輕度認知障礙及癡呆癥患者計算機輔助認知康復現狀與趨勢

趙御凱，張鼎，賈妮，孟帥，張芳芳，郭肖博，張禹

隨著人口老齡化的不斷上升，與年齡相關的認知障礙，尤其是癡呆癥的患病人數呈現上升趨勢，其認知功能受限、生活自理能力下降，伴隨繁多老年疾病的發生，嚴重影響患者及家庭的生活質量，增加社會負擔。輕度認知障礙(Mild cognitive impairment，MCI)指患者在記憶力、注意力、反應速度及溝通交流能力等眾多方面的輕度損傷，它是介于正常衰老和癡呆癥之間的一個過渡性的臨床狀態。目前對于MCI及癡呆癥患者的臨床干預治療已受到眾多學者重視，上世紀計算機的衍生到至今逐漸普及，軟件開發技術得到了不斷發展，計算機輔助認知康復(Computer-assisted cognitive rehabilitation，CACR)技術逐漸被用于MCI、癡呆癥及醫學研究的眾多領域。此技術可對患者進行系統認知障礙評估，根據結果給予針對性治療方案，其訓練手段多種多樣，相較于人工訓練融入了更多現代性、娛樂性元素，極大的提升了治療效果[1]。本文基于計算機輔助認知康復技術下，對此治療手段在MCI及癡呆癥患者臨床干預現狀方面做一綜合性分析和展望，為后續相關研究提供參考。

1 計算機輔助認知康復歷史由來及發展特征

關于計算機輔助認知技術起源可以追溯到20世紀60年代的美國，最初康復人員只是為改善卒中以及腦損傷患者在生活自理能力方面而設計的一種系統程序。時間進入到1980年代中期，相關信息化產業相繼建立，促使一些沒有廣泛技術專長的個人或者團體開始逐漸開發屬于自己的軟件，而一些臨床醫師也逐漸開始為單個、甚至多個平臺編售認知再訓練軟件[2]。這種計算機輔助認知軟件具有極高的靈活性、創新性，可實際貼合臨床醫師工作，因此，逐漸得到臨床大力推廣。而CACR技術主要應用于執行力、注意力、記憶力以及感知能力的大量訓練，大多數只是為了康復部分患者抽象性的思維能力，而當時計算機產業技術匱乏、運速緩慢、訓練缺乏指標，更多介導于醫師的感性思維[3]。二十一世紀后信息化高速發展，軟件技術的缺點和局限性逐漸被填補，CACR技術與認知障礙方面的訓練相互融合，更加接近娛樂元素和現代生活的方方面面，其在相關MCI康復檢驗指標方面更加成熟。如1998年Butti等[4]首次將此技術應用于腦損傷和神經衰弱而引起的記憶障礙、視覺障礙以及邏輯數字紊亂的MCI患者治療中，所有受試者規范接受一周5次，一次5h的記憶力、注意力及視覺邏輯方面的計算機康復訓練。最終，患者在記憶能力方面得到顯著改變，并且患者心理層面開始出現了樂觀積極心態。當然，此研究未采用相關隨機對照試驗及未進行盲法的設計，但為計算機輔助認知技術在非藥物干預治療認知障礙方面提供了重要的臨床證明。1999年Podd等[5]將此技術應用于臨床MCI患者的治療干預中，聯合戒備療法及心理輔導，最終，改善了三名認知障礙患者在認知力及執行力方面的水平，并且在治療時間段內的簡易精神狀態評價量表(Mini-mental Status Examination，MMSE)評分準確地預測了患者的治療程度。當然，隨著認知神經科學、神經影像學技術及計算機技術，甚至神經生物學的不斷發展，計算機輔助認知康復已作為一種新興的改善腦認知能力技術，在神經學、神經康復學等重要領域占有一席之地。所展現與傳統神經康復不同在于，它具有獨立性、無創性、適應性、強大的儲存能力及廉價易獲取性、易操作等眾多特征，且立足于計算機輔助認知康復技術之上，多學科交叉互相取長補短，促使學科融合與發展，故而具有一定意義上的創新性及科學實踐性等發展特征[6]。

