背景：我们使用国家健康与营养检查调查（NHANES）数据评估了头部受伤伴意识丧失（HIC）患者中握力（HGS）与认知功能的关系。
方法：利用2011-2014年NHANES数据库，筛选完成HIC问卷的参与者并提取相关变量。关键变量是双侧最大握力之和。认知功能包括整体认知功能、即时回忆测试（IRT）、延迟回忆测试（DRT）、动物流畅性测试（AFT）和数字符号替代测试（DSST）。通过加权多元线性回归分析关系，性别分层分析探索差异。限制性立方样条模型阐明了HGS对认知功能的剂量反应曲线。
结果：在283名美国HIC患者中，HGS与整体认知功能、IRT、DRT和DSST显著正相关。性别分层分析显示，HGS增强显著提高了男性的DRT和DSST得分，而女性主要在整体认知功能和AFT上受益。限制性立方样条分析确认了HGS与认知功能指标之间一致的线性剂量反应关系，在两性中均有效。
结论：我们的研究表明，HGS与HIC患者的认知功能呈正相关，且存在性别差异，为认知状态评估提供了新的视角。未来需要大规模、多维度的研究来深化对HGS-认知功能复杂关系的理解。
引言
头部受伤是全球致残和死亡的重要原因，产生深远影响。它代表了一个高度异质性疾病谱系，损伤严重程度范围广泛，从轻微头皮擦伤到严重的创伤性脑损伤不等。其中，意识丧失（LOC）通常被视为严重头部创伤的关键指标，其发生通常与负责维持意识觉醒的神经回路功能障碍有关。在美国，高达16%的40岁及以上成年人报告有头部创伤伴意识丧失的历史。与没有LOC的头部受伤相比，伴有LOC的头部受伤通常与更严重的脑损伤密切相关。目前的研究表明，这种损伤不仅与不良预后显著相关，还可能导致长期认知能力下降的风险，包括记忆障碍、信息处理速度降低和执行功能受损，甚至可能发展为痴呆。
近年来，作为肌肉力量简单易测指标的握力（HGS），在评估健康状况特别是探索其与认知功能的相关性方面成为了一项新的研究价值。尽管现有研究关于握力与认知衰退及痴呆风险之间的关系得出了不同的发现，但令人信服的证据指向一个趋势：较低的基础握力水平往往预示着更快的认知衰退率和更高的痴呆发病率。例如，美国国家老龄化研究所的老龄化纵向研究（NILS-LSA）利用标准化测试如简易精神状态检查（MMSE）和数字符号替代测试（DSST），揭示了低握力在十年期间内对认知衰退的预测作用。然而，一些在更广泛人群中进行的研究未能直接建立握力与特定认知障碍之间的明确联系，突显了认知功能的多面性和复杂性。
鉴于上述发现的不一致性以及认知功能评估的多维性质，本研究创新性地将注意力集中在经历头部受伤伴意识丧失（HIC）的独特队列上。利用2011年至2014年间进行的国家健康与营养检查调查（NHANES）的广泛数据资源，并整合各种认知评估工具，本研究旨在全面系统地分析手握力与HIC患者认知表现之间的潜在关系。
材料与方法
研究人群
该研究已获得国家卫生统计研究中心研究伦理审查委员会的批准，所有参与者均已签署知情同意书。NHANES是由美国疾病控制与预防中心（CDC）管理的一项横断面研究，自1999年起每两年进行一次，以评估国内成人和儿童的健康和营养状况。采用多阶段概率抽样方法，NHANES确保样本的代表性，参与者需完成家庭访谈、体检和生物样本采集。本研究利用2011-2012和2013-2014调查周期的数据来评估头部受伤。关于头部受伤伴意识丧失的问题是味觉和嗅觉问卷的一部分，问题为：“您是否曾因头部受伤而失去意识？”回答“是”的参与者被归类为经历过HIC。在完成问卷的19,931名参与者中，我们排除了那些“头部受伤（n=18,983）、认知数据（n=589）、HGS（n=36）”和社会人口统计数据缺失的参与者，包括饮酒（n=25）、吸烟（n=1）、高血压（n=12）和身体质量指数（BMI）（n=2）。最终，283名参与者被纳入分析，筛选过程见图1。
图1
图1. 参与者选择过程的示意图表示。
HGS评估
