基于人机交眼动跟踪认知训练在颅脑损伤执行功能障碍患者中的效果观察

钟尔 丁国美 韩慧华

执行功能障碍是颅脑损伤常见的神经系统后遗症，可表现出启动困难、抑制不恰当、行为刻板重复等症状，不仅康复效果不利，也为家庭及社会带来沉重负担[1]。传统作业疗法在改善颅脑损伤执行障碍上取得一定获益，但存在康复资源紧缺、功能定量化测评难度大等局限性[2]。眼动跟踪是数字图像处理和计算机视觉应用技术的新研究领域，较现阶段所使用的人机交互设备如键盘、鼠标相比，人机交眼动跟踪的交互效率更高[3]。本次研究将人机交眼动跟踪认知训练用于颅脑损伤执行障碍者，以期为此类患者的认知康复训练提供思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2019 年1 月至2020 年12 月期间杭州市第九人民医院神经外科收治的颅脑损伤恢复期患者80 例，其中男性51 例、女性29 例；年龄30～67 岁，平均年龄（43.45±14.05）岁；受教育年限4～17年，平均（10.57±4.16）年；格拉斯哥昏迷评分（glasgow coma scale，GCS）评分9～15 分，平均（12.83±1.30）分；病程15～32 d，平均（22.01±5.45）d；颅脑损伤部位：额叶损伤32 例、其他部位损伤48 例（基底节区损伤32 例、枕叶8 例、颞叶6 例、脑干2 例）。纳入标准包括：①有明确外伤史，并有头颅影像学资料确诊为颅脑损伤；②画钟测验（clock drawing test，CDT）评分＜4 分；③GCS 评分＞8 分；④患者及其家属知晓研究内容并自愿签署知情同意书。排除标准包括：①合并肝肾功能障碍；②合并心脑血管疾病；③合并肌肉骨骼疾病；④合并精神疾病或既往有精神疾病诊断史；⑤年龄＜18 周岁；⑥合并老年痴呆、帕金森等影响认知功能的其他病变。本次研究通过医院伦理委员会审核。按随机数字表法分为观察组与对照组，每组40 例。两组性别、年龄、受教育年限、GCS评分、颅脑损伤执行障碍病程、颅脑损伤部位见表1。两组患者一般资料比较，差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

表1 两组一般资料比较

1.2 方法 对照组采用传统认知功能训练方式，包括作业治疗、运动治疗、言语治疗及常规认知功能训练等，并配合针灸、物理因子治疗，每周6 次，疗程为4 周。观察组在对照组基础上接受基于人机交眼动跟踪认知训练，通过认知康复诊断系统仪器，选择眼动跟踪训练项目，主要有打虫子、找水果、追踪训练、滑雪、轨迹球、电子琴、切水果、选购商品等；每天训练30～45 min，每周6 次，疗程为4 周。

1.3 观察指标 ①执行功能：分别于干预前、干预4 周后应用执行缺陷综合征的行为学评价测试（be⁃havioral assessment of dysexecutive syndrome，BADS）进行评价，包括规则转换卡片测验、动作计划测验、找钥匙测验、时间判断测验、动物园分布图测验、修订的六元素测验6 个部分，总分0～24 分，分值与执行功能呈正相关。②认知功能：分别于干预前、干预4 周后采用中文版蒙特利尔认知评估（Montreal cognitive assessment，MoCA）量表进行评价，该量表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8 个维度，其中记忆维度在本次评估中不计分；共计11 个检查项目，总分30 分，分值与认知功能呈正相关。③CDT 评分：分别于干预前、干预4 周后，要求受试者在白纸上画出一个钟表的表盘，把数字放在正确位置，并用表针标出8∶20的位置。画出闭锁的圆得1 分，将数字安放在正确的位置得1 分，表盘上标出全部12 个正确数字得1 分，将指针安放在正确位置得1 分，分值与空间结构功能、语言功能和执行功能呈正相关。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0 统计学软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差（）表示。计量资料比较采用t检验；计数资料比较采用χ2检验。设P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者干预前后的BADS各部分评分及总分比较见表2

表2 两组患者干预前后的BADS各部分评分及总分比较/分

由表2 可见，两组患者干预前BADS 各部分评分和总分比较，差异均无统计学意义（t分别=0.05、0.14、0.16、0.15、0.19、0.13、0.12，P均＞0.05）；干预后，观察组患者的规则转换卡片测验、动作计划测验、找钥匙测验、修订的六元素测验、BADS 总分均高于干预前（t分别=4.85、6.35、5.57、4.00、8.76，P均＜0.05），对照组患者在找钥匙测验、BADS 总分高于干预前（t分别=2.11、2.85，P均＞0.05）；且观察组患者干预后的规则转换卡片测验、动作计划测验、找钥匙测验、修订的六元素测验及BADS 总分明显高于对照组干预后，差异均有统计学意义（t分别=4.46、6.15、2.12、3.96、5.48，P均＜0.05）。

