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编号:10240631
秋千诱发运动病对姿态平衡的影响
http://www.100md.com 《航天医学与医学工程》 1999年第2期
     作者:古华光 裴静琛 童伯伦 刘志强

    单位:航天医学工程研究所,北京 100094

    关键词:秋千实验(身体);运动病;姿势;敏感性(生理学)

    航天医学与医学工程990212摘要:目的 研究运动病对姿态平衡的影响。方法 对17名被试者在秋千刺激诱发运动病前、后进行动态姿态平衡测试,研究运动病敏感性与姿态平衡变化的关系。根据耐受时间和运动病症状严重程度,将被试者分为运动病敏感组(12人)和不敏感组(5人)。结果 秋千刺激后17名被试者综合平衡分显著降低。秋千刺激后运动病敏感组综合平衡分及平衡分(SOT4、SOT5和SOT6)、运动策略(STRAT4和STRAT6)、感觉分(SEN3和SEN5)有显著降低,运动病不敏感组没有显著变化;运动病不敏感组刺激前的平衡分(SOT2)、感觉分(SEN1)和刺激后的运动策略(STRAT3)显著高于敏感组。结论 运动病对姿态平衡有影响,姿态平衡和运动策略的不稳定性与运动病敏感性有关。
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    中图分类号:R852.33 文献标识码:A 文章编号:1002-0837(1999)02-0130-04

    Effects of Motion Sickness Evoked by Parallel Swing Stimulation on Posture Equilibrium

    GU Hua-Guang,PEI Jing-chen,TONG Bo-lun,LIU Zhi-qiang

    Abstract:Objective To study the effects of motion sickness on posture equilibrium. Method Dynamic posture was tested pre-and following motion sickness evoked by parallel swing.17 healthy men were divided into motion sickness sensitive group (12) and motion sickness insensitive groups (5) according to their edurance times and the severeness of symptom. Result The composite equilibrium score significantly decreased post-swing in all subjects. The composite equilibrium score, certain other equilibrium scores (SOT4,SOT5 and SOT6), the strategy scores (STRAT4 and STRAT6) and the sensory score (SEN3 and SEN5) significantly decreased in the sensitive group, but unchanged in the insensitive group post-swing.The equilibrium score(SOT2),and the sensory score (SEN1) pre-swing, the strategy score (STRAT3) of insensitive group is significantly higher than the sensitive group. Conclusion Motion sickness can influence postural equilibrium. Postural instability and instability of strategy are related to the sensitiveness to motion sickness.
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    Key words:swing tests(body);motion sickness;posture;sensitivity(physiology)

    Address reprint requests to:GU Hua-guang.Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China

    人体姿态平衡的维持依靠中枢对视、前庭和本体感受器的感觉输入信息的整合协调。航天员进入太空和返回地面后,重力环境发生变化,出现姿态与步态不稳的现象。本实验通过观察普通人秋千诱发运动病前、后动态姿态平衡情况,分析运动病敏感性与动态姿态平衡的关系,为前庭功能及运动病的研究提供新思路。

    方 法

    被试者 17名(18~20岁)健康男性。按Graybiel 运动病平分法[2]将耐受时间大于10min且运动病严重程度为轻度或中度的为运动病不敏感组,其他为运动病敏感组。
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    设备 电动四柱平行秋千(航天医学工程研究所研制),摆长6 m, 摆角45°,频率0.22 Hz,最大线性加速度3.92 m/s2。该设备可以刺激耳石器,诱发运动病。

    动态姿态平衡仪测试人体维持姿态平衡的能力。感觉整合测试(SOT)测出本体、前庭和视觉在维持平衡中的贡献。

    被试者进行动态姿态平衡测试;然后坐于秋千吊椅中,睁眼,头靠于后椅上不动,进行秋千摆动刺激,摆动时间15 min,或刺激过程中出现中等程度的恶心时终止刺激,记录被试者运动病症状和耐受时间。刺激结束后被试者经轮椅运输至平衡仪进行动态姿态平衡测试。

