基于眼动技术的认知康复策略对脑卒中患者执行功能的影响

何 雯，季亚铮，魏夏婷，林 桦，王 帆，徐 峰，陆呈怡，马前前，王红兵

上海市第四康复医院，上海200040

我国现有脑卒中患者7 000万人，发病率以每年8.7%的速度攀升，其致残率高达75%，常遗留有运动、言语和认知功能障碍等［1］。脑卒中后认知障碍包含执行功能、注意力、记忆、视空间能力等诸多认知领域，其中以执行功能障碍最明显［2］，执行功能障碍被认为是认知功能损害的核心症状及首发表现［3］。执行功能障碍通常表现为患者缺乏主动性、无法自我调整、无法统筹安排等，不仅影响患者在康复训练中的注意力、理解力和配合程度，还影响其日常生活活动（activities of daily living，ADL）［4］。目前，针对脑卒中后认知障碍的研究较多［5-6］，但对卒中后执行功能障碍的康复干预研究较少，仍是脑卒中康复的薄弱环节之一。人类通过5种感官从外界获取信息，其中视觉提供的信息量最大，约占80%～90%，在认知功能中起着非常重要的作用，而眼动技术作为一种新的人机交互方式，与目前常用的键盘、鼠标、触摸屏等人机交互设备相比，效率更高，更接近人类的自然行为［7］。基于眼动技术的康复训练可以改善脑卒中后患者的注意力，从而获得更多信息，提高患者执行功能。本研究尝试采用基于眼动技术的认知康复策略对脑卒中认知障碍患者进行干预，取得良好疗效。现报道如下。

1 临床资料

1.1 病例选择标准

1.1.1 诊断标准 符合1995年中华医学会第四届脑血管病学术会议制定的脑卒中诊断标准［8］，并经CT或MRI检查确诊。

1.1.2 纳入标准 ①首次发病；②病程≤6个月；③影像学检查未见中度以上的脑萎缩或脑白质疏松，无视野缺损与视空间忽视；④蒙特利尔认知评估量表（Montreal cognitive assessment，MoCA）-北京版（MoCA-B）＜26分；⑤年龄：50～75岁；⑥无意识障碍和心理疾病史；⑦患者对研究知情同意，并自愿签署知情同意书。

1.1.3 排除标准 ①严重视、听障碍、色盲或色弱以及失语的患者；②严重心、肝、肾功能不全，呼吸衰竭及恶性肿瘤或其他严重躯体疾病者；③药物滥用、酒精依赖者；④服用抗抑郁等精神类药物者；⑤任何影响评估和治疗的其他因素。

1.1.4 中止和脱落标准 ①患者自行退出；②各种原因导致失访；③依从性差，无法配合本方案实施；④试验过程中出现不能耐受者。

1.2 一般资料

选取2018年6月—2019年12月在上海市第四康复医院康复科治疗的脑卒中认知障碍患者64例，采用Excel 2010软件中的RAND函数按1∶1分为对照组与观察组，每组32例。2组性别、年龄、教育程度、职业性质、病程、疾病类型、偏瘫侧别等指标方面，组间差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。本研究已获上海市第四康复医院伦理委员会批准（批准号：SP2018002）。

表1 2组一般资料情况比较（±s）Table 1 Comparison of general data between two groups（±s）

表1 2组一般资料情况比较（±s）Table 1 Comparison of general data between two groups（±s）

组别对照组观察组例数32 32性别教育程度职业性质疾病类型偏瘫侧男女左右18 17 14 15年龄／岁66.97±5.94 66.03±6.93病程／月1.97±0.78 2.03±0.82初中及以下14 13高中及以上18 19脑力劳动15 16体力劳动17 16脑梗死19 17脑出血13 15 16 18 16 14

