平衡功能评估与训练(翔宇).
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平衡功能评估与训练
青岛大学医学院附属医院康复医学科
王强
平衡的定义
Balance is the ability to maintain
the center of mass (COM) relative to
the base of support(BOS)
平衡(balance, equilibrium) .平衡是
指人体处在的一种姿势或稳定状态下以及
不论处于何种位置时,当运动或受到外力
作用时能自动地调整并维持姿势的能力
支撑面(base of support)
支持面指人在各种体位下
(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即
身体的稳定性。
身体重心
人体的重心(center of gravity,COG)是
人体质量(重量)的中心。它的位置取决
于身体各环节质量(重量)分布情况。
身体直立的时候,人体重心位于第二骶椎
前方约7厘米处。
稳定极限(Limits of Stability)
The greatest distance in any direction a
person can lean away from midline
without changing the original base of
support
稳定极限(Limits of Stability )
在支撑面不变的情况下身体向任何方向移
动的距离中线的最大距离
要保持平衡,身体中心必须在稳定极限内
超过稳定极限时,需要调整姿势来维持平
衡
身体重心的控制
Unbalanced
COG
BOS
Balanced
Unbalanced
姿势(posture)
Posture is the position of a body
while standing or sitting
姿势是指躯体非强制性、无意识状态下的
自然状态;从人体力学方面来说,是指身
体各个器官,尤其是骨骼、肌肉以及神经
系统互相关联所构成的一种稳定状态
平衡的分类
1
静态平衡:指身体指人体处于某种姿势,
例如坐或站时保持的稳定状态
2
自动态平衡:人体在进行各种自主
运动, 能重新获得稳定状态的能力
3
他动态平衡:人体对外界干扰,例如推、
拉等产生反应、恢复稳定状态的能力
维持平衡的机制
感觉输入
中枢整合
运动控制
Biomechanics of Balance
Control of Balance
CNS
Sensory
Motor
前庭(内耳)
系统
视觉系统
躯体
感觉系统
感觉系统包括躯体感觉、视觉以及前庭觉三
个系统,在维持平衡的过程中各自扮演不同
的角色。
视觉系统
视觉是获得身体在空间中的位置及运
动
提供头部相对于环境的位置并保持头
部水平位
主要用于调整头部及颈部的姿势
视觉系统在鉴别相对运动时有困难
躯体感觉系统
包括皮肤感觉(触、压觉)和本体感觉。
与支撑面相接触的皮肤触觉、压觉感受器
向大脑传递体重的分布和身体重心的位置
等信息
肌肉、关节及肌腱等处的本体感受器收集
随支持面变化而变化的信息(如面积、硬
度、稳定性)。
躯体感觉系统
躯体感觉系统辅助协调眼、头及
颈部来稳定视觉系统
辅助维持姿势及协同运动模式
躯体感觉系统
正常人站立在固定的支撑面上时,
足底皮肤的触觉、压力觉和踝关
节的本体感觉输入起主导作用
躯体感觉系统
当足底皮肤和下肢本体感觉输入完全消失
时(如外周神经病变),人体失去了感受支
持面情况的能力.姿势的稳定性就会受到
影响,需要其他感觉特别是视觉系统的输
入
如果此时闭目站立,由于同时失去了躯体
和视觉的感觉输入。身体会出现倾斜、摇
晃,并容易摔倒。
SOMATOSENSORY
RECEPTORS Compare, Select
& Combine Senses
SomatoSensation
Joints
Position
Kinesthesia
Muscles
Length
Tension
Skin
Touch
Pressure
前庭觉系统
