阿爾茨海默病言語障礙表現及相關神經心理學量表編制問題

黃立鶴 王晶 李云霞

提 要 已有研究發現阿爾茨海默?。ˋD）患者在語音、句法、語義及語用、語篇組合方面都有損害。言語障礙特征的提取在認知評估及臨床診斷中占有一席之地。本文基于各神經心理學量表的特異性和敏感性，對篩查量表（MMSE、MoCA-B、DRS）、總體認知功能評定量表（ADAS-cog、SIB、CDR）及語言專項量表（BNT、VFT、ABC、WAB）中的語言能力檢測條目進行分析，發現目前相關量表更多關注語義和命名（記憶力）維度，較少涉及語音、句法和語用層面;量表測試多為誘導數據，對自然語言缺乏關注，無法在疾病防治的預判一環中發揮言語特征的外顯優勢。未來開展相關量表研發時，應基于大型隊列隨訪的多模態數據，采集歷時自然話語語料，基于言語障礙特征改善AD的早期研判。

關鍵詞 阿爾茨海默病;認知障礙;量表研發;言語表現;多模態

中圖分類號 H002 文獻標識碼 A 文章編號 2096-1014（2019）05-0034-12

DOI 10.19689/j.cnki.cn10-1361/h.20190502

Alzheimers Disease： Speech Impairment and Neuropsychological Rating Scale Assessment

Huang Lihe， Wang Jing and Li Yunxia

AbstractAlzheimers disease （AD） is a commonly seen dementia symptom among elderly people. Previous studies have shown that patients with AD have speech impairments at all linguistic levels such as phonology， syntax， semantics， pragmatics and discourse. The speech impairment features are essential for the cognitive assessment and clinical diagnosis for AD patients. This paper looks into the assessment of language-related items， and examines the specific dimensions and sensitivity of various neuropsychological rating scales， including the screening scales （MMSE， MoCA-B， DRS）， the overall cognitive function rating scales （ADAS-cog， SIB， CDR） and language proficiency special scales （BNT， VFT， ABC， WAB）. Current Alzheimers disease-related scales focus mainly on the semantic and naming （memory） dimensions， while less attention is paid to the phonological， syntactic and pragmatic levels. Most of the tests use induction data， failing to attend to the spontaneous or connected speech and the value of speech features in the pre-screening in disease prevention and control. In order to optimize the relevant scales， it is suggested that researchers should conduct research based on large-scale， multimodal follow-up data， build diachronic natural discourse corpus， and improve the early screening of AD according to the characteristics of speech impairment.

Key wordsAlzheimers disease; cognitive impairment; scale development; speech performance; multimodality

引 言

認知癥（Dementia）是常見老年疾病之一。阿爾茨海默?。ˋD）作為一種進行性腦高級損害為主的腦疾病，約占認知癥的50%至60%。AD導致的認知障礙主要體現在記憶力障礙、定向力和視空間技能障礙、計算力障礙、思維判斷力受損和言語障礙（馬永興，俞卓偉2008）。目前AD診斷多采用國際工作組織第二版（IWG-2）標準（Dubois 2014）或美國國立老化研究院-阿爾茨海默協會（NIA-AA）標準（McKhann 2011），兩個標準都表明AD的特異性臨床表現之一是言語能力損傷。

本文擬從AD患者言語能力出發，綜合考量患者的言語障礙表現，并結合相關神經心理學評估量表中的語言能力檢測項目，為未來量表優化和AD患者言語蝕失研究提供幾點思路。AD是一個包含病理生理改變到臨床癥狀逐步出現的連續過程，因此將關注點提前到臨床前期，可發揮言語表現的顯著外在優勢，在AD臨床前期較早篩查出患病風險，從而開展早期干預。

一、AD患者言語障礙表現

本文首先將分別根據言語障礙表現的4個層級（語音-音系層面、句法-語法層面、詞匯-語義層面和篇章-語用層面）對AD患者的語言特征做介紹。

（一）語音-音系層的言語障礙表現

盡管不少研究表明AD患者的語音產出能力在早期沒有顯著損傷（Croot et al. 2000），但在中后期，患者在這方面會有簡化與退化。目前對語音項評估多采用患者的自發性語言語料，任務態也由單一的看圖說話擴展到朗讀等其他方面。

