基于虛擬現實技術的注意缺陷多動障礙評估方法研究

曹龍飛 沈騰輝 付云想 駱宏 方妍彤

注意缺陷多動障礙（attention deficit hyperactivity disorder，ADHD）是一種發生于兒童期的神經發育障礙［1］，常常表現為注意力不集中、多動和沖動，患兒的學業水平和社會功能會受到嚴重影響［2-5］。臨床上對兒童ADHD進行評估的主要方法是持續操作任務（continous performance task，CPT），但CPT較為枯燥且持續時間較長，兒童的配合度較差［6-7］。而基于虛擬現實（virtual reality，VR）技術的評估方法更具趣味性，兒童的配合度也較好［8］。歐美的一些研究認為，VR技術可以作為一項有效的輔助工具用于評估ADHD［9-11］。本研究對中國ADHD兒童和正常發育兒童同時開展CPT和VR任務測試，旨在確定基于VR技術任務評估ADHD的有效性，探索ADHD兒童在VR任務和CPT中行為表現的關聯性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年1月到2019年7月在杭州師范大學附屬醫院兒童青少年心理健康聯合門診接受治療的ADHD患兒61例。其中，男48例，女13例；年齡6～15（9.36±1.49）歲。（1）納入標準：①符合DSM-5中ADHD的診斷標準，經具有主治以上資格的精神科醫師確診；②韋氏智商>80；③無嚴重的導致昏迷的腦外傷史，或神經系統疾病，或其它嚴重的軀體疾病；④右利手；⑤此前未接受過針對ADHD的藥物治療；⑥視力正常；⑦患兒及家屬自愿參與研究，并簽署知情同意。（2）排除標準：①患有精神分裂癥、情感障礙、精神發育遲滯、孤獨癥、癲癇等及其它神經系統器質性疾病；②存在色盲等其它不適宜進行VR、CPT檢查的情況。另選取同期檢查為正常的兒童43例作為對照組，納入標準同前②-⑦，排除標準同前。其中，男36例，女7例；年齡6～15（9.60±1.59）歲。兩組的年齡、性別比較，差異無統計學意義（P<0.05），具有可比性。本研究經杭州師范大學附屬醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 研究方法 （1）CPT：使用偉思視聽整合連續操作任務（Continuous Audio-Visual Performance Task）對兒童進行測試，總持續時間為25 min，包括聽覺和視覺刺激。測試任務包括對目標或者干擾作出反應的500個試次，每1個試次持續500 ms，間隔為1,000 ms。因此，這個測試要求受測者全程保持不變的、持續的反應來完成。（2）基于VR技術的任務：VR任務設備（浙江新景科技有限公司），包括1臺計算機和1個VR頭盔（每只眼睛的分辨率為1,080×1,200像素，刷新率為90 Hz，視野為110°）。任務場景有顏色識別、形狀識別和綜合識別。在綜合識別中，既有顏色識別也有形狀識別。整個任務在10 min內完成，最后統計兒童的正確個數作為指標。（3）實驗流程：首先完成CPT任務，在CPT任務開始之前，受測者有2 min的時間進行練習。CPT中視覺刺激和聽覺刺激隨機出現，要求受測者在看到或聽到數字“1”時，單擊鼠標左鍵進行反應；在看到或聽到數字“2”時不反應。完成CPT后，休息20 min，再進行VR任務，同樣有一個練習階段。VR任務中，顏色識別、形狀識別、綜合識別這三個場景按順序依次出現。在顏色識別中，屏幕中央上方會呈現一個幾何體，可能是紅色、藍色、黃色、紫色或綠色這五種顏色中的一種，受測者要從若干個選項中選出和屏幕中央上方幾何體相一致的顏色，隨著任務的推移，選項數量會從3個變為4個，最終變為5個。在形狀識別中，屏幕中央上方會呈現一個幾何體，可能是正方體、球體或正四面體這三種形狀中的一種，受測者要從若干個選項中選出和屏幕中央上方幾何體相一致的形狀，隨著任務的推移，選項數量會從3個變為4個，最終變為5個，在綜合識別中，顏色識別或形狀識別將會隨機出現，只有完成上一個場景之后，才會進入下一個場景。

