要为肝肾亏虚，气血不足，标实为风、火、痰、瘀等。王永炎等[33-34]认为本病多由年龄老化，身体衰弱，导致肾精渐衰，或因外伤、毒邪等因素，直接伤及脑髓、肾、肝等脏腑，致其肝肾气血亏虚，从而导致筋脉濡养失化、脑髓失充；内风、瘀血、痰热等致肝脾失所主，肢体失控。任继学等[35]指出本病病机以肾为本，以脾为根，以肝为标，病因在于五脏肾气不足，肾精亏虚及七情所伤，心血不足或心气虚弱痰饮为患等。杨明会[36-37]认为本病病位在脑，以肾虚为本，瘀血阻络为标，肝脾虚皆由肾虚引起，进而提出“肾虚血瘀”为本病基本病机。周仲瑛[38]指出，在肝肾亏虚的基础上，痰瘀内生，阻滞脑络，在本病与他病重叠时痰瘀交阻表现尤为突出，痰瘀成为促进本病病情发展变化的重要病理环节。朱红梅[39]认为肝肾不足，脑髓、筋脉失养是该病的基本病机，痰癖阻络是促使病情发展变化的重要病理环节。宋秋云[40]认为“人之气血，关乎流通”，气血运行不畅，致水饮停聚，痰瘀互结，血脉痹阻，肢体筋脉失养，可致颤振。综观古今医家对本病的认识，可见该病的复杂性和多变性。其病因可与外感六淫等外邪，先天不足、年老亏虚、饮食不节、情志失调等多种因素有关，病机以肾气亏虚为主，又责之肝脾亏虚，并夹杂痰、瘀、毒等互阻。颤振病位在脑，肾虚为致病之本，风、痰、瘀为致病之标。初为肝肾精亏、阴血不足、筋脉失养、肝风内动，继之经络气血阻滞、夹疲夹痰、虚实并见。病机总属本虚标实之证，本虚为发病基础，标实为发病依据。14 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究3.辨证分型的研究学者对颤振的辨证分型不尽相同。有学者从肝论治，分为肝气郁结和肝阴不足型2型[41-42]。有学者分3型，气血虚弱型、肝肾亏虚型、痰热动风型或痰浊阻络型[43-44]；有学者按虚实夹杂论治，分3型[45]，气血两虚，血瘀风动型、肝肾不足，阴虚动风型、肝郁血虚，痰热动风型。有学者分4型为:气血虚弱型、肝肾亏虚型、痰热动风型或痰浊阻络型、气滞血瘀型[45-47]。刘泰[48]结合临床48例帕金森病的辨证论治情况，对帕金森病中医的辨治规律进行探讨。认为其主要病机为风气内动，筋脉失养。并将其临床分为气血亏虚、肝肾阴亏、痰湿阻络、气滞血瘀4个基本证型。宋秋云[49]则将该病分8型，肝肾阴虚、气血不足、心脾两虚、髓海空虚和肝气郁滞、气滞血瘀、痰浊奎滞、痰热风动型。尽管各学者的分型有所不同，但该病的病位总不离肾、肝、脾、心，病理因素不离风、寒、湿、火、痰、瘀。4.中医治法的研究中医治疗帕金森病主要有辨证论治、专方论治、针灸治疗、中西医药结合治疗、体育锻炼等方法。4.1辨证论治目前中医治疗帕金森病的基本思路是辨证论治。临床常见的证型为肝肾阴虚、气血亏虚、气滞血瘀、痰热动风，主要从肝、从肾、从风、从痰、从瘀方面论治。具体方法是以扶正驱邪为原则，虚则培养肝肾，滋阴、养血益气，实则平肝熄风，清热化痰、活血通络[50]。15 第一部分帕金森病中医研究概况4.1.1肝肾阴虚型肝肾精血亏耗，上不能荣脑，下不能灌溉四肢，筋脉失养，导致四肢震颤，多采用培补肝肾，滋阴法。陈建宗等[51]用培补肝肾中药（肉苁蓉、何首乌、枸杞子等）随证加减，治疗本病，疗效明显优于服用左旋多巴患者。赵国华等人[52]用龟羚帕安颗粒（山羊角、龟板等）治疗肝肾阴虚型PD患者，在自主神经症状方面得到明显缓解。陈丽[53]采用镇肝熄风汤（怀牛膝、代赭石、牡蛎、龙骨等）治疗肝肾阴虚型PD患者，治疗后治疗组UPDRSⅠ、Ⅱ、Ⅲ评分明显低于只服用美多巴的对照组。4.1.2气血亏虚型劳倦太过，心脾两虚，无力行血，不能满足机体所需，机体则振。多采用养血益气，熄风平肝治法。丰广魁等[54]用镇颤舒胶囊（生白芍、当归、炙甘草等）治疗气血亏虚型PD病30例，采用Webster功能评分量表评分，其显效率50%，总有效率达到86.6％。黄煦霞等[55]用石决明、天麻、僵蚕、钩藤、川芎、桑寄生等为基础，随证加减治疗气血亏虚型PD患者，一日两次，患者服用14天后行走不前倾，言语较前流利。4.1.3气滞血瘀型年老体弱，肝气郁结日久，血瘀气滞，挟痰阻络，筋脉失去濡养而导致震颤。多采用滋养肝肾、解毒通络之法。袁灿兴等人[56]用天麻、熟地黄、丹参、钩藤等治疗30例PD患者病，采用改良的Hoehn-Yahr分级量表和改良的Webster量表为指标，其有效率达到73.33％。乔树真等人[57]采用自拟定颤汤（天麻、生龙骨、钩藤等）加麻仁、生地治疗气滞血瘀型PD患者，其有效率达83.3％。陈阳等[58]用《医林改错》中的名方血府逐瘀汤治疗血瘀气滞型PD患者，明显改善了PD患者的非运动性症状。16 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究4.1.4痰热动风型肝旺则克脾土，则脾失健运，无法布津而痰浊内生，五志过极，郁久而化热，痰热风火阻滞经络，引发振摇之病。多采用化痰清热，潜阳熄风之法。