認(rèn)知障礙診治儀智能選擇訓(xùn)練策略對腦卒中患者認(rèn)知功能的影響

黃秋麗，歐建林，嚴(yán)嘉健，陳卓銘

暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510630

腦卒中后認(rèn)知功能障礙（post-stroke cognitive impairment，PSCI）是腦卒中后的一個主要癥狀，據(jù)統(tǒng)計(jì)50%～70%腦卒中患者有不同程度的認(rèn)知障礙，大概有1/3 會發(fā)展為癡呆［1］。認(rèn)知功能的恢復(fù)對患者整體功能恢復(fù)有非常重要的作用。國內(nèi)外研究表明認(rèn)知訓(xùn)練對腦卒中后患者的認(rèn)知功能、語言功能和執(zhí)行功能等都有明顯的改善作用［2］。目前臨床中認(rèn)知訓(xùn)練的形式主要有傳統(tǒng)的人工認(rèn)知訓(xùn)練和計(jì)算機(jī)輔助的認(rèn)知訓(xùn)練。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)的快速發(fā)展，為計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知障礙康復(fù)訓(xùn)練提供了一些新思路。在美國有73%的康復(fù)機(jī)構(gòu)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行認(rèn)知障礙的康復(fù)［3］。

計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知訓(xùn)練在臨床中使用越來越廣泛，以前大部分認(rèn)知訓(xùn)練軟件是國外研發(fā)，現(xiàn)在國內(nèi)自主研發(fā)的軟件也越來越多，每款軟件都有各自的特點(diǎn)，研究發(fā)現(xiàn)國外研發(fā)的軟件主要是因?yàn)樯?、文化和地域的差異，一些?xùn)練素材不適宜我國患者，部分軟件的訓(xùn)練內(nèi)容脫離實(shí)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(rèn)知障礙診治系統(tǒng)（早老干預(yù)系統(tǒng)），是一款基于認(rèn)知心理學(xué)原理自主研發(fā)的認(rèn)知訓(xùn)練軟件，該軟件包括評估和訓(xùn)練兩大模塊內(nèi)容。該系統(tǒng)經(jīng)過智能評估后可智能推薦適合患者能力的訓(xùn)練項(xiàng)目，該系統(tǒng)的訓(xùn)練內(nèi)容均選用日常生活中的素材，內(nèi)容豐富、趣味性強(qiáng) ，系統(tǒng)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(rèn)知障礙診治儀智能選擇訓(xùn)練策略在腦卒中患者認(rèn)知功能恢復(fù)中的作用。

1 臨床資料

1.1 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)

1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn) ① 符合2015 年中華醫(yī)學(xué)會神經(jīng)病學(xué)分會新修訂的《中國腦血管疾病分類2015》中腦卒中的相關(guān)診斷［5］；② 經(jīng)頭顱CT 和/或MRI 檢查明確；③ 初發(fā)腦卒中，發(fā)病時間在半年內(nèi)；④ 病情穩(wěn)定，意識清醒；⑤ 認(rèn)知功能篩查MMSE 文盲＜17 分，小學(xué)＜20 分，中學(xué)或以上＜24 分［6-7］；⑥ 可獨(dú)坐20 min以上并能簡單操作電腦；⑦ 文化程度小學(xué)及小學(xué)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(biāo)準(zhǔn) ① 發(fā)病前已被診斷患有認(rèn)知障礙或精神障礙；② 生命體征不穩(wěn)定者；③ 合并有嚴(yán)重的心臟疾病，肝、腎功能衰竭，惡性腫瘤等疾病影響認(rèn)知功能評定的患者；④ 有嚴(yán)重視力或聽力障礙者；⑤ 重度失語癥；⑥ 不能或不愿配合認(rèn)知訓(xùn)練者。

1.1.3脫落標(biāo)準(zhǔn) ① 患者在干預(yù)期間主動退出試驗(yàn)；② 依從性差，無法配合治療；③ 患者在干預(yù)期間出現(xiàn)病情變化。

