腦卒中執(zhí)行功能障礙康復技術(shù)的研究進展①

徐金獻，陳長香

腦卒中(stroke)是急性腦循環(huán)障礙導致局限性或彌漫性腦功能缺損的臨床事件，可分為缺血性和出血性。前者又稱為腦梗死，包括腦血栓形成和腦栓塞；后者包括腦出血和蛛網(wǎng)膜下腔出血[1]。臨床最常見的類型為腦梗死和腦出血。腦卒中有發(fā)病率、致殘率、死亡率、復發(fā)率高的特點，是目前人類三大死因之一，也是我國致殘率最高的疾病。先進的醫(yī)學水平提高了腦卒中患者搶救成功率，但患者遺留有程度不等的殘疾，如偏癱、失語等。執(zhí)行功能障礙也是其中之一。

1 執(zhí)行功能和執(zhí)行功能障礙

1.1 執(zhí)行功能的概念和內(nèi)容 執(zhí)行功能(executive function,EF)包括：①注意和抑制：指將注意力集中在相關(guān)的信息和加工過程，抑制無關(guān)信息；②工作記憶：指在短時間內(nèi)儲存和保持信息的能力；③任務管理：指在進行加工復雜任務時，將注意力在不同任務中進行切換；④監(jiān)控功能：指更新和檢查工作記憶的內(nèi)容，以決定下一步加工序列；⑤制定計劃：指規(guī)劃目標行為的加工序列[2]。

1.2 執(zhí)行功能障礙 認知領(lǐng)域損害包括執(zhí)行功能、思維速度、空間定向能力等的損傷，以執(zhí)行功能障礙最明顯[3]。文獻報道，執(zhí)行功能障礙是血管性認知功能損害、腦皮質(zhì)下小血管梗死與腦小血管疾病的早期和突出的表現(xiàn)[4-5]。近年來，功能性磁共振成像(fMRI)技術(shù)顯示，執(zhí)行功能和前額葉皮層功能并不是完全等同。執(zhí)行功能并不僅僅依賴于前額葉皮層，還依賴于邊緣系統(tǒng)等其他皮質(zhì)區(qū)，包括額葉背外側(cè)皮層、眶額葉、前扣帶回和基底神經(jīng)節(jié)等在內(nèi)的額葉-紋狀體環(huán)路，以及小腦等[6]。Bour等報道，卒中后2年仍有66.6%的患者存在執(zhí)行功能障礙和抑郁癥狀[7]。

2 常見的執(zhí)行功能評測工具

2.1 威斯康星卡片分類測驗 威斯康星卡片分類測驗(Wisconsin Card Sorting Test,WCST)包括4張刺激卡和128張應答卡，分別依據(jù)顏色、形狀、數(shù)量進行分類[8]。該測試的內(nèi)容繁多，操作費時、費力，對卒中后執(zhí)行功能障礙進行分類的精確性較差[9]。

2.2 連線測驗 連線測驗(Trail Making Test,TMT)[10]是Halstead-Reitan成套神經(jīng)心理測驗中的一個分測驗，分為TMT-A和TMT-B兩種版本。

2.3 Stroop色詞測驗 色詞測驗(Color Word Test,CWT)是Stroop于1935年研制，2001年Delis等編制DK執(zhí)行功能系統(tǒng)時將其編入。測驗分3步，分析指標包括完成每張卡片的耗時數(shù)、正確閱讀數(shù)、錯誤數(shù)等。

2.4 畫鐘測驗 畫鐘測驗(Clock-drawing Test,CDT)要求患者在白紙上畫出一個鐘表的表盤，把數(shù)字放在正確的位置上，并用表針標出測試者指出的時間。

2.5 詞匯提取測驗 詞匯提取測驗又稱“語言流暢性測驗”(Word-fluently Test,WFT)，要求被試在1 min內(nèi)列出盡可能多的有關(guān)“動物”和“水果”兩個范疇的詞，滿分20分。

2.6 漢諾塔測試 漢諾塔測試(tower of Hanoi,TOH)[11]評估執(zhí)行功能中的計劃能力、順序能力和問題解決能力。

2.7 額葉功能評定量表 額葉功能評定量表(Frontal Assessment Battery,FAB)由Dubois等于2000年設(shè)計，包含6個亞測驗，分別測查抽象能力、智力靈活性、動作程序性、對抗干擾力、注意抑制力、環(huán)境影響力等[12]。

