轻度认知障碍及痴呆症患者计算机辅助认知康复研究现状

轻度认知障碍及痴呆症患者计算机辅助认知康复研究现状
                               
                                        2015-01-19 17:02
                                        来源于：网络
                               
                               

    随着人口老龄化加剧，痴呆症患者数量逐年增 加,其认知能力及生活自理能力的减退、精神行为症 状的频发，给家庭和社会带来沉重负担。轻度认知障 碍（Mild Cognitive Impairment,MCI)是痴呆症的前 期症状，每年向痴呆的转化率为12%，而正常老年人 仅为1%~2%[|]。对痴呆症及其髙危人群即MCI进行 干预已受到众多学者关注。近年来由于计算机的普 及、软件开发技术的不断发展,计算机辅助认知康复 (computer-assisted cognitive rehabilitation，CACR)技 术被逐渐应用于痴呆症、MCI研究领域。此技术可根 据患者认知障碍程度、兴趣爱好提供简便易行、经济 有效、灵活多样的训练平台，从而改善患者记忆力、 注意力及沟通交流能力，满足患者个性化需求。目前 国内痴呆症干预以认知训练、日常功能训练为主ra， MCI干预多为认知训练[3],应用计算机辅助认知康复 技术的研究较少。本文将在回顾计算机辅助认知康 复技术的基础上，对此疗法在痴呆症及其临床前期 综合征(MCI)的干预现状做综合性分析和总结，为 今后相关研究提供参考。

1计算机辅助认知康复历史回顾

计算机辅助认知康复起始于美国I960年代，主 要是为了提高脑损伤患者执行能力而设计的系统性 训练项目。当时计算机技术及电子游戏尚未普及，此 疗法只应用于少数研究[4]。进人1980年代，由于计算 机的普及和软件开发技术水平的不断提高，此技术 在康复过程中不仅具有灵活性、可调节性、患者执行

能力监测的客观性、及时反馈等特点，还可根据患者 的需求及认知能力选择并调节干预难易程度[5]，因此 得到了大力推广。

计算机辅助认知康复最初主要用于注意力、记 忆力及知觉运动技能(perceptual-motor skill)的训练， 部分用于问题解决能力或促进患者抽象思维能力的 康复。但由于技术匮乏及计算机运行速度缓慢，存在 训练内容不完善、生态效度(ecological validity)缺失 等问题[4,6]。随后由于软件及语音效果技术的提高， CACR的训练内容与认知障碍的康复逐渐相符。

1996年11〇61^1111等[7_8]首次将此技术应用于痴呆 症患者的干预，通过基于生活环境或生平相关照片 提供如做家务、购物等人机互动日常作业训练。尽管 研究设计缺乏严谨性，但这些研究拓展了痴呆症非 药物干预的研究领域。1999年Schreiberm则应用“多 任务” (MultiTask)软件对痴呆症患者进行训练，提供 在设定的公寓场景寻找指定物品和房间的练习，以 改善与图像、方位相关的即时记忆和延迟记忆。该研 究成功地将软件应用于痴呆症干预，通过强化患者 与环境的互动达到改善记忆的效果。在此阶段，研究 多为日常作业训练，是CACR应用于痴呆症干预研 究的萌芽阶段。

21世纪随着计算机、软件开发技术的不断发展 及互联网的广泛使用，计算机辅助认知康复技术被 广泛应用于痴呆症的诊断、病程追踪、照护者支持[1«。 为便于操作，部分研究使用触摸屏替代鼠标、键盘， 并设置声音提示。如11〇6^1111等[»]根据痴呆症认知 障碍不同程度进一步开发了触摸式人机互动训练软 件。Man等™则在文字指导的基础上增加声音提示 以确保不识字或视力不佳者能够操作。在干预方面 不局限于记忆力、日常生活能力训练，还注重注意 力、推理能力、沟通交流、社会活动能力的提高。如 Topo等™利用多媒体音乐软件转换患者情绪、促进 与照护者沟通。随着对痴呆症研究的不断深人，作为正常老化向痴呆过渡状态的MCI也得到计算机辅助 认知康复研究领域的关注。多个研究先后将此技术 应用于MCI患者的干预并获得较好效果[14]。进入21 世纪，CACR在痴呆症研究领域向多样化、个体化、 个性化方向发展，干预对象也从痴呆症扩大至MCI 患者。

