認知障礙診治儀智能選擇訓練策略對腦卒中患者認知功能的影響

黃秋麗，歐建林，嚴嘉健，陳卓銘

暨南大學附屬第一醫院，廣東 廣州 510630

腦卒中后認知功能障礙（post-stroke cognitive impairment，PSCI）是腦卒中后的一個主要癥狀，據統計50%～70%腦卒中患者有不同程度的認知障礙，大概有1/3 會發展為癡呆［1］。認知功能的恢復對患者整體功能恢復有非常重要的作用。國內外研究表明認知訓練對腦卒中后患者的認知功能、語言功能和執行功能等都有明顯的改善作用［2］。目前臨床中認知訓練的形式主要有傳統的人工認知訓練和計算機輔助的認知訓練。隨著計算機科學、認知心理學和神經心理學的快速發展，為計算機輔助認知障礙康復訓練提供了一些新思路。在美國有73%的康復機構使用計算機進行認知障礙的康復［3］。

計算機輔助認知訓練在臨床中使用越來越廣泛，以前大部分認知訓練軟件是國外研發，現在國內自主研發的軟件也越來越多，每款軟件都有各自的特點，研究發現國外研發的軟件主要是因為生活、文化和地域的差異，一些訓練素材不適宜我國患者，部分軟件的訓練內容脫離實際生活，對患者的吸引力欠佳，對日常生活能力的提高不大［4］。本研究所使用的是認知障礙診治系統（早老干預系統），是一款基于認知心理學原理自主研發的認知訓練軟件，該軟件包括評估和訓練兩大模塊內容。該系統經過智能評估后可智能推薦適合患者能力的訓練項目，該系統的訓練內容均選用日常生活中的素材，內容豐富、趣味性強 ，系統中的動畫、視頻和聲音等能給患者多感官的刺激。本研究主要分析認知障礙診治儀智能選擇訓練策略在腦卒中患者認知功能恢復中的作用。

1 臨床資料

1.1 病例選擇標準

1.1.1納入標準 ① 符合2015 年中華醫學會神經病學分會新修訂的《中國腦血管疾病分類2015》中腦卒中的相關診斷［5］；② 經頭顱CT 和/或MRI 檢查明確；③ 初發腦卒中，發病時間在半年內；④ 病情穩定，意識清醒；⑤ 認知功能篩查MMSE 文盲＜17 分，小學＜20 分，中學或以上＜24 分［6-7］；⑥ 可獨坐20 min以上并能簡單操作電腦；⑦ 文化程度小學及小學以上；⑧ 患者積極配合治療；⑨ 均簽署知情同意書。

1.1.2排除標準 ① 發病前已被診斷患有認知障礙或精神障礙；② 生命體征不穩定者；③ 合并有嚴重的心臟疾病，肝、腎功能衰竭，惡性腫瘤等疾病影響認知功能評定的患者；④ 有嚴重視力或聽力障礙者；⑤ 重度失語癥；⑥ 不能或不愿配合認知訓練者。

1.1.3脫落標準 ① 患者在干預期間主動退出試驗；② 依從性差，無法配合治療；③ 患者在干預期間出現病情變化。

1.2 一般資料

本研究為前瞻性的非隨機對照臨床試驗，入選2018 年1 月—2021 年6 月在暨南大學附屬第一醫院總院康復科和東圃院區康復科住院治療的符合納入標準的腦卒中后認知障礙的患者100 例，根據是否接受認知障礙診治儀智能選擇訓練策略分為治療組和對照組各50例，治療組在常規藥物及康復訓練的基礎上，使用認知障礙診治儀干預認知功能；經評估檢查發現有一定的認知功能障礙，但是患者認為對其日常生活無明顯影響，不愿意接受相關認知功能干預者作為對照組。2 組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本研究已通過暨南大學附屬第一醫院醫學倫理委員會批準（審批號：KY-2020-087）。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups

2 方 法

2.1 治療方法

2.1.1基礎治療 2 組患者均給予常規的藥物治療和肢體康復治療。常規的藥物治療包括應用神經內科常用藥物調整血壓、營養神經、改善腦循環，維持水、能量、電解質及酸堿平衡。常規的肢體康復治療包括良肢位擺放、肌力訓練、關節活動度訓練、體位轉移訓練、平衡訓練、步態訓練等。

2.1.2治療組 在以上常規藥物和肢體康復治療的基礎上采用認知障礙診治儀（早老干預系統）進行智能認知功能篩查評估和訓練。具體的評估內容包括定向力、記憶力、注意力、計算力、語言能力和推理能力6個維度。具體訓練方案包括空間定向力訓練、空間理解，順序和倒序工作記憶訓練、視覺記憶、聽覺記憶，視覺注意、聽覺注意以及綜合專注訓練，直接運算、間接運算、創造運算訓練，聽音尋物語言康復訓練等。智能評估可測量患者定向力、記憶力、注意力、計算力、語言和推理能力，每位患者經智能評估后系統自動根據結果智能推薦匹配的訓練內容和訓練難度。由統一經過培訓的言語治療師采用“一對一”的訓練模式，輔助患者完成智能選擇的訓練內容，在訓練過程中根據患者的恢復進度逐步增加訓練難度。治療每天1 次，每次20 min，每周訓練5次，總治療時間為1個月。