根据医学研究机构设定的标准，NHANES研究采用了日本新潟市Takei科学仪器公司生产的T.K.K.5401型数字手握力计，以千克（kg）为单位精确评估个人的握力。训练有素的考官指导参与者并根据他们的手部大小调整握把。在初次试握后，参与者被指示在呼气时用最大努力挤压握力计。此过程针对每只手重复三次，两手交替进行，每次测量之间休息60秒。除非身体受限，所有测试均在站立位置进行以模拟自然条件。由于缺肢/手/拇指、时间安排冲突、拒绝或健康问题等原因无法完成测试的参与者被视为不合格。有关测试程序和操作规范的详细理解，请参阅NHANES肌肉力量程序手册。与先前使用类似方法的研究一致，双手最大握力的总和被采纳为本研究中的关键暴露变量。
认知评估
2011-2014年NHANES认知评估全面评估了参与者的认知能力，涵盖即时记忆、延迟记忆、分类词汇流利度和处理速度等领域。这些评估包括来自阿尔茨海默病注册联盟（CERAD）的标准测试，具体为单词列表学习测试（也称为即时回忆测试，IRT）、延迟回忆测试（DRT）、动物流畅性测试（AFT）和数字符号替代测试（DSST）。所有测试的高分均表明优越的认知功能。
在IRT中，参与者经历了三个连续的学习试验，每次试验呈现十个无关的单词，并要求尽可能多地回忆。单词顺序在各次试验中变化，IRT总分是三次试验表现的累积衡量标准，最高可达30分，是即时记忆能力的有力指标。
另一方面，DRT通过要求参与者回忆IRT中学到的单词来评估延迟记忆。该测试的评分仅基于单次回忆试验的表现。
AFT作为执行功能的指标，特别评估了分类词汇流利度，要求参与者在一分钟内列举尽可能多的动物名称。每个正确命名的动物都计入参与者的得分。
此外，作为韦氏成人智力量表（WAIS III）组成部分的DSST用于评估处理速度、持续注意力和工作记忆。在此测试中，参与者使用纸质表格在两分钟内准确匹配符号与相应的数字，共133个方框。得分由正确匹配的数量决定。
为确保不同评估之间的可比性（这些评估本身具有不同的最高分），所有认知得分都被标准化为z分数。这一过程涉及从每个参与者的原始得分中减去标准平均值，并将结果除以标准差。最终，通过计算四个认知测试所得标准化得分的平均值得出一个综合得分，该综合得分作为整体认知功能的整体表示。
协变量评估
在最终分析中，我们纳入了各种协变量以调整我们的发现。通过问卷收集的人口统计数据包括受访者的年龄（作为连续变量处理）、性别（男性或女性）、种族（包括非西班牙裔白人、非西班牙裔黑人、墨西哥裔美国人和其他）以及教育水平（分为三个层次：低于高中、高中或同等学历和大学及以上）。饮酒信息被分为从未饮酒、以前饮酒和当前饮酒，而吸烟状态则根据参与者一生中是否吸过至少100支香烟及其当前吸烟习惯分为从未吸烟者、以前吸烟者和当前吸烟者。BMI计算为体重（公斤）除以身高（米）的平方。糖尿病的诊断依据自我报告的医生诊断、当前使用抗糖尿病药物或糖化血红蛋白（HbA1c）水平≥7%。高血压则根据自我报告的医生诊断、当前使用降压药或血压读数收缩压≥140 mmHg或舒张压≥90 mmHg来确定。此外，还包括自我报告的心血管疾病史（具体为充血性心力衰竭、冠心病、心绞痛/心绞痛或心脏病发作）。最后，抑郁定义为9项患者健康问卷（PHQ-9）得分，阈值为10或以上表示存在抑郁。
统计分析
本研究细致描述了研究人群的特征，连续变量以均值±标准差表示，分类变量以频率表示。卡方检验和独立样本t检验分别用于评估性别在分类和连续变量上的差异。为确保分析的代表性，对2011-2014年的数据应用了“全样本两年MEC检查权重”。采用逐步构建多变量加权线性回归模型的方法，探讨HIC患者握力与认知功能之间的关联及其性别特异性表现：模型1在回归分析中调整了基本人口学特征，包括年龄、性别、种族/民族和教育程度；模型2在模型1的基础上扩展，纳入了生活方式相关的变量，如饮酒习惯、吸烟状态和BMI；模型3在模型2的基础上进一步扩展，纳入了健康指标，如抑郁、糖尿病、高血压和心血管疾病。最后，应用限制性立方样条（RCS）分析HIC患者握力与认知之间的线性关系，进行性别分层分析以探索潜在差异。所有分析均使用R软件（版本4.2.2）进行，统计显著性设为p<0.05。
结果
基线特征