1.3 觀察指標 （1）VR任務中的正確個數：VR任務中錯誤次數達到7次后，會提示任務失敗，隨即結束。（2）CPT的正確率、反應時和反應時標準差。

1.4 統計方法 采用SPSS22.0統計軟件。計量資料符合正態分布以（±s）表示，采用兩獨立樣本t檢驗；關聯分析采用Pearson相關分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組兒童完成CPT及VR任務情況比較 兩組CPT的反應時比較，差異無統計學意義（P>0.05）；兩組CPT的正確率、反應時標準差比較，差異均有統計學意義（P<0.05）。兩組兒童做VR任務的正確個數比較，差異有統計學意義（P<0.05）見表1。

表1 兩組兒童完成CPT及VR任務情況比較

2.2 ADHD組VR正確個數與CPT正確率、反應時標準差的相關性分析 結果顯示，VR正確個數與CPT的正確率存在正相關（P<0.01）；VR正確個數與CPT中的反應時標準差存在負相關（P<0.01）。見圖1-2。

圖1 VR正確個數與CPT正確率散點圖

3 討論

本研究中ADHD兒童與正常發育兒童在CPT反應時上的差異無統計學意義（P>0.05），而在反應時標準差及正確率上的差異有統計學意義（P<0.05）。具體來說，ADHD兒童的CPT正確率低于正常發育兒童，而反應時標準差高于正常發育兒童。既往一項納入319個研究的薈萃分析表明，ADHD的一個重要特征是個體內行為變異（intra-individual variation，IIV）增加，即在任務過程中測試者行為表現出更大的波動（反應時標準差），而在反應時這一指標上，ADHD與正常兒童的差異無統計學意義（P>0.05）［12］，與本研究的結果一致。提示臨床應該更關注ADHD兒童在任務表現中的波動情況和任務完成的正確率，而非反應的快慢。還有研究表明，ADHD兒童在任務表現中的波動有一定的周期性［13］，這為ADHD兒童個體內行為變異的研究提供了新的思路。

圖2 VR正確個數和CPT反應時標準差散點圖

VR技術是近年來新興的一種技術。2019年，張菁等［14］針對國外VR輔助評估兒童ADHD的應用做了綜述，表明VR對ADHD輔助評估有效，并且與經典的CPT相比，VR在輔助評估方面更加有效。本研究結果亦表明了VR輔助評估ADHD的有效性，而且VR任務可以對ADHD兒童進行干預，是其優于傳統CPT的原因之一。曹蕓等［15］將VR技術與腦電圖、生物反饋訓練相結合，發現可以有效維持ADHD患兒的注意力。富言等［16］使用VR技術設計了一款幫助ADHD兒童康復的教育游戲，并取得了良好療效。

本研究對ADHD兒童完成VR任務的正確個數與CPT的正確率、反應時標準差進行了相關分析，發現VR任務的正確個數和CPT正確率存在正相關，與CPT的反應時標準差存在負相關。DíAZ-ORUETA等［17］發現，遺漏數目、錯認數目、反應時在經典CPT與VR任務之間的相關性更強，與NEGUT等［18］的研究結果不同，僅反應時這一項有相關性。由此可見，關于CPT與VR任務相關性的研究尚未有一致定論，可能是因為混雜因素多，比如性別、服藥等，而且有的研究樣本量較小。

綜上所述，VR技術任務可以作為有效輔助評估ADHD的工具，并且與傳統CPT評估結果相關。但由于本研究納入的樣本量相對較少，而且女童少、年齡段單一，今后還需擴大樣本量結合VR的多個不同指標進一步研究。

聲明：曹龍飛與沈騰輝為共同第1作者。