周鈺,李剛衛(wèi),李彎月,陳艷,凌衛(wèi)新,單莎瑞,陳卓銘*,尚亞茹*
語言障礙、認(rèn)知障礙是腦卒中、腦創(chuàng)傷常見的合并癥,不僅對患者生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,還給家庭和社會帶來極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1-2]。目前,傳統(tǒng)神經(jīng)心理學(xué)測驗(yàn)仍是語言認(rèn)知障礙診斷的重要手段[3],其可分為兩大類:一類是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的測驗(yàn),包括Halstead-Reitan神經(jīng)心理成套測驗(yàn)、漢語失語成套測驗(yàn)(ABC)等,這類測驗(yàn)的內(nèi)容涵括語言、認(rèn)知功能的各個(gè)亞項(xiàng),但對檢測人員的技術(shù)要求較高,受試者對其耐受性較差,故這類測驗(yàn)臨床應(yīng)用較為受限[4];另一類是結(jié)構(gòu)較為簡單的篩查測驗(yàn),包括簡易精神狀態(tài)檢查量表(MMSE)、蒙特利爾認(rèn)知評估量表(MoCA)、簡易智力狀態(tài)評估量表(Mini-Cog)、簡式Token測試等,這類測驗(yàn)對語言認(rèn)知障礙的識別與診斷具有一定特異度和靈敏度,臨床應(yīng)用廣泛,多以總分反映受試者的語言或認(rèn)知障礙的嚴(yán)重程度,但無法反映受試者語言、認(rèn)知功能各維度的變化特點(diǎn),僅能用于初篩[5]。
考慮到兩類測驗(yàn)各有其優(yōu)勢,同時(shí)也各自存在一定的不足之處,為了提高醫(yī)務(wù)人員識別語言認(rèn)知障礙患者的效率和準(zhǔn)確度,本課題組基于文獻(xiàn)回顧、專家咨詢結(jié)果,并通過設(shè)置基于數(shù)學(xué)模型的抽題規(guī)則、答題規(guī)則及賦分規(guī)則,開發(fā)了一個(gè)語言認(rèn)知評估系統(tǒng)[6],該系統(tǒng)可分維度、分層次快速識別出存在語言認(rèn)知障礙的受試者。在前期系統(tǒng)構(gòu)建研究基礎(chǔ)上,本研究通過對語言認(rèn)知評估系統(tǒng)的效度進(jìn)行檢驗(yàn),并對使用者的滿意度進(jìn)行調(diào)查,旨在進(jìn)一步分析該系統(tǒng)用于語言認(rèn)知功能評估及語言認(rèn)知障礙識別與診斷的可行性,為個(gè)體化語言、認(rèn)知康復(fù)治療的實(shí)施和效果評價(jià)提供依據(jù),為基于人工智能技術(shù)建立智能化認(rèn)知評估系統(tǒng)奠定研究基礎(chǔ)。
1.1 研究對象 采用隨機(jī)抽樣法,于2018年3月至2020年3月選取55例入住于暨南大學(xué)第一附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科的腦卒中/腦損傷患者,以及18例健康受試者為研究對象,健康受試者來源于暨南大學(xué)本科實(shí)習(xí)生、患者家屬及陪護(hù)人員。患者納入標(biāo)準(zhǔn):(1)經(jīng)CT或MRI證實(shí)及??漆t(yī)生確診患腦卒中/腦損傷;(2)MMSE基線得分為10~20分;(3)意識清楚,能夠配合語言、認(rèn)知功能評估;(4)視力或矯正視力、雙耳聽力良好;(5)生命體征平穩(wěn),無嚴(yán)重心、肝、肺、腎等重要臟器疾病,無心血管疾病或其他合并癥;(6)對本研究知情同意,并自愿參加本研究?;颊吲懦龢?biāo)準(zhǔn):(1)存在精神障礙或先天精神發(fā)育遲緩;(2)服用對認(rèn)知功能有影響的藥物;(3)有酒精依賴等不良嗜好;(4)參與研究過程中,因不良反應(yīng)、病情變化,無法完成測試。健康受試者納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡為18~70歲;(2)受教育年限>9年;(3)基線MMSE得分≥27分。所有受試者均已簽署知情同意書。本研究已通過暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會審批(審批號:KY-2020-087)。
1.2 研究方法
1.2.1 評估工具 采用語言認(rèn)知評估系統(tǒng)、MoCA、MMSE、ABC評價(jià)受試者的語言、認(rèn)知功能狀況。
