引言
脑震荡是各级别体育运动中的常见损伤，这凸显了采用可靠临床评估工具以准确检测脑震荡相关缺陷的迫切需求。运动相关脑震荡（SRC）是一种创伤性脑损伤，可导致多种神经功能障碍，其体征和症状因人而异。运动控制受损是SRC的常见后果，常影响感觉运动和神经认知功能，例如在行走或执行次级认知任务（如双任务）时出现平衡控制障碍。为了准确检测此类运动控制损伤，了解脑震荡后运动员平衡和双任务表现的临床评估最佳实践至关重要。
串联步态评估的重要性
脑震荡评估的多方面方法包括评估静态和动态平衡控制。串联步态是动态平衡的可靠测量方法，因为它需要由脑干和小脑等高级神经区域调节的协调精确步态。与健康运动员相比，近期脑震荡运动员的串联步态表现改变表现为步态速度减慢和姿势摇摆增加。在串联步态期间增加并发认知任务（如连续减7）通过分散维持平衡时的注意力资源带来了进一步挑战。急性脑震荡后双任务串联步态表现较差表现为平均步态速度减慢和次级认知任务准确性降低。异常的双任务表现可能持续至脑震荡后3个月，表明运动控制损伤可能在相关症状缓解后仍未被发现。由于体育比赛要求运动员频繁地在认知处理和同时执行动作之间分配注意力，双任务串联步态在检测临床恢复后持续存在的运动控制损伤方面可能具有更高的生态学效度。
SCAT6与SCOAT6中的串联步态
随着支持串联步态用于脑震荡评估的证据不断增加，单任务和双任务条件均已作为关键组成部分纳入《运动脑震荡评估工具6》（SCAT6）和《运动脑震荡门诊评估工具6》（SCOAT6）。单任务串联步态首次出现在SCAT3中，其表现记录为4次试验中最好的一次，需在14秒内完成。一些作者认为14秒的截断值适用于单任务串联步态，但可能不适用于双任务条件，据报道在健康大学生运动员中有29%的假阳性率。尽管有这些发现，SCOAT6报告的“正常”表现阈值包括单任务条件完成时间截断值<11.7秒和双任务条件<14.4秒。
当前标准存在的问题与本研究目的
尽管串联步态是平衡和双任务能力的可靠评估方法，但用于检测脑震荡相关缺陷的表现标准仍不明确。已有报道显示，不同人群基于年龄、运动经验和性别的完成时间存在差异。尽管有证据表明女性运动员的串联步态可能慢于男性运动员，但当前SCOAT6中的串联步态表现阈值并未按性别分层。我们认识到缺乏分层可能是由于文献中支持运动员性别相关表现差异的证据不一致，但这是一个重要的实证问题，需要调查研究以确定更准确的规范参考值，从而更好地理解脑震荡如何影响男性和女性运动员的表现。
因此，本研究旨在建立健康的男性和女性大学运动员的单任务和双任务串联步态表现规范结果，并将其与当前的SCOAT6表现标准进行比较。
研究方法
参与者
103名来自加拿大一所大学14个不同运动项目的大学运动员（女性=43名，男性=60名）参与了这项前瞻性研究。从2022年11月到2024年4月，运动员在其赛季开始前或赛季结束后至少两周完成基线评估。排除标准包括年龄<16岁、当前存在限制体力活动的损伤或医疗状况等。
症状评估
在方案开始前，参与者完成了一份27项的脑震荡后症状量表（改编自SCAT5），并增加了5个额外症状。每个症状采用7点李克特量表评分。总症状严重程度评分通过 summing 所有症状评分计算得出。
串联步态方案
串联步态方案总共包括六次试验：三次单任务和三次双任务串联步态试验。测试人员指导参与者脱鞋，并演示如何执行每次试验。参与者需要在一段3米长的运动胶带标记线上以脚跟对脚尖的交替步态模式行走。到达终点后，参与者完成180度转身，然后返回起点（总长6米）。参与者被要求快速准确地行走，不偏离直线或分开脚跟和脚尖。测试人员用秒表记录每次试验的完成时间。双任务串联步态试验包括一个并发认知任务。对所有三次双任务试验提供相同的认知任务（但起始数字、月份或单词不同），并记录正确和错误反应的总数。
