[精品]发育性协调障碍儿童的运动控制缺陷

[精品]发育性协调障碍儿童的运动控制缺陷 发育性协调障碍儿童的运动控制缺陷 【摘 要】 目的:从运动控制学角度探讨发育性协调障碍(Developmental Coordination Disorder，DCD)的发生机制，为其病因学研究提供理论基础。方法:以DSM-IV为诊断标准 结合发育性协调障碍问卷在两所小学中进行筛查，筛选出41名DCD儿童，研究儿童闭环控制 和开环控制缺陷，及运动控制缺陷和实际运动障碍程度的关系。结果:?DCD儿童的闪光临 界频率低于对照组(22.7?3.1/27.5?5.9，22.3?4.1/26.0?5.9，21.0?4.8/25.5?4.7， P均<0.01)。在有、无视觉反馈协同下DCD组的右臂位移差值均高于对照组 (9.8?4.0/7.9?3.5, 15.7?4.3/8.5?5.1， P<0.05或0.01)。直视条件下DCD儿童描画 轨迹的完成时间长于对照组(21.6?5.9/12.5?5.2, P<0.01),错误次数多于对照组 (25.3?14.2/17.6?12.4,P<0.05)。DCD儿童在连续作业和第一次、第二次间断作业中的直 线目标运动错误数均高于对照组(24.2?10.0/12.2?6.1，2.6?1.0/1.7?1.2， 2.0?1.2/1.4?1.0，P<0.01或<0.05)。?相关结果显示，儿童手灵巧度和动/静态平衡 能力障碍与黄、绿色闪光临界频率存在负相关(r=-0.33~-0.39);儿童手灵巧度、球类运动 技能、动/静态平衡能力障碍分别与无视觉反馈协同下右臂位移差值、直视下描画轨迹完成时 间、直线目标运动连续作业呈正相关(r=0.35~0.61);儿童手灵巧度障碍分与第一次间断作业 错误数呈正相关 (r=0.46)。结论:DCD儿童存在时间视敏度、运动感觉、感觉,运动内化能 力的不足，并导致了闭环控制运动障碍;运动能力的缺陷导致了开环控制运动障碍。受 试儿童的运动控制能力与实际运动表现存在相关关系。DCD儿童运动控制机制的缺陷提示DCD 病因可能存在于小脑。 【关键词】 发育性协调障碍;开环控制;闭环控制;儿童;对照研究 中图分类号:R179 文献标识号:A 文章编号:1000-6729(2008)003-0170-05 Motor Control Deficits of Children with Developmental Coordination Disorder HUA Jing,1,CAI Geng,2，Gu GuiXiong,1, et al 1 The Children's Hospital of Soochow University, Suzhou 215003 2 The Gymnasium College of Soochow University 【Abstract】 Objective: To investigate the mechanism of developmental coordination disorder (DCD) from the motor control point of view so as to provide theoretical guidance for etiological study. Methods:41 DCD Children from two primary schools were screened with DCDQ (a questionnaire for DCD). Dependent ttests were performed to study the closeloop control, openloop control mechanism and simple correlate analysis to study the relationship between the children's motor control deficits and real movement dysfunction. Results: The critical flicker frequency of DCD children were lower than the controls (22.7?3.1/27.5?5.9, 22.3?4.1/26.0?5.9， 21.0?4.8/25.5?4.7,P<0.01). With the help of visual feedback, the difference of right arm motion angles of DCD children were higher than the controls (15.7?4.3/8.5?5.1,P<0.01), so as that without the help of visual feedback (9.8?4.0/7.9?3.5, P<0.05). Moreover, the DCD children' achieving time of drawing trajectory were longer and their errors were more than the controls under the condition