2计算机辅助认知康复活动类型

目前对MCI及痴呆症患者计算机辅助认知康复 虽没有统一的分类标准，但依据干预媒介类型可分 为软件类、网络平台类及其他。

2.1软件类 2.1.1认知训练软件

认知训练软件在CACR领域应用最为广泛，可 根据认知水平调整训练难易程度，并在患者无法完 成任务时给予解答和帮助，目前多用于MCI患者，痴 呆症患者康复相对较少。其中最常用的是神经心理 训练软件（Neuro Psychological Training,NPT)[15]， 此软件原用于失语症患者的康复，后被引人MCI及 痴呆症干预领域，可根据患者注意力、记忆力、理解 能力、定位能力、语言能力等提供训练。智能声音 (Sound Smart)和船长日志(Captain’s Log)软件则提 供颜色或形状匹配、数字计算、视听材料识别等训 练，以改善痴呆症患者记忆力、注意力[16]。而健脑 (Brain Fitness)软件主要是改善MCI患者视空间等 信息处理速度及其准确性[17]。虽然上述软件提供的 训练侧重点有所不同，但已摆脱了传统的、以记忆训 练为主的康复模式，主要根据患者不同的认知障碍 领域以及轻重程度提供具有针对性、灵活性、可调节 性的多方位干预活动，缩短了干预时间，并对患者的 执行能力给予及时反馈和客观评价。

2.1.2娱乐休闲软件

与认知训练软件不同的是娱乐休闲软件，主要 提供音乐、人机互动交流和游戏等娱乐休闲活动，患 者可在独立或借助照护者少许帮助的状态下完成， 主要用于改善精神行为症状及沟通困难，因此此类 软件多应用于痴呆症患者的康复训练。如图片留声 机（Picture Gramophone, PG)[13]和表达演奏（ExPress Play)[18]为音乐软件，前者类似于卡拉0K，包含不同 条目的艺术家、主题和音乐类型，音乐播放同时附有 歌词、相关图片及照片。后者则在开心、悲伤、生气3 个音乐界面滑动，随滑动速度快慢屏幕会出现大小

不同的三维圆圈图像，并产生相应的音乐旋律，使痴 呆症患者通过音乐释放内心情感，从而改善精神行 为症状。交流辅助软件％201通过链接文本、图像和视 频文件,痴呆症患者可从消遣、娱乐、生活3个主题选 择怀旧音乐、图片、视频等进行人机互动交流，并回 答与生活经历、日记或家谱等有关的问题。对于MCI 患者来说，目前只局限于游戏软件，如融入视觉搜 索、反应速度等练习的“任天堂”大脑益智（Nintendo Brain Age)软件™，其训练目的就是通过游戏活动 提高MCI患者的注意力。此类软件不仅为MCI及痴呆 症患者提供具有娱乐性、趣味性、怀旧性的休闲娱乐 活动，提高患者参与的积极性及沟通能力，使其体验 更多正向情绪，同时还以游戏等多种形式提供益智 训练，改善患者认知能力。

2.2网络平台类

CACR还可通过网络平台提供训练，并可根据 自身需求下载，而不需购买供应商提供的软件，具有 易获得性特点。只需连接互联网就可接受训练，并可 根据完成情况自动调节训练难易度，目前在MCI及 痴呆症患者中均有应用。如法恩凯斯网站(http:// www.feskits.com)[22]、智能大脑平台（Start Brain，http: //smartbrain.net/)，不仅训练注意力、记忆力、执行 力、计算力、定向能力等认知能力，还可与日常功能 训练、运动训练等相结合，起到多方位康复的效果。 随着信息网络的不断普及以及手机和其他无线设备 与互联网的结合，MCI及痴呆症网络预防及干预将 向范围更广、内容更多样化方向发展。

2.3其他

此类康复项目不采用既有的训练软件或网络平 台，而由研究者根据现有材料和设备利用计算机设 计干预活动，目前主要应用于MCI患者，痴呆症患者 的干预研究尚待发展。通过计算机内大量图片、音 频、文字材料预先设定系统的练习内容，以训练患者 的记忆力、注意力。应用虚拟现实技术(virtual re- ality,VR),模拟产生三维空间为患者提供视觉、听 觉、触觉等多感官模拟训练。通过上述方法可灵活选 择与患者生活相关的素材或模拟患者日常生活环境 开展干预。

3计算机辅助认知康复的研究现状

从目前研究来看,CACR主要用于改善MCI或痴 呆症患者记忆力、注意力和反应速度、情感以及沟通

交流等方面。评价CACR的应用效果，当前研究主要 利用简易智能精神状态量表（Mini - Mental State Examination，MMSE )、韦氏智力量表（Wechsler Intelligence Scale ，WAIS) 等常规工具评定认知能力康 复效果，而情感及沟通交流多采用观察、访谈等质性 方法，少数利用抑郁、焦虑等相关量表。此外，研究对 象多为MCI和轻中度痴呆症患者，部分应用于改善 沟通交流的研究也将重度痴呆症患者纳人其中。