孙思胜等[59]采用天麻、白附子、制南星等随证加减治疗患者77例，痊愈为6l例，其有效率达96.1％。4.2专方论治根据PD的辨证分型，临床选用成方加减治疗可获良效。目前众多医家从柔肝熄风、滋补肝肾、益气养血、活血祛瘀等方面立法遣方治疗本病。随着对PD研究的逐步深入，近年来的文献显示，对PD的辨证分型论治的文章较前减少，专方治疗的研究增多。根据PD病情分期论治出现，设立小样本的临床观察、中西医结合治疗的研究居多。专方治疗PD的报道很多，样本量多在19-34例，总有效率多在75%以上，高者达到90%以上。徐海生等[60]治疗19例PD患者用自拟止震增效汤（党参、白术、茯苓、甘草、白芍、全蝎、半夏、山楂、生地、龟板、僵蚕、菊花），随证加减；肝肾阴虚者加枸杞山、茱萸；痰热者加钩藤；肝风内动者加珍珠母、石决明；血瘀者加桃仁、红花气血亏虚者加黄芪、当归；阴阳两虚者加肉桂、附子，联合美多巴，结果总有效率达91.7%。杨庆堂等[61]运用甘麦大枣汤加减和芍药甘草汤治疗帕金森病，治疗组总有效率为85.2％，治疗前后非运动症状简易评分量表及UPDRS量表评分积分较对照组有显著改善。张金培[62]治疗34例PD患者用自拟除颤汤（全蝎、僵蚕、地龙、蜈蚣、钩藤、天麻、蝉衣、枸杞、当归、白芍、川芎、红花）随证加减：肝肾阴虚者加生熟地、何首乌；气血两虚者加黄芪、当归；痰热者加郁金、竹茹、石菖蒲，联合美多巴，总有效率达94.12%。蒋显成[63]治疗15例PD患者采用基本方（生地、玄参、白蒺藜、何首乌、熟地、丹参、赤芍、生龙牡、天麻、钩藤），随证加减：血瘀明显者加地龙、水蛭；痰热加胆南星、瓜蒌；失眠多梦加酸枣仁、夜交藤；脾虚加白术、茯苓；口苦心烦加栀子、黄芩；腰膝酸软者加桑寄生、杜仲。联合美多巴，结果其总有效率治疗17 第一部分帕金森病中医研究概况组为93.32%，对照组为83.33%，减少了美多巴的剂量。4.3针灸冶疗针灸治疗是目前医治帕金森病的主要方法之一，近来一些临床研究肯定了针灸在帕金森病中的治疗效果，对于症状改善方面甚至可能优于西药或中药。实验研究成果也提供了部分证据。针灸治疗在症状的改善、降低药物副作用、阻止病情进一步发展和提高患者生活质量等方面效果明显，并已经引起重视和关注[64]。闫川慧等[65]综合分析了三十多位针灸专家的观点与近千例临床病例情况得出治疗帕金森病的常用针刺穴位有13个，包括风池、阳陵泉、合谷、曲池、足三里等，临床治疗上常用针刺体针与电针和头针配合。孟振等[66]根据临床治疗效果推荐合谷、太冲、阳陵泉、曲泽、少海、百会、舞蹈震颤区等为ＰＤ针灸腧穴处方。也有专家在各自临床上尝试着针灸与药物结合的治疗方法，结果表明在作用互补、减毒增效、阻止病情进展、降低西药用量、减少不良反应等方面有较好的疗效。4.4中西医药结合治疗针对帕金森病，采用中西药结合治疗己经成为本领域的热点之一，也积累了丰富的临床经验。多个中西医结合临床对照研究表明中西医结合治疗PD在改善临床症状、减少西药用量、减轻副作用方面明显优于单纯西药组。王亚丽[67]根据PD病机特点，运用“补肾活血、化痰疏毒”的疏筋解毒汤治疗PD，对照组以美多芭治疗，疗程2个月，结果治疗组有效率为99.3%,对照组有效率66.7%。并发现该方在调整患者机体功能、改善症状、延缓病情进展及预防并发症出现等方面显示出一定优势。顾锡镇[68]以自拟定颤饮加西药组与单纯西药组进行疗效对照发现前者明显改善PD的临床症状及肢体功能障碍，中医临床症状改善率达93.33%,肢体功能障碍改善率为86.66%，明显优于后者。汤湘江[69]采用滋阴熄风汤、葛根素及西药治疗PD患者31例，并与西药治疗的30例进行对照，结果显示中西医结合治疗组有效率为96.78%,明显高于纯西药治疗组的66.33%，且治疗组改善临床症状亦优于对照组。胡学军等[70]以女贞养阴颗粒加西药治疗PD，因服西药疗效衰减并出现18 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究明显毒副反应的患者，并设西药加中药安慰剂对照组，结果治疗组疗效明显优于对照组，治疗组患者生存质量在生理功能、躯体角色功能受限、总体健康、活力、情感角色功能受限、精神康复6个方面明显改善改善率均在10%以上，与对照组相比差异显著。4.5体育保健疗法现在研究表明，八段锦及太极拳对本病有防治作用。患者通过练习八段锦，可减少体内自由基的产生、缓解并改善其临床表现[71]。黄豪[72]等研究打太极对早期帕金森病患者平衡能力和运动能力的影响，结果显示，通过太极锻炼，早期帕金森病患者的平衡能力和运动能力均较对照组明显改善。5.结语与展望本病属中医学“颤证”、“颤振”、“振掉”等范畴，早在《内经》即有相关论述。明代孙一奎在《赤水玄珠》中首次把此病命名为“颤振症”。王肯堂在《证治准绳》中提出以“定振丸”治疗老年“虚颤”。当代中医对本病的病因病机、治疗用药进行了大量的研究，取得了一定的成就。