腦外傷所致精神障礙患者眼動特征研究

王俊杰　張麗英　李豪喆　戴婧

[摘要] 目的 探討腦外傷所致精神障礙患者與正常對照人的眼動數(shù)據(jù)差異，以作為傷殘鑒定新的客觀評定指標。方法 本研究于2016年4～12月以1：1招募顱腦外傷腦軟化灶患者及正常對照組各30例，讓被試完成反射性眼跳、反向眼跳及探索性眼球運動范式，記錄被試眼動數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析。 結(jié)果 反向眼跳范式中，腦軟化灶組正確數(shù)、眼跳潛伏期、眼跳持續(xù)時間均明顯高于對照組，探索性眼球活動范式中，腦軟化灶組NEF、RSS分別要低于對照組。兩組之間反射性眼跳參數(shù)比較無統(tǒng)計學(xué)差異。 結(jié)論 腦外傷所致精神障礙與正常人在反向眼跳、探索性眼球運動范式中眼動數(shù)據(jù)存在明顯的不同，為新的客觀評定指標提供了理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 顱腦外傷;精神傷殘鑒定;眼動;眼跳

[中圖分類號] R749? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 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

近年來隨著交通工具的日漸發(fā)達，交通事故屢屢發(fā)生，隨之相伴的創(chuàng)傷性顱腦外傷患者數(shù)量也不斷增加。部分患者會遺留有認知損害、性格改變及頭痛、頭暈耳鳴等表現(xiàn)[1]，對其社會功能造成不同程度的影響，而對此類腦外傷所致精神障礙患者的精神傷殘評定已逐漸成為司法精神病鑒定工作的重點之一。因索要經(jīng)濟賠償?shù)仍颍瑐邥ΠY狀進行夸大甚至模仿，尤其是對智能、記憶等較難分辨的癥狀。而目前對此類現(xiàn)象的客觀評定技術(shù)相對匱乏，導(dǎo)致鑒定意見因不客觀在法庭備受質(zhì)疑[2]。為保證鑒定的客觀、公平公正，同時具備嚴謹?shù)目茖W(xué)性，對精神傷殘評定客觀指標的探索刻不容緩。

眼動（Eye movement，EM）能夠采集眼球的精細運動來反映大腦的活動狀態(tài)，如眼跳的快慢、注視的長短、眨眼的頻率等與腦功能活躍程度存在密切的聯(lián)系。目前此項技術(shù)已被廣泛用于彌漫性發(fā)育障礙、精神分裂癥、注意力缺陷等精神疾病診斷的研究中[3]，然而有關(guān)腦外傷所致精神障礙方面的研究相對較少。

鑒于此，本研究擬通過眼動技術(shù)分析腦外傷所致精神障礙患者在多種范式下的眼動數(shù)據(jù)差異，探索腦外傷所致精神障礙的客觀評定指標，為精神傷殘鑒定提供有效的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

病例組選取2016年4～12月在司法鑒定科學(xué)研究院進行精神傷殘程度評定的被試者，入組標準：①符合ICD-10中腦外傷所致精神障礙診斷標準;②漢族;③年齡18～65歲;④有明確顱腦外傷史，受傷入院時CGS>13分，傷后滿6個月，未使用過精神科藥物，目前頭顱CT提示存在腦軟化灶者;⑤精神傷殘等級為七～九級，且兩位資深鑒定人均認定其在鑒定過程中完全合作;⑥雙眼矯正視力大>0.8，能理解并配合完成相關(guān)測試內(nèi)容者。排除標準：①既往有精神疾病史者;②存在明確的精神病性癥狀者;③存在不能耐受的內(nèi)科疾病，不能配合完成測試內(nèi)容者。對照組招募社區(qū)健康志愿者，匹配性別、年齡、文化程度，無嚴重軀體疾病。