    SOT测试项目及指标[1] SOT测试如表1所示,得出SOT平衡分,分数越高表示维持平衡的能力越强,并进一步得出策略分、综合平衡分、感觉分等指标。

    表1 SOT测试的6种状态
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    Table 1 6 conditions of SOT SOT状态

    (condition)

    视景

    (visual surrounding)

    平台

    (platform)

    地面参照感觉反馈

    (accurate sensory feedback)

    运动参照感觉反馈

    (altered sensory feedback)
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    1

    静止(fixed)

    静止(fixed)

    视、前庭、本体(vis,vest,prop)

    —

    2

    静止(闭眼)(eyes closed)

    静止(fixed)

    前庭、本体(vest,prop)

    —

    3

    摆动(sway-ref'd)
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    静止(fixed)

    前庭、本体(vest,prop)

    视(vis)

    4

    静止(fixed)

    摆动(sway-ref'd)

    视、前庭(vis,vest)

    本体(prop)

    5

    静止(闭眼)(fixed)

    (eyes closed)

, http://www.100md.com     摆动(sway-ref'd)

    前庭(vest)

    本体(prop)

    6

    摆动(sway-ref'd)

    摆动(sway-ref'd)

    前庭(vest)

    视、本体(vis,prop)

    平衡分 SOT1~6为6种测试状态的平衡分,反应相应状态和感觉平衡能力。COMP为6项平衡分加权平均,反应综合平衡能力。

    策略分析 分析维持姿态平衡过程中采取的运动策略。策略分接近于100,表示以踝关节策略维持平衡;策略分接近于0,表示以髋关节策略维持平衡。策略分越高,维持平衡能力越强。
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    感觉分析 本体觉SENS1、视觉SENS2和前庭觉SENS3分别表示视觉、前庭和本体各感觉在维持平衡中的相对贡献。视优势SENS4((SOT3+6)/(SOT2+5))反应维持平衡时对视觉信息的依赖程度;SENS5是平台动与平台不动的平衡分的比值。

    数据统计分析 实验前、后显著性检验采用配对t检验,运动病敏感组与不敏感组间的检验采用组间t检验。结 果

    运动病敏感性 运动病严重发作者6人,重度8人,中度及轻度3人;秋千耐受时间低于10 min 12人,10~15 min 5人。根据上述两项指标对被试者运动病敏感性进行综合评定,运动病敏感组12人,不敏感组5人。

    秋千刺激前后所有被试者姿态平衡的变化 秋千刺激前后17名被试者只有综合平衡分有非常显著降低(P<0.01),各单项平衡分、策略分、感觉分无显著差异,如表2所示。

, 百拇医药     表2 秋千试验前后被试者平衡分的变化(n=17)

    Table 2 Changes of equilibrium score pre- and post-swing(n=17) SOT状态

    (condition)

    刺激前

    (pre-stimulation)

    刺激后

    (post-stimulation)

    1

    92.84±0.82

    91.12±7.45
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    2

    89.82±0.51

    88.08±5.59

    3

    89.59±1.59

    89.12±1.88

    4

    82.04±3.96

    79.10±12.57

    5

    66.45±6.12

    66.16±19.51
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    6

    68.41±1.75

    67.06±3.94

    综合(comp)

    78.88±0.88

    76.53±5.53**

    注:**P<0.01,与秋千摆动刺激前比较

    Note:**P<0.01,as compared with pre-swing

    秋千刺激前后运动病敏感组、不敏感组姿态平衡的变化 运动病敏感组秋千刺激前、后平衡分SOT4(P<0.01)、SOT5(P<0.05)、SOT6(P<0.05)和COMP(P<0.001)有显著降低;策略分STRAT4和STRAT6有极显著降低(P<0.001);感觉分SENS3和SENS5有显著降低(P<0.05)。运动病不敏感组秋千刺激前、后皆无显著性差异。
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    运动病敏感组秋千刺激前的SOT2和SENS1显著低于不敏感组(P<0.01和P<0.05);秋千刺激后STRAT3显著高于运动病敏感组(P<0.01)(表3~5)。