目前西医治疗最主要的药物是复方多巴制剂，但服用数年后多出现疗效减退、症状波动、运动障碍等副作用，而中医药治疗PD具有独特的优势和特色。中医药从整体调节，既关注疾病本身，改善患者症状，又调整体质，改善患者生存质量，中西医结合治疗PD可提高疗效，减少西药用量，降低副作用，尤对延缓疾病的进程具有十分重要的意义。但中西药结合疗效较好的作用机制尚有待进一步深入研究。19 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究1研究对象与方法1.1研究对象1.1.1病例来源所有病例均来源于2014年11月至2016年1月安徽中医药大学神经病学研究所附属医院门诊及住院患者，主要分为帕金森病组（PD组）、其他类型帕金森综合征组（PS组）、正常对照组（NC组）。其中，PS是指不包含PD在内的其他类型PS。PS组病例主要由PSP、MSA、CBD、VP及其他未能明确分型的PS患者组成。1.1.2诊断标准（1）PD临床诊断标准本课题入组的PD患者的临床诊断标准以英国帕金森病协会脑库临床诊断标准（UnitedKingdomParkinson’sDiseaseSocietyBrainBankClinicalDiagnosticCriteriaforIdiopathicParkinsonDisease）为准。（见附录1）（2）VP临床诊断标准目前，关于VP的临床诊断标准尚无共识，本课题入组的VP患者的临床诊断标准以ZijlmansJC等发表的‘Clinicopathologicalinvestigationofvascularparkinsonism,includingclinicalcriteriafordiagnosis’及DeepakGupta等发表的‘Vascularparkinsonism:whatmakesitdifferent?’中提出关于VP的临床诊断标准20 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究和支持诊断步骤为准。（见附录2）（3）PSP临床诊断标准PSP主要靠临床诊断，有几种临床诊断标准，多数基于不同作者自身的临床经验且内容互有重叠。目前公认的是1996年NINDS-SPSP推荐的临床诊断标准。本课题入组的PSP患者的临床诊断标准以NINDS-SPSP推荐的临床诊断标准‘NINDS-SPSPclinicalcriteriaforthediagno-sisofPSP’为准。（见附录3）（4）MSA临床诊断标准1998年S.Gilman教授等发表了一份关于MSA诊断标准的专家共识‘Consensusstatementonthediagnosisofmultiplesystematrophy’，共识中将MSA分为4种类型：自主神经功能和排尿功能障碍、帕金森综合征、小脑功能障碍和皮质脊髓束损害。并在此基础上，根据各种功能障碍的组合及其严重程度，将其分为“可能的”（possible）、“很可能的”（probable）和“确诊的”（definite）3个等级。在2008年，S.Gilman教授等根据近十年的最新研究，提出第二份关于MSA诊断标准的专家共识‘Secondconsensusstatementonthediagnosisofmultiplesystematrophy’。新版诊断标准主要针对“可能的”（possible）诊断增加了内容，定义为帕金森综合征或小脑功能障碍合并至少一项自主神经功能障碍和至少一项其他特征，同时增加了支持和（或）不支持特征以便进行早期诊断和鉴别诊断。本课题入组的MSA患者主要为MSA-P型，其临床诊断标准以2008年S.Gilman教授等提出的第二份关于MSA诊断标准的专家共识为准。（见附录4）1.1.3纳入标准（1）PD、VP、PSP、MSA均应符合上文列出的各类临床诊断标准；（2）其他未能明确分型的PS应符合临床诊断步骤；（3）患者Hoehn-Yahr分期量表评级为1-4期；（4）患者能独立步行10米以上；（5）能较好地配合医师完成整个实验测试者；（6）自愿参加本课题研究并签署知情同意书。21 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究1.1.4排除标准（1）不能独立行走或Hoehn-Yahr分期为5期；（2）合并有严重抑郁焦虑或精神行为异常者；（3）合并严重肝肾功能及心脏异常、安装心脏起搏器者，存在一定试验风险者；（4）其他原因，不能较好地配合医师完成整个实验测试者。1.1.5病例入组①帕金森病组（PD组）PD组病例35例，男性19例，女性16例。年龄39-83岁，平均年龄为65.14±7.17岁；病程在18-96月，平均病程为55.29±22.98月；H-Y分期在1-4期，平均H-Y分期为2.41±0.72期。②帕金森综合征组（PS组）PS组病例45例，男性27例，女性18例。