3.1记忆力训练效果

CACR主要用于MCI或痴呆症患者的记忆力训 练。Herrera等虽然对MCI患者只提供了再认训练， 但再认和回想能力都得到了提高，且干预6个月后的 效果仍旧良好。这主要是因为康复训练在一定程度 上促进了再认和回想机制的转换，使得回想能力得 到提高。MCI患者认知功能降低主要体现在回想能 力的减退，再认训练是非常必要的。Man等™利用计 算机设置家庭、便利店等虚拟环境对MCI患者进行 清单条目识记等记忆力训练，干预组与对照组（以专 业人员为主导的记忆训练）即时回忆、延时回忆能力 都得到了提高。但是由于CACR提供了强烈的虚拟 环境视听刺激，加强信息编码过程，干预组的情节信 息编码功能也得到明显改善。值得关注的是，虽然干 预组教育程度明显低于对照组，但效果却优于对照 组。这主要是因为虚拟环境明显降低了学习者的学 习负担,此研究对今后如何为受教育程度较低者提 供更加有效的干预提供了一定参考依据。Barnes等™ 依据大脑可塑性(brain plasticity)原理为MCI患者提 供听觉记忆训练，通过刺激大脑皮质听觉领域，提高 患者信息处理速度及准确性。结果显示，虽然记忆力 有所提高，但差异无统计学意义。该研究存在样本量 小的局限性，在今后的研究中有必要进一步扩大样 本量进行更深层次的论证。

有些研究联合CACR与药物治疗对患者进行干 预，如(^1^11丨等[25]利用NPT软件对服用抗胆碱酯酶 药物的痴呆症患者以及M CI、多系统萎缩患者提供 学习、新信息检索训练，结果显示痴呆症患者的短期 记忆、长期记忆、语言记忆、视觉记忆得到明显提高， 而MCI患者的短时记忆得到改善。但由于没有设立 对照组，且干预组例数过少，效果来自于哪一种疗法 尚有待于进一步考证。但是，11〇22丨11丨等[26]的研究却显 示胆碱酯酶抑制剂只改善了 MCI患者的抑郁、情感 淡漠，而联合CACR不仅改善了上述两种症状，记忆

力、抽象推理能力、心境及行为症状也得到改进。

总之，由于CACR根据康复训练类型及内容、认 知障碍程度不同其干预效果也各有差异，在今后的 研究过程中有必要根据患者的兴趣爱好设计个性化 训练方案。对于记忆力改善效果的持久性，目前的研 究尚未有一致结果，今后有必要做进一步的探讨。 3.2注意力和反应速度训练效果

注意力与记忆力密切相关，是学习和活用知识 的必要条件。注意力障碍可降低视觉信息处理能力， 使患者不能获得足够的信息以适应周围环境，严重 影响日常生活。因此，在记忆力训练的同时，提供注 意力训练也是非常必要的。11£；11«^等[24]在为MCI患 者提供记忆力训练的基础上，进行了视觉注意力任 务（Visual Focused Attention Task)和视觉空间注意 力任务（Visuospatial Focused Attention Task)训练， 由此改善了信息获取和处理能力，注意力集中度和 反应速度也得到了提高。[27]则对以记忆 力损伤为主要症状的MCI患者进行以视觉搜索和信 息展示为主的视觉注意力训练，结果也显示反应速 度得到了提高。而另一研究利用益智游戏对MCI患 者进行干预，但反应速度未有明显改善[21]，这可能与 样本量小、训练时间短等有关。现阶段,CACR主要 以视觉注意力训练为主，今后可进一步拓展至听觉 注意力等的研究。

丄3促进情感

CACR不仅能够改善认知能力，而且可通过娱乐 活动使患者感受正向情绪，改善抑郁、焦虑等精神行 为症状。Gait&i等™的研究中，MCI患者在接受传统 认知训练（Traditional cognitive training,TCT)的同 时接受CACR,结果证明两种干预的联合使用可改 善焦虑并增强决策能力。Talassi等％对联合应用NPT 软件、作业疗法和行为训练（behavioral training)进 行了尝试，发现MCI和痴呆症患者焦虑和抑郁症状 得到有效改善，而与采用物理疗法联合作业疗法和 行为训练的对照组相比，则差异无统计学意义。今 后的研究有必要对上述不同干预方法进行比较， 以明确CACR对情绪改善的有效性。也有研究[1829]发 现，痴呆症患者在CACR活动中通过聆听、创作音乐 以及分享生活经历，可转换情绪，并获得愉悦的体 验。部分患者表示学习并掌握计算机操作能增强自 信，坚持记录生活经历也能带来满足感和成就感，在 音乐创作过程中不仅可以体验不同情绪模式，还能与他人通过音乐分享情感[20»]。由于多数研究效果 评价多采用质性方法，在科学性、准确性方面有待于 进一步考证。

