基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的注意缺陷多動(dòng)障礙評(píng)估方法研究

曹龍飛 沈騰輝 付云想 駱宏 方妍彤

注意缺陷多動(dòng)障礙（attention deficit hyperactivity disorder，ADHD）是一種發(fā)生于兒童期的神經(jīng)發(fā)育障礙［1］，常常表現(xiàn)為注意力不集中、多動(dòng)和沖動(dòng)，患兒的學(xué)業(yè)水平和社會(huì)功能會(huì)受到嚴(yán)重影響［2-5］。臨床上對(duì)兒童ADHD進(jìn)行評(píng)估的主要方法是持續(xù)操作任務(wù)（continous performance task，CPT），但CPT較為枯燥且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，兒童的配合度較差［6-7］。而基于虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，VR）技術(shù)的評(píng)估方法更具趣味性，兒童的配合度也較好［8］。歐美的一些研究認(rèn)為，VR技術(shù)可以作為一項(xiàng)有效的輔助工具用于評(píng)估ADHD［9-11］。本研究對(duì)中國(guó)ADHD兒童和正常發(fā)育兒童同時(shí)開展CPT和VR任務(wù)測(cè)試，旨在確定基于VR技術(shù)任務(wù)評(píng)估ADHD的有效性，探索ADHD兒童在VR任務(wù)和CPT中行為表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年1月到2019年7月在杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院兒童青少年心理健康聯(lián)合門診接受治療的ADHD患兒61例。其中，男48例，女13例；年齡6～15（9.36±1.49）歲。（1）納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合DSM-5中ADHD的診斷標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)具有主治以上資格的精神科醫(yī)師確診；②韋氏智商>80；③無(wú)嚴(yán)重的導(dǎo)致昏迷的腦外傷史，或神經(jīng)系統(tǒng)疾病，或其它嚴(yán)重的軀體疾病；④右利手；⑤此前未接受過(guò)針對(duì)ADHD的藥物治療；⑥視力正常；⑦患兒及家屬自愿參與研究，并簽署知情同意。（2）排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有精神分裂癥、情感障礙、精神發(fā)育遲滯、孤獨(dú)癥、癲癇等及其它神經(jīng)系統(tǒng)器質(zhì)性疾病；②存在色盲等其它不適宜進(jìn)行VR、CPT檢查的情況。另選取同期檢查為正常的兒童43例作為對(duì)照組，納入標(biāo)準(zhǔn)同前②-⑦，排除標(biāo)準(zhǔn)同前。其中，男36例，女7例；年齡6～15（9.60±1.59）歲。兩組的年齡、性別比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），具有可比性。本研究經(jīng)杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 研究方法 （1）CPT：使用偉思視聽整合連續(xù)操作任務(wù)（Continuous Audio-Visual Performance Task）對(duì)兒童進(jìn)行測(cè)試，總持續(xù)時(shí)間為25 min，包括聽覺和視覺刺激。測(cè)試任務(wù)包括對(duì)目標(biāo)或者干擾作出反應(yīng)的500個(gè)試次，每1個(gè)試次持續(xù)500 ms，間隔為1,000 ms。因此，這個(gè)測(cè)試要求受測(cè)者全程保持不變的、持續(xù)的反應(yīng)來(lái)完成。（2）基于VR技術(shù)的任務(wù)：VR任務(wù)設(shè)備（浙江新景科技有限公司），包括1臺(tái)計(jì)算機(jī)和1個(gè)VR頭盔（每只眼睛的分辨率為1,080×1,200像素，刷新率為90 Hz，視野為110°）。任務(wù)場(chǎng)景有顏色識(shí)別、形狀識(shí)別和綜合識(shí)別。在綜合識(shí)別中，既有顏色識(shí)別也有形狀識(shí)別。整個(gè)任務(wù)在10 min內(nèi)完成，最后統(tǒng)計(jì)兒童的正確個(gè)數(shù)作為指標(biāo)。（3）實(shí)驗(yàn)流程：首先完成CPT任務(wù)，在CPT任務(wù)開始之前，受測(cè)者有2 min的時(shí)間進(jìn)行練習(xí)。CPT中視覺刺激和聽覺刺激隨機(jī)出現(xiàn)，要求受測(cè)者在看到或聽到數(shù)字“1”時(shí)，單擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行反應(yīng)；在看到或聽到數(shù)字“2”時(shí)不反應(yīng)。完成CPT后，休息20 min，再進(jìn)行VR任務(wù)，同樣有一個(gè)練習(xí)階段。VR任務(wù)中，顏色識(shí)別、形狀識(shí)別、綜合識(shí)別這三個(gè)場(chǎng)景按順序依次出現(xiàn)。在顏色識(shí)別中，屏幕中央上方會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)幾何體，可能是紅色、藍(lán)色、黃色、紫色或綠色這五種顏色中的一種，受測(cè)者要從若干個(gè)選項(xiàng)中選出和屏幕中央上方幾何體相一致的顏色，隨著任務(wù)的推移，選項(xiàng)數(shù)量會(huì)從3個(gè)變?yōu)?個(gè)，最終變?yōu)?個(gè)。在形狀識(shí)別中，屏幕中央上方會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)幾何體，可能是正方體、球體或正四面體這三種形狀中的一種，受測(cè)者要從若干個(gè)選項(xiàng)中選出和屏幕中央上方幾何體相一致的形狀，隨著任務(wù)的推移，選項(xiàng)數(shù)量會(huì)從3個(gè)變?yōu)?個(gè)，最終變?yōu)?個(gè)，在綜合識(shí)別中，顏色識(shí)別或形狀識(shí)別將會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)，只有完成上一個(gè)場(chǎng)景之后，才會(huì)進(jìn)入下一個(gè)場(chǎng)景。

