第十三章平衡功能评定

第十三章平衡功能评定平衡是人体保持体位，完成各项日常生活活动，尤其是各种转移动作、行走以及跑、跳等复杂运动的基本保证。当各种原因导致维持姿势稳定的感觉运动器官受到损伤时，平衡功能便受到损害。平衡功能的康复训练是物理疗法专业的重要的工作内容之一，因此平衡功能评定也就成为制定平衡康复计划的重要步骤。本章将讲述有关平衡的基本概念以及各种评定方法。第一节概述理解平衡及相关的概念，平衡建立的生理学机制或影响平衡的因素是认识平衡障碍的发生与发展的基本前提。物理治疗师应掌握相关的基础知识。一．基本概念（一）平衡平衡（Balance）是指在不同的环境和情况下维持身体直立姿势的能力。一个人的平衡功能正常时，能够（1）保持体位；（2）在随意运动中调整姿势，以及（3）安全有效地对外来干扰做出反应。为了保持平衡，人体重心（body’scenterofgravity,COG）必须垂直地落在支持面上方或范围内。否則，不是跌倒就是必须要有立即的补救动作。因此，平衡就是维持COG于支持面上方的能力。（二）支持面支持面（supportsurface）指人在各种体位下（站立、坐、卧，行走）所依靠的表面，即接触面。站立时的支持面为包括两足底在内的两足间的表面。支持面的面积大小和质地均影响身体平衡。当支持面不稳定或面积小于足底面积、质地柔软或表面不规整等等情况使得双足与地面接触面积减少时，身体的稳定极限下降。图13-1说明如何通过改变双足的位置和使用拐杖来影响支持面的大小和身体的稳定性。图13-1a支持面小，身体的稳定性则较低；图10-1b身体的前后稳定性增高，而图13-1c显示前、后、左、右稳定性均增加。（三）稳定极限稳定极限（limitofstability,LOS）指正常人站立时身体倾斜的最大角度，是判断平衡功能的重要指标之一。在这个极限范围内，平衡不被破坏，COG能够安全的移动而无需借助挪动脚步或外部支持来防止跌倒。LOS的大小取决于支持面的大小和性质。正常人双足自然分开站在平整而坚实的地面上时，LOS的周长围成一个椭圆形。前后方向的最大摆动角度约为12.50，左右方向为16。图13-1支持面，X为身体重心线与支持面的交叉点，虚线为支持面的边缘当重心偏离并超出支持面范围以外，超出稳定的极限时，平衡便被破坏以致跌倒。二、平衡的分类静态平衡(staticbalance)指身体不动时，维持身体于某种姿势的能力，如坐、站立、单腿站立、倒立、站在平衡木上维持不动。动态平衡(dynamicbalance)指身体在空间移动时，维持控制身体姿势的能力，动作中重心会不断地改变，是移动性及操作性动作的主要成分。坐或站着进行各种作业活动，站起和坐下、行走等动作都需要具备动态平衡能力。技巧平衡(skilledbalance)是动态平衡的高级形式，如体操运动员或杂技演员所表现出来的技巧性绝技及结合复杂动作的平衡能力。三、平衡的生理学机制人体能够在各种情况下（包括来自本身和外环境的变化）保持平衡，有赖于中枢神经系统控制下的感觉系统和运动系统的参与、相互作用以及合作。感觉系统包括躯体感觉，视觉以及前庭三个系统，在维持平衡的过程中各自扮演不同的角色。（一）躯体感觉系统躯体感觉系统通过位于皮肤内的触、压觉感受器和肌梭、关节内的本体感受器，感觉身体的位置和运动，以及身体各部位的相对位置和运动。平衡的躯体感觉输入包括皮肤感觉（触、压觉）输入和本体感觉输入。在维持身体平衡和姿势的过程中，与支持面相接触的皮肤触、压觉感受器向大脑皮质传递有关体重的分布情况和身体重心的位置；分布于肌梭、关节的本体感受器则向大脑皮质输入随支持面变化如面积、硬度、稳定性以及表面平整度等而出现的有关身体各部位的空间定位和运动方向的信息。这些感受器在支持面受到轻微干扰时能够迅速做出反应。研究结果表明，正常人站立在固定的支持面上时，足底皮肤的触、压觉和踝关节的本体感觉输入起主导作用，此时身体的姿势控制主要依赖于躯体感觉系统，即使去除了视觉信息输入（闭目），COG摆动亦无明显增加。