2 計算機輔助認知康復媒介類型

對于MCI及癡呆癥患者所干預的計算機輔助認知康復軟件大致分為：軟件類、網絡平臺、虛擬現實技術及其他。

2.1 軟件類

2.1.1 認知訓練軟件 目前，認知訓練軟件在CACR領域應用最為廣泛。神經心理學軟件程序(NeuroPsychological Training，NT)旨在通過使用各種任務來增強多個認知領域，并且可以提供臨床測試數據的及時反饋，從而使參與者可以按照自己的進度完成臨床任務。譬如，科羅拉多神經心理測驗(Colorado Neuropsychological Test，CNT)軟件中改善記憶力的顯式和隱式記憶任務，是通過進行為期九周的試驗，從而達到評估訓練對記憶的效果。Kallio等[7]針對社區居住的MCI患者進行了為期12周的認知訓練，通過CNT軟件進行單盲隨機對照試驗，結果，治療組在認知功能(注意力、記憶力、執行力及邏輯推理能力)方面改善顯著，且優于對照組，并且治療組經過神經心理學軟件干預后，心理幸福感指數(Psychological Well-being，PWB)的有效性顯著提高。Anouk等[8]采用工作記憶訓練(Working Memory，WM)，對23名健康老年組和18名MCI老年患者組進行為期5周培訓及3個月隨訪，采用CNT軟件評估記憶力改善情況，結果顯示，健康老年組3個月隨訪后記憶力未提升，而MCI組改善明顯，且記憶力的提升并非只持續一段時間，因此，認知訓練軟件在改善認知功能障礙方面有一定的臨床療效。

2.1.2 網絡視頻游戲 與改善認知的神經心理學軟件不同，大多數網絡視頻游戲最初并不是為了改善認知的各個方面而設計的，而僅僅是為了提升患者的后續生活質量。但有研究表明[9]，網絡視頻游戲不僅可以改善老年人的特定認知領域，也可以影響患者的整體認知功能，因此，網絡視頻游戲作為新的一種認知康復訓練手段，在治療老年人輕度認知功能障礙，甚至癡呆癥患者方面，展現極大的未來開發前景。McCord等[10]通過為期3周的網絡動作視頻游戲干預認知功能障礙的社區老年人，實驗組在試驗后和隨訪過程中均顯示出視覺、注意力和工作記憶力的顯著改善，并且各項指數明顯優于對照組，差異具有統計學意義。因此，將視頻游戲作為老年人的一種休閑娛樂選擇之一，是有助于改善老年人認知水平，應給予適當推廣。

2.2 網絡平臺類 CACR技術也可通過網絡平臺這一方式來改善MCI及癡呆癥患者的認知水平，患者可在網絡平臺中尋找自己需要的相關認知訓練軟件，并且不經過收費后下載，僅僅需要連接移動流量或者Wi-Fi網絡，從而線上訓練，根據不同難度等級來確定自己的認知水平及訓練強度。譬如，法恩凱斯網站(http：//www.feskits.com)、智能大腦平臺(Start Brain，http：//smartbrain.net/)，通過線上訓練改善認知水平`，并結合日常線下訓練，達到多角度、全方位康復治療的效果[11]。

