严肃游戏用于辅助社区老年人轻度认知障碍筛查的效果验证

陈 霞,吴素平,陈圆圆

丽水市人民医院,浙江丽水 323000

阿尔茨海默病协会指出,认知功能障碍已经成为全球性问题,可导致患者生活质量降低,加重家庭及社会负担[1],且尚缺乏特效治疗药物。轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)是痴呆症(dementia)的前驱期,有14%～55%的MCI患者可以恢复到正常认知功能状态[2]。动态评估认知功能变化有利于监测并区分正常老化、MCI及痴呆症,及时发现认知功能减退,尽早干预,从而延缓病情恶化[3-4]。记忆力、注意力、反应时间及准确率与老年人的认知功能相关,认知功能障碍者的反应时间明显长于正常衰老者[5-6]。目前,临床较多使用简易智力状态检查量表 (Mini-Mental State Examination,MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)评估患者的认知功能。但MMSE及MoCA需要受过相关培训的专业人员进行测评,易受测评人力资源不足等因素的影响,量表评估的便捷性相对局限,多次筛查也会加重家庭及社会的经济负担[7]。严肃游戏(serious game,SG)是以令人愉悦的方式达到教育、训练或治疗目的的体验类数码游戏[8]。研究[9-10]指出,与传统测试相比,使用SG辅助筛查MCI可提供及时、动态的测评结果及愉悦的测评体验感,结合SG结果对老年人进行针对性的筛查或诊疗具有管理标准化、更准确地呈现时间和响应延迟、易于管理及缩短评估时间等优势,且减少传统筛查过程造成的老年人心理压力,节省时间和经济成本,有利于实施针对危险因素的个体化预防策略,减轻MCI。近年来,SG因多样的视觉、声音刺激等优点逐渐被研究者关注,国外已有相关研究,但国内尚缺乏针对我国老年人设计的本土化SG。本研究通过多学科联合,基于现有网络游戏设计一种辅助老年人MCI筛查的SG,并探究其测试结果的准确性及有效性,以期为社区MCI筛查提供参考并丰富辅助测评工具。

1 对象与方法

1.1 研究对象

表1 两组老年人基线资料对比

1.2 SG设计

基于本研究前期调研结果发现,多数老年人表示之前并未玩过计算机游戏,且使用电脑玩复杂游戏会使其感觉不适应和不舒适。因此本研究的游戏设计尽可能简单、容易玩。通过研究小组共同协作修订,设计并调整SG的用户界面,主要遵循简单、直观的原则,游戏菜单结构简单、清晰,通过颜色对比区分设置突出显示信息,有大图标、文字和按钮,提供适当的可视性和概览,避免给老年人增加额外的认知负担。本研究设计的SG为打地鼠游戏,模拟传统打地鼠机的玩法,参照Tong等[12]的研究,设计了只有3个洞和随机弹出的隐藏地鼠游戏,设置了一个外接电脑的3键按钮盘,按钮的直径和间距参照传统打地鼠机(直径7 cm,间距10 cm)。当地鼠随机出现时,需要按压对应洞的按钮盘上的正确按钮。与Tong等的研究不同的是,因本研究主要关注的是测评老年人的反应时间和游戏得分,故没有使用其他物体作为干扰物,比如带帽子的地鼠或其他障碍物来评估抑制能力。本研究将打地鼠游戏分为限时和非限时两种模式,限时模式是地鼠消失至再出现的时间间隔为1 s,非限时模式是地鼠消失至再出现的时间间隔为2～5 s。每轮游戏地鼠出现20次,每轮总分在游戏结束后由系统计算并呈现。打地鼠有慢、中、快3个速度级别,每名老年人都进行两种模式的3个速度等级游戏,打地鼠限时/非限时模式速度见表2。

表2 打地鼠限时/非限时模式速度 s

1.3 评价指标

1.3.1SG总分

两种模式下的打地鼠总分范围为0～20分,打中一个地鼠记1分,打不中及漏打不扣分。

1.3.2SG反应时间

反应时间为地鼠出现至按下按钮的时间(无论是否击打中)。本研究反应时间计算方式为:本轮游戏每次击打地鼠反应时间总和/本轮游戏击打总次数。漏打及多打也记录时间和击打次数,由游戏系统记录并计算,一轮游戏结束时呈现。