1.2 一般資料

本研究為前瞻性的非隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)，入選2018 年1 月—2021 年6 月在暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院總院康復(fù)科和東圃院區(qū)康復(fù)科住院治療的符合納入標(biāo)準(zhǔn)的腦卒中后認(rèn)知障礙的患者100 例，根據(jù)是否接受認(rèn)知障礙診治儀智能選擇訓(xùn)練策略分為治療組和對照組各50例，治療組在常規(guī)藥物及康復(fù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，使用認(rèn)知障礙診治儀干預(yù)認(rèn)知功能；經(jīng)評估檢查發(fā)現(xiàn)有一定的認(rèn)知功能障礙，但是患者認(rèn)為對其日常生活無明顯影響，不愿意接受相關(guān)認(rèn)知功能干預(yù)者作為對照組。2 組一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。本研究已通過暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)（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(chǔ)治療 2 組患者均給予常規(guī)的藥物治療和肢體康復(fù)治療。常規(guī)的藥物治療包括應(yīng)用神經(jīng)內(nèi)科常用藥物調(diào)整血壓、營養(yǎng)神經(jīng)、改善腦循環(huán)，維持水、能量、電解質(zhì)及酸堿平衡。常規(guī)的肢體康復(fù)治療包括良肢位擺放、肌力訓(xùn)練、關(guān)節(jié)活動度訓(xùn)練、體位轉(zhuǎn)移訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、步態(tài)訓(xùn)練等。

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

2.1.3對照組 給予常規(guī)藥物和肢體康復(fù)治療，無針對性的認(rèn)知訓(xùn)練干預(yù)。

2.2 觀察指標(biāo)

2 組患者訓(xùn)練前及訓(xùn)練1 個月后均采用簡易精神狀態(tài)量表（mini-mental state examination，MMSE）進(jìn)行評估，所有評估均由專業(yè)的言語治療師按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，治療組訓(xùn)練前后使用MMSE、智能評估進(jìn)行評測，對照組訓(xùn)練前后用MMSE 評測，比較訓(xùn)練前后2組內(nèi)及訓(xùn)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(jì)算力、回憶能力、語言能力5個方面，共30個小項(xiàng)，每項(xiàng)正確得1 分，提示下和錯誤不得分，總分30 分，文盲＜17分，小學(xué)＜20分，中學(xué)或以上＜24分，判斷為認(rèn)知功能受損［7］。

2.2.2智能評估 應(yīng)用認(rèn)知障礙診治儀（早老干預(yù)系統(tǒng)）智能篩查模塊進(jìn)行檢測。智能篩查檢測項(xiàng)目包括記憶力、注意力、定向力、計(jì)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(yīng)操作電腦后進(jìn)入正式測試題。系統(tǒng)采用的是計(jì)算機(jī)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(zhuǎn)入下一題作答，系統(tǒng)提供語音讀題，整個評估過程人工智能化。

以上2項(xiàng)評估均由經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)語言治療師使用普通話，使用統(tǒng)一的指導(dǎo)語完成。測評時安排在一個隔音且安靜的環(huán)境，檢查時其他人不能給予任何提示及暗示。

2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究使用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。非連續(xù)型變量用中位數(shù)［M（P25，P75）］表示，2 組患者治療前后MMSE 評分不符合正態(tài)性分布，采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)進(jìn)行組內(nèi)和組間比較。認(rèn)知障礙診治系統(tǒng)智能評估的評分符合正態(tài)分布，計(jì)量資料用（xˉ±s）表示，組內(nèi)比較用配對樣本t檢驗(yàn)。所有的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)采用精確顯著性（雙尾）檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié) 果

3.1 2組干預(yù)前后MMSE總分及各亞項(xiàng)評分比較

治療前治療組和對照組MMSE的評估結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，總分及各亞項(xiàng)評分組間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），說明2 組間的認(rèn)知功能評分具有可比性。治療1 個月后組內(nèi)比較，治療組MMSE 總分及各亞項(xiàng)評分比治療前明顯提高（P＜0.05）。對照組MMSE 總分及亞項(xiàng)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(jì)算力、回憶能力差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。組間比較，治療組MMSE 總分及各亞項(xiàng)評分與對照組相比明顯提高（P＜0.05）。見表2。