年龄43-81岁，平均年龄为64.11±8.67岁；病程在16-98月，平均病程为55.29±23.19月；H-Y分期在1-4期，平均H-Y分期为2.52±0.73期。其中VP16例，PSP4例，MSA12例，其他13例（CBD2例，药物性帕金森综合征2例，外伤后帕金森综合征1例，肝豆状核变性3例，其他未明确诊断的帕金森综合征5例。）③正常对照组（NC组）NC组选取同等年龄段的体检健康人员。正常对照组30例，男性14例，女性16例。年龄45-83岁，平均年龄为63.80±10.27岁。1.2伦理学要求本研究遵循赫尔辛基宣言和中国有关临床试验研究的法规。临床研究方案经课题负责单位安徽中医药大学神经病学研究所附属医院伦理委员会批准后实施。每位受试者入选前均签署知情同意书。22 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究1.3研究方法1.3.1实验材料（1）实验硬件平台：三维测力台（5块；规格：60cm*60cm，500Hz，4个压力点；中科院合肥智能所研发）系统通道（图1，2）、常速视频摄像头（1台；规格：IDS-2DF5220S；杭州海康威视有限公司）、台式电脑（1台；规格：Win764位，2.5GHz；中国联想公司）、稳压电源（1台；规格：DH1718E-5；北京大华无线电仪器厂）、无线路由器（1台；规格：TL-WR8421N；普联技术有限公司）、路由器（1台；规格：S104848；普华三通讯技术有限公司）；图1-1三维测力台系统通道示意图图1-2三维测力台系统通道实物图（2）其他材料：空调、体重秤（携带身高测量）、座椅（一把）、卷尺；（3）实验软件平台：本实验软件平台所采用的是Microsoftvisualstudio2010应用程序开发环境，基于微软的基础类库MFC进行开发的单文档应用程序，采用微软的关系数据库管理系统access，数据通信方面采用客户机/服务器模式中的面向连接的套接字编程。可提供给用户简单而强大的操作及处理环境，用户可以在统一环境下完成设备连接、添加人员信息、校零、数据采集、数据保存及数据分析及23 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究输出功能。系统软件主要操作流程如下图2-3所示：图2-3系统软件操作基本流程1.3.2实验环境、测试时间选择本课题测试场地安静，光线适宜、良好，并配置一立式空调来保持室内温度适中（维持在20℃）。若患者症状在一段时间内维持稳定（＞30天），测试时间均安排在晨起空腹检测；若患者存在症状波动，测试时间分别安排在患者‘开期’时段进行检测。1.3.3实验方法1.3.3.1临床资料收集详细记录患者姓名、性别、身高、体重、年龄、发病年龄、病程等。由2位或以上中级职称医生采用UPDRS量表第III部分对患者临床症状进行临床评估，评分时间均在患者行实验检查同一时间进行，量表打分存在差异时由高级职称医师进行评分。1.3.3.2步态测试步骤（1）操作者打开空调，保持室温在20℃；（2）被检测者需去除外套及鞋袜，测量身高及体重；（3）操作者打开三维测力台系统，校零；24 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究（4）操作者打开步态软件检测及视频采集装置，并调试运行；（5）被检测者在测试正式开始前，可先在三维测力台系统通道上预走1-2个来回，熟悉步道；（6）测试开始，被检测者按照步道箭头以自然常速在三维测力台系统通道中间行走，检测完成后离开通道；（7）每次测试完成后保存数据并重复测试2次。期间，患者若感觉疲劳，可在座椅上休息片刻。测试数据取3次测试的平均值。1.3.4观察指标根据三维测力台工作原理，三维测力台反映每时刻受试者在测力台上三维方向剪切力（水平横轴方向剪切力Fx、水平纵轴方向剪切力Fy、垂直方向剪切力Fz），受试者在行走过程中，力(F)的大小与自身质量(m)相关，为了消除质量带来的差异，下文统一使用F/m作为标准化处理（图2）。图1-4三维测力台各方向剪切力标准化处理示意图因此，本实验主要观察指标为行走时间（T）、三维方向剪切力（经标准化处理）的极值（极大值max和极小值min）。（图3，图中，虚线表示x轴的水平横轴方向剪切力，点划线表示y轴的水平纵轴方向剪切力，实线表示z轴的垂直方向剪切力）。25 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图1-5受试者行走过程三维剪切力数据示意图为了观察帕金森患者行走能力的稳定性，本实验引入去趋势波动分析法(DetrendedFluctuationAnalysis，DFA)和重复周期密度熵（RecurrencePeriodDensityEntropy，RPDE）对行走过程中三维方向剪切力进行定量的非线性分析，因为垂直方向剪切力的数值最明显，故本文主要针对Fz进行分析。