Meilan et al.（2012）利用Praat軟件對21例AD患者進行語音分析，發現無聲片段的比例與神經心理學測試的整體分數顯著相關，從而能以較低的資源和時間成本判別AD。2014年，他們又發現語音中斷比例、語音周期數、語音中斷數、語音擺振、振幅擾動商和噪聲諧波比等參數能夠以84.8%的準確度表征AD患者（Meilan et al. 2014）;Fraser et al.（2016）使用梅爾倒頻譜系數對患者語音信息進行分析，將聲學特征與人耳感知相匹配，得出發音率擁有更高的感知價值;Hoffmann et al.（2010）報告了匈牙利母語AD患者在不同時期的特征，最終發現猶豫率在AD前期顯著高于正常組，并提出可將此參數作為臨床實踐的參考數據;Lopez-de-Ipina et al.（2013）應用分形維數等非線性特征，嘗試了通過智能算法獲得AD患者的語音特征。

在進行朗讀任務時，Martinez-Sanchez（2013）發現患者的語音清晰度下降，發音時間效率低，停頓次數和停頓比例增加。基于語音速率區分AD患者的準確度可達80%（特異性74.2%，靈敏度77.1%），因此口語朗讀流利度可作為客觀研究和量化AD言語障礙的工具。

目前對于語音特征提取也經歷了從人工到智能的變化，各項研究正不斷為計算機輔助診斷提供基礎數據，但對AD患者韻律特征（如語調、字調、音高、音強等）等方面的研究尚需加強。這一方面研究的不足既與量表采集語音數據存在局限性有關，也有大規模韻律特征人工分析難度較大等原因。

（二）句法-語法層的言語障礙表現

AD患者在不同病程中的句法能力改變有所不同，一般認為病程前期句法-語法能力保留，但在后期會有所損傷（Roark et al. 2011）。

Altmann et al.（2001）在判斷AD患者對語法功能詞能否正確使用時，發現患者最常出現的錯誤是缺失所需的功能詞（主要是助動詞、指示詞和代詞），同時還會出現一系列介詞誤用、不及物動詞與反身代詞誤用等問題;英語為母語的AD患者還會出現大量曲折變化的錯誤。患者與正常組對比，對于第三人稱單數和過去時規則變化等的標記不再敏感或不能選擇恰當的曲折標記（Sajjadi et al. 2012）;AD患者在平均句子長度和動詞詞組運用上都低于正常對照組（Fraser et al. 2016）。

Orimaye et al.（2017）對99例AD疑似患者看圖說話“偷餅干（cookie-theft）”的語料研究發現，AD患者會使用更少的句法成分，包括并列句、主從句、省略句等，且述位結構簡單，出現更多詞匯重復、語法更正、錯誤修訂現象。該研究對句法和詞匯特征集做了析出，提取了20余種特征，發現AD組辨別與理解物體的能力明顯低于正常組，這與Ahmed et al.（2008）在輕度認知障礙患者中的發現吻合。研究同時提出了預測AD最佳的機器學習模型應結合語言的句法、詞匯和n-元結構等多方面特征（de Lira et al. 2011）。

為了探索AD患者句法能力的退化，以上各項研究都設計了針對性的任務。句法-語法層面的表征具有隱蔽性，再加上漢語語法的隱性特征，目前國內少有研究涉及這一層面。今后國內研究可考慮對患者句法進行n-gram分析，嘗試找到更多預判標志。

（三）詞匯-語義層的言語障礙表現

從語義層面上看，AD患者的凸顯言語障礙主要集中在詞匯上。最常見的障礙是命名不能和語義流暢性受損（Appell et al. 1982;Bayles et al. 1987）。

詞語流暢性被視為AD患者言語障礙的一大標志，包括語義流暢性、語音流暢性和圖片命名能力。Laws et al.（2010）的薈萃分析表明，語義流暢性較語音流暢性和圖片命名兩項任務來說，具有更大的規模效應，且出現時間更早。通過將語義和語音流暢性作為表征進行對比可得出結論：若患者語音流暢性差于語義，則可能為額葉受損，反之則可能為典型的顳葉受累（Braak & Braak 1996）。除此之外，基于語義相關測試的實驗表明，AD患者的命名和語義加工相互獨立（Visch-Brink et al. 2004），命名任務需要從語義記憶中提取;Duong et al.（2006）的實驗表明，這種命名障礙是記憶提取失敗的表現，患者抑制功能下降，因此會在有意提取記憶時出現異常。