头部的旋转可刺激前庭系统中两个感器:
(1)半规管内的壶腹嵴(运动位置感受
器).能感受头部在三维空间中的运动角
加(减)速度变化而引起的刺激
(2)前庭迷路内的椭圆囊斑和球囊斑,感
受静止时的地心引力和直线加(减)速度的
变化引起的刺激
前庭觉系统
在躯体感觉和视觉系统正常的情况下,前
庭控制人体重心位置的作用很小。
只有当躯体感觉和视觉信息输人均不存在
(被阻断)或输入不准确发生冲突时,前庭
系统的感觉输入在维持平衡的过程中才变
得至关重要。
中枢整合
任何一种感觉信息都不能完全正确地提供
身体在空间中的位置
三种感觉信息输入在多级平衡觉神经中枢
中(脊髓、前庭核、内侧纵束、脑干网状
结构、小脑、基底节及大脑皮质等)进行
整合加工,并形成运动方案
中枢整合
在成人,平衡障碍通过视觉信息传入进行
的肌肉反应时间是慢的,大约200ms
通过躯体感觉的肌肉反应时间是快的,大
约80—100ms
中枢整合是解决输入信息自相矛盾的过程
一种感觉输入丧失,其它系统在大多数情
况下可以代偿
SENSORY ORGANIZATION
Determination of Body
Position
Compare, Select
& Combine Senses
Visual
Vestibular
Somatosensory
Processing of inputs from the periphery
Selection based on
Availability Accuracy
Value for the task at hand
运动控制(输出)
中枢神经系统在对多种感觉信息进行
分析整合后下达运动指令
运动系统以不同的协同运动模式控制
姿势变化,将身体重心调整回到原来
的范围内或重新建立新的平衡
运动控制(输出)
姿势控制的反馈机制是自动姿势调节
反应
前馈机制是身体在进行不同活动前的
姿势调整
安静站立时身体对线
理想的对线姿势,中央的垂线是重力沿:
乳突
肩关节前方
髋关节(或刚好在其后方)
膝关节中央的前方
踝关节前方
安静站立时肌肉张力性活动
比目鱼肌和腓肠肌:由于重力线沿膝
和踝的前方垂直落下
胫前肌:身体向后摆动时
臀中肌和阔筋膜张肌:非臀大肌
安静站立时肌肉张力性活动
髂腰肌:避免髋过伸,非腘绳肌和股
四头肌
胸竖脊肌(伴随腹肌间歇性激活):
因为重力线沿脊柱前方向下
运动控制(输出)
当平衡发生变化时。人体通过3种调
节机制或姿势性协同运动模式来应变,
不需要决定那块肌肉收缩,训练目的
是诱发这些协同运动模式。
运动控制(输出)
踝调节和髋调节是支撑面不发生变化
时的调节,而跨步调节是支撑面发生
变化时的调节
踝调节(ankle strategy)
最常用的调节方式
当人体站在一个比较坚固和较大的支
持面上,受到较小的外界干扰(如较
小的推力)时,身体重心首先以踝关
节为轴前后转动或摆动(类似钟摆运
动),以调整重心,保持身体稳定。
踝的调节
重心向前失衡时,肌肉活动大约在干扰发
生后90-100ms由腓肠肌开始,20-30ms后
腘绳肌激活,竖直肌最后激活
重心向后失衡时,肌肉活动由远端的胫前
肌开始,之后股四头肌和腹肌才激活
激活的肌肉位于牵拉侧,而且从肢体远端
到近端依次激活
髋调节(hip strategy)
当人体站立在较小的支持面上(小于双足
面积),受到较大的外界干扰时,稳定性
明显降低,身体前后摆动幅度增大,此时
踝关节的调节已经不足以应对。
为了减小身体摆动使重心重新回到双足的
范围内,人体启动髋调节机制。通过髋关
节的屈伸活动来调整身体重心和保持平衡。
髋调节(hip strategy)
重心向后倾斜时激活腘绳肌和竖直肌
重心向前倾斜时激活腹肌和股四头肌
激活的肌肉位于牵拉对侧,激活次序
是从近端到远端
髋关节协同运动模式
支持面干扰方向
跨步调节(stepping strategy)
当外力干扰过大,身体的摇动进一步
增加,重心超出其稳定极限,髋调节
机制也不能应对平衡变化时,跨步调
节机制启动,人体自动向用力方向快
速跨出或跳跃一步,来重新建立身体
重心支撑点,避免摔倒
侧方稳定性
安静站立时发生的侧方运动自上而下
发生
头的运动最先发生,接着是髋运动