2 方 法

2.1 治疗方法

2组均给予脑血管病常规治疗，包括营养神经、改善循环、控制脑血管病危险因素等药物干预；控制血糖、血压、血脂等。

2.1.1 对照组 参照《中国高龄脑卒中患者康复治疗技术专家共识》［1］推荐方案对脑卒中患者进行常规康复训练。主要包括：①物理治疗（良肢位摆放、体位转换和转移、肌力及耐力训练、关节活动度训练、平衡协调能力训练、步态训练等），20 min／次。②作业治疗［包括日常生活活动训练（如：穿衣、进食、刷牙、洗脸等）、辅助用具训练］，20 min／次。③吞咽与言语功能训练（包括口和颜面肌肉训练、进食训练、构音训练、听说读写训练等），20 min／次。④认知功能训练（包括纸牌排序、图片识别、图片视觉扫描、单词复述、短文阅读、图片记忆、词语配对、简单计算、辨别和归类等），20 min／次。以上训练1次／d，共80 min，每周训练6 d，连续训练6周。

2.1.2 观察组 采用基于眼动技术的认知康复策略替代常规康复训练中认知功能训练。其余训练同对照组。

采用认知康复策略模块（杭州极致医疗科技有限公司，型号：JZ-RZ-1020）辅助进行认知功能训练，1次／d，20 min／次，每周训练6 d，连续训练6周。具体训练内容如下：

2.1.2.1 5 min眼动训练 包含跟踪和凝视训练。训练前均需进行设备调试，患者取端坐位。①轨迹球训练：要求患者盯住界面上移动的足球直至训练结束出现眼动轨迹点。②滑雪训练：进入训练界面后，有1个滑雪者从左向右滑动，嘱患者用眼睛紧紧盯住滑雪者滑到轨道终点，出现眼动轨迹点结束。③切水果训练：患者进入训练界面后，水果会从屏幕上自上而下匀速掉落，嘱患者用眼睛挨个注视每1个掉落的水果，听到“咔嚓”声后界面上呈现水果被切开，嘱患者迅速寻找下1个目标，训练以眼动轨迹点出现结束。④选购商品训练：界面上会呈现3行置物柜，每行4个商品，共计12种药品或者书籍，嘱咐患者按照指示一一找出相应商品，在找到每1个物品后眼睛保持凝视一定时间，直到选购完全部商品。⑤电子琴训练：嘱患者用眼睛紧紧盯住黑键或白键任一琴键，盯住一定时间后（难易等级：0.2～0.5 s）会自动弹奏发出琴声。

2.1.2.2 5 min计算机辅助工作记忆训练 分视觉和听觉记忆训练两部分。①视觉记忆训练：利用计算机的生动画面让脑卒中患者去完成厨房烧菜、喂鱼、射箭等。②听觉记忆训练：包括听词语、听音乐、乐声辨识练习。

2.1.2.3 10 min抑制性控制、定势转换训练 通过变换卡片颜色（黄、红、蓝、绿）、改变卡片形状（五角星形、三角形、圆形、十字形）和调整卡片上图形数量（1、2、3、4）进行训练。

上述训练均遵循由易到难原则，逐步将训练内容深化。

2.2 观察指标

2.2.1 执行功能评定 采用执行功能缺陷综合征的行为学评价测验（behavioral assessment of dysexecutive syndrome，BADS）［9］和威斯康星卡片分类测验（Wsiconsin card sorting test，WCST）［10］进行执行功能评定。

2.2.1.1 BADS选取规则转换卡片测验（rule switching card test，RSCT）、动作计划测验（action plan test，APT）、找钥匙测验（key seek test，KST）、时间判断测验（time judgment test，TJT）、动物 园 分 布图 测 验（zoo map test，ZMT）、修订的六元素测验（modified six-element test，MSET）等测验指标。观察患者规则转换、计划、问题解决、组织和行为监督能力等。每项测验都经初步积分（错误率越高得分越低），再换算成标准分。单项标准分范围0～4分，总标准分范围0～24分，分值越低说明执行功能越差。