病例組共30例，男17例，女13例，平均（42.5±9.5）歲，受教育年限（9.7±3.7）年。受傷至實驗時間（10.5±2.3）個月，韋氏智力測驗（65.93±8.77）分，平均精神傷殘等級（8.8±0.5）級。影像學(xué)閱片軟化灶部位結(jié)果，額葉軟化灶16例，顳葉軟化灶11例，額顳葉軟化灶3例。健康對照組共30例，男16例，女14例，平均（40.1±8.9）歲，受教育年限（9.9±4.1）年。兩組的性別、年齡、受教育年限比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

1.2 方法

使用SMI科技公司的H-S眼動追蹤系統(tǒng)，對被試者進行反射性眼跳、反向眼跳及探索性眼球運動范式。反射性眼跳：在屏幕中間出現(xiàn)圓形刺激目標時作為準備信號，測試開始后水平方向隨機出現(xiàn)離準備信號距離5、10、15度的刺激信號，三種距離的刺激信號各隨機出現(xiàn)10次，共30個刺激信號，隨機間隔2 s。反向眼跳：準備信號同反射性眼跳，測試開始后水平方向隨機出現(xiàn)離準備信號5°、10°、15°的三角刺激信號，要求被試者觀看其反方向，眼球落點位置要與準備信號距離基本相等，三種距離的刺激信號各10次，共30個刺激信號，隨機間隔2 s。探索性眼球運動（Exploratory eye movement，EEM）：共有水平橫置S型圖樣3個，圖樣之間有細微的差別，記做圖①、圖②、圖③。1、先顯示圖①，請被試者仔細觀察15 s，記錄凝視個數(shù)作為凝視點數(shù)（The number of eye fixation，NEF）。2、分別顯示圖②、圖③，反復(fù)詢問被試者與圖①有什么不同，直至被試者無法回答出不同后，開始記錄固定區(qū)域內(nèi)的凝視點，注視一塊區(qū)域即得1分，兩次所得分數(shù)綜合為反應(yīng)性探索分（Responsive search score，RSS），共14分。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

數(shù)據(jù)用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS21.0進行分析，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數(shù)資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組反射性眼跳參數(shù)比較

病例組與對照組在眼跳潛伏期、不同距離的眼跳時間無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。見表1。

2.2 兩組反向性眼跳參數(shù)比較

病例組反向眼跳正確數(shù)低于對照組（P<0.01）。病例組眼跳潛伏期長于對照組（P<0.01）;因存在錯誤眼跳，在剔除錯誤眼跳后，病例組的潛伏期長于對照組（P<0.01），而剔除正確眼跳后，兩組潛伏期比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。隨著距離的增加，其所需眼跳時間也逐步增加，病例組眼跳持續(xù)時間均長于對照組（P=0.005;P=0.004;P=0.006）。見表2。

2.3 兩組NEF和RSS得分比較

病例組凝視點數(shù)（NEF）低于對照組（P<0.01）。病例組反應(yīng)性探索分（RSS）低于對照組（P<0.05）。見表3。

3 討論

眼動技術(shù)能夠采集眼球的精細運動來反映大腦的活動狀態(tài)，其中眼跳和注視參數(shù)是兩個重要指標。反射性眼跳是突然出現(xiàn)刺激信號眼睛產(chǎn)生焦點轉(zhuǎn)移的過程，該過程主要受外源性（如燈光、環(huán)境）與內(nèi)源性的影響[4-5]。有大腦功能磁共振的研究發(fā)現(xiàn)反射性眼跳與注意力控制的腦區(qū)是一致的[6]，注意力嚴重受損，大腦不能有效接受刺激，會導(dǎo)致眼跳潛伏期延長。在本研究中排除了外源性的干擾，控制了因為外源性因素導(dǎo)致的眼跳差異，但是結(jié)果提示兩組在眼跳潛伏期、眼跳持續(xù)時間等參數(shù)上并無統(tǒng)計學(xué)差異。對此，我們推測兩組之間接受刺激的能力并無差異，這與入組時已排除了注意力渙散的被試者有關(guān)，今后的研究中可以納入一些注意力渙散的被試者進行測試。

