帕金森病冻结步态的研究进展
FOG是PD最令人困扰以及难以理解的症状之一,增 加了患者跌倒的概率,严重影响患者的生存质量[2]。迄 今,有关冻结步态的病理生理机制仍未完全明确,为 了加深对冻结步态的进一步认识,为合理选择临床治 疗措施提供指导,现将有关PD 冻结步态的病理生理机
制、临床表现、评估方法及治疗方面的研究进展综述 如下。
中国临床神经科学 2015 年第 23 卷第 2 期
在Lewis等[17]提出的“干扰模型 (或称神经储备模 型) ”中,神经系统内产生竞争性处理运动、认知和边 缘系统内多种信息过程中可以诱发冻结步态。原本相 互独立的基底节神经环路包括眼球运动环路、感觉运 动环路、联合环路以及边缘系统环路等,由于储备神 经元减少,导致各环路之间互相短路干扰[18]。因此, 基底节区一些相关通路有限的输出核引发竞争性输入 信息间的相互干扰,反过来即对丘脑底核和脚桥核产 生阵发性超抑制,从而引发冻结步态[17]。通过加强注 意力或施以外部线索刺激可以使信息之间的干扰暂时 停止或重新进行处理[17,19]。Shine等[19,20](2013)的影像学 研究证实了基底节环路以外的神经网络也存在多模式 的信息处理故障,支持并扩充了干扰模型。Shine等[20] 通过对比低认知负荷和高认知负荷下冻结步态和非冻 结步态患者在虚拟现实环境中左右脚交替踏板时大脑 的活动,发现高认知负荷可抑制不协调的运动反应, 导致冻结步态患者更加延迟的踏板反应。在高认知负 荷下,冻结步态患者表现为中脑边缘纹状体区和左侧 丘脑底核活动减少。有一项研究分析表明,冻结步态 患者的中脑运动区存在结构与功能性改变,且与冻结 步态的严重程度相关。与持续踏板相比,踏板中出现 冻结者可以观察到额顶区活动增强而基底节区一些神 经核团的活动减少[21]。
在Plotnik等[11]提出的“阈值模型”中,由于多个 步态参数如步幅、步律以及双侧运动协调性同时受 损,以至最终的行走模式达到发生运动障碍的阈值 时,即可触发冻结步态。有研究表明极小的步幅及高 节律的行走模式或重复踏步时,可以诱发冻结步 态[12,13]。Chee等[12] 通过研究步幅与冻结步态的关系, 指出触发冻结步态是一种序列效应:当患者出现步幅 减小而且越来越小的情况时,容易发生冻结步态。此 外,冻结者还存在明显的双侧运动协调障碍和步态不 对称性,当两者超过一定阈值时,可触发冻结步态发 生 。 [14,15] 目前有证据表明[16]非步态冻结现象主要由一 系列运动受限触发,且在一定程度上与持续的运动障 碍有关,与阈值模型的观点一致,故阈值模型可用于 进一步研究关于上、下肢运动以及语言活动的冻结现 象。
Research Progress of Freezing of Gait in Parkinson’s Disease JIANG Si-ming, ZHANG Ke-zhong Department of Neurology, the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210029, China
Vandenbossche等 提 [22] 出的“认知模型”,使冻 结步态概念化为一种特定的冲突解决机制缺陷及恶化 的执行功能。在神经心理学一致性测试中,冻结步态 组与非冻结步态组都表现出受损的冲突解决机制,但 与正常对照组相比,只有冻结组表现出显著的不 同[23]。此外,非一致性测试证实冻结步态患者存在对 错误响应自动激活的增强,而对冲突反应有效抑制的 降低[24]。当代偿这种缺陷的控制性的输入减少时,可 使该缺陷表现得尤为显著,提示执行功能障碍可以促 使冻结步态的发生[23]。纹状体区环路、丘脑底核以及 右侧额下回被认为与冲突解决信号通路有关;即当冲 突存在时,通过提高内侧苍白球决定阈值暂时性防止 过早响应行为的发生,使得应答选择得以延迟直到冲 突解决[25]。由这种冲突解决机制缺陷诱发的冻结现象 与这些皮质下区域的血氧水平依赖(blood oxygen level dependent)反应降低有关,且与认知模型的观点一 致[20]。脑成像研究也表明额顶叶皮质结构的破坏与功 能联系的减少可能与冻结者执行功能障碍有关,但需 要进一步的研究证实[26~28]。
通过对客观评估方法的探索,Moore等[38] 设计了 一套冻结步态动态监测装置,利用安装在左脚踝上的 传感器向掌上电脑传送左小腿的垂直性加速度信息, 然后通过频率分析算出冻结指数(freeze index,FI),高 于此指数即为冻结步态发作。Coste 等[39]通过对节律和 步长的连续评估提出了所谓的冻结步态标准(freezing of gait criterion,FOGC)监测慌张步态及冻结步态的发 生。
有研究发现冻结步态的发生主要与PD病程进展相 关,意味着冻结步态可能成为评估PD病研究认为冻结步态可能是姿 势步态异常型PD中的一个亚型。
冻结步态的发病机制
Nieuwboer等[10](2013)提出了有关冻结步态潜在发 病机制的4种理论模型,分别为阈值模型、干扰模型、 认知模型和解耦模型。由于冻结步态的临床异质性, 在不同的情况下,这4种模型之间存在不同程度的相互 作用。