2.2.1.2 WCST该测试分类卡片有4张刺激卡片和128张分类卡片，按照颜色、形状和图形数量的不同而编制。要求受试者在5 min内根据4张刺激卡对128张卡片进行分类，受试者不被告知分类原则，只知每次测试结果的正误。常用指标包括完成分类数、正确应答数、错误应答数、持续性错误数和非持续性错误数、学习到学会等。

2.2.2 总体认知功能评定 采用MoCA-B进行认知功能评定［11］。评定内容包括视空间与执行功能、命名、记忆、注意、语言、抽象、延迟回忆和定向能力等，最高分为30分，得分越高表示受试者认知能力越好，如得分＜26分则提示存在认知功能障碍。

2.2.3 注意力评定 采用反应时测试仪（杭州极致医疗科技有限公司，型号：JZ-RZ-1020）记录患者点击电脑屏幕单个目标的反应时间，测评10次，取平均值。

在干预前、干预后、随访结束后分别对2组进行BADS、WCST、MoCA-B、反应时评定。

2.3 统计学分析

使用SPSS 20.0软件进行统计分析。计量资料符合正态分布，数据采用（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验，组内不同时间点比较采用重复测量方差分析，两两比较采用LSD-t检验；数据若不符合正态分布，采用MD（min，max）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验，组内比较采用Friedman秩和检验。计数资料采用χ2检验。P＜0.05为差异具有统计学意义。

3 结 果

3.1 2组不同时间点BADS评分比较

见表2。

3.2 2组不同时间点WCST评分比较

见表3。

3.3 2组不同时间点MoCA-B评分和反应时比较

见表4。

4 讨 论

4.1 基于眼动技术的认知康复训练可以有效改善脑卒中患者的执行功能

伴随年龄增长，机体执行功能下降，而脑卒中后患者执行功能下降幅度更大、速度更快［12］。执行功能相关神经功能网络往往涉及多个脑区，包括额顶区、纹状体、前扣带回、双侧颞顶交界区、小脑、顶上小叶等。基于神经可塑性的眼动技术通过视觉反馈来调节康复训练模式，是中枢神经系统疾病患者康复的基础［13］。眼动技术提供了一种非言语和较低认知要求的认知康复治疗手段，眼睛为了追随目标会引起一连串视觉反馈运动，会将运动目标的速度、信息等输入到中枢神经系统进而激活多个脑区。本研究结果显示，与干预前比较，观察组经过6周康复干预后BADS各项维度评分和WSCT各维度评分均明显改善，观察组BADS各维度评分均明显更高于对照组，WCST各维度中除“学习到学会”，其余各维度评分均优于对照组。这提示，基于眼动技术的认知康复训练可有效改善脑卒中患者的执行功能。有研究显示，视觉训练可显著改善患者的执行功能［6］。基于眼动技术的认知康复训练中，轨迹球和滑雪训练是眼动视觉追踪，切水果训练、选购商品训练、电子琴训练则是眼动视觉凝视。这区别于常规的认知康复训练以及视觉训练只有视觉追踪的内容。在眼动凝视过程中，通过眼球运动使患者能够自愿且迅速地改变凝视的方向，与执行功能涉及的灵活性、抑制控制能力相吻合，这可能是眼动技术可以有效改善脑卒中患者执行功能的原因之一。但WCST中“学习到学会”维度评分干预前后无明显差异，这可能与“学习到学会”反映的是执行过程中的学习能力，而本研究对象主要是老年人，脑卒中后老年患者成功运用以往经验的学习能力普遍下降。

表3 2组不同时间点WCST评分比较［MD（min，max）］ 分Table 3 Comparison of WCST scores between two groups at different times［MD（min，max）］Scores

表4 2组不同时间点MoCA-B评分和反应时比较（±s）Table 4 Comparison of MoCA-B scores and reaction time between two groups at different times（±s）

表4 2组不同时间点MoCA-B评分和反应时比较（±s）Table 4 Comparison of MoCA-B scores and reaction time between two groups at different times（±s）

注：与干预前比较，1）P＜0.05；与干预后比较，2）P＜0.05；与对照组同一时间点比较，3）P＜0.05。Note:Compared with before intervention,1)P＜0.05;Compared with after intervention,2)P＜0.05;Compared with the control group at the same time,3)P＜0.05.