1.3.5数据统计分析计量资料的平均值使用均数标准差（xs）表示，运用SPSS17.0软件进行分析。计量资料两组间比较，采用正态性检验和t检验。符合方差齐性的三组间比较采用单因素方差分析，其中两两比较采用SNK检验。不符合正态性或方差齐性的资料，采用Kruskal-WalisH秩和检验，其中两两比较采用Nemenyi检验。采用相关性分析研究变量间的相互关系。显著性检验标准为α=0.05，P<0.05为有显著统计学意义，P<0.01为有极显著统计学意义，P>0.05为无显著统计学意义。26 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究2.结果2.1临床一般资料比较按照本实验的目的和要求，将患者分为PD组和PS组，并选取正常健康中老年人做NC组，受试者一般资料见1.1.5病例入组。三组人员组成比见图2-1。三组人员具体年龄、身高、体重见表2-1。由表可知，三组对象的年龄、身高、体重之间无明显差异（P>0.05）。三组人员的性别构成比经χ2检验，性别间无差异（χ2=0.269，P=0.885，P>0.05）。图2-1PD组、PS组、NC组构成比表2-1临床一般资料比较（xs）分组例数年龄（岁）身高（cm）体重（Kg）PD组3565.14±7.17158.09±6.4361.25±8.63PS组4564.11±8.67159.56±8.2662.80±8.83NC组3063.80±10.27159.57±8.1164.80±11.25组间P值0.8010.6460.3282.2PD组与PS组在病程、H-Y分期、UPDRS步态评分上的比较本次实验选取与步行障碍相关的病程、H-Y分期、UPDRS评分（UPDRS-III27 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究第29项），作为二者的比较。具体见表2-2。由表中可知，PD组与PS组在病程、H-Y分级、UPDRS-III步态评分上无明显差异（P>0.05）。表2-2PD组与PS组在病程、H-Y分期、UPDRS步态评分上的比较（xs）分组例数病程（月）H-Y分期UPDRS-III步态评分PD组3555.29±22.982.41±0.721.91±0.70PS组4555.29±23.192.52±0.731.84±0.74P值0.9990.4450.6162.3PD组、PS组、NC组在三维测力台上数据的实时展现三维测力台工作示意图如图2-2。受试者在三维测力台上行走时，数据可实时显示。如图2-3。图2-2三维测力台工作示意图28 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图2-3PD组、PS组、对照组在三维测力台上数据的实时展现为了更好的展示PD组、PS组与对照组的数据区别，下文将三组的三维测力台数据放在一起进行数据展示。2.4PD组、PS组、NC组间的步态动力学参数比较2.4.1PD组、PS组、NC组间步行时间参数比较PD组、PS组、NC组间的步行时间（T）比较见表2-3。从表中可以看出，PD、PS组行走时间明显比NC组延长（P<0.01），说明PD、PS患者在行走过程中，速度较慢。而PD组与PS组之间步行时间无明显差异（P>0.05）。表2-3PD组、PS组、NC组间步行时间参数比较（xs）分组例数（个）T（秒）PD组354.95±1.58**PS组455.31±1.96**NC组303.15±0.32组间P值0.000注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。29 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图2-4PD组、PS组、NC组间步行时间参数比较（xs）受试者在行走过程中，力(F)的大小与自身质量(m)相关，为了消除质量带来的差异，下文统一使用F/m作为标准化处理。2.4.2PD组、PS组、NC组间在三维测力台水平横轴方向剪切力标准化值（Fx/m）参数比较取三组步态在水平横轴方向剪切力标准化值的极大值和极小值（见表2-4）。从表中可以看出，PD、PS组Fxmax/m、Fxmin/m明显比NC组增大（P<0.01），说明PD、PS患者在行走过程中，稳定性较差。而PD组与PS组Fxmax/m、Fxmin/m之间无明显差异（P>0.05）。表2-4PD组、PS组、NC组在三维测力台水平横轴方向剪切力标准化值（Fx/m）参数比较（xs）分组例数（个）Fxmax/mFxmin/mPD组351.60±0.33**-1.62±0.35**PS组451.62±0.41**-1.63±0.42**NC组300.95±0.13-0.96±0.17组间P值0.0000.000注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。