1.2.1.1 語言認(rèn)知評估系統(tǒng) 由暨南大學(xué)陳卓銘教授團(tuán)隊(duì)自主研發(fā),包含語言、認(rèn)知兩個(gè)維度。認(rèn)知維度由注意力、記憶力、計(jì)算能力、定向力、推理能力5個(gè)一級指標(biāo)組成,其中一級指標(biāo)“記憶力”下設(shè)2個(gè)二級指標(biāo),分別為瞬時(shí)記憶和延遲回憶[3]。語言維度由聽理解、自發(fā)性表達(dá)、命名、閱讀、復(fù)述5個(gè)一級指標(biāo)組成,其中一級指標(biāo)“聽理解”下設(shè)2個(gè)二級指標(biāo),分別為聽是否、聽辨認(rèn)[7]。各指標(biāo)(因子)下設(shè)不同難度檔次(10分檔、30分檔、50分檔、70分檔、90分檔)的題目[8]。檔次的分值越高,提示題目難度系數(shù)越大。
受試者通過計(jì)算機(jī)完成整個(gè)測評,根據(jù)指導(dǎo)語進(jìn)行作答。開始答題后,系統(tǒng)隨機(jī)選取某因子作為初始因子,并隨機(jī)抽取1道該因子下設(shè)的50分檔題請受試者作答;當(dāng)受試者正確回答題目時(shí),下一題的難度提升一檔,否則降低一檔。跳出因子需滿足下列3個(gè)條件中的任一條:(1)連續(xù)答對2道90分檔題;(2)連續(xù)答錯(cuò)2道10分檔題;(3)任意答對2道30/50/70分檔題。跳出上一因子后,系統(tǒng)隨機(jī)加載下一因子,并根據(jù)上一題的正確回答情況,確定首道題的難度檔次(若回答正確,檔次不變;若回答錯(cuò)誤,降低一檔),以此類推,直至完成測試。每次測試耗時(shí)約15 min。系統(tǒng)自動(dòng)記錄答題軌跡,并基于軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析,在此基礎(chǔ)上對每位受試者進(jìn)行綜合賦分[4]。本研究中,90~100分為語言認(rèn)知功能正常,60~89分為輕度語言認(rèn)知障礙,30~59分為中度語言認(rèn)知障礙,<30分為重度語言認(rèn)知障礙。
1.2.1.2 MMSE 主要從定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力、回憶能力、語言能力5個(gè)方面評價(jià)受試者的認(rèn)知功能,共30項(xiàng)題目,每項(xiàng)回答正確得1分,回答錯(cuò)誤或不知道得0分,各條目得分相加即為總分,得分范圍為0~30分,根據(jù)患者的文化程度劃分認(rèn)知障礙的標(biāo)準(zhǔn):文盲≤17分,小學(xué)文化程度者≤20分、中學(xué)及以上文化程度者≤24分[6]。
1.2.1.3 MoCA 由12道題組成,涉及視空間與執(zhí)行功能、命名、記憶、注意、語言、抽象、延遲回憶、定向力8個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域,總分為30分。若受試者的受教育年限≤12年,則在總分基礎(chǔ)上加1分,最終評分<26分則認(rèn)為存在認(rèn)知功能損害[6]。
1.2.1.4 ABC 其測試內(nèi)容包括口語表達(dá)、聽理解、閱讀、書寫、結(jié)構(gòu)與空間、運(yùn)用、計(jì)算7大項(xiàng)。因語言認(rèn)知評估系統(tǒng)主要從計(jì)算、閱讀、命名、復(fù)述、聽辨認(rèn)、聽是否6個(gè)方面評價(jià)受試者的語言能力,為保證測量內(nèi)容具有可比性,本研究選取ABC中有關(guān)計(jì)算、閱讀、命名(包括詞命名、顏色命名、反應(yīng)命名,均為口語表達(dá)大項(xiàng)的評價(jià)內(nèi)容)、復(fù)述(為口語表達(dá)大項(xiàng)的評價(jià)內(nèi)容)、聽辨認(rèn)、聽是否方面的測試項(xiàng)目考察受試者的失語狀況。全體受試者完成測驗(yàn)后,分別以正常對照組在各因子上得分的均值作為100%,計(jì)算失語患者在各因子上的得分百分比[7]。百分比越低,說明受試者在該因子上的障礙程度越高。
1.2.2 評估過程與質(zhì)量控制 由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師或治療師負(fù)責(zé)評估工作。開展評估工作時(shí),保持整個(gè)評估環(huán)境安靜、整潔、光線明亮。在正式評估前,醫(yī)師或治療師向受試者講明評估的細(xì)則(如評估的方法與順序)、語言認(rèn)知評估系統(tǒng)的操作方法及評估過程中需要注意的事項(xiàng),直至受試者完全理解評估要求并能正確地進(jìn)行各項(xiàng)操作,方可開展評估工作。在整個(gè)評估過程中,醫(yī)師或治療師使用標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)語,嚴(yán)格遵循各量表指導(dǎo)手冊的要求完成評估工作,并按照規(guī)定提供一定范圍內(nèi)的幫助,避免誘導(dǎo)式提問。
1.2.3 觀察指標(biāo)