2.1.3對照組 給予常規藥物和肢體康復治療，無針對性的認知訓練干預。

2.2 觀察指標

2 組患者訓練前及訓練1 個月后均采用簡易精神狀態量表（mini-mental state examination，MMSE）進行評估，所有評估均由專業的言語治療師按統一的標準進行，治療組訓練前后使用MMSE、智能評估進行評測，對照組訓練前后用MMSE 評測，比較訓練前后2組內及訓練后2組間MMSE評分有無差異。

2.2.1MMSE 評定 包括定向力、記憶力、注意力及計算力、回憶能力、語言能力5個方面，共30個小項，每項正確得1 分，提示下和錯誤不得分，總分30 分，文盲＜17分，小學＜20分，中學或以上＜24分，判斷為認知功能受損［7］。

2.2.2智能評估 應用認知障礙診治儀（早老干預系統）智能篩查模塊進行檢測。智能篩查檢測項目包括記憶力、注意力、定向力、計算力、語言能力以及推理能力6 個方面的檢測［8］。檢查時先讓患者做熱身測試，待患者熟悉適應操作電腦后進入正式測試題。系統采用的是計算機觸摸屏，測試時患者用手指觸摸屏幕選出答案，答完一道題自動轉入下一題作答，系統提供語音讀題，整個評估過程人工智能化。

以上2項評估均由經過培訓的專業語言治療師使用普通話，使用統一的指導語完成。測評時安排在一個隔音且安靜的環境，檢查時其他人不能給予任何提示及暗示。

2.3 統計學方法

本研究使用SPSS 22.0 軟件進行統計分析。非連續型變量用中位數［M（P25，P75）］表示，2 組患者治療前后MMSE 評分不符合正態性分布，采用非參數秩和檢驗進行組內和組間比較。認知障礙診治系統智能評估的評分符合正態分布，計量資料用（xˉ±s）表示，組內比較用配對樣本t檢驗。所有的統計檢驗采用精確顯著性（雙尾）檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

3 結 果

3.1 2組干預前后MMSE總分及各亞項評分比較

治療前治療組和對照組MMSE的評估結果經統計學分析顯示，總分及各亞項評分組間比較，差異無統計學意義（P＞0.05），說明2 組間的認知功能評分具有可比性。治療1 個月后組內比較，治療組MMSE 總分及各亞項評分比治療前明顯提高（P＜0.05）。對照組MMSE 總分及亞項中的定向力、記憶力和語言能力較治療前明顯提高（P＜0.05），注意力及計算力、回憶能力差異無統計學意義（P＞0.05）。組間比較，治療組MMSE 總分及各亞項評分與對照組相比明顯提高（P＜0.05）。見表2。

表2 2組干預前后MMSE總分及各亞項評分比較［M（P25，P75）］Table 2 Comparison of MMSE total score and sub item score between two groups before and after intervention ［M（P25，P75）］

3.2 治療組干預前后系統智能評估總分及各亞項評分比較

治療后治療組認知障礙診治系統智能評估總分及各亞項評分較治療前明顯提高（P＜0.01）。見表3。

表3 治療組干預前后系統智能評估各項評分比較（±s）Table 3 Comparison of system intelligence assessment score before and after intervention in the treatment group （±s）

表3 治療組干預前后系統智能評估各項評分比較（±s）Table 3 Comparison of system intelligence assessment score before and after intervention in the treatment group （±s）

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4 討 論

PSCI 會嚴重影響患者的日常生活活動，通過改善患者的認知功能可提高其生活質量，通過反復訓練可恢復患者喪失的部分功能。本研究結果表明，常規的藥物治療和肢體運動治療對PSCI 患者整體認知功能、定向力、記憶力和語言能力有改善。?HMAN 等［9］的研究結果也發現運動治療對于輕度的老年認知障礙患者的整體認知功能、記憶力、執行能力方面都有改善作用。由此可見雖然運動治療屬于非針對性的認知功能訓練，但對認知功能的恢復有促進作用。PSCI 的康復治療包括藥物治療、認知訓練、作業治療、高壓氧治療、經顱磁刺激和針灸治療等［10］。本研究結果發現治療組患者的認知功能恢復比對照組效果好，因此綜合的康復治療對PSCI 的功能恢復更有益。在臨床中對于PSCI 患者應該提倡多種干預方法相結合，綜合的治療手段可以有效地針對認知障礙的不同方面進行干預，幫助患者重新建立和提高認知功能。