30 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图2-5PD组、PS组、NC组间在三维测力台水平横轴方向剪切力标准化值（Fx/m）参数比较注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。2.4.3PD组、PS组、NC组间在三维测力台水平纵轴方向剪切力标准化值（Fy/m）参数比较取三组步态在水平纵轴方向剪切力标准化值的极大值和极小值（见表2-5）。从表中可以看出，PD、PS组Fymax/m、Fymin/m明显比NC组减小（P<0.01），说明PD、PS患者在行走过程中，对地面的摩擦力较小，这可能是患者容易跌倒的一个因素。PD组Fymax/m较PS组也减小（P<0.05），说明PD组行走时对地面摩擦力更小，稳定性更差。而PD组与PS组Fymin/m之间无明显差异（P>0.05）。表2-5PD组、PS组、NC组在三维测力台水平纵轴方向剪切力标准化值（Fy/m）参数比较（xs）分组例数（个）Fymax/mFymin/mPD组351.42±0.25**-1.33±0.59**PS组451.55±0.35**#-1.48±0.55**NC组302.31±0.23-2.07±0.23组间P值0.0000.001注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。31 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图2-6PD组、PS组、NC组在三维测力台水平纵轴方向剪切力标准化值（Fy/m）参数比较注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。2.4.4PD组、PS组、NC组间在三维测力台垂直方向剪切力标准化值（Fz/m）参数比较取三组步态在垂直方向剪切力标准化值的极大值和极小值（见表2-6）。从表中可以看出，PD、PS组Fzmax/m、Fzmin/m明显比NC组增大（P<0.01），说明PD、PS患者在行走过程中，对地面的反作用力更大，反映出PD、PS患者对步态的控制能力较差。而PD组与PS组Fxmax/m、Fxmin/m之间无明显差异（P>0.05）。表2-6PD组、PS组、NC组在三维测力台垂直方向剪切力标准化值（Fz/m）参数比较（xs）分组例数（个）Fzmax/mFzmin/mPD组3512.87±2.15**9.16±1.68**PS组4513.30±2.34**9.53±2.09**NC组3010.13±1.207.06±1.44组间P值0.0000.000注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。32 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图2-7PD组、PS组、NC组在三维测力台垂直方向剪切力标准化值（Fz/m）参数比较注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。2.5PD组、PS组、NC组间行走能力的稳定性比较2.5.1PD组、PS组、NC组间去趋势波动分析法(DFA)比较由于在行走的过程中垂直方向剪切力特征最为明显，所以本实验选取垂直方向剪切力标准化值Fz/m来进行去趋势波动分析的计算，统计了三组样本的标度指数的平均值和标准差，结果如表2-7所示。从表中可以看出，PD、PS组全程标度指数α、短时标度指数α1明显比NC组减小（P<0.01），说明NC组的行走步态最为稳定，有较高的持续性，而由于疾病因素的影响，PD组和PS组行走过程中的步态越来越趋于不稳定。PD组α值明显比PS组小（P<0.01），反映出PS组的步态较PD组更倾向于稳定。而PD组与PS组α1之间无明显差异（P>0.05）。说明在短时标度参数上，二者无明显变化。三组对象长时标度指数α2的值都是小于0.5的，反应了行走过程的步态信号中长程相关的反持续性部分，从结果中可知，PD、PS组α2比NC组减小（P<0.01），说明PD、PS患者行走步态中的长程相关中的反持续性存在着一些不稳定的属性。而PD组与PS组α2之间无明显差异（P>0.05）。33 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究表2-7PD组、PS组、NC组间去趋势波动分析法(DFA)比较（xs）分组例数αα1α2PD组351.06±0.09**1.41±0.10**0.42±0.18**PS组451.12±0.07**##1.44±0.10**0.36±0.16**NC组301.23±0.091.51±0.080.18±0.11组间P值0.0000.0000.000注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。