2.8 執(zhí)行缺陷綜合征的行為評價 執(zhí)行缺陷綜合征的行為評價(Behavioral Assessment of Dysexecutive Syndrome,BADS)是Wilson等于1996年在綜合比較了多種執(zhí)行功能的研究方法后發(fā)展而來[13]。BADS的最大特點是具有生態(tài)效度(ecological validity)，即可測查和預測日常生活中的執(zhí)行功能障礙。

2.9 虛擬現(xiàn)實(virtual reality,VR)技術(shù) 以色列海法大學Rand等以一個大型虛擬超市為背景，研究腦卒中患者和健康對照組的執(zhí)行情況[14]。Werner等證明了虛擬超市作為執(zhí)行功能評估工具的可靠性和有效性[15]。

3 執(zhí)行功能障礙的康復技術(shù)

3.1 有氧運動 運動可提高癡呆患者的胰島素樣生長因子-1(IGF-1)水平，降低同型半胱氨酸水平。IGF-1是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子，可促進神經(jīng)元活性，提高認知功能；而同型半胱氨酸具有神經(jīng)毒性，可損害老年人的神經(jīng)心理功能[16]。有氧運動(aerobic exercise,AEX)能改善腦卒中患者的信息處理速度和記憶力，提高患者的感覺運動控制[17-18]。聯(lián)合運動和娛樂的訓練方法可改善慢性腦卒中患者的執(zhí)行功能和記憶功能[19]。

3.2 執(zhí)行及解決問題的能力訓練 安排患者參與日常生活相關(guān)的活動，如分蛋糕、行程安排等；指導患者做簡單數(shù)學題和物品加減法、錢幣的交換等；進行數(shù)字排列訓練、物品分類訓練、假設(shè)問題的處理、從一般到特殊的推理訓練等。這樣的訓練更貼近日常生活，可提高患者訓練的積極性和主動性，能最大限度地挖掘患者殘存的執(zhí)行功能，改善現(xiàn)有的執(zhí)行功能。

3.3 目標管理訓練 目標管理訓練(Goal Management Training,GMT)是一種關(guān)注目標過程和持久注意力理論的執(zhí)行功能干預方法，可改善老年人及額葉損傷患者的執(zhí)行功能[20-21]。GMT要求患者對復雜現(xiàn)實任務的目標進行管理和調(diào)整，總結(jié)完成目標的成功和失敗經(jīng)驗，提高目標改變的意識[22]。

3.4 計算機工作記憶訓練 李舜等應用自編軟件，利用計算機的生動畫面讓腦卒中患者按照標志去醫(yī)院看病、到商場購物，挑選指定或非指定物品、付費與結(jié)算及處理問題等，治療前后患者的神經(jīng)行為認知狀態(tài)檢查量表(NCSE)評分改善顯著[23]。Westerberg等認為，計算機工作記憶訓練可明顯改善腦卒中患者的工作記憶和注意力[24]。

3.5 經(jīng)顱直流電刺激 Jo等研究顯示，經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)可提高左背外側(cè)前額皮質(zhì)腦卒中患者的工作記憶能力[25]。

3.6 抗抑郁藥物治療 Narushima等研究顯示抗抑郁藥物治療可顯著改善患者的執(zhí)行功能，改善效果能長期保持[26]?？挂钟羲幬锟纱龠M額葉前部神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的重組，調(diào)節(jié)單胺能神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞，改善神經(jīng)營養(yǎng)因子的活動。

3.7 VR技術(shù) 指利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供給使用者視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，如同進入真實的空間。它是一種涉及眾多學科的新的實用技術(shù)，集先進的計算機技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)于一體。優(yōu)點是患者可通過適當裝置對虛擬世界進行體驗和交互作用；即使患者有身體殘疾，也可通過不受限制的界面完成互動。虛擬現(xiàn)實互動技術(shù)應用于康復治療領(lǐng)域是一個新的發(fā)展方向，我國目前還處于起步探索階段。Rand等報道，虛擬超市的環(huán)境可改善腦卒中患者的執(zhí)行功能和多任務能力[27]。

4 體感游戲Kinect

4.1 體感時代 1983年，日本任天堂(Nintendo)公司發(fā)售了FC(紅白機)，F(xiàn)C中的“打野鴨”、“打飛碟”這類需要游戲光槍支持的游戲稱為體感游戲的原始雛形。

20世紀90年代，起源于美國酒吧的街機開始流行。這是一種放在公共娛樂場所的經(jīng)營性專用游戲機?！癡R戰(zhàn)警”是世嘉公司推出的3D光槍射擊開山之作，這種需要玩家手持光槍配合手臂、腰等動作才能進行的游戲成為體感游戲的開始。

2011年初，17Vee率先在體感平臺的基礎(chǔ)上加入了網(wǎng)絡(luò)游戲理念，用戶僅需將手機與電腦連接，即可用手機作為游戲手柄，揮動手機操作體感游戲角色。