当足底皮肤和下肢本体感觉输入完全消失时，人体失去感受支持面情况的能力，姿势的稳定性立刻受到严重影响，闭目站立时身体倾斜、摇晃，并容易跌倒。双腿截肢安装假肢的患者的平衡与姿势控制能力与截肢平面密切相关。由于大腿截肢患者的踝关节和膝关节本体感觉输入均丧失，大腿截肢患者站立时的平衡控制能力明显低于小腿截肢患者。（二）视觉系统通过视觉输入，我们能够看见某一物体在特定环境中的位置；判断我们自身与物体之间的距离；同时也知道物体是静止的还是运动的。视觉感受器主要提供头部相对于环境的物体位置的变化以及头部相对于环境的定位的信息。因此，视觉系统在视环境静止不动的情况下准确感受环境中物体的运动以及眼睛和头部相对于环境的视空间定位。当环境处于动态之中时，由于视觉输入受到干扰而使人体产生错误的反应。如果一个被检查者站在一个墙壁可移动的活动房中间，当墙壁向他靠近或远离他时身体都出现明显地晃动。当墙壁向远离方向（前方）移动时，被检查者产生错觉，以为自己此时正向后晃动。为了维持身体的平衡，被检查者通过主动向前晃动作为反应。反之易然。这个实验说明视觉信息影响站立时身体的稳定性。当身体的平衡因躯体感觉受到干扰或破坏时，视觉系统发挥重要作用。它通过颈部肌肉收缩使头保持向上直立位和保持水平视线来使身体保持或恢复到直立位，从而获得新的平衡。如果去除视觉输入如闭眼站立，姿势的稳定性将较睁眼站立时显著下降。（三）前庭系统头部的运动刺激前庭系统中两类感受器。半规管（上、后、外三个半规管）内的壶腹嵴为运动位置感受器，感受头部在三维空间中的旋转运动的角加（减）速度变化所引起的刺激。前庭迷路内的椭圆囊斑和和球囊斑感受头在静止时的地心引力和头的直线加（减）速度运动刺激。无论体位如何变化，都要通过头的调正反射改变颈部肌肉张力来保持头的直立位置是椭圆囊斑和球囊斑的主要功能。通过测知头部的位置及其运动，使身体各部随头作适当的调整和协调运动从而保持身体的平衡。在躯体感觉和视觉系统正常输入的情况下，前庭冲动在控制COG位置上的作用很小。当躯体感觉冲动和视觉冲动均不存在或者出现错误时，前庭系统的感觉输入在维持平衡中才变得至关重要。（四）骨骼肌协同运动模式多个肌群在一起工作所产生的合作性动作被称为协同动作（synergy）。协同动作中肌肉运动以固定的空间和时间关系模式进行。正常的协调性运动就是将多种不同的协同动作组织和编排在一起的结果。姿势协同动作通过下肢和躯干肌肉以固定的组合，以固定的时间顺序和强度进行收缩的运动模式从而达到保护站立平衡的目的。姿势协同动作通过三种对策来对付外力或支持面的变化以维护站立平衡，包括踝关节动作模式、髋关节协同动作及跨步动作模式。踝关节协同动作指身体重心以踝关节为轴进行前后转动或摆动，类似钟摆运动。当一个人站在一块地毯上，脚下的地毯突然被向前或者向后轻轻地拽了一下时，都会引起身体向后或向前的摆动。当脚下的地毯向前拽使站立者平衡受到干扰而向后倾斜时，胫前肌、股四头肌及腹肌按顺序依次收缩以阻止身体进一步向后倾斜。为对抗或纠正向后拽的力，腓肠肌、膕绳肌以及脊柱旁肌群按顺序收缩以阻止身体进一步向前倾斜。对于向前或向后的干扰，固定组合的肌群做出相应的反应，其兴奋收缩的顺序由远端至近端。站立时的姿势晃动或摆动即体现踝关节协同动作。髋关节动作模式是通过髋关节屈伸来调整身体重心和保持平衡。一个非体操运动员站在平衡木上，狭窄的平衡木不能为其提供有效的支持面积，即双脚底不能与平衡木完全接触。因此，站立者的稳定性显著下降，重心移位，身体摆动幅度增大。为了减少身体的摆动使重心重新回到双脚范围内，不同组合的肌群开始兴奋收缩，兴奋顺序自近端至远端。为对抗身体向前的摆动，腹肌和股四头肌依次收缩；对抗向后的摆动，脊柱旁肌群和膕绳肌依次收缩。跨步动作模式是通过向作用力方向快速跨步来重新建立重心的支撑点，即为身体重新确定站立支持面。