2.3 虛擬現實技術 為了延緩認知能力下降并減少癡呆癥的發生，必須對MCI進行逐條的嚴格標準制定，虛擬現實(Virtual Reality，VR)技術在各項標準中的臨床反饋已逐漸克服傳統紙筆測試的不足。關于VR應用程序，最常見的特征是使用半浸入式，操縱桿或游戲手柄結合設置的場景，進行代入感極強的一次認知行為評估[12-13]。江山等[14]基于VR技術將60例顱腦損傷后MCI患者隨機分為2組，對照組給予常規認知訓練，觀察組給予虛擬現實技術治療，在治療2周、4周、8周時間節點分別對兩組患者進行測試，結果顯示，治療2周時，兩組患者的蒙特利爾認知評估(Montreal Cognitive Assessment，MoCA)評分較治療前明顯提升，但MMSE評分、日常生活活動功能(Barthel index，BI)指數與治療前無顯著性差異；治療4周時，2組MoCA、MMSE評分、BI指數較治療前均有所改善，但組間無顯著差異；治療8周時，2組MoCA、MMSE評分、BI指數較治療前均明顯提升，且組間具有明顯差異。因此，VR技術在改善MCI方面是有明顯臨床療效的，但仍需要進一步大樣本、多中心、盲法選擇的試驗研究，以待應用于臨床。

2.4 其他

2.4.1 手指操訓練 運用手指操來訓練MCI患者，可以增加大腦皮層的刺激反饋，提升大腦的活躍點和興奮點，增強腦代謝，從而改善腦循環，增強認知功能，延緩病情的進一步發展。陳連洲等[15]通過手指操訓練，將64例MCI及癡呆癥患者分為隨機分為2組，對照組給予常規護理及藥物治療，觀察組在對照組的基礎之上增加手指操訓練，對比2組臨床療效、認知水平及生活能力評分，治療周期1年。結果顯示，觀察組臨床療效的總有效率高于對照組，本頓視覺保持測試、快速詞匯測驗、癡呆簡易篩查表、數字廣度測試評分顯著高于對照組，且組間差異具有統計學意義。因此，運用手指操訓練來改善MCI及癡呆癥患者的認知水平及生活水平是有一定的臨床意義，應給予大力推廣。

通過以上闡述的所有治療手段干預此類疾病，從而達到虛擬與現實的完美結合，提升并改善認知水平。當然，隨著我國5G網絡技術的不斷發展以及全球眾多學者在認知功能障礙及癡呆疾病方面的深入研究，未來基于計算機輔助認知康復的介入手段將會更加智能化、多樣化[16]。

3 計算機輔助認知的研究現狀

3.1 加強記憶力效果 CACR技術在MCI及癡呆癥患者群體的癥狀改善中具有一定程度的影響。Moon等[17]基于CACR技術在改善MCI患者的工作記憶及執行功能方面進行臨床隨機對照試驗，將受試者分為兩組進行干預，采用數字記憶測試及Stroop測試A和B，結果顯示，數字記憶測試的前后對比中，觀察組改善明顯，并且Stroop測試A和Stroop測試B，分別在視覺記憶方面明顯優于對照組，組間比較差異具有統計學意義，這些發現表明，CACR技術在改善MCI患者的工作記憶和執行功能方面更為有效。同時研究發現，CACR聯合重復經顱磁刺激(Repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)技術對MCI患者進行臨床干預療效顯著。徐海松等[18]將72名MCI患者分為4組(藥物組、rTMS組、認知訓練組、聯合組)進行臨床研究，結果顯示，各組經過治療后P300潛伏期均有明顯下降，但聯合組指數較為顯著，并且治療前后不同腦組織區域電LZC值較單純rTMS組變化明顯。因此，CACR聯合重復經顱磁刺激技術的手段來干預MCI患者的治療，通過客觀的P300潛伏期縮短指標，更能說明出CACR技術在改善認知力、記憶力等方面的作用，同時作為安全有效、非藥物干預的一種臨床認知康復手段，此技術有待于進一步推廣。