of directvision (21.6?5.9/12.5?5.2, P <0.01; 25.3?14.2/17.6?12.4, P<0.05, whereas there were no difference between them under the condition of mirrorvision (78.2?19.4/68.8?26.5, 78.5?24.0/69.9?23.4,P>0.05). Additionally, the DCD children' errors were more than the control group during achieving the first continual and interval task of linear target movement (24.2?10.0/12.2?6.1, 2.6?1.0/1.7?1.2,P<0.01), just the same as they did in the second interval task(2.0?1.2/1.4?1.0，P<0.05). The results of correlation analysis showed that the children's manual dexterity and the dynamic/static balance dysfunctional degree were correlated negatively with their critical flicker frequency in yellow or green(r=-0.33~-0.39). Children's manual dexterity, the ball movement and the dynamic/static balance dysfunctional degree existed positive correlation with the difference of right arm motion angles with the visual help, achieving time of drawing trajectory under direct vision, and errors during achieving the continual task of linear target movement(r=0.35~0.61). And there was positive correlation between children's manual dexterity and the errors during achieving the first interval task of linear target movement(r=0.46).Conclusion:Compared to the control group, children with DCD have deficits in visual acuity, kinesthesia and perceptionmotor internalization which create the closeloop control handicap, and motor program deficits which creates closeloop control handicap. Moreover there are relationship between children's motor control ability and real movement performance. The motor control deficits of DCD demonstrate that its pathological changes may be in the cerebellum. 【Key Words】 developmental coordination disorder; closeloop control; openloop control; child;control study 获取和使用运动技能是反映儿童发育状况的要素之一。美国精神病联合学会(APA)调查显 示约5%-6%的儿童存在此方面的缺陷,并将此型疾病命名为发育性协调障碍(Developmental Coordination Disorder，DCD),1,。DCD引起教育、心理、运动和康复治疗界的广泛关注， 来自世界各国的相关报道促进了DCD的特征研究和诊断学发展。然而，由于DCD临床表现的 多样性、共患病率较高以及在亚型分类的不一致导致了在发病机制探讨上存在很多争议，出 现如视觉-运动障碍，内化机制缺陷和运动计划能力障碍等学说,2,。由于这些发病机制大多 发生在运动控制的某些环节，采用经典的运动学理论作为研究视角更利于DCD发病机制的阐 明。 任何人体运动形式都受到以中枢系统为调控中心的闭环控制(Closeloop Control)或开 环控制(Openloop Control)策略的影响,3,4,。