嚴肅游戲用于輔助社區老年人輕度認知障礙篩查的效果驗證

陳 霞,吳素平,陳圓圓

麗水市人民醫院,浙江麗水 323000

阿爾茨海默病協會指出,認知功能障礙已經成為全球性問題,可導致患者生活質量降低,加重家庭及社會負擔[1],且尚缺乏特效治療藥物。輕度認知障礙(mild cognitive impairment,MCI)是癡呆癥(dementia)的前驅期,有14%～55%的MCI患者可以恢復到正常認知功能狀態[2]。動態評估認知功能變化有利于監測并區分正常老化、MCI及癡呆癥,及時發現認知功能減退,盡早干預,從而延緩病情惡化[3-4]。記憶力、注意力、反應時間及準確率與老年人的認知功能相關,認知功能障礙者的反應時間明顯長于正常衰老者[5-6]。目前,臨床較多使用簡易智力狀態檢查量表 (Mini-Mental State Examination,MMSE)和蒙特利爾認知評估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)評估患者的認知功能。但MMSE及MoCA需要受過相關培訓的專業人員進行測評,易受測評人力資源不足等因素的影響,量表評估的便捷性相對局限,多次篩查也會加重家庭及社會的經濟負擔[7]。嚴肅游戲(serious game,SG)是以令人愉悅的方式達到教育、訓練或治療目的的體驗類數碼游戲[8]。研究[9-10]指出,與傳統測試相比,使用SG輔助篩查MCI可提供及時、動態的測評結果及愉悅的測評體驗感,結合SG結果對老年人進行針對性的篩查或診療具有管理標準化、更準確地呈現時間和響應延遲、易于管理及縮短評估時間等優勢,且減少傳統篩查過程造成的老年人心理壓力,節省時間和經濟成本,有利于實施針對危險因素的個體化預防策略,減輕MCI。近年來,SG因多樣的視覺、聲音刺激等優點逐漸被研究者關注,國外已有相關研究,但國內尚缺乏針對我國老年人設計的本土化SG。本研究通過多學科聯合,基于現有網絡游戲設計一種輔助老年人MCI篩查的SG,并探究其測試結果的準確性及有效性,以期為社區MCI篩查提供參考并豐富輔助測評工具。

1 對象與方法

1.1 研究對象

表1 兩組老年人基線資料對比

1.2 SG設計

基于本研究前期調研結果發現,多數老年人表示之前并未玩過計算機游戲,且使用電腦玩復雜游戲會使其感覺不適應和不舒適。因此本研究的游戲設計盡可能簡單、容易玩。通過研究小組共同協作修訂,設計并調整SG的用戶界面,主要遵循簡單、直觀的原則,游戲菜單結構簡單、清晰,通過顏色對比區分設置突出顯示信息,有大圖標、文字和按鈕,提供適當的可視性和概覽,避免給老年人增加額外的認知負擔。本研究設計的SG為打地鼠游戲,模擬傳統打地鼠機的玩法,參照Tong等[12]的研究,設計了只有3個洞和隨機彈出的隱藏地鼠游戲,設置了一個外接電腦的3鍵按鈕盤,按鈕的直徑和間距參照傳統打地鼠機(直徑7 cm,間距10 cm)。當地鼠隨機出現時,需要按壓對應洞的按鈕盤上的正確按鈕。與Tong等的研究不同的是,因本研究主要關注的是測評老年人的反應時間和游戲得分,故沒有使用其他物體作為干擾物,比如帶帽子的地鼠或其他障礙物來評估抑制能力。本研究將打地鼠游戲分為限時和非限時兩種模式,限時模式是地鼠消失至再出現的時間間隔為1 s,非限時模式是地鼠消失至再出現的時間間隔為2～5 s。每輪游戲地鼠出現20次,每輪總分在游戲結束后由系統計算并呈現。打地鼠有慢、中、快3個速度級別,每名老年人都進行兩種模式的3個速度等級游戲,打地鼠限時/非限時模式速度見表2。

表2 打地鼠限時/非限時模式速度 s

1.3 評價指標

1.3.1SG總分

兩種模式下的打地鼠總分范圍為0～20分,打中一個地鼠記1分,打不中及漏打不扣分。

1.3.2SG反應時間

反應時間為地鼠出現至按下按鈕的時間(無論是否擊打中)。本研究反應時間計算方式為:本輪游戲每次擊打地鼠反應時間總和/本輪游戲擊打總次數。漏打及多打也記錄時間和擊打次數,由游戲系統記錄并計算,一輪游戲結束時呈現。