3.4增进沟通

随着病程进展，痴呆症患者常常因语言障碍导 致沟通困难，给照护工作带来很大困扰。利用词句 快读、区别相似词和字的读音,或将图片内容和意义 相符的句子相连等软件练习可改善语言表达流利程 度和语言学习能力[173]。同时，痴呆症先期出现的短 时记忆力损伤，可导致患者社会活动能力降低，使其 逐步陷入社会孤立状态。利用人机互动界面引导患 者回忆往事，并在照护者共同参与的情况下,可增强 双方的互动，对沟通交流具有一定的帮助作用。通过 “音乐表达软件”，患者与照护者就创作内容进行讨 论并给予评价，并谈及以往相关的经历，在聆听音乐 过程中部分患者出现了与照护者共舞的现象[M01。 有研究者[31]将CACR与传统训练的交流情况进行比 较发现，在交流质量、患者参与积极性、照护者与患 者互动方面CACR的优越性更高，即使是针对重度 痴呆症患者结果也是如此，提示CACR也适用于痴 呆程度较为严重的患者。此外,照护者表示辅助交流 软件不仅内容丰富，在沟通过程中还能够提供更多的 会话主题，并减少为干预所做的大量准备工作[1932]。 Aim等[w]的研究也证实CACR能够促进患者之间的 互动，当照护者展示博物馆、植物园等三维动态全景 图时，患者与其他参与者交流互动气氛活跃。从上述 研究可以看出，如果训练以患者人生经历为主题，照 护者共同参与则会进一步提高交流沟通效果。

4计算机辅助认知康复的优缺点

虽然CACR用于MCI及痴呆症患者康复训练的 历史较短，在改善患者认知、情感及沟通方面有一定 优势，但还存在一些不足。

4.1计算机辅助认知康复的优点

通过文献分析发现，CACR在MCI及痴呆症患者 训练康复上具有以下优点[14夂3'①能够根据患者的 神经心理学模式制订个性化干预方案以刺激认知功 能;②能够实现干预标准化，数据记录更准确、真实、 客观;③患者可以自行训练，并能够即时提供反馈， 且可与以往数据比较建立系统的训练方案；④以计 算机为基础的平台为认知康复干预大规模推广提供 了可能性;⑤干预形式丰富多样，生动活泼，可提高

患者参与的积极性和主动性；⑥干预通过已设计好 的训练和活动项目进行，代替了痴呆症照护者的部 分工作，可减轻工作压力。

4.2计算机辅助认知康复的缺点

在MCI及痴呆症患者训练康复上，CACR还存在 一定的不足，如部分痴呆症患者对计算机指令的理 解可能存在一定困难，尤其是无计算机使用经验者， 不能正确使用鼠标、键盘和触摸屏[33]。大部分康复项 目使用触摸屏，但有感应灵敏度不佳、屏幕和字体较 小等问题™，且计算机系统的易执行性尚待完善。目 前研究虽已取得了一定成果，但部分研究缺乏对照 组、客观评价指标，仅利用访谈等质性方法评价痴呆 症患者情绪、沟通能力等改善情况，研究效果亦亟待 大样本及长期跟踪随访的验证。

5小结

CACR在改善MCI及痴呆症患者的认知、情绪及 沟通方面具有一定效果。此技术可根据患者认知障 碍程度、兴趣爱好提供简便易行、经济有效、灵活多 样的训练平台，满足患者个性化需求，且能部分代替 专业人员的工作，减轻其压力。目前,相对于发达国 家，我国痴呆症预防和干预仍局限于传统的认知训 练和日常功能训练，CACR相关研究甚少，且缺乏相 应的产品供临床或研究使用。近年来,随着我国社会 经济水平不断发展，计算机逐步得到推广，可在现有 干预措施的基础上考虑CACR的应用。但由于汉语 与西方语系不同，且存在社会文化背景等方面的差 异，将国外CACR产品直接汉化后使用存在一定局 限性，故应结合我国实际情况，开发符合我国国情的 CACR软件。因此，护理人员应加强与其他学科人员 的合作，共同开展适合我国MCI及痴呆症患者使用 的CACR训练项目，推动国内痴呆症预防和干预的 进一步发展。

 

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