3.2 集中注意力及反應速度 往往注意力、反應速度與記憶力保持密切聯系，這些因素均是生活、學習及工作的相關要素，因此，在訓練記憶力的同時，要密切關注MCI及癡呆癥患者注意力及反應速度的臨床刺激反饋[19]。Park等[20]在基于CACR技術下，測試患者注意力及反應速度等相關因素，結果顯示，觀察組視覺空間注意力測試，在進行干預后MCI患者的反應速度測試，并且波士頓命名測試顯著改善，3組測試結果均優于對照組，且組間差異具有統計學意義。Lee等[21]基于CACR技術，將30名MCI及癡呆癥患者分為2組，觀察患者治療前后MMSE量表評分的變化情況，研究結果顯示，CACR技術訓練組的量表評分明顯大于傳統治療組，且組間臨床療效差異具有統計學意義。因此，CACR技術可作為機體損傷所帶來的認知功能障礙方面的康復治療手段，這種技術手段可替代臨床傳統治療手段，科學地預見并且防止認知水平急劇下降。

3.3 增進溝通交流 臨床中常見MCI患者伴隨病情時間延長，導致言語障礙，缺乏語言溝通，與患者的一對一治療存在很大困難，給醫護工作帶來很大困擾，因此，對此類病患的輔助認知康復治療顯得尤為重要。Qiao等[22]基于CACR技術在促進語言交流方面進行橫斷面研究，分別將MMSE評分、認知功能評分作為因變量，MCI患者語音參數作為自變量，進行多元性線性認知評分，結果得出，沉默持續時間與神經功能評分(MMSE、認知功能)呈正相關。Natalie 等[23]將60名MCI患者分為兩組，進行CACR技術治療，經過6周的干預治療后，結果顯示，兩組治療分數在干預前、干預后這兩個時間段內沒有顯著變化，但干預組癡呆量表評分較前明顯改善。因此，在運用CACR技術下可以更好的觀察MCI患者神經功能變化與臨床言語之間的關系變化，為臨床診治提供更佳選擇。

3.4 情感釋放訓練效果 輕度認知功能的障礙，甚則癡呆癥，即是思維能力的喪失。國外相關研究顯示[24]，通過刺激情感的釋放，從而獲取少量情感信息，這樣來關注臨床病情的發展方向，為臨床治療提供幫助。Pedro等[25]在CACR技術支持下運用與患者模擬對話的服務方式，結合虛擬環境下的游戲方式，收集MCI及癡呆癥患者在接收到“狂歡”“苦惱”、“失敗”等大量信息后的刺激反饋。研究表明，通過CACR技術干預下患者的情感明顯較前增多，且對于感覺閥門的刺激較為明顯。

3.5 增強執行能力 執行力與注意力、反應速度密切相關，是患者思維及處理生活中瑣碎事務的功能體現。執行力障礙的降低可以從患者的反應速度上體現出來，并且它的下降使患者不能及時適應周圍環境，嚴重影響日常工作生活。因此，在注意力及反應速度訓練的同時，給予足夠量的執行力訓練是至關重要的[26]。Lee等[27]將20例MCI患者進行為期12周訓練，觀察組使用CACR技術，對照組常規輔助治療，結果顯示，治療前兩組在基線年齡，性別，文盲，受教育年限以及MMSE和改良BI指數評分方面無顯著差異，但治療組經過治療后改良BI指數評分明顯優于對照組，接受CACR技術治療患者的MMSE評分提高，從而證明了CACR技術可有效改善MCI病患的執行力障礙。

3.6 提升日常生活自理能力 對于CACR技術而言,MCI及癡呆癥患者的生活質量的提升應是基于此技術治療后重要的評定標準之一，而提升此類患者的日常生活自理能力，能夠增加MCI及癡呆癥患者今后的生活質量，因此，CACR技術在改善日常生活自理能力方面顯現的尤為重要[28]。Hagovská等[29]將60例MCI患者分為兩組，觀察組采用CACR技術，對照組采用傳統認知訓練手段，進行為期10周，一周2次，一次30min的隨機對照試驗，結果顯示，觀察組經過訓練后生活質量及生活自理能力評分優于對照組，且負荷評分增加，2組評分的錯誤比例均較治療前減少。因此，CACR技術在提升日常生活自理能力及生活質量方面效果顯著，值得臨床應用。