1.3.3MMSE評分

MMSE共30個條目,5個認知領域,即定向力(時間、地點)、記憶力(即刻記憶、延遲回憶)、注意力和計算力、語言能力(命名、復述、閱讀、理解、書寫)及視空間能力,量表滿分30分,≥27分為認知功能正常,<27分為認知功能障礙,癡呆劃分標準為文盲≤17分、小學≤20分、中學(包括中專)≤22分、大學(包括大專)≤23分[13]。入組時由研究組成員進行評估。

1.3.4安全性

《在我彌留之際》的偉大之處不僅是多重視角的同時呈現，更是沖突視角的并列。在小說眾多的內心獨白中，艾迪和安斯兩人的視角碰撞最為激烈。艾迪的葬禮也由這種碰撞而起。

包括老年人在游戲過程中有無跌倒、骨折等不安全事件。

1.4 質量控制

本研究的研究地點為社區老年活動中心,設置有專門的游戲房間,免受外界環境因素干擾。每周在社區固定活動時間向老年人免費開放,游戲過程中由1名護士及研究者陪同。為確保結果的同質性,全程由同1名社區老年保健科醫生對納入的老年人進行評估。所有納入本研究的老年人在進行SG前在非限時模式下由研究者指導其進行模擬游戲預實驗(每名老年人完成兩輪游戲),以保證其在熟悉游戲操作的前提下進行,游戲結束時由研究者當場記錄得分。本研究納入的是預實驗后老年人的第1次正式游戲得分。

1.5 統計分析

采用SPSS 20.0軟件對數據進行統計分析。計數資料以例(%)描述,符合正態分布的計量資料以均數±標準差描述,不符合正態分布的計量資料以中位數(四分位數)描述。采用獨立樣本t檢驗、秩和檢驗、Pearson檢驗進行差異性和相關性分析,采用logistic回歸分析、受試者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線進行篩查效果的預測價值分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組老年人SG得分及反應時間的差異性檢驗及與MMSE得分的相關性分析

本研究非MCI組老年人MMSE得分為(27.92±1.85)分,MCI組老年人MMSE得分為(23.09±2.35)分。統計結果顯示:兩組老年人在限時模式下(速度等級快、中)的游戲總分差異有統計學意義(P<0.001),速度等級快、中的游戲反應時間差異有統計學意義(P<0.001),見表3,其余差異無統計學意義(P>0.05),故未呈現具體統計結果。相關性分析顯示:兩組老年人在限時模式下(速度等級快、中)的游戲總分與其MMSE得分呈正相關(r= 0.765,P<0.001;r=0.652,P<0.001),速度等級快、中的游戲反應時間與其MMSE得分呈負相關(r=-0.607,P<0.001;r=-0.644,P<0.001)。

表3 兩組老年人SG總分及反應時間的差異性分析

2.2 SG對輔助篩查社區老年人MCI的預測價值分析

2.2.1兩組老年人SG得分及反應時間的logistic回歸分析

本研究以是否診斷為MCI為因變量(賦值方式:否=0,是=1),以限時模式下(速度等級快、中)兩組老年人的SG總分及反應時間為自變量進行logistic回歸分析,結果顯示快速、中速模式下SG總分差異有統計學意義(P<0.001),見表4。

表4 兩組老年人限時模式下SG得分logistic回歸分析

2.2.2SG用于輔助社區老年人MCI篩查的ROC曲線

限時模式下快速、中速等級游戲得分對輔助社區老年人MCI篩查預測價值具有統計學意義。限時快速模式游戲得分ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為0.966,P<0.001,快速模式游戲得分ROC曲線見圖1(a),最佳截斷點為13.5;限時中速模式游戲得分AUC為0.961,P<0.001,中速模式游戲得分ROC曲線見圖1(b),最佳截斷點為14.5。SG對輔助社區老年人MCI篩查的預測價值分析見表5。

(a)限時快速模式游戲得分 (b)限時中速模式游戲得分

表5 SG對輔助社區老年人MCI篩查的預測價值分析

2.3 SG用于輔助社區老年人MCI篩查的安全性情況

本研究過程中,兩組老年人均無跌倒、骨折等不安全事件發生。

3 討論

3.1 SG輔助MCI篩查的特點及機制

3.1.1嚴肅性

嚴肅性意味著在游戲的同時必須實現至少1個額外目標,也是SG的關鍵部分,相比單任務篩查,多重任務篩查過程大腦前額葉涉及認知控制的皮層運動顯著增加[14]。轉移效應中指出,MCI人群在進行游戲的過程中提高了接受和未接受訓練的認知能力[15]。以計算機為載體的SG可以提供毫秒級的測量精確度,為MCI人群提供更敏感的測量,提高了測試的標準性[16]。

