脑外伤所致精神障碍患者眼动特征研究

王俊杰　张丽英　李豪喆　戴婧

[摘要] 目的 探討脑外伤所致精神障碍患者与正常对照人的眼动数据差异，以作为伤残鉴定新的客观评定指标。方法 本研究于2016年4～12月以1：1招募颅脑外伤脑软化灶患者及正常对照组各30例，让被试完成反射性眼跳、反向眼跳及探索性眼球运动范式，记录被试眼动数据进行统计学分析。 结果 反向眼跳范式中，脑软化灶组正确数、眼跳潜伏期、眼跳持续时间均明显高于对照组，探索性眼球活动范式中，脑软化灶组NEF、RSS分别要低于对照组。两组之间反射性眼跳参数比较无统计学差异。 结论 脑外伤所致精神障碍与正常人在反向眼跳、探索性眼球运动范式中眼动数据存在明显的不同，为新的客观评定指标提供了理论依据。

[关键词] 颅脑外伤;精神伤残鉴定;眼动;眼跳

[中图分类号] R749          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-9701（2020）01-0031-04

Study on eye movement characteristics of patients with mental disorders caused by traumatic brain injury

WANG Junjie1   ZHANG Liying1   LI Haozhe2   DAI Jing3

1.Department of Psychiatry， Hangzhou Seventh Peoples Hospital， Hangzhou   310007， China; 2.Academy of Forensic Science， Key Laboratory of Forensic Medicine of Department of Justice， Shanghai Key Laboratory of Forensic Medicine， Professional Technical Service Platform of Shanghai Association of Forensic Science， Shanghai   200063， China; 3.Department of Psychiatry， Pudong New Area Mental Health Center， Shanghai   200124， China

[Abstract] Objective To explore the differences in eye movement data between the patients with mental disorders caused by traumatic brain injury and normal controls， as a new objective assessment index for disability identification. Methods From April to December 2016， 30 patients with traumatic brain softening lesions and 30 healthy controls were enrolled with the ratio of 1：1. Participants were asked to complete reflective saccades， reverse saccades， and exploratory eye movement paradigms. The eye movement data of the subjects were recorded for statistical analysis. Results In the reverse saccade paradigm， the correct number of brain softening lesion group， saccade latency， and duration of saccade were significantly higher than those in the control group. In the exploratory eye movement paradigm， NEF and RSS in the brain softening lesion group were lower than those in the control group. There was no statistically significant difference in the parameters of reflective saccades between the two groups. Conclusion The mental disorder caused by traumatic brain injury is significantly different from that of healthy people in the reverse saccades and exploratory eye movement paradigm. It provides a theoretical basis for the new objective assessment index.

[Key words] Brain injury; Mental disability identification; Eye movement; Saccade

近年来随着交通工具的日渐发达，交通事故屡屡发生，随之相伴的创伤性颅脑外伤患者数量也不断增加。部分患者会遗留有认知损害、性格改变及头痛、头晕耳鸣等表现[1]，对其社会功能造成不同程度的影响，而对此类脑外伤所致精神障碍患者的精神伤残评定已逐渐成为司法精神病鉴定工作的重点之一。因索要经济赔偿等原因，伤者会对症状进行夸大甚至模仿，尤其是对智能、记忆等较难分辨的症状。而目前对此类现象的客观评定技术相对匮乏，导致鉴定意见因不客观在法庭备受质疑[2]。为保证鉴定的客观、公平公正，同时具备严谨的科学性，对精神伤残评定客观指标的探索刻不容缓。

眼动（Eye movement，EM）能够采集眼球的精细运动来反映大脑的活动状态，如眼跳的快慢、注视的长短、眨眼的频率等与脑功能活跃程度存在密切的联系。目前此项技术已被广泛用于弥漫性发育障碍、精神分裂症、注意力缺陷等精神疾病诊断的研究中[3]，然而有关脑外伤所致精神障碍方面的研究相对较少。