1.2.3.1 校標(biāo)關(guān)聯(lián)效度 采用Spearman秩相關(guān)計(jì)算受試者語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分與其MoCA、MMSE得分的相關(guān)系數(shù)(rs值)[8],rs值越大,表明語言認(rèn)知評估系統(tǒng)與MoCA、MMSE的測量屬性越一致。rs值<0.400表示低度相關(guān),0.400≤rs值≤0.700表示中度相關(guān),rs值>0.700表示高度相關(guān)。
1.2.3.2 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)對語言認(rèn)知障礙的診斷價(jià)值 以MoCA得分<26分作為認(rèn)知障礙的診斷標(biāo)準(zhǔn)[9],結(jié)合ABC評價(jià)結(jié)果,運(yùn)用受試者工作特征(ROC)曲線檢驗(yàn)受試者語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分與其語言認(rèn)知障礙發(fā)生情況的擬合效果,根據(jù)最大約登指數(shù)(靈敏度+特異度-1)確定語言認(rèn)知評估系統(tǒng)在語言認(rèn)知障礙診斷中的最佳臨界值,并計(jì)算其診斷靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度〔(真陽性人數(shù)+真陰性人數(shù))÷總?cè)藬?shù)〕。ROC曲線下面積(AUC)值越接近1,說明語言認(rèn)知評估系統(tǒng)診斷效果越好。
1.2.3.3 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)使用滿意度 采用自設(shè)問卷(表1)對18例健康受試者進(jìn)行滿意度調(diào)查。問卷共10個(gè)條目,從吸引力(第1、2、7題)、舒適度(第3、4題)、理解度(第5、6、8題)、接受度(第9、10題)4個(gè)維度調(diào)查受試對象對語言認(rèn)知評估系統(tǒng)的滿意度,各條目采用Likert 5級評分法,“非常同意”“同意”“中立”“不同意”“極不同意”分別計(jì)5、4、3、2、1分,各維度得分為該維度下所有條目得分的均值,量表總分為各維度得分的均值[10]。
表1 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)滿意度調(diào)查表Table 1 Satisfaction with the Computer-aided Language Assessment System questionnaire
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,正態(tài)分布的計(jì)量資料采用(±s)表示,組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),非正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)(四分位數(shù)間距)〔M(QR)〕表示,組間比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料采用相對數(shù)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 納入研究對象一般資料 18例健康受試者中,男9例(50.0%),平均年齡(31.3±16.1)歲;55例腦卒中/腦損傷患者中,男33例(60.0%),平均年齡(57.5±16.4)歲。健康受試者與腦卒中/腦損傷患者年齡比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);性別分布比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表2。
表2 55例腦卒中/腦損傷患者及18例健康受試者的一般資料Table 2 General information of 55 stroke/brain injury patients and 18 healthy volunteers
2.2 納入受試者的語言、認(rèn)知能力狀況 73例受試者M(jìn)MSE、MoCA、語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分為15.0(18.5)、12.0(21.0)、62.8(63.0)分;健康受試者與腦卒中/腦損傷患者M(jìn)MSE、MoCA、語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表3。18例健康受試者語言功能正常,55例腦卒中/腦損傷患者存在不同程度的失語情況;55例腦卒中/腦損傷患者在計(jì)算、閱讀、命名、復(fù)述、聽辨認(rèn)、聽是否上的得分百分比分別為75.0%(79.5%)、60.0%(65.0%)、47.0%(68.5%)、72.0%(44.5%)、71.0%(80.0%)、63.0%(44.5%)。