3.1.2游戲性

傳統認知功能測試項目內容眾多且測試過程枯燥、繁瑣,全面完成測試需要較長的時間。SG采取寓教于樂的形式,將游戲設計元素應用到非游戲情境中,從而對使用者心理和行為產生影響,在輕松的氛圍中提高使用者積極性以獲得更好的測試效果,其內核是目標、規則、反饋系統和自愿參與[17],滿足了使用者的自治需求。

3.2 SG對輔助社區老年人MCI篩查的效果

MCI作為老年期的常見疾病,其防治對于緩解家庭和社會負擔至關重要,早篩查、早發現應作為預防MCI的重要手段。本研究前期意愿及喜好調查結果指出,多數老年人并未玩過計算機游戲,且在使用電腦玩游戲會使其感覺不適應和不舒適,前期參與意愿不強。因此本研究結合老年人較為熟悉的傳統打地鼠機,設計了老年人熟悉的外接擊打鍵盤,游戲操作簡單、應用性強、顏色豐富、區分度高,激發老年人的經驗選擇潛能,具有良好的游戲體驗。

3.2.1游戲總分

研究[12]顯示,SG可以評估使用者的執行功能,尤其針對與神經抑制有關的功能,并建議此游戲可以針對老年人群開發。本研究結果顯示,兩組老年人在限時模式下(速度等級快、中)的游戲總分差異有統計學意義(t=17.749,P<0.001;t=17.515,P<0.001),且與其MMSE得分呈正相關(r=0.765,P<0.001;r=0.652,P<0.001);限時模式下快速、中速等級游戲得分AUC分別為0.966、0.961,最佳截斷點分別為13.5、14.5。今后建議以常規普查游戲的形式用于社區老年人MCI的初步篩查中,并可根據SG得分情況有針對性地進行MCI的篩查及診斷。本研究后期將進一步驗證此SG對老年人執行能力的評估效果。但是本研究SG的限時模式慢速水平和非限時模式游戲總分無預測價值,結合老年人游戲表現進行分析,原因可能為在速度較慢的情況下,老年人擊打地鼠的反應時間充足,并不能良好地體現其功能差異,因此建議在今后的評估及篩查中使用限時模式下的中、快速度等級。

3.2.2游戲反應時間

本研究結果顯示,SG的反應時間對輔助社區老年人MCI篩查的預測價值差異無統計學意義(P>0.05)。本研究在SG過程中觀察到,當打地鼠游戲速度增加時,MCI組老年人會隨機按下按鈕,不考慮擊打的準確性,分析原因可能是在速度增快時MCI組老年人并不注意是哪個洞出現地鼠,而是隨意按下打擊按鈕,與Christ等[18]、Chen等[19]的研究結果類似。

3.2.3游戲安全性

老年人神經功能退化后存在平衡能力下降,在運動游戲中需要注意其安全問題。本研究在進行SG過程中有護士陪同,且做好保護措施,在地面放置了柔軟的地毯,防止摔倒。對于站立能力較差、首次進行訓練的老年人注重個體能力差異性,采用穩妥坐姿進行游戲等。本研究過程中未出現不良安全事件。

3.3 研究的局限性及未來研究建議

由于人力及物力資源條件的限制,本研究存在以下局限性:本研究采用便利抽樣法僅招募了1個醫共體合作社區的老年人;尚未探討SG的干預及其他方面應用效果;本研究SG主要是針對社區老年人,尚未應用于臨床。在今后的研究中主要有以下研究方向及建議:首先,本研究小組計劃繼續納入更大樣本量及多種類型人群,并探究其干預及其他應用效果;其次,將SG結合更多非侵入性監測方法,以觀察老年人潛在的認知功能障礙;再次,在未來的研究中,研究小組還計劃進行個體變異性分析,同時觀察使用者的行為,進一步分析不同認知階段與游戲得分區間的擬合;最后,研究小組將繼續研發更多可以應用至老年人日常生活中的SG,評估其多方面變化,以期輔助并應用于臨床治療。