患者在命名與語義流暢性方面的障礙迫使其使用其他詞語策略達成交際目的，因此AD患者更多使用依賴語境的指示詞，包括人稱代詞、地點副詞等（March et al. 2006），劉建鵬等（2017）基于語料庫TalkBank研究AD患者的話語正式度時也得出了相似結論。不僅如此，基于患者的詞性研究（Jarrold et al. 2014），如通過對名詞-動詞比、代詞-名詞比、動詞頻率統計后發現，AD患者更多使用代詞，較少使用名詞，對復雜名詞也會使用常用動詞代替，且語言重復性強、詞匯豐富性低。與正常老年組對比，還會出現杜撰詞和找錯詞現象（劉紅艷2014）。

綜上來看，對于患者語義能力的評估，既可采用連續性自發語言，又可以使用量表的單獨項考察，可操作性強且表現明顯，因此在大多數量表中都涉及該內容。但我們應看到語義執行能力與記憶力的緊密關系，AD患者語義能力的下降是記憶障礙影響還是語言功能區自身的問題仍待討論。

（四）篇章-語用層的言語障礙表現

語用能力的考察更多涉及說話人語言能力、認知能力和對語境的綜合互動。在這一點上，AD患者和失語癥患者有明顯差別，后者的困難集中在言語形式的產出上，而前者可能是多因素的綜合衰退。盡管對AD患者語用能力的考察文獻有限，但近幾年也有上升趨勢（Sajjadi et al. 2012;Ahmed et al. 2013;Ash & Grossman 2015;Drummond et al. 2015）。對該領域的研究發現患者主要在銜接與連貫上與正常組有差異。例如，在小句層面上，代詞使用不當造成回指指代不明，或對先行詞描述不充分;在語篇層面，患者語篇連貫性差，常出現與主題相關度低的細節，從而在圖片描述任務中忽視了關鍵信息、人物和物體等。

值得提及的是，中國臺灣一些學者（Lai & Lin 2012;Lai 2014）已關注到了漢語AD患者的語用能力，在對描述性言語和敘事性言語分析后發現，AD患者產出更少的信息單位，非限定性詞語更多，代詞使用錯誤率更高，同時患者的對話中發現較少修正，但話語障礙較多。隨后，該團隊對漢語AD患者語篇標記詞做了研究。在相同的語篇任務下，AD參與者使用話語標記詞的頻率較低且變化較少。盡管AD患者可能采用與對照組相同的話語標記詞，但兩組在使用這類詞時達成的功能卻不完全一致：對于AD患者，通過話語標記詞實現交際功能的特異性跨度從中等水平到低水平不等，控制組采用話語標記詞實現交際功能卻能達到中高水平，由此可通過話語標記詞區分正常老人與AD患者。

二、現有檢測量表語言項編制一覽表

本研究結合2010年歐洲神經病協會聯盟推薦的AD量表，綜合考慮各量表的特異性和敏感性，對部分篩查量表、總體認知功能評定量表及語言專項量表的語言能力檢測條目進行了析出，并逐條分析其評估的語言維度。其中篩查量表包括：簡明精神狀態量表（MMSE）、蒙特利爾認知評估量表（基礎版）（MoCA-B）、Mattis癡呆評定量表（DRS）;總體認知功能評定量表包括：阿爾茨海默病評估量表認知評分（ADAS-cog）、嚴重損害量表（SIB）、臨床癡呆評定量表（CDR）;語言專項神經心理學量表包括：波士頓命名測試（BNT）、言語流暢性測驗（VFT）、西方失語成套檢驗（WAB）和漢語失語成套測驗（ABC）。

我們將相關信息整理為表1。

三、AD患者言語障礙的理據推斷、語言能力的多維性及其與認知量表評估的匹配缺失

（一）AD患者言語障礙的理據推斷

長期以來，學界關注這樣一個問題：言語障礙到底是基于底層語義/概念系統的損傷，還是由于其他神經認知功能的退化。相關研究表明，不同病癥導致的言語障礙及不同語言層面損傷與大腦各個認知域的相關性各異。例如，與失語癥局部腦損傷不同，認知癥的言語障礙常發生在多元認知障礙情境下;語用能力障礙與語義層面的損傷不同，可能與大腦綜合認知能力更為相關（Chapman 2016）。