(20ms以后)、踝运动(40ms以后)
高级神经功能的影响
注意力对平衡影响通过执行两项任务
时来评估
内部注意错误多,外部注意功能恢复
好
如让患者跨越障碍物时足离地的训练
效果比单独让患者膝关节屈曲70度效
果好
平衡障碍的原因
中枢神经系统损害
骨科疾病或损伤
耳鼻喉科疾病
其它人群:老年人、运动员
平衡评定的目的
了解是否存在平衡功能障碍
找出引起平衡障碍的环节
确定是否需要进行治疗(如药物治疗
或康复治疗)
重复评定以了解治疗手段是否有效
预测患者可能发生跌倒的危险性
平衡功能评定的方法
在进行功能活动时使用或不使用
辅助器具的平衡
临床评定
实验室检测
平衡的评估原则
睁开眼睛→闭上眼睛
大支撑面→小支撑面
坚硬表面→柔软表面
感觉的评估
视觉评估
本体感觉评估
前庭评估
运动功能评估
关节活动度:脊柱及下肢各关节活动
度受限均可影响到平衡。如踝关节活
动度受限可以影响踝调节,需要使用
髋调节
运动功能评估
肌肉长度不平衡可以改变姿势及运动
策略
肌肉无力或耐力下降可以影响运动策
略
疼痛可以影响平衡
临床评定
观察法:观察患者的坐、站、跨
步反应以及在活动状态下能否保
持平衡
临床评定
量表法:信度和效度较好的量表
主要有
功能性前伸试验
5次坐站试验
Berg平衡量表
“站起-走”计时测试
功能性前伸试验:
FRT(Functional reach test)
受试者双足分开与肩同宽站立,握拳,
一侧上肢前屈90°,在足不离地的情
况下,要求患者上肢尽力向前面伸,然
后将测量结果与相对应的年龄组进行
比较
患者需独立站立30秒
测量3次,取平均值
功能性前伸试验正常值
年龄
20-40岁
男
平均值±标准
差(cm)
42.42 ±4.83
女
37.08 ±5.59
41-69岁
32.78 ±5.59
35.05 ±5.59
70-87岁
33.53 ±4.06
26.67 ±8.89
功能性前伸试验预测摔倒
<15.24cm摔倒危险性明显增加
15.24-25.4cm摔倒危险性为中度
5次坐站试验
Five-times-sit-to-stand Test
(5×STS)
让患者在不用手的情况下尽快安全地连续
做5次由坐到站的动作,并计时
评估由坐到站时的平衡功能
成人60岁以下应该在10s内完成,60岁以
上应该在14.2s内完成
Berg量表评定
检查序号
评定内容
1
从坐位站起
2
无支持站立
3
无支持坐位
4
从站立位坐下
5
转移
6
闭目站立
7
双脚并拢站立
8
上肢向前伸展并向前移动
9
从地面拾起物品
10
转身向后看
11
转身360
12
将一只脚放在凳子上
13
两脚一前一后站立
14
单腿站立
Berg量表评分结果
每项4分, 共56分
0~20分,提示平衡功能差,患者需乘坐轮
椅;
21~40分,提示有一定的平衡能力,患者
可在辅助下步行;
41~56分者则说明平衡功能较好,患者可
独立步行;
<40分提示有跌到的危险
“站起-走”计时测试(timed “Up&
Go” test)
站立, 行走3m, 转身, 坐下
<10〞很健康
11—30 〞可以功能独立
>30 〞ADL需要帮助
“站起-走”计时测试
评分标准 除了记录所用的时间外,
对测试过程中的步态及可能会摔倒的
危险性按以下标准打分。1分:正常。
2分:非常轻微异常。3分:轻度异常。
4分:中度异常。5分:重度异常。
实验室检测:平衡测试仪
静态平衡测试:在睁眼、闭眼、
外界视动光的刺激下,测定人体
重心平衡状态
静态平衡评定仪
静态平衡的参数
1.重心移动轨迹类型
2.重心移动轨迹长度
3.重心移动的范围
4.移动中心点的偏移距离
5. 重量分布分析、姿势稳定性分析、同
步性分析、协调性分析
6. 跌倒危险指数
动态平衡测试
被测试者以躯体运动反应跟踪计算机
荧光屏上的视觉目标,保持重心平衡;
或在被测试者无意识的状态下支撑面
突然发生移动,了解机体感觉和运动
器官对外界环境变化的反应以及大脑
感知觉的综合能力
动态平衡评定
动态平衡内容及参数
稳定极限:测定身体的主动转移能力。
观察指标包括身体倾斜的方向、身体
到达规定目标的时间、速度、路线长