1.3 觀察指標(biāo) （1）VR任務(wù)中的正確個(gè)數(shù)：VR任務(wù)中錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)到7次后，會(huì)提示任務(wù)失敗，隨即結(jié)束。（2）CPT的正確率、反應(yīng)時(shí)和反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；關(guān)聯(lián)分析采用Pearson相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組兒童完成CPT及VR任務(wù)情況比較 兩組CPT的反應(yīng)時(shí)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；兩組CPT的正確率、反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。兩組兒童做VR任務(wù)的正確個(gè)數(shù)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）見表1。

表1 兩組兒童完成CPT及VR任務(wù)情況比較

2.2 ADHD組VR正確個(gè)數(shù)與CPT正確率、反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差的相關(guān)性分析 結(jié)果顯示，VR正確個(gè)數(shù)與CPT的正確率存在正相關(guān)（P<0.01）；VR正確個(gè)數(shù)與CPT中的反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差存在負(fù)相關(guān)（P<0.01）。見圖1-2。

圖1 VR正確個(gè)數(shù)與CPT正確率散點(diǎn)圖

3 討論

本研究中ADHD兒童與正常發(fā)育兒童在CPT反應(yīng)時(shí)上的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），而在反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差及正確率上的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。具體來(lái)說(shuō)，ADHD兒童的CPT正確率低于正常發(fā)育兒童，而反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差高于正常發(fā)育兒童。既往一項(xiàng)納入319個(gè)研究的薈萃分析表明，ADHD的一個(gè)重要特征是個(gè)體內(nèi)行為變異（intra-individual variation，IIV）增加，即在任務(wù)過(guò)程中測(cè)試者行為表現(xiàn)出更大的波動(dòng)（反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差），而在反應(yīng)時(shí)這一指標(biāo)上，ADHD與正常兒童的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）［12］，與本研究的結(jié)果一致。提示臨床應(yīng)該更關(guān)注ADHD兒童在任務(wù)表現(xiàn)中的波動(dòng)情況和任務(wù)完成的正確率，而非反應(yīng)的快慢。還有研究表明，ADHD兒童在任務(wù)表現(xiàn)中的波動(dòng)有一定的周期性［13］，這為ADHD兒童個(gè)體內(nèi)行為變異的研究提供了新的思路。

圖2 VR正確個(gè)數(shù)和CPT反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差散點(diǎn)圖

VR技術(shù)是近年來(lái)新興的一種技術(shù)。2019年，張菁等［14］針對(duì)國(guó)外VR輔助評(píng)估兒童ADHD的應(yīng)用做了綜述，表明VR對(duì)ADHD輔助評(píng)估有效，并且與經(jīng)典的CPT相比，VR在輔助評(píng)估方面更加有效。本研究結(jié)果亦表明了VR輔助評(píng)估ADHD的有效性，而且VR任務(wù)可以對(duì)ADHD兒童進(jìn)行干預(yù)，是其優(yōu)于傳統(tǒng)CPT的原因之一。曹蕓等［15］將VR技術(shù)與腦電圖、生物反饋訓(xùn)練相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)可以有效維持ADHD患兒的注意力。富言等［16］使用VR技術(shù)設(shè)計(jì)了一款幫助ADHD兒童康復(fù)的教育游戲，并取得了良好療效。

本研究對(duì)ADHD兒童完成VR任務(wù)的正確個(gè)數(shù)與CPT的正確率、反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)VR任務(wù)的正確個(gè)數(shù)和CPT正確率存在正相關(guān)，與CPT的反應(yīng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差存在負(fù)相關(guān)。DíAZ-ORUETA等［17］發(fā)現(xiàn)，遺漏數(shù)目、錯(cuò)認(rèn)數(shù)目、反應(yīng)時(shí)在經(jīng)典CPT與VR任務(wù)之間的相關(guān)性更強(qiáng)，與NEGUT等［18］的研究結(jié)果不同，僅反應(yīng)時(shí)這一項(xiàng)有相關(guān)性。由此可見，關(guān)于CPT與VR任務(wù)相關(guān)性的研究尚未有一致定論，可能是因?yàn)榛祀s因素多，比如性別、服藥等，而且有的研究樣本量較小。

綜上所述，VR技術(shù)任務(wù)可以作為有效輔助評(píng)估ADHD的工具，并且與傳統(tǒng)CPT評(píng)估結(jié)果相關(guān)。但由于本研究納入的樣本量相對(duì)較少，而且女童少、年齡段單一，今后還需擴(kuò)大樣本量結(jié)合VR的多個(gè)不同指標(biāo)進(jìn)一步研究。

聲明：曹龍飛與沈騰輝為共同第1作者。