對于AD患者言語障礙的剖析不能一概而論。通過讓AD患者進行詞-圖配對、詞語定義、相似詞成組及語義啟動等相關語義類任務（Astell &Trevor 1998，2002;Ober 2002;Aronoff et al. 2006）發現，他們在該類任務中語義系統基本保留，足夠支持其區別語義相近詞匯?？梢酝茢啵瑥V泛存在于AD患者中的詞匯障礙并非由于底層語義系統受損，更大程度上應歸因于其他多種認知功能障礙，包括對任務的注意力渙散、對目標詞的遺忘或對相近概念的抑制功能衰退等。

又如，語義系統的退化是一個逐步的過程。在AD早期，患者對于各類詞匯的語義特征掌握能力幾乎未被累及，因此命名尚未成為突出病征，且其他相似性、下定義等任務的表現也與正常組無異。但隨著病情加重，命名任務中出現質的變化，如患者誤用并列詞“蘋果”表達“梨”，或上義詞“水果”表達“梨”等，這反映了此時的言語障礙是多項認知能力與底層語義/概念系統損傷共同作用的結果。

不僅是詞匯層面，從句型和語篇理解上，AD患者言語障礙的醫學理據也應包括多種其他認知能力的損傷，尤其是工作記憶衰退的影響。Kempler et al.（1998）很早就對AD患者句法能力有所探究，他在第一組實驗中要求患者理解句子后，將句子儲存在工作記憶中，再選出與句子匹配的圖畫。第二組實驗則要求患者直接做句子-圖畫匹配任務。結果表明實驗一的AD患者出錯率遠大于對照組，而實驗二結果則無明顯差異，由此作者推斷影響患者句型理解能力的主要因素并非句法分析能力的喪失，而是工作記憶的嚴重縮短。Almor et al.（1999）也從語篇角度證實了AD患者較健康組對代詞恰當性更不敏感，而基于代詞敏感性與工作記憶成正相關的前提，可推斷患者在語篇組織上的障礙也源于工作記憶所代表的執行能力損傷。

工作記憶影響著大腦在認知與加工時的精力分配，當荷載超過工作記憶容量時，人們會傾向于選擇加工較簡單的認知任務。如一位AD晚期患者能在復述時自動糾正語音錯誤，卻對語義錯誤無動于衷（Whitaker 1976）。在語篇層面上，要維系話語連貫所需要的認知網絡更加復雜，需要調動更大的工作記憶和遠期語義網絡（趙俊海，龍惠慧2014），這二者似乎在AD患者身上都有累及，因此未來的研究有必要將工作記憶與底層的語義記憶兩種因素分離，深入探尋病患言語障礙表現的根本原因。

總的來說，盡管學術界一直以來都想明確AD患者言語障礙的根本原因，但似乎答案并不明確，這既顯示了高級認知功能的復雜性，也說明對阿爾茨海默病接受性語言功能研究方面仍然大有作為。值得注意的是，雖然短期記憶損害是AD患者最早出現也是最顯著的認知障礙表現，但并不應簡單將此作為語言損傷的全部深層原因，AD患者的語言能力損傷更大程度上是綜合認知功能受損的結果。已有研究表明不同腦區對語言能力有不同貢獻（Harasty et al. 1999;Gorno-Tempini et al. 2004;Fraser et al. 2016），例如句法和音系功能受額頂葉控制，而語義能力則由顳葉控制，因此不同分區產生不同網絡，不同網絡影響不同功能，研究有必要從不同功能入手，將語言分為不同層級，再由表面現象出發，逐層深入探索損傷機制。