在开环控制的运动过程中，系统以前馈性指 令的形式将运动计划信息输出到效应器，而效应器或其他感受器装置发出反馈信息输入到控 制中枢，对当前正在进行的动作进行调整，形成了一个相对闭合的环，其中，反馈控制调节 是该运动策略最为重要的环节，反馈信息的不足将直接导致任何闭环运动形式的障碍。而开 环控制策略是在反馈信息缺失或减弱的情况下，导致控制系统中反馈线路的缺失，致使环路 呈开放性，从而使系统主要依赖于前馈信息对动作进行调节，所以前馈即运动计划能力的缺 陷造成以开环控制为调控策略的运动障碍。本文通过对两种运动控制策略的探讨，阐述DCD 儿童运动障碍的发生机制，为病因学研究提供理论基础。 1 对象和方法 1.1对象 选择苏州市区一所普通小学和一所实验小学，以自愿原则，根据DSMIV的诊断 标准，通过询问班主任和家长访谈形式了解儿童的日常表现是否符合以下条件: ?存在与年龄、智力不相符的动作协调障碍;?障碍已影响学业表现及日常生活能力;?排除广泛性发育障碍(Pervasive developmental disorder)和其他器质性疾病(如脑瘫、偏瘫或肌肉萎缩);?根据DSMIV多动症诊断标准,1,排除注意力缺陷/多动综合征(ADHD)等共患疾病。对具有上述“笨拙”表现的63名儿童发放发育性协调障碍问卷(Developmental Coordination Disorder Questionnaire，DCDQ)，根据评价标准共41名儿童入选研究组，年龄7-10岁，平均年龄9.2?1.3岁，其中男23人，女18人。在两所小学健康儿童中抽取对照组,按年级分层，每层分为男、女两组，各组学生分别编号;根据研究组的年龄和性别构成人数,按1?1比例，使用单纯随机抽样方法在各组中随机抽取41名儿童为对照组, 平均年龄9.0?1.1岁。研究组和对照组儿童均通过中国联合型Raven测试，IQ>70分,5,;且身高、体重在国内常模,6,二个标准差以内，无视力缺陷,均为右利手。 1.2 工具 1.2.1 发育性协调障碍问卷(Developmental Coordination Disorder Questionnaire，DCDQ)中文版,7, 该问卷共17项分三类内容:动作的控制和细动作(写字)，粗动作(动作计划)，一般协调性。DCDQ总分<49分为DCD儿童，49-57分为疑似病例，>57分为正常儿童。本研究中DCDQ各项目的Cronbach α系数为0.9005，以DSMIV为诊断标准，病例组DCDQ得分明显高于对照组(t=18.220，P<0.01),其效标效度较高。 1.2.2 儿童运动评估成套工具(Movement ,Assessment Battery for ChildrenMABC)中文版 用来评价儿童运动技能障碍程度，信效度良好,8,。本文根据受试儿童年龄采用其二、三阶段测试工具，分八个测试项目(二阶段:插钉、穿线、花样描线、单手弹/接球、掷豆袋、鹳立平衡、方格跳步、脚尖-脚跟走;三阶段:成排移钉、穿螺母、花样描线、双手接球、掷豆袋、单腿平衡、方格跳步、摆球平移)，共产生手灵巧度、球类运动技巧和动/静态平衡三个因子，按1-5级评分，所属项目等级分值相加为各因子的障碍分，?同龄常模,9,15个百分位点者为运动技能障碍。本研究中MABC的 Cronbach α系数为0.8603，效标效度检验病例组MABC总障碍分明显高于对照组(t=22.190，P<0.01)。 1.3 试验内容与方法 ? 使用EP403亮点闪烁仪测定受试儿童的闪光融合频率，评价儿童对黄、红、绿三种颜色的时间视敏度;?使用EP207动觉方位辨别试验仪测定受试儿童右臂位移角度的差值，采取闭眼-闭眼和闭眼-睁眼两种策略评价受试儿童在无或有视觉反馈协同下的本体感觉和运动觉能力;? 使用EP715镜画仪分别测试直视条件下与镜视条件下描画轨迹的情况，通过计时计数器获得实验时间和出错次数，评价在正常视觉和视觉扭曲的情况下受试儿童的视觉-空间能力;? 使用EP704凹槽型平衡试验仪进行直线重复目标运动测试:受试儿童采用连续运动和间断运动两种策略，连续作业为听到指令后试棒在由宽渐窄的凹槽中快速来回移动5次，间断作业为听到指令后试棒快速来回移动1次，先后进行三次作业;评价受试儿童的运动计划能力。以上仪器均由上海华东师范大学科教仪器厂生产。试验场地设在室内，明亮宽敞、无风力影响，每项测试由固定专人负责。 1.4统计方法 进行t检验和简单相关分析。 2 结果 2.1两组儿童闭环运动控制能力差异比较 表1显示DCD组儿童对黄、红、绿三种颜色的闪光融合频率低于对照组儿童(P均<0.01);在有(闭眼-睁眼策略)、无视觉反馈协同下(闭眼-闭眼策略)DCD组的右臂位移差值均高于对照组(9.8?4.0/7.9?3.5，15.7?4.3/8.5?5.1，P<0.05或0.01);在直视条件下DCD儿童 描画轨迹的完成时间长于对照组(21.6?5.9/12.5?5.2，P<0.01)，错误次数高于对照组(25.3?14.2/17.6?12.4，P<0.05);在镜视条件下，DCD儿童描画轨迹的完成时间和错误数与对照组均无显著差异(P均>0.05)。 2.2两组儿童开环运动控制能力差异比较 表2显示DCD组儿童在直线目标运动中连续作业及第一、二次间断作业中错误数均高于对照组(24.2?10.0/12.2?6.1，2.6?1.0/1.7?1.2，2.0?1.2/1.4?1.0，P<0.01或0.05)。 