对于单任务和双任务，计算三次试验的平均完成时间、最快完成时间以及运动错误总数用于分析。此外，对于双任务条件，使用公式计算三次试验的认知准确性百分比。
统计分析：假设与模型
本研究的目的是为男性和女性运动员在单任务和双任务串联步态任务上建立规范数据。我们假设任务表现会因性别而异。因此，统计建模需要一个组参数来区分男性和女性运动员。
采用Student-t回归来估计男性和女性运动员在每次串联步态测试的平均和最快完成时间上的差异。选择t分布是为了考虑数据可能存在的重尾现象。使用零膨胀负二项模型来模拟男性和女性运动员在单任务和双任务中的运动错误。这是因为运动错误是计数数据，且大多数参与者在试验中没有出错，导致零值较多。
所有模型的先验选择均限定在科学上合理的范围内。所有估计均通过使用Stan建模语言的哈密顿蒙特卡洛采样获得。采样在4条链上进行，每条链2000次迭代。使用R-hat值、轨迹图和有效样本量评估模型收敛性。
研究结果
参与者特征
参与者特征见表1。男性和女性运动员的年龄相似；样本中位年龄为18.7岁。报告无既往脑震荡的男性运动员百分比更高（男性=80%，女性=67%）。男性和女性运动员报告的基础症状总数相似，中位数为2，症状严重程度评分中位数为3。
串联步态表现
串联步态原始表现指标见表2。平均而言，男性运动员完成单任务串联步态试验的时间为14.1秒，而女性运动员为16.0秒。男性和女性运动员的最快完成时间估计分别为13.4秒和15.0秒。估计男性和女性运动员的运动错误中位数均为2个。双任务串联步态的平均完成时间，男性运动员为20.4秒，女性运动员为23.5秒。男性和女性运动员的最快双任务串联步态完成时间估计分别为17.4秒和20.4秒。两种性别在双任务试验中的运动错误总数估计中位数均为0。此外，男性运动员的估计平均认知准确性为95%，女性运动员为96%。
性别差异
男性和女性运动员串联步态时间估计的后验分布和后验对比分布见图1和图2，相应的后验摘要见表3。与男性运动员相比，女性运动员在三次试验的单任务串联步态平均完成时间慢1.6秒，最快试验慢1.4秒。同样，对于双任务串联步态，女性运动员的估计平均和最快完成时间分别比男性运动员慢2.8秒和2.1秒。在双任务试验期间，未观察到性别间认知准确性的有意义差异。
在单任务和双任务串联步态任务的所有三次试验中，男性和女性运动员零错误百分比没有有意义的差异。然而，在出错的参与者中，女性运动员在单任务串联步态中平均比男性运动员多犯两个错误。相比之下，在双任务串联步态中，未观察到男性和女性运动员在运动错误方面的有意义差异。
与SCOAT6标准的比较
单任务和双任务串联步态的整体和按性别分层的原始表现指标见表2。对于单任务串联步态，9.3%的女性运动员和15.0%的男性运动员落在SCOAT6平均完成时间的“正常”标准内（<11.7秒），2.3%的女性运动员和11.7%的男性运动员落在“慢于平均水平”（11.8-12.5秒），88.4%的女性运动员和71.7%的男性运动员落在“非常慢”的标准内（>12.5秒）。一名男性参与者的时间在11.7至11.8秒之间，不符合任何标准。在单任务串联步态试验中，观察到女性运动员和男性运动员的运动错误中位数均为2个。对于双任务串联步态试验的平均完成时间，2.3%的女性运动员和11.7%的男性运动员落在“正常”标准内（<14.4秒），7.0%的女性运动员和11.7%的男性运动员落在“慢于平均水平”（14.5-16.3秒），88.4%的女性运动员和76.7%的男性运动员落在“非常慢”的标准内（>16.3秒）。一名女性参与者的时间在14.4至14.5秒之间，不符合任何标准。双任务串联步态试验期间的运动错误中位数，女性和男性运动员均为零。