（二）語言能力的多維性與認知量表評估的匹配缺失

從語言層級覆蓋面上說，對現有量表測量維度總結可發現，神經心理學量表的設計雖已包括了多個語言層級，涵蓋語音、句法、語義、語用，但多關注語義流暢性及命名（記憶力）維度。在臨床實踐中，篩查與評估并不會使用以上所有量表，單獨使用一種或幾種可致未能及早發現患者的某些言語功能障礙。過去的語料研究集中體現了AD患者的詞匯、語義特征，卻忽略了語用能力（Szatloczki et al. 2015）。故事敘述、半結構式采訪問答則能夠有效測量患者的語篇組織及語用能力（Lai 2014），并同時包含更多語音、語義、句法等語言學參數（Boschi et al. 2017）。因此，僅考察語言的某個層級不足以全面評估患者的言語能力，在參考單個詞匯處理數據的同時，更應采集患者的自然連續話語，從而更全面準確地對患者進行評估，且更利于對語言特征進行算法編碼。量表的使用不僅應提供較為明確的臨床診斷證據，最好還能發揮其特異性，為醫生提供更多臨床參考。因此，可考慮根據語言維度對應不同腦區功能的原理，在常用量表中更多添加語音、句法和語用維度，從而以簡要的任務相對全面地評估患者言語能力。

從任務設置形式上說，某些量表中的任務項（如語音重復與句子復述）有過于顯性的記憶能力考查，此種形式會造成患者自尊感降低，引發挫敗感，從而不利于病患情緒健康。多名學者已提出應適當將記憶考查隱性化（Snyder 2006;Basting 2006;Kontos 2006），Snyder（2006）還提到以互助小組的形式讓病患之間互相交流，使其能夠脫離世俗偏見，從而獲取更真實的言語數據。

從數據類型上說，目前神經心理學量表篩查與評測主要評估患者對單個詞匯的加工，卻忽視了患者連續言語所包含的信息。在以上所列量表中僅有語言專項類量表如Boston命名、WAB等設置了圖片描述或故事講述類任務。但已有研究得出結論，以連續言語區分AD患者具有可參考的特異性（Drummond et al. 2015;Fraser et al. 2016）。

語言處理并不僅依靠記憶力，語法和句子的生成都依賴于語言具有創造性的區別性特征。我們在語言感知與產出時也不會像解碼與編碼一樣簡單。實際上，在產出時，我們進入所記憶的詞匯庫中尋找恰當的詞語，接著使用語法規則構建新句子，再以對應的語音表達，而認知機制的作用在于在詞語與句子、句子與語音之間搭起橋梁。然而目前量表常用的命名和語義流暢性測試中，主要考察詞匯提取這第一步，這意味著對于記憶力的考察遠大于對語言能力的考量。盡管這兩類測驗能在一定程度上反映語義對應的能力，但對于語言能力的全面評估遠不能勝任。未來全面掌握患者的語言能力，需要考察不同的認知機制在語言產出中的作用，即從語言的不同維度分別測量。

四、正常老齡言語表現常模的建立及多模態數據的必要性

（一）正常老齡言語表現常模的建立

融合現有認知障礙評估量表的語言指標與日常行為觀測指標，基于多模態語料庫技術與模式識別技術，在建設一定體量的多模態數據庫基礎上，構建漢語為母語的正常老年人言語行為常模是眼下的當務之急。正常老齡言語表現常模的建立將為臨床認知障礙評估提供常模對比的基礎數據，提升認知癥老年人評估及診斷的準確性，其意義如下：

1.構建漢語為母語的正常老年人言語行為常模是語言蝕失研究的基礎。

目前，世界上缺乏大規模的老年人言語行為多模態數據庫，認知障礙評估也沒有明確的參照常模，評估的主觀性較強。這些都不利于認知障礙人群的診斷與研究。因此，構建漢語為母語的正常老年人言語行為常模是開展語言蝕失研究的基礎，也為臨床診斷提供參照。

2.基于常模的語言能力蝕失研究有助于認清大腦病理狀態下認知退化表現。

老年人的言語行為是其語言能力表現的重要維度。語言功能作為大腦認知的重要組成部分，它的發展、蝕失與認知功能的發展、衰老緊密相關。探究AD老年人的言語行為蝕失過程有助于認清大腦病理狀態下認知退化的語言功能表現。

3.對比數據庫可為AD老年人語言蝕失研究提供基礎數據。

基于多模態語料庫的語言蝕失研究相對鮮見，構建數據類型豐富的語料庫有助于為其他各類語言蝕失現象的研究提供重要語料，可為考察大腦在生命周期中的變化過程提供多層次的語言學觀測數據，因而具有較好的拓展性應用價值。目前國內對AD患者言語特征的研究多采用TalkBank英文語料庫（趙俊海2012;劉建鵬，趙俊海，杜惠芳2017），或跟蹤少數患者建立個體語料庫（劉紅艷2014），漢語常模語料庫的建立能為未來我國AD言語障礙研究提供新角度，開拓新思路。