DCD儿童第三次间断作业错误数及连续作业和各间断作业的完成时间与对照组均无显著差异( P均>0.05)。 2.3两组儿童运动控制缺陷与实际运动技能障碍程度的相关分析 儿童运动评估成套工具(MABC)测定结果显示DCD组儿童手灵巧度、球类运动技能、动/静态平衡能力障碍等级分值均高于对照组(11.6?2.1/2.1?1.2、5.7?2.7/1.7?1.2、 5.0?2.9/0.9?0.8,t=25.101、8.630、8.333,P均<0.01)。选择上述运动控制环节中具有显著意义的测试项目:黄、红、绿色闪光临界频率，无视觉反馈协同下(闭眼-闭眼)右臂位移差值，直视下描画轨迹完成时间和错误数，直线目标运动连续作业，直线目标第一次间断作业错误数与MABC各项障碍分进行相关分析(见表3)。 3 讨论 3.1 发育性协调障碍儿童反馈调节缺陷导致了闭环控制障碍 本研究结果显示DCD儿童的闪光融合频率偏低，表明DCD儿童的时间视敏度较弱，提示在执行闭环运动策略时由于空间视觉反馈信息不足，削弱了对技能动作的反馈性调节，是造成DCD儿童运动协调性下降的重要原因。DCD儿童存在的空间视觉障碍可能与发生在包括小脑在内的视觉通路的缺陷有关 ,10，11,;DCD儿童在有或无视觉反馈协同下右臂位移差值均大于对照组，提示其动觉方位的辨别能力低下，表明DCD儿童存在本体和运动感觉能力的严重缺陷，即使在视觉反馈协同的情况下也存在障碍，这与已有研究结果一致,12,;DCD儿童在直视条件下沿轨迹描画时间较长而错误数明显升高，提示存在动作迟缓和抖动(Jerkiness)的问题，说明其视觉-运动的整合能力低下;在镜视条件下视觉影像被完全颠倒，不同组儿童同一轨迹的描画时间与错误数却无明显差别，表明DCD儿童受扭曲的视觉反馈影响较少，其与内化过程中存在下列问题有关:? DCD儿童感觉反馈信息编码杂乱，相对减少了正确和被扭曲的输入信息间的差距。? DCD儿童在直视下形成的视觉-运动初始化模型更为宽大和模糊，抵消了部分扭曲视觉的负面调整，而正常儿童在直视条件下已经形成了精确的内化模型，此时更容易受到扭曲视觉的负面影响。?DCD儿童内化模型的可塑性低，削弱了扭曲视觉对初始模型的重塑和改造。上述内化能力缺陷导致扭曲视觉下，DCD儿童与正常儿童的动作表现差异减少，这与Florian等人的视觉反馈旋转试验 ,13,和Zoia等人的视觉干扰试验 ,14,结果基本一致。 DCD儿童感觉系统障碍和中枢内化的缺陷导致动作反馈信息的紊乱和不足，同时严重影响以反馈调节为主要方式的闭环运动策略。 3.2 发育性协调障碍儿童前馈调节缺陷导致了开环控制障碍 前馈即运动计划(Motor Program，MP)是指中枢根据不同的环境信息提取脑中的运动经验， 整合为计划信息后发送到效应器，通常学龄儿童的运动计划能力已经发育成熟,15,。本研究 结果显示DCD儿童在执行目标运动连续作业时错误率偏高，说明DCD儿童存在开环控制的障 碍，与已有研究结论一致,16,;在第一次间断作业中DCD儿童错误数显著偏高，进一步说明 了DCD儿童在反馈信息缺失时运动计划能力的不足;在第二次间断作业中DCD儿童动作错误 数与正常儿童差别减少，第三次作业中错误数与正常儿童无明显差别，这并不否定DCD儿童 具有闭环控制的缺陷。本研究认为两次动作的间歇期可提供系统足够的时间计划，为下一次 动作提供前馈信息;同时本文设置的实验动作为简单的重复性运动;在如此简易的条件下， DCD儿童即使存在一定反馈环节缺陷，不完善的反馈信息也可以起到充分的调节作用，当执 行的运动复杂或新异时，DCD儿童就会出现闭环运动的障碍。 3.3 儿童运动控制能力与实际运动技能表现具有相关性 本文对儿童的运动控制能力与实际运动技能水平进行了相关性分析，结果表明:?受试 儿童的视敏度与各项运动技能障碍程度仅存在低度负相关或不相关，说明在整个运动控制机 制中视觉反馈缺陷对障碍的影响程度最小。?运动感觉仅与手灵巧存在中度正相关，与其余 运动表现存在低度正相关，说明运动感觉对儿童精细运动的闭环控制过程影响程度较大，而 对球类运动和动/静态平衡的运动控制过程影响程度较小。?直视条件下描画轨迹的时间反映 了受试儿童的感觉-运动内化能力，与手灵巧和动/静态平衡存在中度正相关，表明儿童的感 觉-运动对闭环控制存在一定影响。?而在开环控制策略中，反映运动计划能力的直线目标运 动，与手灵巧和动/静态平衡存在中度正相关，提示运动计划能力对执行开环控制策略的精细 运动和平衡运动的影响较大，而对球类运动影响较小。 综上所述，DCD儿童同时存在闭环和开环运动控制的缺陷，而感觉运动内化和运动计划 能力对两种控制运动障碍影响较大。本研究中DCD儿童在描画和目标运动中存在抖动的表现， 已有研究也显示在运动学习过程中，除顶叶外，小脑在内部表象整合和转化为运动输出信息 的功能上起着重要作用;小脑的侧面皮质参与了运动计划的组织和时间安排的活动,16,; DCD 儿童书写和阅读的动作特征与小脑受损病人的动作表现相似,17，18,。提示导致DCD功能障 碍的病因极有可能在小脑。 参考文献 1 American Psychiatric Association. 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