1.3.3MMSE评分

MMSE共30个条目,5个认知领域,即定向力(时间、地点)、记忆力(即刻记忆、延迟回忆)、注意力和计算力、语言能力(命名、复述、阅读、理解、书写)及视空间能力,量表满分30分,≥27分为认知功能正常,<27分为认知功能障碍,痴呆划分标准为文盲≤17分、小学≤20分、中学(包括中专)≤22分、大学(包括大专)≤23分[13]。入组时由研究组成员进行评估。

1.3.4安全性

《在我弥留之际》的伟大之处不仅是多重视角的同时呈现，更是冲突视角的并列。在小说众多的内心独白中，艾迪和安斯两人的视角碰撞最为激烈。艾迪的葬礼也由这种碰撞而起。

包括老年人在游戏过程中有无跌倒、骨折等不安全事件。

1.4 质量控制

本研究的研究地点为社区老年活动中心,设置有专门的游戏房间,免受外界环境因素干扰。每周在社区固定活动时间向老年人免费开放,游戏过程中由1名护士及研究者陪同。为确保结果的同质性,全程由同1名社区老年保健科医生对纳入的老年人进行评估。所有纳入本研究的老年人在进行SG前在非限时模式下由研究者指导其进行模拟游戏预实验(每名老年人完成两轮游戏),以保证其在熟悉游戏操作的前提下进行,游戏结束时由研究者当场记录得分。本研究纳入的是预实验后老年人的第1次正式游戏得分。

1.5 统计分析

采用SPSS 20.0软件对数据进行统计分析。计数资料以例(%)描述,符合正态分布的计量资料以均数±标准差描述,不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数)描述。采用独立样本t检验、秩和检验、Pearson检验进行差异性和相关性分析,采用logistic回归分析、受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线进行筛查效果的预测价值分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组老年人SG得分及反应时间的差异性检验及与MMSE得分的相关性分析

本研究非MCI组老年人MMSE得分为(27.92±1.85)分,MCI组老年人MMSE得分为(23.09±2.35)分。统计结果显示:两组老年人在限时模式下(速度等级快、中)的游戏总分差异有统计学意义(P<0.001),速度等级快、中的游戏反应时间差异有统计学意义(P<0.001),见表3,其余差异无统计学意义(P>0.05),故未呈现具体统计结果。相关性分析显示:两组老年人在限时模式下(速度等级快、中)的游戏总分与其MMSE得分呈正相关(r= 0.765,P<0.001;r=0.652,P<0.001),速度等级快、中的游戏反应时间与其MMSE得分呈负相关(r=-0.607,P<0.001;r=-0.644,P<0.001)。

表3 两组老年人SG总分及反应时间的差异性分析

2.2 SG对辅助筛查社区老年人MCI的预测价值分析

2.2.1两组老年人SG得分及反应时间的logistic回归分析

本研究以是否诊断为MCI为因变量(赋值方式:否=0,是=1),以限时模式下(速度等级快、中)两组老年人的SG总分及反应时间为自变量进行logistic回归分析,结果显示快速、中速模式下SG总分差异有统计学意义(P<0.001),见表4。

表4 两组老年人限时模式下SG得分logistic回归分析

2.2.2SG用于辅助社区老年人MCI筛查的ROC曲线

限时模式下快速、中速等级游戏得分对辅助社区老年人MCI筛查预测价值具有统计学意义。限时快速模式游戏得分ROC曲线下面积(area under curve,AUC)为0.966,P<0.001,快速模式游戏得分ROC曲线见图1(a),最佳截断点为13.5;限时中速模式游戏得分AUC为0.961,P<0.001,中速模式游戏得分ROC曲线见图1(b),最佳截断点为14.5。SG对辅助社区老年人MCI筛查的预测价值分析见表5。

(a)限时快速模式游戏得分 (b)限时中速模式游戏得分

表5 SG对辅助社区老年人MCI筛查的预测价值分析

2.3 SG用于辅助社区老年人MCI筛查的安全性情况

本研究过程中,两组老年人均无跌倒、骨折等不安全事件发生。

3 讨论

3.1 SG辅助MCI筛查的特点及机制

3.1.1严肃性

严肃性意味着在游戏的同时必须实现至少1个额外目标,也是SG的关键部分,相比单任务筛查,多重任务筛查过程大脑前额叶涉及认知控制的皮层运动显著增加[14]。转移效应中指出,MCI人群在进行游戏的过程中提高了接受和未接受训练的认知能力[15]。以计算机为载体的SG可以提供毫秒级的测量精确度,为MCI人群提供更敏感的测量,提高了测试的标准性[16]。