體感游戲Kinect于2010年12月問世，它是一種運動傳感輸入設(shè)備，可追蹤使用者的身體運動。與傳統(tǒng)體感游戲產(chǎn)品相比，Kinect最大的特點是讓使用者完全擺脫控制器的束縛，不必使用游戲控制器或其他任何物體，即可進行游戲或是其他程序，通過身體姿勢及語言進行控制。

Kinect是微軟公司于2010年11月推出的Xbox360游戲機的體感周邊設(shè)備外設(shè)，由“三只眼”構(gòu)成：2個攝像頭和1個紅外發(fā)射裝置。由于加入了深度攝像頭、Depth from Focus、CodedAperture、面部識別等技術(shù)，Kinect可以完全感應人體全身的動作，在運行每一種游戲時，屏幕上均會出現(xiàn)使用者的得分，給出反饋。

Kinect設(shè)備產(chǎn)生所在場地的實時深度、顏色和聽覺數(shù)據(jù)，可追蹤1~2個人，前者要求使用者距離感應器約1.8 m，后者則要求離設(shè)備約2.5 m，同時使用者的身高至少要達到1 m。

4.2 Kinect的應用 作為一種全新的交互方式，Kinect正逐漸滲透到人們生活和工作的各個領(lǐng)域。起初只是為了家庭娛樂和作為一種3D視頻游戲而問世[28-29]，單臺Kinect可用于使用者姿勢控制的評價[30]，多臺Kinect可捕捉人體3D效果的全身運動[31]。Kinect可改善運動功能障礙患者的運動表現(xiàn)[32]，也可用于神經(jīng)損傷患者的平衡訓練[33]。加利福尼亞戴維斯大學的Oliver Kreylos應用2臺Kinect進行視頻遠程會議[34]；美國明尼蘇達大學應用Kinect幫助臨床醫(yī)師診斷患兒精神障礙的范圍[35]；瑞士伯恩大學將Kinect搬進了手術(shù)室，在手術(shù)過程中，醫(yī)生可以通過徒手的體感操作控制和查看患者的影像資料，方便了醫(yī)生，也減少了室內(nèi)人員的流動[36]。第四軍醫(yī)大學京西醫(yī)院的骨科醫(yī)生們也將Kinect應用于手術(shù)室。

4.3 展望 目前暫無關(guān)于Kinect用于腦卒中患者的認知功能障礙的康復報道，相關(guān)研究正在進行，初步預實驗結(jié)果顯示，Kinect可改善腦卒中患者的執(zhí)行功能和記憶功能，它將為卒中后認知康復開辟新的領(lǐng)域，提供更加方便快捷的康復方法。

[1]尤黎明.內(nèi)科護理學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2010:612-619.

[2]劉璇,王惠玲.精神分裂癥患者認知障礙及其功能磁共振研究進展[J].中華行為醫(yī)學與腦科學雜志,2009,18(10):959-960.

[3]Rasquin SM,Verhey FR,Lousberg R,et al.Cognitive performance after first ever stroke related to progression of vascular brain damage:A 2 year follow up CT scan study[J].Necurol Neurosurg Psychiatey,2005,76(8):1075-1079.

[4]McGuinness B,Barrett SL,Craig D,et al.Executive functioning in Alzheimer's disease and vascular dementia[J].Int J Geriatr Psychiatry,2010,25(6):562-568.

[5]Jokinen H,Kalska H,Ylikoski R,et al.MRI-defined subcortical ischemic vascular disease:baseline clinical and neuropsychological findings.The LADIS Study[J].Cerebrovasc Dis,2009,27(4):336-344.

[6]Gouveia PA,Brucki SM,Malheiros SM,et al.Disorders in planning and strategy application in frontal lobe lesion patients[J].Brain Cogn,2007,63(3):240-246.

[7]Bour A,Rasquin S,Limburg M,et al.Depressive symptoms and executive functioning in stroke patients:a follow-up study[J].Int J Geriatr Psychiatry,2011,26(7):679-686.

[8]Nelson HE.A modified card sorting test sensitive to frontal lobe defects[J].Cortex,1976,12(4):313-324.

[9]Jodzio K,Biechowska D.Wisconsin card sorting test as a measure of executive function impairments in stroke patients[J].Appl Neuropsychol,2010,17(4):267-277.

[10]Reitan M,Wolfson D.The Halstead-Reitan Neuropsychological Test Battery[M].Tucson:Neuropsychology Press,1985.