对于正常人而言，平衡干扰较小且站立支持面适宜时，踝关节协同动作模式是保持站立平衡的主要对策；当站立者身体重心受到了很大干扰且这种干扰已超出踝关节协同动作模式控制的范围，或支持面过小而无法诱发踝关节协同动作时，通常会采用髋关节协同动作模式来进行对抗。如果重心偏移过远，即身体倾斜达到稳定极限时常常采用跨步对策，需要站立者向前进一步或向后退一步以建立新的平衡（图13-2）。当身体重心达到稳定极限时，为了防止跌倒或失去平衡，上肢、头和躯干运动也加入进来而出现平衡反应。姿势协同动作及各种平衡反应受经验、特定的感觉输入、特定的干扰刺激以及身体在失平衡时的体位等因素影响。（五）姿势控制中的预备性活动许多不稳定的随意运动开始之前，在身体的其他部位已经出现肌肉的收缩活动和体重转移。这一现象被称为预备性姿势调整（anticipatoryposturaladjustments）活动。预备性姿势调整在快速协调运动中保持平衡是非常重要的。当患者不能进行预备性姿势调整或转移时也就自然不能有目的的随意运动。（六）中枢神经系统的整合作用当体位或姿势变化时，为了判断COG的准确位置和支持面状况，中枢神经系统根据三种感觉输入必须迅速判断哪些感觉所提供的信息是有用的，哪些感觉所提供的信息是相互冲突的，从而选择出那些提供准确定位信息的感觉输入，放弃错误的感觉输入。这个选择与综合正确感觉信息的过程被称为感觉组织（sensoryorganization）。一般来说，在支持面和环境稳定的情况下，主要通过躯体感觉输入维持直立姿势；如果支持面被破坏，视觉就成为主要感觉输入；如果支持面和视觉均被干扰或发生冲突，前庭输入成为中枢神经系统判断感觉信息的主要来源。因此，做出何种平衡反应是根据当时的具体情况、具体环境而定并由图13-2纠正平衡干扰的几种对策P122、205特定的感觉输入引发。当出现视觉干扰、支持面不稳定或感觉信息发生冲突等任何单一情况时，由于仍然存在其它感觉信息输入使平衡仍得以保持。但是，如果两个感觉系统同时出现问题则平衡控制将受到影响。一旦中枢神经系统做出正确的决定，相应的肌群协调参与以应对姿势变化，调整身体重心回到原范围内或重新建立新的平衡。四、评定目的确定是否存在影响行走或其他功能性活动的平衡障碍；确定障碍的水平或程度；寻找和确定平衡障碍的发生原因；指导制定康复治疗计划；监测平衡功能障碍的治疗（手术、药物）和康复训练的疗效。此外，老年人的平衡功能由于生理功能的退行性变化而下降，容易出现跌倒的情况。通过对老年人进行平衡功能的跟踪监测，有助于及早发现障碍、对可能发生的危险情况进行预测并及时采取有效的预防措施。运动员、飞行员及宇航员是对身体的平衡功能有着特殊要求的职业，平衡功能评定也是特殊职业选拔的重要步骤。五、适应证和禁忌证（一）适应证中枢神经系统损害：脑外伤、脑血管意外、巴金森氏病、多发性硬化、小脑疾患、脑肿瘤、脑瘫、脊髓损伤、椎-基底动脉供血不足等。前庭功能损害。肌肉骨骼系统疾病或损伤：下肢骨折及骨关节疾患、截肢、关节置换、影响姿势与姿势控制的颈椎与腰椎损伤以及各种运动损伤、肌肉疾患及外周神经损伤等。（二）禁忌证严重的心肺疾患。下肢骨折未愈合者。第二节定量评定定量评定是采用专用评定设备对有关平衡功能的各种参数进行量化。其目的在于了解和分析平衡障碍的程度以及进行康复治疗前后对比，观察疗效。一、仪器及其工作原理在19世纪中叶Romberg首先提出了行为试验方法来评定平衡功能障碍，即观察和比较病人在睁眼和闭眼的情况下站立时身体自发摆动的情况，这是一种定性检查法。70年代以来，随力台技术的发展，人们将力台技术与Romberg的平衡行为试验方法相结合，通过连续测定和记录身体作用于力台表面的垂直力位置来确定身体摆动的轨迹，初步实现了身体自发摆动状况的定量分析（2）。但是，由于垂直力测量仅仅记录了力的运动轨迹与范围，而无法测定身高、体重等因素对身体平衡的影响，致使这种技术的应用受到了限制。90年代初，随着电子计算机技术的发展，一种人体动态计算机模型得到应用。这种人体动态计算机模型可以根据已知的身高和体重，