组别对照组观察组例数32 32 MoCA-B／分反应时／s干预前0.646±0.061 0.671±0.060干预前14.47±2.24 14.59±2.56干预后15.97±2.321）17.25±2.301）3）随访后14.50±2.30 14.91±2.292）干预后0.599±0.0631）0.559±0.0691）3）随访后0.629±0.0591）2）0.615±0.0521）2）

脑卒中后患者因脑组织受到损伤，导致患者感知外界信息的能力减弱，使得患者没有办法保持信息的平衡，无法根据外界的信息及自身的状态来调整自己的行为［14］。与普通鼠标或键盘结合进行信息输入与反馈的模式比较，眼动交互更加便捷，通过眼睛的注视与眨眼来确定命令的输入具有较高的精确性，更加支持视觉空间的工作记忆和向前行动计划［15］。因此本研究通过眼动技术捕捉和训练患者感知外界信息的能力，通过训练可以有效改善脑卒中患者抽象概括、抑制控制和学习能力表现。

4.2 基于眼动技术的认知康复训练可以有效改善脑卒中患者的注意力和认知功能

本研究结果显示，观察组干预后RSCT、正确应答数、MoCA-B评分均明显高于对照组，错误应答数、持续性错误数、反应时间均明显低于对照组，这提示基于眼动技术的康复训练可以有效改善患者的注意力和认知功能。脑卒中患者往往存在执行功能障碍，注意的选择、分配和持续性等抑制控制能力均受损。脑卒中后患者注意力往往不能集中，对康复训练的专注度、理解力和配合程度会产生影响。有学者认为注意功能的改善是其他认知障碍训练的前提［16］。在常规的康复训练中，注意力训练通常是通过完成一系列重复的练习或训练使患者对视觉或听觉刺激做出反应。眼动技术要求患者眼球跟随目标进行运动，随着目标的变化，眼球的运动速度、扫描轨迹、广度、方向都会相应变化，这可以更有效地对脑卒中患者的注意选择、警觉、转移、维持及广度等进行训练，从而改善抑制控制能力，提高执行功能。此外，基于眼动技术的认知康复策略还包含听觉记忆训练，如听词语、听音乐、乐声辨识练习等均需要患者迅速对其做出反应，这可以增强患者对听觉信息的提取及听觉工作记忆能力，更有利于改善患者执行功能。这与陆春华等［17］研究发现认知康复训练能够增强患者康复的训练专注力，提高反应时，提高患者认知功能的研究结果一致。

在随访4周后，2组BADS评分、WSCT评分、MoCA-B评分、反应时间较干预后均有所回落。这提示，6周基于眼动技术认知康复策略的干预，虽能在一定程度上改善脑卒中患者执行功能、注意力和认知功能，但干预停止后，脑卒中患者执行功能、注意力和认知功能均有所减弱，这说明要脑卒中患者执行功能、认知功能康复是一个长期过程，不可能一蹴而就，还需进一步延长干预时间、适当调整训练强度［15］。

5 小 结

基于眼动技术的认知康复训练有利于改善脑卒中患者执行功能、注意力和认知功能。但本项研究仍有一定的局限性与不足，如：样本量较小，干预时间和随访时间较短，康复结局评定量表仍较局限等。下一步研究中，将扩大样本量，增加干预时间和随访时间，以进一步观察分析临床疗效；充分利用科技进步和大数据的优势，并结合遗传学、生物化学、医学影像、电生理学等完善康复结局评价，提高研究的科学性，为脑卒中康复治疗和精准评定提供更全面、科学的证据支持［18］。