    表3 运动病敏感组、不敏感组秋千刺激前后的平衡分

    Table 3 Equilibrium scores of sensitive group and insensitive group pre- and post-swing 状态

    (condition)

    运动病敏感组(12人)(motion sickness sensitive group)

    运动病不敏感组(5人)(motion sickness insensitive group)
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    刺激前(pre-stimulate)

    刺激后(post-stimulate)

    刺激前(pre-stimulate)

    刺激后(post-stimulate)

    SOT1

    92.92±0.42

    91.56±3.22

    92.87±0.80

    90.90±3.47

    SOT2

    88.72±3.39
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    87.81±2.14

    91.00±0.67#

    88.73±4.93

    SOT3

    89.50±5.50

    88.72±1.94

    90.53±2.53

    90.07±0.93

    SOT4

    81.72±4.72

    77.86±11.86**
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    82.40±3.60

    82.07±9.60

    SOT5

    66.83±11.83

    62.78±9.78*

    66.07±5.73

    74.27±11.40

    SOT6

    69.00±3.33

    65.36±15.03*

    67.13±0.47
, 百拇医药
    70.07±4.40

    COMP

    78.83±5.83

    76.00±8.00***

    79.00±1.00

    77.80±6.80

    注:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,与刺激前比较;#P<0.05,##P<0.01,与运动病敏感组比较

    Note:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,as compared with pre-swing;#P<0.05,##P<0.01,as compared with motior sikness sensitive group表4 运动病敏感组、不敏感组秋千刺激前后的策略分
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    Table 4 Strategy score of sensitive group and insensitive group pre- and post-swing 策略

    (strategy)

    运动病敏感组(12人)(motion sickness sensitive group)

    运动病不敏感组(5人)(motion sickness insensitive group)

    刺激前(pre-stimulate)

    刺激后(post-stimulate)

    刺激前(pre-stimulate)

    刺激后(post-stimulate)
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    STRAT3

    91.47±4.47

    90.39±1.06

    92.27±1.60

    91.60±0.27##

    STRAT4

    86.36±1.36

    83.31±8.31***

    85.40±1.40

    86.53±4.80

    STRAT5
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    78.56±15.89

    74.78±31.78

    78.33±7.33

    82.93±5.08

    STRAT6

    81.14±0.81

    77.89±3.22***

    80.40±2.07

    81.07±2.60

    注:***P<0.001,与刺激前比较;##P<0.01,与运动病敏感组比较

, 百拇医药     Note:***P<0.001,as compared with pre-swing;##P<0.01,as compared with motion sickness sensitnt group表5 运动病敏感组、不敏感组秋千刺激前后的感觉分

    Table 5 Sensory score of sensitive group and insensitive group pre- and post-swing 感觉(sensory)

    运动病敏感组(12人)(motion sickness sensitive group)

    运动病不敏感组(5人)(motion sickness insensitive group)

    刺激前(pre-stimulate)

, 百拇医药     刺激后(post-stimulate)

    刺激前(pre-stimulate)

    刺激后(post-stimulate)

    SENS1

    95.50±3.00

    95.91±1.07

    99.82±3.38#

    97.81±9.44

    SENS2

    87.90±5.40

    85.00±10.28
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    89.35±2.46

    90.45±14.51

    SENS3

    71.88±12.95

    68.59±8.59*

    70.65±6.23

    81.88±16.21

    SENS4

    102.11±3.78

    102.40±0.72

    99.51±3.15
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    98.57±11.21

    SENS5

    80.21±23.49

    76.81±24.52*

    78.28±12.67

    83.94±17.67

    注:*P<0.05,与刺激前比较;#P<0.05,与运动病敏感组比较

    Note:*P<0.05,as compared with pre-swing;#P<0.05,as compared with motion sickness sensitive group讨 论