度。
调整反应:通过改变支持面的运动速
度和运动方向来改变支持面的稳定性。
平衡功能训练
首先要找出影响平衡的原因
包括:运动功能、感觉功能、认知功
能、心理等
根据原因进行有针对性的训练
许多患者核心肌力(躯干及骨盆)下
降
平衡训练的目的
姿势控制及对线
更好使用平衡策略
改善感觉障碍
适应环境
训练代偿策略
改善步态
回归社会
平衡功能训练原则
支撑面积由大到小:训练时从最稳定的体
位到最不稳定的体位,从使用辅助器具到
不使用辅助器具;
稳定极限由大变小:支撑面越大,越硬、
越平整,则稳定极限越大,越容易保持平
衡。因此训练时应由硬而平整的支撑面逐
步过渡到软而不平整的支撑面;
平衡功能训练原则
从静态平衡到动态平衡:先恢复患者
静态平衡的能力,即能独自坐或独自
站。静态平衡需要肌肉的等长收缩来
维持。因此,可以通过训练维持坐或
站立的躯干肌肉保持一定的肌张力来
达到静态平衡。
平衡功能训练原则
动态平衡
自动态平衡-不同方向伸手够物
他动态平衡-不同方向给予外力,鼓励
患者调整姿势。不同方向鼓励患者抛物、
接物训练
平衡功能训练原则
从睁眼到闭眼:视觉对平衡功能有补
偿作用,因而一开始训练时可在睁眼
状态下进行,当平衡功能改善后,可
增加训练难度,在闭眼状态下进行
平衡训练的要点:支撑面类型
硬的支撑面:训练躯体感觉传入,特
别是在闭眼时
软的支撑面:训练躯体感觉输入,特
别是闭眼时,可不穿鞋训练
不稳定的支撑面:硬的或软的不稳定
支撑面:睁眼时训练视觉系统,可注
视某一目标;闭眼时训练前庭系统
平衡训练的要点:干扰的类型
力量:小、中、大
速度:慢、中速、快速
病人是否预知干扰:知、不知
平衡训练的要点
先训练踝调节:这种调节最重要
再训练髋调节和跨步调节
平衡训练的次序
坐位
站立位
步行
其它姿势:长坐位、跪位等
反馈机制的应用
早期需要治疗师进行反馈
后期外部反馈逐渐减少,自身反馈逐
渐增加
镜子反馈
平衡训练仪反馈
坐位平衡训练
包括长坐位平衡训练和端坐位平衡训
练。如截瘫患者多采用长坐位进行平
衡功能训练,偏瘫患者多采用端坐位
平衡训练。只有很好地保持坐位平衡,
才能进行站立位的平衡训练.为步行
做好准备。
坐位平衡训练次序
逐渐减少上肢的支持:双上肢支持→
一侧上肢支持→上肢不支持
坐位支撑面稳定→不稳定(如Bobath
球)
改变下肢支撑:双下肢交叉、一侧下
肢支撑
改变躯干支撑:不靠在椅背上
坐位平衡训练次序
增加上肢及躯干活动:及物、扔东西
增加头的运动
闭眼训练
坐位平衡训练1
训练者坐
在其患侧,一
手放在患侧腋
下,另一手放
在健侧腰部,
将患者身体重
心拉向训练者;
坐位平衡训练2
患者坐位,治
疗师在其后面
坐在Bobath球
上,协助患者
做躯干前屈、
后伸、左右侧
屈等动作
图片
坐位平衡训练3
患者坐位,治疗师
在前面坐在PT凳上,
让患者用手拍打治
疗师的手掌,通过
治疗师手掌在空间
的位置不同,训练
患者躯干前屈、后
伸及旋转动作
图片
坐位平衡训练4
患者坐位,治疗师
抛出物体让患者用
手抓住,通过治疗
师向不同方向抛出
物体,训练患者躯
干前屈、后伸及旋
转动作
图片
增加复杂性
移动距离
移动方向
凳子的类型
不同的作业
转移注意力
站立平衡训练的要点:站立类型
双足平行站立:支撑面宽、窄
双足前后站立
单腿站立
站立位平衡训练
静态平衡训练:开始时两足间距离由
大逐渐变小
他动态平衡训练
患者保持站立位,面对镜子,治疗师
站于患者旁边,从侧方、前方或后方
等不同的方向推动患者,逐渐增加推
动的力度和幅度,增大训练的难度。
自动态平衡训练
患者面对镜子站立,治疗师站于患者
旁边,患者足保持不动。独立完成身
体重心转移、躯干屈曲、伸展、左右
侧屈及旋转运动,并保持平衡。
自动态平衡训练
也可以采用太极拳的云手式进行平衡
训练。云手式是身体重心连续地前后
左右转移的过程.同时伴随上肢运动,
是一种简单易行的训练方法
可以进行伸手触碰物体、伸手拿物、
抛球或接球训练。
站立位训练次序
减少辅助器的支持:平行杠→助行器
→四点拐杖→一点拐杖→不使用辅助
器
双腿站立→单腿站立
增加上肢及功能性活动
减少站立面的稳定性