讨论
本研究旨在为健康的大学男性和女性运动员建立规范的单任务和双任务串联步态表现，并与当前SCOAT6表现阈值进行比较。据我们所知，这是首次在该运动员人群中评估SCOAT6串联步态表现标准有效性的研究。关键发现表明，本研究中的运动员单任务和双任务串联步态表现均比先前研究报告的更慢。此外，男性运动员在所有条件下的完成时间都快于女性运动员。结果强调可能需要重新审视健康运动员的表现标准，这将提高脑震荡后串联步态评估的临床效能。
与预期一致且与先前研究一致，由于并发认知任务增加了注意力需求，男性和女性运动员的双任务串联步态时间都更慢。然而，注意到男性和女性运动员在完成时间上存在重要差异。与SCOAT6中的“正常”完成时间范围相比，本研究中的大多数运动员单任务和双任务串联步态都更慢。实际上，大多数运动员属于“非常慢”的类别，表明没有近期脑震荡的健康运动员表现出较差的表现。具体而言，单任务串联步态完成时间导致女性运动员91%和男性运动员85%的高假阳性率。类似地，双任务串联步态导致女性运动员98%和男性运动员88%的假阳性率。这些发现表明，SCOAT6中串联步态完成时间的规范标准可能不适合临床使用，因为它们似乎将健康的大学运动员错误地分类为表现“差于”正常水平。
我们承认，我们的结果与先前研究以及SCOAT6表现阈值之间的差异可能归因于测试管理程序的变化。在我们的方案中，运动错误（如偏离直线）不被视为串联步态试验的停止标准，这与SCOAT6指南不同。当个体必须停止并重复测试时，后续试验可能会引入学习效应。先前的研究并未一致报告试验重复的频率及其对表现的影响。尽管允许运动错误发生可以最小化练习效应，但目前尚不清楚运动员是否因我们的测试指导而表现得更保守。未来的研究应报告失败试验的百分比，并探讨这些情况如何影响整体表现。
研究局限性
本研究存在若干局限性，应在未来研究中解决。本研究中包含的一部分运动员报告有既往脑震荡史，这可能会影响串联步态表现。所有运动员参与者距离最后一次脑震荡时间均超过六个月，此前已经运动医学医生许可恢复，并且在测试前报告极少或无基础症状。此外，报告有既往脑震荡史的女性运动员多于男性运动员。报告的有无脑震荡史的女性运动员在神经肌肉控制方面的差异值得进一步研究基于脑震荡史的串联步态表现的性别差异。此外，本研究排除了当前存在下肢肌肉骨骼损伤和疾病的运动员。近期证据表明，肌肉骨骼损伤（如踝关节扭伤）史不会改变串联步态表现，因此这些运动员应在未来研究中进行评估。另外，本研究结果可能无法推广到不同年龄组（如青少年和老年人）和非运动员群体。未来研究还应考虑纳入代表性不足的群体（如残奥运动员），以提高串联步态对不同人群的临床效用。
结论
我们为健康的大学男性和女性运动员建立了单任务和双任务串联步态表现结果的规范。女性运动员的两种串联步态条件表现均慢于男性运动员，并且大多数运动员的完成时间根据SCOAT6标准被归类为“非常慢”。这些发现强调需要按性别对串联步态评估的规范标准进行分层，并重新审视SCOAT6中当前的规范标准，以提高该测试对男性和女性运动员的诊断准确性。