本研究治療組中，先使用MMSE量表評估，再使用認知干預系統的智能篩查模式進行功能評估。認知訓練內容為認知系統智能選擇的訓練策略。研究結果表明：治療組MMSE總分、定向力、記憶力、注意力及計算力、回憶能力、語言能力評分與治療前相比明顯提高，與對照組比較明顯提高，差異均具有統計學意義，因此智能選擇的訓練策略是有針對性的、有效的。根據系統設計的特點分析以下幾種可能的原因：在系統設計的訓練模塊中，雖然每一子模塊都有其主要訓練的認知域，但同時也涉及了其他的認知域，如計算力的訓練中同時有涉及注意力、語言聽理解；在定向能力訓練中，同時涉及注意、計算、記憶。治療組注意力方面的分值提高最明顯，這可能是因為各認知域的訓練內容都涉及注意力方面的訓練，且計算機有趣的動畫視頻、音頻和豐富的畫面更易于引起患者的注意，所以注意力的提高較其他方面顯著。張慧麗等［11］的研究表明儀器訓練注意力效果更明顯。

經fMRI、PET 研究發現不同的認知活動激活的是不同的腦區。如默述、出聲2 種閱讀方式激活的腦區不同，出聲讀時激活的是雙側額下回、運動區、小腦半球及左側島葉，而默述時僅激活左額下回（Broca's 區）、右側運動區及右側小腦半球，而未激活左側島葉［12］；還有書寫方式不同而激活的腦區也不同，抄寫和拼寫2種激活的是雙側頂上小葉，而聽寫只激活左側頂上小葉［13-15］。不同的腦區在不同的認知活動所起的作用也不相同，如皮質下結構與不同的大腦皮質區相聯系，主要在信息加工中起重要作用。丘腦與額葉、顳頂枕聯合區聯系密切，在傳入信息的加工中起重要作用，丘腦主要與記憶、定向、視感知、計算、語言多項功能有關［16］；海馬、邊緣系統主要與記憶有關［17-21］；小腦與判斷事件、解決感知和空間推理問題、按語義規則生成單詞等非運動行為相關［22-24］；與額葉皮質相聯系的小腦外側部皮層與認知、語言功能密切相關［25］。治療后治療組各亞項功能評分明顯高于治療前及對照組，可能是因為認知障礙診治系統能更好地同時激活各腦區的功能。

認知訓練包括傳統人工訓練、計算機輔助的認知訓練、現實虛擬認知康復、通過互聯網進行遠程控制的認知康復、內隱記憶康復、無錯性學習等［26］。傳統的人工訓練需要治療師根據患者的評估結果制定與功能障礙相匹配的訓練方案，可選擇的訓練內容和訓練方法比較有限，治療方案的有效性也跟治療師的經驗水平密切相關，因此有一定的局限性。而計算機輔助的認知訓練可為患者提供更多場景的訓練內容，且可重復操作，評估和訓練可提供直觀、具體的成績反饋，方便患者本人和治療師觀察治療效果，故療效受治療師個體差異的影響較小［27］。現如今，計算機輔助的認知訓練使用越來越廣泛，本研究使用MMSE為觀測指標，觀察認知障礙診治儀（早老干預系統）智能評估和智能選擇訓練策略在PSCI患者中的診斷和治療效果，結果發現智能選擇的訓練策略對患者的認知功能有較好的恢復作用。

認知障礙診治系統還具有以下優點：① 提供豐富的視覺、聽覺、觸覺等多感官的輸入，而多重感覺的刺激可激活更多腦細胞，利于重建神經網絡［28］；② 認知訓練方式多樣化，如游戲闖關和模擬日常生活場景等的訓練有利于提高患者興趣和注意力；③ 可根據患者的認知水平智能選擇訓練策略，智能化，省時省力；④ 可減少因治療師經驗水平不同所造成的訓練效果差異；⑤ 受治療師情緒情感等主觀因素的影響較小，訓練內容更客觀。

綜上所述，認知障礙診治儀（早老干預系統）智能選擇訓練策略對腦卒中患者認知功能恢復具有積極作用，可改善患者的各維度認知功能，認知系統提供的訓練內容具有趣味性、多樣性，智能選擇訓練策略功能可減輕治療師的工作強度，提高工作效率，在臨床中可廣泛推廣使用。但由于住院時間、空間等客觀條件的限制，納入的病例數較少，干預時間較短，可能代表性不足，也未根據病灶的部位和病灶的大小，以及認知功能的損傷程度進行分層研究，這些是本研究存在的不足。下一步的研究將從以下幾個方面進行完善：① 需要加大樣本量并將患者認知功能按嚴重程度進行分層分析；② 設計更嚴格的隨機對照試驗，設置傳統人工認知訓練作為對照組，能更好地了解人工智能訓練的優勢；③ 利用更為客觀的神經電生理事件相關電位測量被試，探究計算機輔助認知訓練對認知功能康復的作用機制。