2.5.2PD组、PS组、NC组间重复周期密度熵（RPDE）比较由于在行走的过程中垂直方向剪切力特征最为明显，所以本实验选取垂直方向剪切力标准化值Fz/m来进行重复周期密度熵的计算，统计了三组样本的标度指数的平均值和标准差，结果如表2-8所示。从表中可以看出，PD、PS组RPDE较NC组明显增大（P<0.01），RPDE反映的是时间序列的周期重复性与规则性程度，说明PD、PS组患者的步态信号的重复周期性较差，与帕金森患者步态的不稳定性特征相对应。而PD组与PS组RPDE之间无明显差异（P>0.05）。表2-8PD组、PS组、NC组间重复周期密度熵（RPDE）比较（xs）分组例数（个）RPDEPD组350.46±0.16**PS组450.41±0.16**NC组300.24±0.07组间P值0.000注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。34 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究图2-8PD组、PS组、NC组间重复周期密度熵（RPDE）比较注：与NC组比较，**P<0.01，*P<0.05。与PD组比较，##P<0.01，#P<0.05。2.6PD组内的量化分级研究2.6.1PD组内一般情况、病程、H-Y分级与UPDRS量表步态评分相关性分析PD组内一般情况、病程、H-Y分期与UPDRS量表步态评分的相关性见表2-9。表中列出了Pearson相关系数以及相应的检验P值，可以看出病程、H-Y分期与UPDRS量表步态评分在统计学意义下有较高的正相关性，相关系数均大于0.7。亦即，患者的病程越长、H-Y分期越高，患者行走功能障碍越严重。35 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究表2-9PD组内一般情况、病程、H-Y分级与UPDRS量表步态评分相关性分析指标Pearson相关系数P值年龄0.3090.535身高0.2620.128体重0.1350.440病程0.7530.000H-Y分级0.7680.0002.6.2UPDRS-III量表第29项的评估标准及PD组各等级样本数表2-10中列出了入组的PD病人各等级样本数。表2-10UPDRS-III量表第29项的评估标准及PD组各等级样本数项目描述评分样本数步态正常00行走缓慢,可有曳步,步距小,但无慌110张步态或前冲步态行走困难,但还不需要帮助,可有某218种程度的慌张步态、小步或前冲严重异常步态,行走需帮助37即使给予帮助也不能行走402.6.3三维测力台提取的相关参数在PD组内各等级的方差分析结果由上面结果可知，PD组与NC组之间T、Fx/m、Fy/m、Fz/m、α、α1、α2、RPDE等参数均有显著统计学差异。我们设想这些参数在PD组内分级中也应存在差异。为了验证该猜想，我们使用临床最常用的PD步态能力评估量表—UPDRS量表，用单因素方差分析检验UPDRS-III第29项步态评分不同等级样本的上述参数值是否有差异，方差分析的5个水平对应UPDRS量表的5个等级。36 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究相关参数在PD组内各等级的方差分析结果见表2-11。表中列出了F检验的统计量值和显著性水平P值。从结果可知，T、Fxmax/m、Fxmin/m、Fymax/m、Fzmin/m在PD等级之间都存在统计学差异。而且，由方差分析的原理，F统计量越大，组间变异越大于组内变异。可以看到，4个指标T、Fxmax/m、Fxmin/m、Fymax/m的F统计量明显大于其余指标的F统计量，说明这4个指标在各个等级组间的差异性更加显著。表2-11相关参数在PD组内各等级的方差分析结果参数F值P值T39.3140.000Fxmax/m91.6450.000Fxmin/m73.0820.000Fymax/m68.1120.000Fymin/m0.7170.496Fzmax/m3.1010.059Fzmin/m4.3070.022α0.4310.654α10.2500.780α20.7910.462RPDE0.8070.4552.6.4PD组内相关参数与UPDRS量表步态评分相关性分析PD组内相关参数与UPDRS量表步态评分的相关性见表2-12。表中列出了Pearson相关系数以及相应的检验P值，可以看出T，Fxmax/m，Fxmin/m，Fymax/m，RPDE5个参数与UPDRS量表步态评分在统计学意义下有较高的正相关性，相关系数均大于0.7。与T、Fxmax/m、RPDE呈明显正相关，与Fxmin/m、Fymax/m呈明显负相关。