表1展示了来自NHANES 2011-2014的HIC患者的基线特征。我们的最终分析涵盖了283名60岁及以上的HIC患者，其中包括170名男性和113名女性。患者的平均年龄为68.55±6.75岁。大多数患者是非西班牙裔白人，共有178人（105名男性和73名女性）。此外，相当一部分患者的教育水平超过了高中，共有183名患者（109名男性和74名女性）符合这一标准。在饮酒方面，191名患者报告了近期饮酒情况，其中119名男性和72名女性。关于吸烟状态，46名患者为当前吸烟者，包括32名男性和14名女性。男性患者的平均BMI为28.38±5.26，而女性为29.94±7.34。在合并症方面，我们观察到43名患者患有抑郁症，70名患有糖尿病，188名患有高血压，66名患者患有心血管疾病。值得注意的是，男性表现出显著强于女性的HGS，平均值分别为76.60±15.12 kg和48.38±10.34 kg。此外，男女HIC患者在饮酒、吸烟状态、抑郁和HGS方面存在显著差异。除此之外，我们的分析还揭示了男女HIC患者在IRT、DRT、DSST和整体认知功能评分方面的显著差异。这些发现为了解HIC患者在认知功能和生理指标上的性别特异性影响提供了重要见解。
表1
表1. 研究人群的基线特征。
HGS与认知功能的关联
表2深入探讨了HIC患者中HGS与一系列认知测试表现之间可能存在的关联，使用了多元线性回归模型。在模型3的具体分析框架内，研究结果强调了较高的HGS水平与更好的整体认知功能、IRT、DRT和DSST表现之间存在显著的正相关关系，不包括AFT因素。这一发现强调了更强的HGS与更优的认知结果之间可能存在关联。线性回归系数及其对应的95%置信区间（95% CI）如下：整体认知评分为0.009（0.003，0.016），IRT评分为0.045（0.004，0.087），DRT评分为0.032（0.012，0.053），DSST注意力评分为0.191（0.067，0.315）。
表2
表2. 手握力与认知评分的多元线性回归分析。
对模型3的深入分析揭示了性别特异性模式。在男性HIC患者中，HGS的增加与DRT和DSST评分的改善显著相关。具体而言，男性患者HGS每增加1公斤，预计DRT评分将增加0.034（95% CI: 0.009, 0.060），DSST评分将增加0.152（95% CI: 0.026, 0.278）。相反，在女性HIC患者中，HGS的改善与整体认知功能和AFT评分的提高显著相关。女性患者每增加1公斤HGS，预计整体认知功能评分将增加0.014（95% CI: 0.000, 0.028），而AFT评分预计将上升0.110（95% CI: 0.001, 0.220）。
HGS与认知的剂量反应关系
通过基于加权多变量线性回归的RCS分析，调整潜在混杂因素后，我们系统地评估了HGS与HIC患者一系列认知功能指标之间的关系，包括整体认知功能、IRT、DRT、AFT和DSST。在所有HIC患者中，我们观察到HGS与上述所有认知功能指标之间存在显著的线性关联，Pnonlinearity值分别为0.384、0.802、0.791、0.183和0.229（图2A-E）。进一步的分层分析显示，HGS与整体认知功能、IRT、DRT、AFT和DSST之间的线性关系在男性和女性HIC患者亚组中持续存在，所有p值均超过0.05，表明不存在显著的非线性（图3A-E、图4A-E，分别）。
图2
图2. 基于RCS分析的总体HIC患者HGS与认知之间的剂量反应关系。（A）代表整体认知功能。（B）代表IRT。（C）代表DRT。（D）代表AFT。（E）代表DSST。
图3
图3. 基于RCS分析的男性HIC患者HGS与认知之间的剂量反应关系。（A）代表整体认知功能。（B）代表IRT。（C）代表DRT。（D）代表AFT。（E）代表DSST。
图4
图4. 基于RCS分析的女性HIC患者HGS与认知之间的剂量反应关系。（A）代表整体认知功能。（B）代表IRT。（C）代表DRT。（D）代表AFT。（E）代表DSST。
讨论
在这项研究中，我们对美国HIC队列中的283名个体的数据进行了深入分析，主要目的是阐明HGS与这些患者认知障碍之间可能存在的关联。采用多元线性回归模型并全面控制潜在混杂变量后，我们的研究结果揭示了HGS与整体认知功能、IRT、DRT以及DSST表现之间显著的正相关关系。进一步的性别分层分析表明，在男性中，HGS的增加显著提高了DRT和DSST的得分，而对于女性，主要益处体现在整体认知功能和AFT评估上。此外，通过应用限制性立方样条分析，我们确认了HGS与这些各种认知功能指标之间一致的线性剂量反应关系，这一趋势在男女患者中均得到了验证。
