李雨?duì)N，胡 慧，鄧 蓓，葉念思，劉雪婷，周 詩(shī)，彭云巧

湖北中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，湖北 430065

我國(guó)社會(huì)老齡程度不斷加劇，老年認(rèn)知障礙疾病已成為社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的公共健康問(wèn)題。輕度認(rèn)知障礙（mild cognitive impairment,MCI）老年人群是阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的高危人群，患病率高,每年會(huì)有5%～17%的病人進(jìn)展為AD[1]，但尚無(wú)有效的根治方法。研究發(fā)現(xiàn)，MCI 具有可逆性，早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)將有機(jī)會(huì)延緩MCI 向AD 的轉(zhuǎn)化[2]，因此，使用客觀、準(zhǔn)確的篩查工具高效辨識(shí)出MCI 病人，對(duì)AD 的防治意義重大。我國(guó)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》提出，深化人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality,VR）等技術(shù)融合，強(qiáng)調(diào)發(fā)展公共設(shè)施數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，大力推動(dòng)了VR 技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和多領(lǐng)域融合。VR 技術(shù)具備視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬感知、虛擬元素交互以及位置跟蹤的實(shí)時(shí)仿真等功能優(yōu)勢(shì)[3]。在醫(yī)療領(lǐng)域，VR 技術(shù)為認(rèn)知障礙病人提供了執(zhí)行活動(dòng)、任務(wù)和測(cè)試的可行性。國(guó)外已有研究將VR技術(shù)運(yùn)用于MCI 病人的篩查與干預(yù)，并取得了較好的效果[4-6]。目前，我國(guó)對(duì)于MCI 老年病人的篩查仍側(cè)重于量表篩查，對(duì)于聯(lián)合信息技術(shù)開發(fā)普及出更客觀、數(shù)字化的篩查工具方面僅進(jìn)行了初步探索。因此，本研究旨對(duì)基于VR 技術(shù)的認(rèn)知篩查工具在識(shí)別MCI 人群中的應(yīng)用進(jìn)行綜述，以期為國(guó)內(nèi)MCI 人群的信息化篩查工具的發(fā)展和推廣提供參考。

1 概述

目前，用于認(rèn)知篩查的工具種類繁多，臨床應(yīng)用較廣泛的量表主要包括簡(jiǎn)易智能狀態(tài)檢查表（Minimum Mental State Examination，MMSE）、蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表（Montreal Cognitive Assessment,MoCA）、畫鐘測(cè)試(Digital Clock Drawing Test,CDT)和日常生活活動(dòng)能力問(wèn)卷(Activities of Daily Living,ADL)等，但這些量表也都有其局限性。如評(píng)估過(guò)程中醫(yī)患雙方對(duì)問(wèn)題的理解有差異，病人自己描述出的情況有時(shí)與實(shí)際情況不符[7]，易造成評(píng)估結(jié)果出現(xiàn)偏差；老年人完成單個(gè)篩查問(wèn)卷評(píng)估的時(shí)長(zhǎng)為10～15 min[8]，而單人完成整套心理測(cè)評(píng)問(wèn)卷的時(shí)長(zhǎng)往往超過(guò)90 min，老年人易在答題過(guò)程中表現(xiàn)出耐心不足，從而出現(xiàn)亂答、錯(cuò)答等情況，從而導(dǎo)致篩查質(zhì)量不高甚至中斷篩查；整個(gè)評(píng)估過(guò)程采用紙筆形式，形式單一，內(nèi)容相對(duì)枯燥，致使老年人完成評(píng)估的動(dòng)力不強(qiáng)，不能有效激發(fā)老年人主動(dòng)參與到早期篩查的活動(dòng)中來(lái)。對(duì)一個(gè)理想的認(rèn)知篩查工具來(lái)說(shuō)，高效、簡(jiǎn)便、客觀是其所需要具備的關(guān)鍵特征，而基于VR 技術(shù)的認(rèn)知篩查工具，或能利用其優(yōu)勢(shì)克服傳統(tǒng)的神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試量表所存在的局限性[9]。自2008 年起，基于VR 的認(rèn)知篩查技術(shù)開始逐步應(yīng)用于德國(guó)、西班牙、希臘、韓國(guó)等國(guó)家，主要適用平臺(tái)為電腦、筆記本、平板等。我國(guó)吉林大學(xué)護(hù)理學(xué)院Yan 等[10]于2021 年設(shè)計(jì)出虛擬超市項(xiàng)目，同年Tsai 等[11]基于VR 技術(shù)設(shè)計(jì)出頭戴式顯示器（head-mounted display,HMD），讓參與者實(shí)現(xiàn)多感官功能與虛擬環(huán)境的高水平交互，為參與者提供一個(gè)沉浸式更高的評(píng)估環(huán)境從而提高生態(tài)效度。但國(guó)內(nèi)目前仍未正式引進(jìn)基于VR技術(shù)的認(rèn)知篩查設(shè)備用于MCI 老年人群的早期篩查工作。