表3 兩組受試者M(jìn)MSE、MoCA、語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分比較〔M(QR),分〕Table 3 Comparison of the total score of the MMSE,MoCA and the Computer-aided Language Assessment System between two groups of participants
2.3 校標(biāo)關(guān)聯(lián)效度結(jié)果 73例受試者語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分與其MMSE、MoCA得分呈高度正相關(guān)(P<0.001),見表4。
表4 受試者語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分與其MoCA、MMSE得分的相關(guān)關(guān)系(rs值)Table 4 The correlation of the total score of the Computer-aided Language Assessment System with that of MoCA and MMSE
2.4 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)對語言認(rèn)知障礙的診斷價(jià)值結(jié)果 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)識別語言認(rèn)知障礙患者的AUC值為 0.733〔95%CI(0.632,0.834),P<0.001,圖1〕,約登指數(shù)最大點(diǎn)(0.703)對應(yīng)的臨界值為85分,此時(shí)系統(tǒng)的靈敏度為1.000,特異度為0.703,準(zhǔn)確度為0.931(68/73)。
圖1 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)識別語言認(rèn)知障礙患者的受試者工作特征曲線Figure 1 ROC curve of the Computer-aided Language Assessment System in diagnosis of participants with cognitive-linguistic impairment
2.5 語言認(rèn)知評估系統(tǒng)使用滿意度結(jié)果 18例健康受試者滿意度平均得分為(4.07±0.48)分,滿意度總體處于“滿意”水平,其在吸引力、舒適度、理解度、接受度四個(gè)維度上的平均得分分別為(3.91±0.42)、(4.00±0.41)、(4.17±0.94)、(4.25±0.65)分。
目前,臨床上得到廣泛應(yīng)用的MMSE在早期癡呆的識別中仍存在較大的局限性,大多數(shù)符合輕度認(rèn)知障礙臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者M(jìn)MSE得分常>26分;與MMSE相比,MoCA對于輕度認(rèn)知障礙患者的篩查具有較高的靈敏度,但其在測量等價(jià)性方面存在明顯的不足,表現(xiàn)在受教育年限<12年的受試者M(jìn)oCA得分較低??傮w而言,應(yīng)用MMSE進(jìn)行認(rèn)知功能篩查時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)更多認(rèn)知障礙程度較重的中、晚期癡呆患者,而MoCA的運(yùn)用可在很大程度上提高輕度認(rèn)知障礙的檢出率[11]。輕度認(rèn)知障礙是介于正常衰老和癡呆的中間過渡階段,早期識別輕度認(rèn)知障礙患者并對其進(jìn)行認(rèn)知干預(yù),不僅可以減緩其認(rèn)知能力下降的速度,甚至能夠?qū)崿F(xiàn)病情逆轉(zhuǎn)[12]。目前已存在的計(jì)算機(jī)認(rèn)知障礙診斷與篩查系統(tǒng)涉及的客觀評定內(nèi)容較少[13],尚無快速篩查工具可用于區(qū)分不同水平、維度下的認(rèn)知障礙程度。本研究旨在探討語言認(rèn)知評估系統(tǒng)用于語言認(rèn)知障礙評估的可行性,該系統(tǒng)可代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工測試,并能夠基于計(jì)算機(jī)分層次、分維度篩查語言認(rèn)知障礙患者,評估其語言、認(rèn)知能力,有助于醫(yī)務(wù)人員針對性地制定康復(fù)訓(xùn)練方案、開展康復(fù)訓(xùn)練工作?;趯<液兎?gòu)建語言認(rèn)知評估系統(tǒng)指標(biāo)體系研究已發(fā)表,產(chǎn)品已申請專利。前期研究成果為本研究中測量概念的完整性提供了保障[6]。