鉴于此，本研究拟通过眼动技术分析脑外伤所致精神障碍患者在多种范式下的眼动数据差异，探索脑外伤所致精神障碍的客观评定指标，为精神伤残鉴定提供有效的参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

病例组选取2016年4～12月在司法鉴定科学研究院进行精神伤残程度评定的被试者，入组标准：①符合ICD-10中脑外伤所致精神障碍诊断标准;②汉族;③年龄18～65岁;④有明确颅脑外伤史，受伤入院时CGS>13分，伤后满6个月，未使用过精神科药物，目前头颅CT提示存在脑软化灶者;⑤精神伤残等级为七～九级，且两位资深鉴定人均认定其在鉴定过程中完全合作;⑥双眼矫正视力大>0.8，能理解并配合完成相关测试内容者。排除标准：①既往有精神疾病史者;②存在明确的精神病性症状者;③存在不能耐受的内科疾病，不能配合完成测试内容者。对照组招募社区健康志愿者，匹配性别、年龄、文化程度，无严重躯体疾病。

病例组共30例，男17例，女13例，平均（42.5±9.5）岁，受教育年限（9.7±3.7）年。受伤至实验时间（10.5±2.3）个月，韦氏智力测验（65.93±8.77）分，平均精神伤残等级（8.8±0.5）级。影像学阅片软化灶部位结果，额叶软化灶16例，颞叶软化灶11例，额颞叶软化灶3例。健康对照组共30例，男16例，女14例，平均（40.1±8.9）岁，受教育年限（9.9±4.1）年。两组的性别、年龄、受教育年限比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

1.2 方法

使用SMI科技公司的H-S眼动追踪系统，对被试者进行反射性眼跳、反向眼跳及探索性眼球运动范式。反射性眼跳：在屏幕中间出现圆形刺激目标时作为准备信号，测试开始后水平方向随机出现离准备信号距离5、10、15度的刺激信号，三种距离的刺激信号各随机出现10次，共30个刺激信号，随机间隔2 s。反向眼跳：准备信号同反射性眼跳，测试开始后水平方向随机出现离准备信号5°、10°、15°的三角刺激信号，要求被试者观看其反方向，眼球落点位置要与准备信号距离基本相等，三种距离的刺激信号各10次，共30个刺激信号，随机间隔2 s。探索性眼球运动（Exploratory eye movement，EEM）：共有水平横置S型图样3个，图样之间有细微的差别，记做图①、图②、图③。1、先显示图①，请被试者仔细观察15 s，记录凝视个数作为凝视点数（The number of eye fixation，NEF）。2、分别显示图②、图③，反复询问被试者与图①有什么不同，直至被试者无法回答出不同后，开始记录固定区域内的凝视点，注视一块区域即得1分，两次所得分数综合为反应性探索分（Responsive search score，RSS），共14分。

1.3 统计学处理

数据用统计学软件SPSS21.0进行分析，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，计数资料以[n（%）]表示，采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组反射性眼跳参数比较

病例组与对照组在眼跳潜伏期、不同距离的眼跳时间无统计学差异（P>0.05）。见表1。

2.2 两组反向性眼跳参数比较

病例组反向眼跳正确数低于对照组（P<0.01）。病例组眼跳潜伏期长于对照组（P<0.01）;因存在错误眼跳，在剔除错误眼跳后，病例组的潜伏期长于对照组（P<0.01），而剔除正确眼跳后，两组潜伏期比较，差异无统计学意义（P>0.05）。随着距离的增加，其所需眼跳时间也逐步增加，病例组眼跳持续时间均长于对照组（P=0.005;P=0.004;P=0.006）。见表2。