2 VR 篩查工具的種類及應(yīng)用

人體的代表性運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)，如軌跡、完成時(shí)間和速度等[12]，為快速評(píng)估個(gè)體認(rèn)知功能水平提供了機(jī)會(huì)。有研究表明，有時(shí)復(fù)雜功能的下降較客觀認(rèn)知功能的下降可能會(huì)更早[13]，同時(shí)認(rèn)為軀體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量可用于評(píng)估病人的認(rèn)知水平，所以通過(guò)模擬問(wèn)卷的任務(wù)測(cè)量主導(dǎo)控制、協(xié)調(diào)、判斷的高級(jí)認(rèn)知技能[11]是對(duì)MCI人群進(jìn)行客觀有效篩查的新途徑?；谝陨侠碚撻_發(fā)的VR 技術(shù)-虛擬超市（Virtual Technology-Virtual Supermarket，VT-VSM）與VR 日常任務(wù)(Virtual Reality Day-Out Task，VR-DOT)是目前國(guó)內(nèi)外討論和應(yīng)用最多的兩種VR 認(rèn)知篩查工具，其整個(gè)測(cè)試過(guò)程均由計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)，較基于認(rèn)知評(píng)估量表的傳統(tǒng)篩查工具所得的結(jié)果更客觀、準(zhǔn)確。

2.1 VT-VSM

Zygouris 等[4]將VT-VSM 應(yīng) 用 于34 例MCI 病 人，參與者在平板或電腦上執(zhí)行虛擬超市任務(wù)，結(jié)局指標(biāo)包括購(gòu)物時(shí)長(zhǎng)、錯(cuò)誤購(gòu)買商品數(shù)量和正確購(gòu)買商品數(shù)量，結(jié)果顯示該工具對(duì)MCI 病人的正確分類率為87.30%，靈敏度為82.35%，特異度為95.24%，但此方法并不能區(qū)分出MCI 的各種亞型。Yan 等[10]在2021年的研究納入了62 例MCI 病人，參與者在電腦上使用鼠標(biāo)和鍵盤操作完成9 個(gè)任務(wù)，最終對(duì)每項(xiàng)任務(wù)得分情況進(jìn)行分析，最終得出虛擬超市篩查系統(tǒng)(Virtual Supermarket Program,VSP)區(qū)分MCI 病人和健康者的靈敏度為85.9%，特異度為79.0%。Tsai 等[11]研究納入6 例MCI 老年人和6 名健康老年人，并采用頭戴式HMD 裝置使用虛擬超市,使參與者在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中有更高的沉浸性，且最終結(jié)局指標(biāo)較既往研究補(bǔ)充描述了病人在超市購(gòu)物過(guò)程中的路徑，為最終的評(píng)估分析提供了更多樣的信息，結(jié)果顯示，與健康老年人的購(gòu)物路徑相比，MCI 老年病人組的路徑圖中顯示了許多重復(fù)、轉(zhuǎn)彎等復(fù)雜的路線情況，最后分析數(shù)據(jù)得出此沉浸式VR 篩查技術(shù)的正確分類率達(dá)100%，但由于研究納入樣本量較小，使該結(jié)果具有一定的局限性。