    姿态平衡的维持依赖中枢系统对视觉、前庭和本体感觉综合调节 秋千刺激后17名被试者综合平衡分有非常显著降低(P<0.01),维持平衡的能力下降;但是各单项平衡分、 感觉分和策略分都没有显著变化,说明姿态平衡的维持还是靠中枢系统对视觉、前庭和本体感觉综合作用。国外对空间飞行返回后的航天员进行的姿态平衡研究也表明[2,3]:大多数航天员都会出现姿态不稳现象,闭眼更为严重;肩部比髋部有更大的运动,航天员对运动方向和速度感觉明显减少。
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    运动病敏感组的前庭、本体感觉在秋千刺激后平衡功能降低 秋千刺激后运动病敏感组的COMP显著降低、SOT5和SEN3的显著降低和SOT4、SOT5、SOT6和SEN5的显著降低分别表明综合平衡能力、前庭感受器对维持平衡的贡献和本体感觉对维持平衡的贡献降低。Willam HP等[4]发现返回后航天员的SOT3、SOT4、SOT5和SOT6有极显著降低(P<0.001), 认为姿态平衡更多地依赖本体和前庭功能。Black等[5]发现航天员返回后当天和返回后第二天SEN5显著低于飞行前,说明姿态维持更依赖于本体感觉。运动病敏感组秋千刺激后运动策略有改变 秋千刺激后运动病敏感组的STRAT4和STRAT6有显著降低,表明中枢改变了运动策略,以适应新的环境,维持平衡。Willam BA等[6]研究了离心机上长时间(40 min和90 min)2 G加速度超重刺激后重新回到1G重力后动态姿态平衡,发现离心机后策略分降低,运动策略有所改变。

    运动病敏感组刺激后视觉对平衡功能的影响没有显著变化 秋千刺激后运动病敏感组SOT3、SEN2和SEN4没有显著变化,说明视觉对维持平衡的贡献没有变化;而Black等[5]发现返回当天SEN4显著低于飞行前,说明姿态控制更依赖于视觉;这可能是因为失重后的再适应与秋千刺激对平衡的作用方式或影响程度不同的缘故。
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    运动病不敏感组与敏感组的平衡能力和运动策略变化不同 运动病不敏感组的平衡分、感觉分和策略分在秋千刺激前后没有显著变化,平衡能力和运动策略没有受到影响。运动病不敏感组刺激前的SOT2和SEN1显著高于运动病敏感组,刺激后STRAT3显著高于敏感组,说明运动病不敏感组的本体感觉(包含前庭)在平衡中贡献要显著高于不敏感组,姿态平衡维持更依赖于本体感觉和前庭;秋千刺激后不敏感组的运动协调性高于敏感组,提示不敏感组的运动协调性变化较小;敏感组SOT4、SOT5、SOT6刺激后有显著降低,而不敏感组虽没有显著升高,但趋势却是增加的,同时,也有高于不敏感组的趋势,这提示不敏感组的维持平衡的能力较稳定。

    秋千刺激后姿态平衡有显著变化;运动病敏感组的姿态平衡和运动策略都有变化;而运动病不敏感组维持平衡能力较稳定,并且两组的姿态平衡和运动策略在刺激前后都有显著差异。由此提示运动病对姿态平衡有影响,运动病敏感性与姿态平衡和运动策略有关,值得进一步探讨。

    参考文献
, 百拇医药
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    [4]William HP, Black FO, Millard FR et al.Vestibular ataxia following shuttle flights: effect of microgravity on otolith-mediated sensorimotor control of posture[J]. The Am J Otology, 1993,14(1):9~17
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    [5]Black FO, Paloski WH, Doxey-gasway DD et al.Vestibular plasticity following orbital spaceflight: recovery from post flight postural instability[J].Acta Otolaryngol(stockh),1995,520(suppl 2):450~454

    [6]Willam BA,Eric TM.Development of space motion sickness in a ground-based human centrifuge[J]. Acta Astronautica, 1996,38(9):721~731

    收稿日期:1998-06-23, 百拇医药