2.2 两组患者干预前后的MoCA 量表评分比较见表3

表3 两组患者干预前后的MoCA量表评分比较/分

由表3 可见，两组患者干预前的MoCA 各维度评分及总分比较，差异均无统计学意义（t分别=0.10、0.23、0.65、0.49、0.30、0.32、0.09、0.21，P均＞0.05），干预后，观察组患者的视空间与执行功能、注意、延迟回忆、定向、抽象、语言、MoCA 总分明显高于干预前（t分别=6.07、18.86、10.33、9.68、1.99、3.57、4.53，P均＜0.05），对照组患者的视空间与执行功能、注意、延迟回忆、定向、语言、MoCA 总分明显高于干预前（t分别=3.72、8.60、4.07、3.02、2.80、3.18，P均＜0.05）；观察组患者干预后的视空间与执行功能、注意、延迟回忆、定向及MoCA 总分明显高于对照组干预后，差异均有统计学意义（t分别=3.88、5.95、5.17、7.63、2.23，P均＜0.05）。

2.3 两组患者干预前后的CDT评分比较见表4

表4 两组患者干预前后的CDT评分比较/分

由表4 可见，两组患者干预前CDT 评分比较，差异无统计学意义（t=0.50，P＞0.05）；干预后，两组CDT 评分均高于干预前（t分别=6.54、3.50，P均＜0.05），且观察组CDT 评分明显高于对照组，差异有统计学意义（t=8.52，P＜0.05）。

3 讨论

执行功能涉及注意与抑制、任务管理、计划、监控及编码等多个部分，执行功能障碍所引起的事物的识记、巩固及提取功能障碍不仅不利于康复训练、预后，也为患者学习、工作及日常生活带来极大负面影响[4]。左克俭等[5]报道即使是轻度颅脑损伤患者也存在注意能力/警觉性、信息处理速度、执行功能等损害。对颅脑损伤患者开展认知功能训练可有效改善其执行功能受损，发挥预后改善作用[6]。传统的认知训练干预主要以作业疗法、重复经颅磁刺激等综合方案为主，康复师与患者进行一对一的指导训练，一般都是在康复中心进行，但现有的康复中心、康复师、康复器具的数量远远无法满足目前康复训练人群；另外，传统的训练动作单一重复，难以调动患者主动参与积极性，部分患者甚至产生厌烦情绪，影响康复训练效果，甚至导致康复训练中断；除此以外，传统认知训练方式难以实现功能定量化测评，无法对患者在训练中的具体数据进行记录和保存，也不利于制定康复训练计划。

眼动跟踪是基于数字图像处理和计算机视觉应用技术发展而来，大致可分为诊断分析和人机交互两类，与目前常用的人机交互设备如键盘、鼠标相比，人机交眼动跟踪的交互效率更高。如用户想用鼠标选择屏幕上的一个兴趣区域时，只能通过手将鼠标移到兴趣区域，大脑先通过视觉判断光标和兴趣区域的距离，然后再控制手将光标移到兴趣区域；而眼动跟踪技术就省略了以上步骤，大大提高人机交互的效率，并可将人的双手解放出来[7，8]。本次研究显示，接受基于人机交眼动跟踪认知训练干预后患者的规则转换卡片测验、动作计划测验、找钥匙测验、修订的六元素测验及BADS总分，视空间与执行功能、注意、延迟回忆、定向及MoCA 总分，以及CDT 评分均明显高于传统认知训练（P均＜0.05）。提示较传统认知康复训练，基于人机交眼动跟踪认知训练更利于改善颅脑损伤执行功能障碍患者的执行功能及认知功能。总结基于人机交眼动跟踪认知训练优势主要体现在以下几点。其一，基于人机交眼动跟踪认知训练系统涵盖认知人物、眼动追踪、眼动数据分析、测试结果反馈、刺激标记引导等多个功能模块，内容完整，从患者开始认知训练到认知训练结果评估，再到结果反馈、刺激标记引导，形成完整的认知训练体系，可有效对认知训练进行定量评价，更利于康复计划制定[9]。其二，内容丰富，其任务模块包括打虫子、找水果、追踪训练、滑雪、轨迹球、电子琴、切水果、选购商品等多种眼动跟踪训练项目，丰富的训练方式于维持良好认知康复训练依从性的关键[10，11]。

综上所述，基于人机交眼动跟踪认知训练可有效改善颅脑损伤执行功能障碍患者的执行功能、认知功能，且其获益优于传统认知康复训练。考虑本次研究样本量相对较小，加之当前基于人机交眼动跟踪认知训练在颅脑损伤执行功能障碍患者中的临床应用报道相对较少，因此，基于人机交眼动跟踪认知训练在颅脑损伤执行功能障碍患者中的效果仍有极大深入探究空间。