表2 2組干預(yù)前后MMSE總分及各亞項(xiàng)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(yù)前后系統(tǒng)智能評估總分及各亞項(xiàng)評分比較

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

表3 治療組干預(yù)前后系統(tǒng)智能評估各項(xiàng)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(yù)前后系統(tǒng)智能評估各項(xiàng)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(yán)重影響患者的日常生活活動，通過改善患者的認(rèn)知功能可提高其生活質(zhì)量，通過反復(fù)訓(xùn)練可恢復(fù)患者喪失的部分功能。本研究結(jié)果表明，常規(guī)的藥物治療和肢體運(yùn)動治療對PSCI 患者整體認(rèn)知功能、定向力、記憶力和語言能力有改善。?HMAN 等［9］的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)運(yùn)動治療對于輕度的老年認(rèn)知障礙患者的整體認(rèn)知功能、記憶力、執(zhí)行能力方面都有改善作用。由此可見雖然運(yùn)動治療屬于非針對性的認(rèn)知功能訓(xùn)練，但對認(rèn)知功能的恢復(fù)有促進(jìn)作用。PSCI 的康復(fù)治療包括藥物治療、認(rèn)知訓(xùn)練、作業(yè)治療、高壓氧治療、經(jīng)顱磁刺激和針灸治療等［10］。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組患者的認(rèn)知功能恢復(fù)比對照組效果好，因此綜合的康復(fù)治療對PSCI 的功能恢復(fù)更有益。在臨床中對于PSCI 患者應(yīng)該提倡多種干預(yù)方法相結(jié)合，綜合的治療手段可以有效地針對認(rèn)知障礙的不同方面進(jìn)行干預(yù)，幫助患者重新建立和提高認(rèn)知功能。

本研究治療組中，先使用MMSE量表評估，再使用認(rèn)知干預(yù)系統(tǒng)的智能篩查模式進(jìn)行功能評估。認(rèn)知訓(xùn)練內(nèi)容為認(rèn)知系統(tǒng)智能選擇的訓(xùn)練策略。研究結(jié)果表明：治療組MMSE總分、定向力、記憶力、注意力及計(jì)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此智能選擇的訓(xùn)練策略是有針對性的、有效的。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)分析以下幾種可能的原因：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練模塊中，雖然每一子模塊都有其主要訓(xùn)練的認(rèn)知域，但同時也涉及了其他的認(rèn)知域，如計(jì)算力的訓(xùn)練中同時有涉及注意力、語言聽理解；在定向能力訓(xùn)練中，同時涉及注意、計(jì)算、記憶。治療組注意力方面的分值提高最明顯，這可能是因?yàn)楦髡J(rèn)知域的訓(xùn)練內(nèi)容都涉及注意力方面的訓(xùn)練，且計(jì)算機(jī)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(xùn)練注意力效果更明顯。

經(jīng)fMRI、PET 研究發(fā)現(xiàn)不同的認(rèn)知活動激活的是不同的腦區(qū)。如默述、出聲2 種閱讀方式激活的腦區(qū)不同，出聲讀時激活的是雙側(cè)額下回、運(yùn)動區(qū)、小腦半球及左側(cè)島葉，而默述時僅激活左額下回（Broca's 區(qū)）、右側(cè)運(yùn)動區(qū)及右側(cè)小腦半球，而未激活左側(cè)島葉［12］；還有書寫方式不同而激活的腦區(qū)也不同，抄寫和拼寫2種激活的是雙側(cè)頂上小葉，而聽寫只激活左側(cè)頂上小葉［13-15］。不同的腦區(qū)在不同的認(rèn)知活動所起的作用也不相同，如皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)與不同的大腦皮質(zhì)區(qū)相聯(lián)系，主要在信息加工中起重要作用。丘腦與額葉、顳頂枕聯(lián)合區(qū)聯(lián)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(jì)算、語言多項(xiàng)功能有關(guān)［16］；海馬、邊緣系統(tǒng)主要與記憶有關(guān)［17-21］；小腦與判斷事件、解決感知和空間推理問題、按語義規(guī)則生成單詞等非運(yùn)動行為相關(guān)［22-24］；與額葉皮質(zhì)相聯(lián)系的小腦外側(cè)部皮層與認(rèn)知、語言功能密切相關(guān)［25］。治療后治療組各亞項(xiàng)功能評分明顯高于治療前及對照組，可能是因?yàn)檎J(rèn)知障礙診治系統(tǒng)能更好地同時激活各腦區(qū)的功能。