4 計算機輔助認知的優勢及局限點

雖然CACR技術被用于臨床，作為一項針對MCI及癡呆癥患者的治療和康復訓練手段，但就其發展歷史而言還相對較短。然而，臨床治療效果卻比傳統藥物療法等凸顯更佳，計算機在認知訓練中的作用是將計算機作為認知康復工具的主載體，有眾多優點及積極方面，并且在國外，眾多學者已做出相關臨床證實[30]。

4.1 CACR的優勢 通過檢索大量國外相關研究文獻顯示[31-32]，CACR在被用于MCI及癡呆癥患者認知功能訓練中具有以下優點：①它能夠高度標準化地記錄患者被刺激后的反應回饋，相較于觀察員或者測試員，能夠更加準確、一致、客觀地記錄數據，并且將患者所呈現的數據逐個分析，保留于永久數據庫，以便于后續臨床收集需要。②患者所產生的刺激反應，在計算機上會以明亮且色彩豐富的圖形呈現出來，以便于臨床醫師分析。③此外，計算機作為輔助康復的主載體，具有無限的耐心，可以持續性呈現患者所展示出的應激刺激，不會產生疲勞或者無聊的臨床風險，在人為設定的環境中按照指定節奏工作，測試的難易程度不會使患者產生失敗感，使患者自我價值感得到提升。④.計算機輔助認知康復是一種新穎、愉悅、具有挑戰性的技術，就目前這類康復技術中大多數計算機都是便攜式、易使用、成本較低。

4.2 CACR的局限點 國外眾多學者也針對CACR技術闡述了謹慎和局限點[33]。這些謹慎和局限點體現在[34]：①醫師對MCI及癡呆癥患者的臨床癥狀能否有一定全面的了解，以便于對其選用適用的軟件，否則存在浪費患者寶貴的治療時間和執行無效的測驗。②計算機可以完全獨立工作，但是不能夠接替醫師的工作，其作用僅為康復工具，而并非臨床醫師，因此，無法及時將患者的應激反饋全面分析。③患者所呈現出的臨床刺激反應作為數據采集，未有相應的對照研究，因此，后續數據分析需要研究者進行大樣本及長期跟蹤隨訪得到驗證。

5 總結與展望

綜上所述，CACR技術可以作為一種提高認知水平的高效輔助治療手段，并且此技術在改善MCI及癡呆癥方面顯現出不俗療效。這一康復技術，打破了傳統康復治療手段，療效突出、經濟實用、靈活多變，在臨床應用方面可以更好地代替醫護人員，緩解人為因素所帶來的的結果偏差[35]。同時，國外相關學者認為[36]，技能的培訓、技術的推廣、患者的依從性等相關問題依然是該領域的關鍵問題，應將其視為評估啟動或者繼續CACR技術治療的關鍵標準。因此，為了獲得更佳預后療效，技術相關性培訓需要重點關注，其內容模式、結構化以及監控模式上盡量采用生態自然背景，并且初始治療要給予患者在心理方面產生極大的依從性，以便后續臨床診治繼續開展[37]。

相較于西方國家，我國在CACR技術領域起步較遲，研究和應用方面較少，且缺乏康復相關軟件應用于臨床研究[38]。近年來[39]，我國經濟實力飛速發展，醫院信息化已全面普及，醫護人員的計算機技術也已熟練掌握，CACR技術應全面臨床推廣，為后續在認知功能障礙及癡呆癥領域提供康復醫學技術支持。而就其漢化后的軟件應用上，應該貼近于臨床治療，在后續軟件開發上，應結合我國當前醫療衛生行業的實踐標準及多學科發展的方向，開發適用于符合我國臨床要求的CACR軟件，推動我國在MCI及癡呆癥治療及預防事業的進一步發展。