也就是说，UPDRS量表步态评分越高的PD病人（即行走功能越差，运动障碍症状越重），其对应的以上5个参数值越大；反之，量表37 第二部分基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究评分越低（运动障碍症状越轻），其对应的5个参数值越小。表2-12各参数与UPDRS量表步态评分相关性分析参数Pearson相关系数P值T0.8220.000Fxmax/m0.9180.000Fxmin/m-0.9060.000Fymax/m-0.9000.000Fymin/m0.1910.272Fzmax/m0.3860.022Fzmin/m0.3940.019α0.0750.670α10.0880.616α2-0.1750.315RPDE0.7740.00038 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究3.讨论3.1帕金森病步态障碍临床表现临床上，帕金森病典型的步态障碍包括：慌张步态、冻结步态、转弯困难及姿势转换障碍和姿势不稳所致跌倒等[73,74]。帕金森病患者慌张步态的典型特点是行走过程中出现快速向前冲撞趋势并伴随碎步或较小步伐，同时整个过程重力中心下移，随着步伐越来越小及步速越来越快，最终可出现无法行走。Olumide等[75]运用高速摄像结合身体标记点运动轨迹分析技术，研究帕金森病患者慌张步态，发现帕金森病患者行走步速、步幅较正常人明显下降。慌张步态可出现在冻结步态之前，也可以单独表现。多数情况下，慌张步态与冻结步态合并出现。冻结步态的典型特点是在行走过程中、转身或起步时，产生的一种短暂性的不能产生有效步伐的症状，患者无法迈出第一步或行走过程中突然停止，自觉双下肢被粘在地面，无法继续行走，尤其在刚起步或者遇到障碍物回避时更明显，常持续数秒，是跌倒的常见原因，通常出现在疾病中晚期，严重影响患者日常生活[76]。转弯困难的典型特点是患者绕自身的纵向轴进行转弯时转动的阻力明显增加，从而增加转弯的困难度。转弯困难与轴向转动的肌张力较高相关，运动迟缓也可能会影响转弯困难。常发生在患者坐着，站立，行走或者卧床休息时。尤其是在行走时。当行走时，转弯困难常可伴发冻结步态和侧向跌倒，这大大增加了患者骨折的风险[77]。姿势不稳致跌倒是帕金森病患者一种常见步态障碍，是引起帕金森病致残的重要原因。有研究显示[78]，在帕金森病患者连续1年临床随访中，患者一次跌倒的发生率为70%，而反复跌倒发生率为50%。39 第二部分基于三维测力的帕金森病步态障碍量化评估研究3.2参数的选择3.2.1基于三维测力台提取的时域参数三维测力台，顾名思义，就是测力的大小、力的方向及其变化规律。当受试者在三维测力台站立或行走时，每个测力台上对称分布4个的测力传感器便进行侦测，经过软件处理后，就可以得到前后、左右、垂直三个方向上力的大小。以时间为轴，以一定的频率连续侦测、釆集，可获得受试者在测力台的一系列力值。进而可求得加速度、速度、位移等变量。由于每个测力台的面积都是已知的，因此，还可以求得三个方向的力矩以及人体运动重心坐标等。有学者指出[79]将测力台的三维方向力除以体重形成体重倍数，对数据进行标准化，再对数据进行分析，这样数据有统计学意义。在行走过程中，一个步态周期包括六个拐点。以右下肢起步为例：右脚跟着地、右脚踏平、右脚尖离地、左脚跟着地、左脚踏平、右脚尖离地，分别为第1-6个拐点。研究指出，选取测力台的三维方向力拐点处的极值（极大值、极小值）作为研究对象，更能反映出行走过程中，力的变化情况[80]。基于此，本研究主要采集行走时间（T）、经标准化处理后的三维方向剪切力标准化值的极值（Fxmax/m、Fxmin/m、Fymax/m、Fymin/m、Fzmax/m、Fzmin/m。Fx/m表示三维测力台水平横轴方向剪切力标准化值，Fy/m表示三维测力台水平纵轴方向剪切力标准化值，Fz/m表示三维测力台垂直方向剪切力标准化值）。3.2.2DFA和RPDE（1）DFAPeng等[81]提出的DFA，主要是计算出分形标度指数(fractalscalingexponent，记为α)，用于检测一段信号的长程相关性，它通过对信号累积和的分段去趋势运算来突出信号中的弱相关成分，去趋势可有效地消除信号中的测量噪声，从而得出信号内在的波动和相关性。经过多年的发展，DFA方法不仅在经济学、气象学、地理学、机械学等领域有着广泛的应用，而且在生物医学信号的分析研究中也发40 基于三维测力台的帕金森病步态障碍量化评估研究挥着重大作用，如语音信号、心电信号和脑电信号等[82-86]。求取DFA标度指数的双对数图中一般会产生两条直线交叉(crossover)[86]的情况，所以本文根据实际结果又对信号提取了短时标度指数α1(50
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