上台阶训练
站立位训练次序
增加离开身体中线的距离
改变运动的速度
改变支撑面的大小:宽→窄
增加眼及头的运动
闭眼训练
步行平衡训练次序
减少辅助器的支持:平行杠→助行器
→四点拐杖→一点拐杖→不使用辅助
器
步行平面的稳定性下降,改变支撑面
角度
增加障碍物、分散注意力、提物或操
作物体
增加步行速度
核心肌力训练
人体的核心部位既包括了腰椎、骨盆
和髋关节等骨骼以及它们周围的韧带
和结缔组织,也包括附着在这些骨骼
上的肌肉
核心肌群的分类
稳定肌(核心小肌群)
运动肌(核心大肌群)
主要肌群
骶棘肌、横突棘肌、 背阔肌、腹外斜肌、
横突间肌、棘突间肌、 竖脊肌及腰部的腰大
多裂肌等
肌等
形状
羽状
梭形
肌纤维构
成
以慢肌纤维为主
以快肌纤维为主
位置
脊柱深部
脊柱表层
作用
参与稳定与耐力作用
主要参与快速运动
核心肌肉训练的原因
可以改善:
姿势
肌肉平衡
稳定性
辅助预防下背痛
预防肌肉失衡和神经肌肉控制障碍
所有运动起始于此
核心肌力训练方法
地板上
躯干搭桥
下肢放在 Bobath球上
在球上下肢屈曲
一侧上肢及对侧下肢支撑身体
下肢伸直状态下躯干搭桥
在地板上
俯卧位
用前臂支撑,双手握住
双足并立,足趾支撑在地板上
使腹部离开地面并控制住
保持身体从肩到足趾直线关系
保持腹部紧张
躯干搭桥
背部在Bobath球上
双足平放在地面上,膝关节屈曲90度
向前移动直到肩部放在球上
保持从头到膝关节的直线关系
保持腹部紧张
下肢放在 Bobath球上
腹部放在Bobath球上
双上肢伸直支撑在地面上
双手向前移动直到双下肢放在球上
保持从头到足趾的线性关系
保持腹部紧张
在球上下肢屈曲
躺在地面上,足跟放在 Bobath球上
双上肢外展维持平衡
将臀部抬离地面直到肩胛骨接触地面
向躯体方向屈曲下肢并保持
回到起始位置并重复
保持腹部紧张
一侧上肢及对侧下肢支撑身体
俯卧位
上下肢伸展
用左上肢及右下肢支撑并保持
缓慢下降并用对侧下肢和上肢支撑
保持髋部中立位
保持腹部紧张
下肢伸直状态下躯干搭桥
在地板上仰卧位
双足平放在地面,膝屈曲90度
将臀部抬离床面并保持
将一侧足抬离地面并伸直下肢
回到起始位置并抬起另一侧下肢
保持身体从头到膝部的直线关系
保持腹部紧张
下肢伸直状态下躯干搭桥
Before
After
训练阶梯进展
随着功能进步,需要逐渐增
加难度,改变训练方法
悬吊治疗系统
平衡功能训练及评估系统
平衡功能训练及评估系统
平衡训练难度十档可调
可进行正向(左腿-右腿)侧向(脚尖-脚
跟)45度方向的平衡测定训练
平衡功能训练及评估系统
电脑视频游戏允许边训练边游戏,增加平
衡训练的趣味性,提高训练者的积极性
全部智能化管理,智能化控制平衡姿态,
智能化进行系统平衡测定,智能化进行平
衡结果评估
平衡功能训练及评估系统
平衡测试:可测患者重心轨迹,自动记录
时间及报告各项参数。
平衡训练:可设定目标区域,患者通
过视觉反馈进行重心矫正与训练。
平衡功能训练及评估系统
病例管理:可显示患者测试面积,路径总
长平均速度、轴向长度最大摆幅、平均摆
幅、摆幅比、路径长、面积比、可打印上
述指标。
平衡功能训练及评估系统
数据处理:可报告患者重心原始轨迹图、
重心轨迹图、摆动曲线图、摆动频谱图,
并可与正常人数值比较分析。
采用高精度压力传感器和电子计算机技
术,精确地测量人体重心位置的轨迹及形
态,并记录其相应参数,以评定平衡功能
的状况:评估治疗康复的效果。
注意事项
平衡功能训练适用于具有平衡功能障
碍的患者,训练前需要先对患者进行
评定,如果患者有严重的心率失常、
心力衰竭或严重感染,或肢体有严重
痉挛等,则暂不宜训练。
注意事项
训练时要注意监护,以免发生跌倒。
同时,平衡功能训练要与其他康复治
疗相结合,如相应的肌力训练等,以
提高疗效。
王强简介
青岛大学医学院附属医院脑科医院副院长、康复
医学科主任,博士生导师
山东省医学会物理医学与康复分会主任委员
山东省康复医学会副会长
中华医学会物理医学与康复分会委员
《中华物理医学与康复杂志》编委
E-mail: [email protected]
Tel: 18661806772