認(rèn)知訓(xùn)練包括傳統(tǒng)人工訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)輔助的認(rèn)知訓(xùn)練、現(xiàn)實(shí)虛擬認(rèn)知康復(fù)、通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的認(rèn)知康復(fù)、內(nèi)隱記憶康復(fù)、無錯性學(xué)習(xí)等［26］。傳統(tǒng)的人工訓(xùn)練需要治療師根據(jù)患者的評估結(jié)果制定與功能障礙相匹配的訓(xùn)練方案，可選擇的訓(xùn)練內(nèi)容和訓(xùn)練方法比較有限，治療方案的有效性也跟治療師的經(jīng)驗(yàn)水平密切相關(guān)，因此有一定的局限性。而計(jì)算機(jī)輔助的認(rèn)知訓(xùn)練可為患者提供更多場景的訓(xùn)練內(nèi)容，且可重復(fù)操作，評估和訓(xùn)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?。?7］?，F(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)輔助的認(rèn)知訓(xùn)練使用越來越廣泛，本研究使用MMSE為觀測指標(biāo)，觀察認(rèn)知障礙診治儀（早老干預(yù)系統(tǒng)）智能評估和智能選擇訓(xùn)練策略在PSCI患者中的診斷和治療效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)智能選擇的訓(xùn)練策略對患者的認(rèn)知功能有較好的恢復(fù)作用。

認(rèn)知障礙診治系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：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(xì)胞，利于重建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［28］；② 認(rèn)知訓(xùn)練方式多樣化，如游戲闖關(guān)和模擬日常生活場景等的訓(xùn)練有利于提高患者興趣和注意力；③ 可根據(jù)患者的認(rèn)知水平智能選擇訓(xùn)練策略，智能化，省時省力；④ 可減少因治療師經(jīng)驗(yàn)水平不同所造成的訓(xùn)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(xùn)練內(nèi)容更客觀。

綜上所述，認(rèn)知障礙診治儀（早老干預(yù)系統(tǒng)）智能選擇訓(xùn)練策略對腦卒中患者認(rèn)知功能恢復(fù)具有積極作用，可改善患者的各維度認(rèn)知功能，認(rèn)知系統(tǒng)提供的訓(xùn)練內(nèi)容具有趣味性、多樣性，智能選擇訓(xùn)練策略功能可減輕治療師的工作強(qiáng)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(shù)較少，干預(yù)時間較短，可能代表性不足，也未根據(jù)病灶的部位和病灶的大小，以及認(rèn)知功能的損傷程度進(jìn)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(jìn)行完善：① 需要加大樣本量并將患者認(rèn)知功能按嚴(yán)重程度進(jìn)行分層分析；② 設(shè)計(jì)更嚴(yán)格的隨機(jī)對照試驗(yàn)，設(shè)置傳統(tǒng)人工認(rèn)知訓(xùn)練作為對照組，能更好地了解人工智能訓(xùn)練的優(yōu)勢；③ 利用更為客觀的神經(jīng)電生理事件相關(guān)電位測量被試，探究計(jì)算機(jī)輔助認(rèn)知訓(xùn)練對認(rèn)知功能康復(fù)的作用機(jī)制。