2.3 两组NEF和RSS得分比较

病例组凝视点数（NEF）低于对照组（P<0.01）。病例组反应性探索分（RSS）低于对照组（P<0.05）。见表3。

3 讨论

眼动技术能够采集眼球的精细运动来反映大脑的活动状态，其中眼跳和注视参数是两个重要指标。反射性眼跳是突然出现刺激信号眼睛产生焦点转移的过程，该过程主要受外源性（如灯光、环境）与内源性的影响[4-5]。有大脑功能磁共振的研究发现反射性眼跳与注意力控制的脑区是一致的[6]，注意力严重受损，大脑不能有效接受刺激，会导致眼跳潜伏期延长。在本研究中排除了外源性的干扰，控制了因为外源性因素导致的眼跳差异，但是结果提示两组在眼跳潜伏期、眼跳持续时间等参数上并无统计学差异。对此，我们推测两组之间接受刺激的能力并无差异，这与入组时已排除了注意力涣散的被试者有关，今后的研究中可以纳入一些注意力涣散的被试者进行测试。

反向眼跳范式是研究大脑抑制能力、活动控制能力的经典范式，能够作为判断大脑皮层功能是否受损的辅助诊断工具[7-8]。反向眼跳作为内源性因素影响的眼跳，与个体认知功能有关。研究发现ADHD患儿在范式中潜伏期时间增加、错误率增加，可能与注意力缺陷有关[9]，不同于反射性眼跳对于刺激物的反映下降，该类患者注意力受损是由于难以执行指令所致，影像学研究也证实了上述功能的受损[10]。有研究认为反向眼跳范式主要受工作记忆能力的影响，正确数的下降与工作记忆能力的下降有关，其中在老年人的研究发现，随年龄增长工作记忆能力的下降程度与错误率呈正相关[11]。此外，反向眼跳的异常也与大脑多个区域和神经通路异常有关[12，13]。根据神经影像学研究发现，反向眼跳的完成需要经过三条神经通路：1、上丘脑控制的反应眼跳，即对刺激的反映。2、计划眼跳通路，能够作出有计划的眼跳，同时控制不正常的眼跳。3、选择眼跳抑制通路，对任务进行分析并精细地选择性抑制[14-16]。这些通路的损伤也可能引起潜伏期的增加、错误率的增高。本研究发现，病例组与正常对照组的参数并无统计学差异，故我们能够排除反应性眼跳通路受损引起的异常，主要与计划性眼跳和选择抑制通路受损有关，而这些通路的受损难以通过其他客观指标来反映，而恰好眼动技术弥补了相应的空白。眼跳时间除受距离的影响，内源性的异常也会影响眼跳时间，目前主流观点认为大脑神经活性降低，导致电信号传输障碍，导致眼跳时间异常[17]。本研究发现反向眼跳范式中，病例组和对照组在眼跳潜伏时间、错误率和眼跳时间均存在统计学差异，病例组的眼跳正確数较对照组低，而眼跳潜伏期和眼跳持续时间明显增加。可能病例组存在因外伤导致的器质性损伤，影响神经通路的完整性且遗留有部分认知功能损害，同时软化灶的形成使脑组织受到难以逆转的损伤，从而影响其神经活性，导致眼跳时间延长。

EEM作为研究眼动的热门范式，依据注视的参数间接计算出NEF和RSS得分[18，19]，凝视点数体现出个体的探索能力，反应性得分主要与识别和主动注意能力有关。此外，有研究发现二者得分的高低均与广泛认知损害呈正相关[20-21]，在智能测验中的研究发现，反应性得分和凝视点数得分与操作智商具有正相关。本研究结果显示，在EEM范式中，病例组和对照组在反应性探索得分和凝视点数上存在统计学差异，病例组的NEF和RSS得分均较低，可能与器质性损害遗留的智能损害有关。

本研究不足：（1）样本量偏少，如需证实上述观点仍需进一步扩大样本量。（2）本研究未将颅脑外伤范围进行进一步细分。

综上所述，脑外伤所致精神障礙患者反向眼跳参数有着更差的得分;在EEM范式中，脑外伤所致精神障碍患者NEF和RSS得分较低。上述结果提示眼动技术尤其是特定的范式可成为对评价脑损伤程度的客观指标有着很好的潜力，亦预示眼动技术潜在的应用价值，但仍需要进一步探索。

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（收稿日期：2019-07-04）