3.1.2游戏性

传统认知功能测试项目内容众多且测试过程枯燥、繁琐,全面完成测试需要较长的时间。SG采取寓教于乐的形式,将游戏设计元素应用到非游戏情境中,从而对使用者心理和行为产生影响,在轻松的氛围中提高使用者积极性以获得更好的测试效果,其内核是目标、规则、反馈系统和自愿参与[17],满足了使用者的自治需求。

3.2 SG对辅助社区老年人MCI筛查的效果

MCI作为老年期的常见疾病,其防治对于缓解家庭和社会负担至关重要,早筛查、早发现应作为预防MCI的重要手段。本研究前期意愿及喜好调查结果指出,多数老年人并未玩过计算机游戏,且在使用电脑玩游戏会使其感觉不适应和不舒适,前期参与意愿不强。因此本研究结合老年人较为熟悉的传统打地鼠机,设计了老年人熟悉的外接击打键盘,游戏操作简单、应用性强、颜色丰富、区分度高,激发老年人的经验选择潜能,具有良好的游戏体验。

3.2.1游戏总分

研究[12]显示,SG可以评估使用者的执行功能,尤其针对与神经抑制有关的功能,并建议此游戏可以针对老年人群开发。本研究结果显示,两组老年人在限时模式下(速度等级快、中)的游戏总分差异有统计学意义(t=17.749,P<0.001;t=17.515,P<0.001),且与其MMSE得分呈正相关(r=0.765,P<0.001;r=0.652,P<0.001);限时模式下快速、中速等级游戏得分AUC分别为0.966、0.961,最佳截断点分别为13.5、14.5。今后建议以常规普查游戏的形式用于社区老年人MCI的初步筛查中,并可根据SG得分情况有针对性地进行MCI的筛查及诊断。本研究后期将进一步验证此SG对老年人执行能力的评估效果。但是本研究SG的限时模式慢速水平和非限时模式游戏总分无预测价值,结合老年人游戏表现进行分析,原因可能为在速度较慢的情况下,老年人击打地鼠的反应时间充足,并不能良好地体现其功能差异,因此建议在今后的评估及筛查中使用限时模式下的中、快速度等级。

3.2.2游戏反应时间

本研究结果显示,SG的反应时间对辅助社区老年人MCI筛查的预测价值差异无统计学意义(P>0.05)。本研究在SG过程中观察到,当打地鼠游戏速度增加时,MCI组老年人会随机按下按钮,不考虑击打的准确性,分析原因可能是在速度增快时MCI组老年人并不注意是哪个洞出现地鼠,而是随意按下打击按钮,与Christ等[18]、Chen等[19]的研究结果类似。

3.2.3游戏安全性

老年人神经功能退化后存在平衡能力下降,在运动游戏中需要注意其安全问题。本研究在进行SG过程中有护士陪同,且做好保护措施,在地面放置了柔软的地毯,防止摔倒。对于站立能力较差、首次进行训练的老年人注重个体能力差异性,采用稳妥坐姿进行游戏等。本研究过程中未出现不良安全事件。

3.3 研究的局限性及未来研究建议

由于人力及物力资源条件的限制,本研究存在以下局限性:本研究采用便利抽样法仅招募了1个医共体合作社区的老年人;尚未探讨SG的干预及其他方面应用效果;本研究SG主要是针对社区老年人,尚未应用于临床。在今后的研究中主要有以下研究方向及建议:首先,本研究小组计划继续纳入更大样本量及多种类型人群,并探究其干预及其他应用效果;其次,将SG结合更多非侵入性监测方法,以观察老年人潜在的认知功能障碍;再次,在未来的研究中,研究小组还计划进行个体变异性分析,同时观察使用者的行为,进一步分析不同认知阶段与游戏得分区间的拟合;最后,研究小组将继续研发更多可以应用至老年人日常生活中的SG,评估其多方面变化,以期辅助并应用于临床治疗。