2.2 VR-DOT

Abd Razak 等[5]認(rèn)為VR-DOT 是檢測(cè)MCI 最敏 感的工具之一。2013 年，Tarnanas 等[14]研究中采用了消防疏散場(chǎng)景，結(jié)果顯示，VR-DOT 在MCI 老年病人篩查過(guò)程中敏感度為97%，特異度為100%，同時(shí)在基線、第2 年和第3 年的隨訪中發(fā)現(xiàn)，健康組、遺忘型MCI 老年病人組和輕度AD 老年病人組在VR-DOT中的表現(xiàn)仍有較好的區(qū)分度。2014年，該研究者繼續(xù)將VR-DOT與MRI或神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試相比，發(fā)現(xiàn)VR-DOT可以以低成本、計(jì)算機(jī)化和非侵入性的方式提供更多的預(yù)測(cè)信息[15]。2017 年，Seo 等[16]首次將運(yùn)動(dòng)學(xué)測(cè)量應(yīng)用于使用沉浸式VR 環(huán)境篩選MCI 病人的研究，研究者利用VR 技術(shù)讓MCI 老年病人進(jìn)行沉浸式虛擬日常生活能力測(cè)試（VDLT），如財(cái)務(wù)處理和使用公共交通工具，結(jié)果表明該方式準(zhǔn)確率為92.9%，敏感度為90.0%，特異度為95.5%。2019 年，Ijaz 等[17]設(shè)計(jì)了一個(gè)沉浸式VR-CogAssess 平臺(tái)評(píng)估參與者的虛擬空間導(dǎo)航能力，并將使用VR 平臺(tái)的參與者與使用標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人計(jì)算機(jī)（standard personal computer,SPC）的參與者相比，結(jié)果表明VR 組對(duì)這項(xiàng)任務(wù)的評(píng)價(jià)和滿意度更高，說(shuō)明老年人更樂(lè)于接受VR 形式的評(píng)估工具。

3 VR 篩查工具的優(yōu)勢(shì)

3.1 生態(tài)效度高

由于VR 篩查技術(shù)設(shè)置的場(chǎng)景仿真度高，通常是讓參與者模擬日常生活活動(dòng)過(guò)程完成測(cè)試，如讓參與者完成超市購(gòu)物、進(jìn)行日常財(cái)務(wù)計(jì)算、使用公共交通工具等場(chǎng)景任務(wù)，從而評(píng)估受試者的執(zhí)行能力、空間導(dǎo)航能力等方面的水平，測(cè)試環(huán)境與真實(shí)世界相似度很高，在這種逼真的環(huán)境中MCI 老年病人易于理解任務(wù)主題從而正確執(zhí)行任務(wù)，研究結(jié)果也顯示基于VR 技術(shù)的認(rèn)知篩查工具具有的生態(tài)有效性更高[14]，能通過(guò)簡(jiǎn)單的測(cè)評(píng)過(guò)程得出高質(zhì)量的評(píng)估結(jié)論，從而準(zhǔn)確判斷出MCI 老年病人的認(rèn)知水平，并使其與健康老年人之間做出正確區(qū)分。

3.2 準(zhǔn)確度高

與傳統(tǒng)認(rèn)知篩查環(huán)境和計(jì)算方式不同，VR 篩查技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)完成評(píng)估過(guò)程，為評(píng)估提供了更客觀的數(shù)據(jù)記錄平臺(tái)，參與者在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中計(jì)算機(jī)能及時(shí)生成數(shù)據(jù)，克服了醫(yī)務(wù)工作人員和病人自身在測(cè)評(píng)過(guò)程中由于主觀的誤差而導(dǎo)致的評(píng)估結(jié)果錯(cuò)誤，比目前常使用的紙筆神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性更高。Zygouris 等[18]開展虛擬超市測(cè)試（Virtual Supermarket Test,VST)，并將其評(píng)估結(jié)果與MoCA 和MMSE 進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，VST、MoCA 和MMSE 在區(qū)分MCI病人和健康者時(shí)的正確分類率分別為81.91%、72.04%和64.89%。

3.3 趣味性強(qiáng)

有研究表明，老年人群對(duì)新型技術(shù)的運(yùn)用持有愿意嘗試的積極態(tài)度，享受VR 技術(shù)所帶來(lái)的體驗(yàn)[19]，且VR 技術(shù)為老年人提供的一種虛擬交互環(huán)境是具有沉浸性、互動(dòng)性和構(gòu)想性的場(chǎng)景[20]，執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中虛擬環(huán)境也會(huì)對(duì)參與者的表現(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，讓參與者感受到強(qiáng)烈的互動(dòng)感，讓使用者有如身歷其境般的感覺(jué)，使MCI 老年病人在虛擬環(huán)境中能投入地完成需執(zhí)行的任務(wù)，整個(gè)篩查評(píng)估過(guò)程輕松、愉快，執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程趣味性強(qiáng)，參與者完成任務(wù)時(shí)的壓力更小[17]，較傳統(tǒng)的認(rèn)知篩查量表更能激發(fā)老年人參與的興趣。