[11]Zook NA,Davalos DB,Delosh EL,et al.Working memory,inhibition,and fluid intelligence as predictors of performance on Tower of Hanoi and London tasks[J].Brain Cogn,2004,56(3):286-292.

[12]Dubois B,Slachevsky A,Litvan I,et al.The FAB:a Frontal Assessment Battery at bedside[J].Neurology,2000,55(11):1621-1626.

[13]Wilson BA,Aldeman N,Burgess PW.Behavioral assessment of the Dysexecutive Syndrome(BADS)[M].Bury St Edunds,UK:Thames Valley Test Company,1996.

[14]Rand D,Katz N,Weiss PL.Evaluation of virtual shopping in the VMall:comparison of post-stroke participants to healthy control groups[J].Disabil Rehabil,2007,29(22):1710-1719.

[15]Werner P,Rabinowitz S,Klinger E,et al.Use of the virtual action planning supermarket for the diagnosis of mild cognitive impairment:a preliminary study[J].Dement Geriatr Cogn Disord,2009,27(4):301-309.

[16]Liu-Ambrose T,Donaldson MG.Exercise and cognition in older adults:is there a role for resistance training programmes?[J].Br J Sports Med,2009,43(1):25-27.

[17]Quaney BM,Boyd LA,McDowd JM,et al.Aerobic exercise improves cognition and motor function poststroke[J].Neurorehabil Neural Repair,2009,23(9):879-885.

[18]Kluding PM,Tseng BY,Billinger SA.Exercise and executive function in individuals with chronic stroke:a pilot study[J].J Neurol Phys Ther,2011,35(1):11-17.

[19]Rand D,Enq JJ,Liu-Ambrose T,et al.Feasibility of a 6-month exercise and recreation program to improve executive functioning and memory of individuals with chronic stroke[J].Neurorehabil Neural Repair,2010,24(8):722-729.

[20]Levine B,Stuss DT,Winocur G,et al.Cognitive rehabilitation in the elderly:effects on strategic behavior in relation to goal management[J].J Int Neuropsychol Soc,2007,13(1):143-152.

[21]Levine B,Schweizer TA,O'Connor C,et al.Rehabilitation of Executive functioning in patients with frontal lobe brain damage with Goal Management Training[J].Front Hum Neurosic,2011,5(9):1-9.

[22]Persson J,Reuter-Lorenz PA.Gaining control:training executive function and far transfer of ability to resolve interference[J].Psychol Sci,2008,19(9):881-888.

[23]李舜,丘衛(wèi)紅,鄭金利.腦卒中后認知障礙的計算機輔助康復訓練結(jié)合鹽酸多奈哌齊治療[J].中國康復,2007,22(4):241-242.

[24]Westerberg H,Jacobaeus H,Hirvikoski T,et al.Computerized working memory training after stroke:A pilot study[J].Brain Inj,2007,21(1):21-29.

[25]Jo JM,Kim YH,Ko MH,et al.Enhancing the working memory of stroke patients using Tdcs[J].Am J Phys Med Rehabil,2009,88(5):404-409.

[26]Narushima K,Paradiso S,Moser DJ,et al.Effect of antidepressant therapy on executive function after stroke[J].Br J Psychiatry,2007,190:260-265.

[27]Rand D,Weiss PL,Katz N.Training multitasking in a virtual supermarket:Anovel intervention after stroke[J].Am J Occup Ther,2009,63(5):535-542.

[28]Anonymous.The Kinect revolution[J].New Scientist,2010,208(2789):5.

[29]Giles J.Inside the race to hack the Kinect[J].New Scientist,2010,208(2789):22-23.

[30]Clark RA,Pua YH,Fortin K,et al.Validity of the Microsoft Kinect for assessment of postural control[J].Gait Posture,2012,36(3):372-377.

[31]Tong J,Zhou J,Liu L,et al.Scanning 3D full human bodies using Kinects[J].IEEE Trans Vis Comput Graph,2012,18(4):643-650.

[32]Chang YJ,Chen SF,Huang JD.A Kinect-based system for physical rehabilitation:a pilot study for young adults with motor disabilities[J].Res Dev Disabil,2011,32(6):2566-2570.

[33]Lange B,Chang CY,Suma E,et al.Development and evaluation of low cost game-based balance rehabilitation tool using the Microsoft Kinect sensor[J].Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc,2011,2011:1831-1834.

[34]Kreylos O.3D Video Capture with Kinect.(2010-11-14).

[35]Bi F.Minnesota Prof.Uses Xbox Kinect For Research[N].The Minnesota Daily,2011-03-14.

[36]Virtopsy-Potential use of gesture control in medicine using the Microsoft Kinect camera.(2010-12-19).