（二）采用多模態數據的必要性

患者言之無物，并非代表他們喪失了自我意識。Merleau-Ponty（1964）很早就提出：交流存在于身體對各種姿勢的控制力上。因此多模態數據起到至關重要的作用，喪失溝通能力的患者將更多借助語調、面部表情甚至肌肉記憶來表現情感。特別在語用層面上，語用障礙存在多模態代償現象（Perkins 2007）。例如，當AD患者語用交際中的多模態互動發生異常，實施言語行為的話語量減少、借助體貌或動作等手段進行多模態代償的情況增多。

事實上，在面向臨床的語言評估中，一些學者已經將非言語特征納入了評估范疇（Prutting & Kittchner 1987）。他們認識到，多模態數據還可為醫學神經內科的疾病預判、病程管理提供多維度數據。

采集多模態數據、建設多模態語料庫，大致分為語料采集-語料加工-特征提取三大步驟：

（1）語料采集?？山柚啐g社區隊列研究的契機，以話題訪談及交際任務等為采集內容;采集音視頻等多模態數據后，匹配認知評估結果與其他臨床診斷標簽，采用自上而下立體式與左右平行式（記錄非言語行為信息）結合的格式轉寫語料。

（2）語料加工。建立老年人語用能力蝕失指標體系，例如，可以言語行為作為基本單位，確立指標體系及相應標注層，包括話語層、韻律層、行為層、心理層、語境層;結合之前的語言能力指標備選條目，建成常模或病患多模態庫。

（3）特征提取。基于上述人工標注后的正常及AD老年人多模態語料庫，對多模態數據進行深度加工，綜合人工專家意見條目遴選與基于模式識別的特征自動提取;初步探索面向AD檢測的語音預處理與聲學特征、面部表情特征提取及識別方法，基于分類模型生成最終特征值，集合人工專家意見確定常模的基本指標體系。

多模態數據不僅為認知障礙評估提供了基線，更增加了AD早期篩查的數據形式和檢測維度，能夠較為全面地為診斷提供參考。當然，基于語料庫的語言蝕失研究正逐步興起，未來能夠更全面地揭示語言蝕失過程的數據不應僅局限于音頻與轉寫文字。

最后需要指出的是，我們不僅應關注數據源的多模態類型，數據采集環境也應重視。使患者處在與生活環境相仿的物理環境中能減少焦慮感和侵犯性，從而使他們更傾向于發起互動，回應社交行為（Zeisel et al. 2003;Chatterji 2006）。

五、未來量表優化展望

言語表現作為顯著的外顯特征能反映AD疾病的神經心理變化，這就意味著我們應該重視語言本體范疇的多維方面，維度涉及越多，對于疾病的生理變化就掌握越多的信息，從而能夠提供更加合理、可靠的臨床參考。通過對表層癥狀的匯總，不僅可為目前臨床診斷提供參考標志物，更能推動人工智能在AD診療上的應用。

雖然國內目前使用的量表已對語言項有所關注，但常規篩查量表對此還關注不夠，專項語言類測試又費時費力，因此想要對現有量表進行優化，必須經過大量的文獻和實證積累，從各種研究中得出認知癥人群語言能力受累的突出標志，有針對性地設計任務。需要指出的是，本文主要從理論層面強調多維語言能力評估對早期篩查的重要意義，并非從實踐角度（如信效度上）提供量表優化方案。未來的努力方向應當是考慮如何提取特異性、敏感性俱佳的言語障礙特征提升量表設計。另外，在認知癥人群的言語數據采集中，音頻采集工作已受到重視，但音頻信息卻不足以完全反映患者狀態，因此未來數據采集應以多模態為主，以電子化評估為媒介，對患者的眼動、手勢、神態、表情、畫蹤等進行記錄。

最后，多數認知癥，尤其是阿爾茨海默病作為慢性疾病，需要長期的隨訪監測，只有建立起大型人群隊列研究，將常規監測渠道和定向監測渠道收集的資料進行相互比較驗證，才能夠不斷掌握患者的病理進程，不斷更新特征數據，從而為量表設計、疾病預判提供良好的數據支撐。

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