分別采用目前公認(rèn)的認(rèn)知功能篩查量表MMSE、MoCA作為效標(biāo),對語言認(rèn)知評估系統(tǒng)進(jìn)行校標(biāo)關(guān)聯(lián)效度分析,結(jié)果顯示,受試者語言認(rèn)知評估系統(tǒng)得分與其MoCA、MMSE得分的相關(guān)系數(shù)分別為0.884、0.910,即語言認(rèn)知評估系統(tǒng)測試結(jié)果與公認(rèn)的認(rèn)知功能篩查量表評定結(jié)果之間存在高度相關(guān)性,提示語言認(rèn)知評估系統(tǒng)是一種較為有效的語言認(rèn)知障礙評估工具。但在校標(biāo)的選擇上,本研究未將語言能力測試量表納入效標(biāo)范疇,未來,可將波士頓診斷性失語檢查法(BDAE)、ABC作為效標(biāo),深入驗(yàn)證語言認(rèn)知評估系統(tǒng)用于語言認(rèn)知障礙評估的效度。本研究結(jié)果顯示,語言認(rèn)知評估系統(tǒng)識別語言認(rèn)知障礙患者的AUC值為0.733,約登指數(shù)最大點(diǎn)(0.703)對應(yīng)的臨界值為85分,表明選取85分作為臨界值時(shí),語言認(rèn)知評估系統(tǒng)在語言認(rèn)知障礙患者識別中的可靠性最好。此時(shí)系統(tǒng)的靈敏度為1.000,特異度為0.703,準(zhǔn)確度為0.931。較高的靈敏度和特異度提示語言認(rèn)知評估系統(tǒng)漏診、誤診語言認(rèn)知障礙患者的可能性較低,其可以作為一種有效的認(rèn)知功能篩查工具[14]。
通過對18例健康受試者進(jìn)行滿意度調(diào)查,了解受試者對語言認(rèn)知評估系統(tǒng)的使用體驗(yàn)和感受。18例健康受試者滿意度平均得分為(4.07±0.48)分,在舒適度、理解度、接受度上的得分較高,說明受試者對語言認(rèn)知評估系統(tǒng)的整體滿意度較好[15]。與傳統(tǒng)的人工測試相比,語言認(rèn)知評估系統(tǒng)可快速、精準(zhǔn)地判斷出受試者在語言、認(rèn)知功能各維度上的障礙程度,并能根據(jù)篩查評估結(jié)果智能生成、推送個(gè)體化的認(rèn)知訓(xùn)練方案,包括康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃(長、短期)、傳統(tǒng)康復(fù)方案(借助傳統(tǒng)輔助器具/設(shè)備)、智能康復(fù)方案(人機(jī)交互訓(xùn)練、線上多人競賽)[16-17]。且語言認(rèn)知評估系統(tǒng)能夠嚴(yán)格控制刺激的呈現(xiàn),精確測量受試者的反應(yīng)時(shí)間[18],易于管理與維護(hù);與傳統(tǒng)的人工測試相比,測試效率更高,測試結(jié)果更精準(zhǔn),有助于節(jié)約人力成本。本研究可為智能化診斷與篩查系統(tǒng)的構(gòu)建提供新思路。
自編研發(fā)的語言認(rèn)知評估系統(tǒng)有良好的效度,是一種有效的、符合神經(jīng)心理學(xué)測驗(yàn)基本要求的語言認(rèn)知功能評估方法,值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用,有望成為一種新的測評工具。仍需要增加樣本量來深入證實(shí)語言認(rèn)知評估系統(tǒng)用于語言認(rèn)知障礙評估的可靠性和有效性,進(jìn)一步完成語言認(rèn)知評估系統(tǒng)的內(nèi)部一致性、重測信度[19]、復(fù)本信度、區(qū)分效度、內(nèi)容效度及結(jié)構(gòu)效度[20]評價(jià)研究,并探討語言認(rèn)知障礙程度分級方法、因子間的區(qū)分度、題目間的區(qū)分度,最終建立智能化語言認(rèn)知評估系統(tǒng)。
作者貢獻(xiàn):周鈺、李剛衛(wèi)、李彎月、尚亞茹負(fù)責(zé)文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)、研究的實(shí)施與可行性分析、論文修訂、文章質(zhì)量的控制及審校;李剛衛(wèi)、李彎月、陳艷、凌衛(wèi)新、單莎瑞負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集和處理;周鈺、李剛衛(wèi)負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析;周鈺、李剛衛(wèi)、李彎月、陳艷、凌衛(wèi)新、單莎瑞負(fù)責(zé)結(jié)果的分析與解釋、論文撰寫;陳卓銘、尚亞茹對文章整體負(fù)責(zé),監(jiān)督管理。
本文無利益沖突。