[文献标识码] A
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统萎缩和路易体痴呆患者中为54%,在进行性核上性 麻痹患者中为53%,在皮质基底节变性患者中为25%, 另外单纯性运动不能、原发性进行性冻结步态和正常 颅压脑积水患者也可出现冻结步态[4]。
冻结步态的临床表现
患者常表现为当尝试抬脚前进时,脚却还固定在 地上,感觉脚被胶水粘在地上一样。数秒钟后,患者 才可以继续行走。多见于“关”期以及进展期,但在 “开”期也可出现[5]。
Schaafsma等[6] 根据冻结步态表现形式的不同,将 其分为3种亚型:①小步伐拖足行进型;②原地震颤 型;③完全运动不能型。患者在启步、转身、通过狭 窄的空间,即将达到目的地,巨大的压力状态下、情 绪焦虑抑郁、双重任务和负重时往往会诱发或加重冻 结步态[1,7]。通过加强注意力和施以外部线索刺激可以 克服冻结步态发生[1]。
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基于力敏电阻和皮尔逊相关系数,Popovic等[40] 也设计了一套监测装置,通过比较正常步态和异常步 态计算皮尔逊相关系数,当此系数接近±1表示正常运 动,此系数降低则为冻结步态。一项研究发现PD 冻结 步态患者的腓肠肌活动较非冻结步态患者显著降低,提 示腓肠肌表面肌电图可以用来评估冻结步态的发生[41]。
冻结步态的评估方法
基于冻结步态的突发性及不可预测性,对其进行 评估是困难的。尽管在“关”期可以增加冻结步态发 作的概率,但实际上在临床环境中患者可能并不出现 冻结步态。然而,准确客观地监测并评估冻结步态十 分重要,尤其在临床干预措施的评估方面。
目前,针对冻结步态的评估有两个量表:冻结步 态问卷(Freezing of Gait Questionnaire,FOG-Q)[33]与 新冻结步态问卷(New Freezing of Gait Questionnaire, NFOG-Q)[34]。
在Jacobs等[29]提出的解耦模型中,冻结步态的发生
中国临床神经科学 2015 年第 23 卷第2 期
是由于在启步时预先设计的运动程序与内在运动的释 放解耦造成的。无论是否存在冻结步态,预期姿势调 整(anticipatory postural adjustments)即启步前的准备阶 段,在PD患者中是延迟且更加多变的[30]。这种解耦机 制在自动触发反应中是十分重要的。
尽管之前有研究对两个量表做过评估,表明它们 的可靠性很高[35]。但Shine等[36]却指出这两个量表并 不适用于评估冻结步态的严重程度。且量表中主观成 分较多,不利于得出真实结果。鉴于问卷的潜在限制 性,故需要更准确、客观的方法来鉴别与评估冻结步 态。1~3名医生对患者发作时的录像记录进行临床评估 是鉴别冻结步态的金标准[37]。
冻结步态(freezing of gait,FOG)是帕金森病(Parkinson’s disease,PD)一种较为特别的步态异常。是指患有PD 或高度步态障碍而无其他已知原因的情况下产生的一 种短暂性的不能产生有效步伐的症状,常持续数秒; 主要发生于转身和启步时,但当患者遇见空间障碍 物、压力状态下及注意力分散时也可发生[1]。
冻结步态的流行病学
冻结步态发生于PD晚期。有研究资料显示60%的 PD晚期病例可出现冻结步态,而早期亦可有7%的发病 率[3]。
若早期发生严重的冻结现象且对左旋多巴制剂无 反应,则要考虑为非原发性PD。与原发性PD相比, 冻 结步态在非原发性 PD中更为多见。在血管性帕金森综 合征患者中,冻结步态的发生率达45%~57%,在多系
自动准备过程的失败与运动意识之间的矛盾可 能解释了PD患者冻结步态发作时为什么会有“脚被 胶水粘在了地上一样”的感觉。在冻结步态中,平衡 受损、姿势调整以及运动解耦之间很可能是相互关联 的。在重复踏步试验中,两下肢之间无效的缩放幅度 和重量转移与冻结步态的严重性高度相关[31]。
尽管冻结步态与姿势不稳常常共存,但目前 对于它们之间是否存在共同的发生机制尚不清楚。 Thevathasan等[32]通过惊恐反应试验为解耦模型提供了 初步证据。刺激冻结步态患者脚桥核(pedunculopontine nucleus, PPN)可以重新恢复及时的惊恐反应并改善转 身时间,进一步支持了这一模型。
[文章编号] 1008-0678(2015)02-0199-06
[中图分类号] R742.5 R741.04
[基金项目] 江苏省自然科学基金(编号:BK20141494)
[作者简介] 蒋思明,女(1990-),硕士研究生,主要从事帕金森病的基础与临床研究。
[通讯作者] 张克忠,E-mail:zhangkezhong8@
C中h国in临J床C神lin经N科e学uro2s0c1i52年01第5,2233卷(2第), 21期99~204
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进展
帕金森病冻结步态的研究进展
蒋思明,张克忠
(南京医科大学第一附属医院神经内科 210029)