反向眼跳范式是研究大腦抑制能力、活動控制能力的經(jīng)典范式，能夠作為判斷大腦皮層功能是否受損的輔助診斷工具[7-8]。反向眼跳作為內(nèi)源性因素影響的眼跳，與個體認知功能有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)ADHD患兒在范式中潛伏期時間增加、錯誤率增加，可能與注意力缺陷有關(guān)[9]，不同于反射性眼跳對于刺激物的反映下降，該類患者注意力受損是由于難以執(zhí)行指令所致，影像學(xué)研究也證實了上述功能的受損[10]。有研究認為反向眼跳范式主要受工作記憶能力的影響，正確數(shù)的下降與工作記憶能力的下降有關(guān)，其中在老年人的研究發(fā)現(xiàn)，隨年齡增長工作記憶能力的下降程度與錯誤率呈正相關(guān)[11]。此外，反向眼跳的異常也與大腦多個區(qū)域和神經(jīng)通路異常有關(guān)[12，13]。根據(jù)神經(jīng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，反向眼跳的完成需要經(jīng)過三條神經(jīng)通路：1、上丘腦控制的反應(yīng)眼跳，即對刺激的反映。2、計劃眼跳通路，能夠作出有計劃的眼跳，同時控制不正常的眼跳。3、選擇眼跳抑制通路，對任務(wù)進行分析并精細地選擇性抑制[14-16]。這些通路的損傷也可能引起潛伏期的增加、錯誤率的增高。本研究發(fā)現(xiàn)，病例組與正常對照組的參數(shù)并無統(tǒng)計學(xué)差異，故我們能夠排除反應(yīng)性眼跳通路受損引起的異常，主要與計劃性眼跳和選擇抑制通路受損有關(guān)，而這些通路的受損難以通過其他客觀指標來反映，而恰好眼動技術(shù)彌補了相應(yīng)的空白。眼跳時間除受距離的影響，內(nèi)源性的異常也會影響眼跳時間，目前主流觀點認為大腦神經(jīng)活性降低，導(dǎo)致電信號傳輸障礙，導(dǎo)致眼跳時間異常[17]。本研究發(fā)現(xiàn)反向眼跳范式中，病例組和對照組在眼跳潛伏時間、錯誤率和眼跳時間均存在統(tǒng)計學(xué)差異，病例組的眼跳正確數(shù)較對照組低，而眼跳潛伏期和眼跳持續(xù)時間明顯增加?？赡懿±M存在因外傷導(dǎo)致的器質(zhì)性損傷，影響神經(jīng)通路的完整性且遺留有部分認知功能損害，同時軟化灶的形成使腦組織受到難以逆轉(zhuǎn)的損傷，從而影響其神經(jīng)活性，導(dǎo)致眼跳時間延長。

EEM作為研究眼動的熱門范式，依據(jù)注視的參數(shù)間接計算出NEF和RSS得分[18，19]，凝視點數(shù)體現(xiàn)出個體的探索能力，反應(yīng)性得分主要與識別和主動注意能力有關(guān)。此外，有研究發(fā)現(xiàn)二者得分的高低均與廣泛認知損害呈正相關(guān)[20-21]，在智能測驗中的研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)性得分和凝視點數(shù)得分與操作智商具有正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，在EEM范式中，病例組和對照組在反應(yīng)性探索得分和凝視點數(shù)上存在統(tǒng)計學(xué)差異，病例組的NEF和RSS得分均較低，可能與器質(zhì)性損害遺留的智能損害有關(guān)。

本研究不足：（1）樣本量偏少，如需證實上述觀點仍需進一步擴大樣本量。（2）本研究未將顱腦外傷范圍進行進一步細分。

綜上所述，腦外傷所致精神障礙患者反向眼跳參數(shù)有著更差的得分;在EEM范式中，腦外傷所致精神障礙患者NEF和RSS得分較低。上述結(jié)果提示眼動技術(shù)尤其是特定的范式可成為對評價腦損傷程度的客觀指標有著很好的潛力，亦預(yù)示眼動技術(shù)潛在的應(yīng)用價值，但仍需要進一步探索。

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（收稿日期：2019-07-04）