4 基于VR 技術(shù)的篩查工具的不足

4.1 技術(shù)難且成本高

目前，大部分研究設(shè)計(jì)的VR 篩查測(cè)試是基于平板和電腦的半沉浸式的評(píng)估過(guò)程[21]，雖然HMD 被認(rèn)為是能夠傳達(dá)最高水平的沉浸感的VR 設(shè)備，且使用高水平的HMD 也能在一定程度上降低該技術(shù)所產(chǎn)生的副作用的影響，但沉浸式虛擬環(huán)境的設(shè)計(jì)對(duì)VR 技術(shù)水平的要求更高，設(shè)備成本更高[20]，實(shí)現(xiàn)難度更大。另外，大多數(shù)已設(shè)計(jì)出的HMD 的使用感還有待提高，笨拙的HMD 裝置和不專門針對(duì)老年人群的設(shè)備都可能會(huì)導(dǎo)致老年人在使用時(shí)有心理負(fù)擔(dān)和壓力[17]。

4.2 推廣難度大

目前，基于VR 技術(shù)的認(rèn)知篩查工具需要專業(yè)人員對(duì)老年參與者進(jìn)行操作指導(dǎo)，我國(guó)社區(qū)基層醫(yī)療行業(yè)普遍面臨的最大問(wèn)題為醫(yī)護(hù)人員數(shù)量不足，尤其表現(xiàn)為護(hù)理人員的短缺[22]。所以，培訓(xùn)專業(yè)的基于VR技術(shù)的醫(yī)護(hù)人員需要額外的人力物力投入。此外，由于MCI 老年人群在生活自理方面還未主觀感覺(jué)到明顯障礙，所以該人群主動(dòng)進(jìn)行篩查的意愿不高，常隱匿于社區(qū)中。且不同老年病人對(duì)待信息化技術(shù)、使用VR 技術(shù)的意愿也不盡相同。因此，基于VR 技術(shù)的篩查工具融入基層、融入社區(qū)存在一定的困難。

4.3 存在潛在的不良事件

目前，已有部分研究使用高沉浸式HMD 裝置測(cè)評(píng)MCI 老年人對(duì)VR 技術(shù)的接受度，雖然結(jié)果均顯示MCI 老年人群對(duì)VR 篩查技術(shù)的高接受度，但由于隨著年齡的增加老年人的平衡感也會(huì)逐漸下降。所以，部分研究中仍有不良事件發(fā)生，如Park 等[23]研究顯示，VR 組有少部分老年人出現(xiàn)了頭暈（4.2%）和乏力（8.3%）的情況；Arlati 等[24]研究中1 名老年參與者試圖在依靠一個(gè)虛擬環(huán)境中的架子時(shí)不慎跌倒了，這些副作用和不良事件的發(fā)生都可能與老年人群在使用VR技術(shù)時(shí)易產(chǎn)生眩暈和不平衡感有關(guān)。

5 小結(jié)

綜上所述，VR 篩查工具與傳統(tǒng)神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試相比生態(tài)效度更高，正確分類率更高，整體評(píng)估過(guò)程趣味性強(qiáng)，完成度更高，在一定程度上克服了傳統(tǒng)篩查量表的局限性。但目前此類技術(shù)多由國(guó)外研究者設(shè)計(jì)，且基于VR 技術(shù)的篩查工具在未來(lái)仍需不斷更新技術(shù)和裝備以降低技術(shù)成本，提升老年人群在使用該類設(shè)備時(shí)的體驗(yàn)感。同時(shí)，需結(jié)合我國(guó)老齡化現(xiàn)狀探索出更適合于我國(guó)MCI 老年人群的VR 技術(shù)篩查工具，加速與基層社區(qū)融合。需推動(dòng)基于VR 技術(shù)的認(rèn)知篩查工具在區(qū)分MCI 亞型方面的發(fā)展，設(shè)計(jì)更大規(guī)模樣本的研究從而進(jìn)一步確定VR 認(rèn)知篩查工具的可行性和準(zhǔn)確性，促進(jìn)VR 技術(shù)在我國(guó)MCI 老年人群認(rèn)知水平篩查領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。