HIC作为一种普遍的健康问题，在美国和全球范围内与认知功能障碍有着密切的联系。尽管HIC导致认知衰退和痴呆的具体机制尚不清楚，但许多研究指出，有头部受伤史的人群中认知障碍和痴呆的发生率显著增加。这种认知功能的损害主要表现为处理速度减慢、执行功能退化和记忆力下降，严重影响了个体的生活质量。据我们所知，本研究是首次专注于探索HIC患者中HGS与认知关系的研究。HGS作为一种简单且非侵入性的身体健康评估方法，已被广泛应用于各种研究和临床环境中，被认为是老年人健康状况的重要生物标志物。Kuo等人的研究表明，绝对HGS的增加与所有原因引起的痴呆和阿尔茨海默病风险的降低呈正相关，为HGS作为认知健康的潜在指标提供了强有力的支持。此外，基于英国生物银行的大规模研究不仅证实了HGS与认知功能之间的正相关关系，还深入探讨了HGS与灰质体积增加之间的广泛联系，特别是在与认知功能密切相关的皮质下区域和颞叶皮质。这一发现为HGS如何影响大脑结构并促进认知健康提供了新的视角。此外，Peng等人的研究强调了严重肌肉减少症在老年人认知障碍中的预测作用，尤其是HGS较差作为男性认知障碍的独立危险因素。其他横断面研究也显示了高HGS与认知障碍风险降低之间的关联，涵盖了记忆、语言和注意力等多个认知领域。这些发现与我们目前的结果一致，表明HGS与美国HIC人群的即时记忆、延迟记忆和注意力之间存在显著的正相关关系，提示HGS可能是预测HIC患者认知恢复潜力的有用工具，增强HGS可能改善其认知水平。值得注意的是，一些研究未能发现HGS与认知功能之间的显著关联，这可能归因于研究设计、样本特征和评估工具的差异。因此，未来在相关领域的横向和纵向研究都是必要的，以确认HGS与认知功能之间的复杂关系。
性别差异一直是探索HIC患者中HGS与认知功能关系研究中不可忽视的一个方面。虽然一些研究表明HGS下降对男女双方的认知功能都有不利影响，表现为记忆力下降和痴呆风险增加，但性别角色的具体表现呈现出复杂和多样化的特点。Chen等人的研究揭示了性别差异的一个方面，显示腹部肥胖与HGS对男性认知障碍风险具有协同效应，而在女性中这种协同效应并不显著，进一步证明了认知健康途径中的性别差异。此外，关于高血压人群和老年癌症幸存者的独立研究也发现了HGS对认知功能影响的性别差异，这与我们在美国HIC人群中的发现一致。具体来说，我们观察到在男性中，增强的HGS与DRT和DSST得分的显著提升密切相关，主要反映为记忆保持和注意力功能的恢复。相反，在女性中，整体认知功能和AFT得分出现了双重提升，表明女性可能对HGS变化在整体认知处理和语义流畅性方面更为敏感。因此，这些发现共同强调了在设计HIC相关认知障碍患者的康复计划时考虑性别差异的重要性，以确保针对不同性别的更精确和个性化的治疗策略，从而最大化其认知恢复。
优势与局限性
本研究也有几个局限性。首先，考虑到NHANES数据集中许多变量，包括头部受伤史，都是基于受访者的自我报告信息，显然存在回忆偏差和错误分类的潜在风险。其次，NHANES数据集缺乏头部受伤的确切日期或时间信息。这种时间数据的缺失限制了我们考察头部受伤后经过的时间如何影响研究结果的能力。第三，尽管我们努力调整多种潜在混杂因素，但仍难以完全消除残留混杂效应的干扰。此外，由于样本中HIC个体数量有限，我们无法对不同水平的HGS进行分层分析，这在一定程度上限制了研究结论的精细度。最后，作为一项横断面研究，其性质本质上阻止了我们直接建立HIC患者中HGS与认知障碍之间的因果关系；我们只能确认两者之间的统计相关性。因此，未来的研究应包括更大规模的横断面和纵向研究，以进一步阐明HIC患者中HGS与认知功能之间的复杂关系。
结论
本研究结果表明，HIC患者较高的HGS与其短期记忆、长期记忆和注意力认知功能呈正相关，可能存在性别特异性关联。进一步分析确认了HGS与认知功能各个维度之间稳定的线性剂量反应关系。这一发现表明HGS可以作为评估HIC患者认知状态的新视角。然而，为了全面揭示两者之间的复杂关系，未来迫切需要大规模、多维度的横断面和纵向研究，以加深我们的理解并优化干预策略。
(全文结束)
