基于患者報告結(jié)局的計算機自適應(yīng)測試系統(tǒng)在身體功能領(lǐng)域中的應(yīng)用進展

倪飛霞 蔡婷婷 顧艷葒 黃青梅 岳朋 袁長蓉

(1.復(fù)旦大學(xué)護理學(xué)院，上海 200032；2.復(fù)旦大學(xué)附屬上海市第五人民醫(yī)院，上海 200240)

身體功能主要包括個體的日常活動能力、上肢(靈巧性)、下肢(行走或活動)功能以及中樞功能(頸部、背部)等[1]。常用的身體功能量表多基于經(jīng)典測量學(xué)理論進行研制，基于經(jīng)典測量學(xué)理論的量表可能表現(xiàn)出測量精度不高、參數(shù)估計具有較大的樣本依賴性、誤差指標過于籠統(tǒng)等不足[2]。而基于項目反應(yīng)理論(item response theory，IRT)的測量學(xué)工具，如患者報告結(jié)局測量信息系統(tǒng)(PROMIS)可解決上述問題。其中，計算機自適應(yīng)測驗(computerized adaptive tests，CATs)是PROMIS中的一種創(chuàng)新形式，在減輕被試者測量負擔的同時可保證施測的精準度，在多個研究領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前CATs在慢性病患者的身體功能測量中得到了一定應(yīng)用。本研究現(xiàn)就其在身體功能領(lǐng)域中的研究進行梳理，以期為開展相關(guān)研究提供參考。

1 CATs的簡介

計算機自適應(yīng)測驗是一種可以適應(yīng)被試者能力的測驗，可根據(jù)被試的能力水平個性化地給予其相應(yīng)的題目[3]，具體而言，若被試者答對了一道中等難度的題目，系統(tǒng)將在后面的題目中選擇更難的題目；若被試者答錯了，系統(tǒng)將在后面的題目中選擇更簡單的題目。

CAT通過以下5個步驟實施測試[4]：(1)隨機選擇條目庫中的一個條目作為初始條目。(2)根據(jù)被試者的反應(yīng)確定其能力水平的預(yù)估值。(3)根據(jù)被試者能力的預(yù)估值從項目庫中選擇與被試者能力相符合的測試項目。(4)再根據(jù)被試者的反應(yīng)重新估計其能力水平。(5)按照終止策略規(guī)則決定是否要繼續(xù)測試，當結(jié)果符合終止策略，則測試終止。

2 基于患者報告結(jié)局的CATs在身體功能領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀

PROMIS通過概念及框架的界定、條目池的形成和校對、大樣本人群的檢驗等步驟，最終形成了適用于成人的1 800個條目，并發(fā)展為300多個測量工具，可用于慢病人群以及一般人群身體功能的測量[5]。其中，身體功能(physical function，PF)條目庫共165個條目，包括有簡表(short forms，SF)、特征集合合集(profile)CATs3種不同測量方式，可滿足不同臨床情境的應(yīng)用需求。

2.1測量學(xué)檢驗 Kelly等[6]比較了PROMIS身體功能及疼痛CATs與脊柱側(cè)凸學(xué)會22項scoliosis research society-22，SRS-22)量表得分之間的相關(guān)性，結(jié)果顯示，上述量表得分之間存在很強的相關(guān)性。此外，PROMIS身體功能CATs的天花板效應(yīng)、地板效應(yīng)較小，測量精確度較高，可用于脊柱側(cè)凸患者的身體功能隨訪。Senders等[7]以多發(fā)性硬化患者為研究對象，研究其抑郁、焦慮、疼痛、疲勞和身體功能5個領(lǐng)域的現(xiàn)狀，分別采用PROMIS對應(yīng)領(lǐng)域的CATs以及各領(lǐng)域?qū)?yīng)的另一種量表(貝克抑郁量表BDI、狀態(tài)-特質(zhì)焦慮量表STAI、疼痛影響量表PES、改良疲勞評定量表MFIS、簡明健康生活量表SF-36中身體功能維度)對患者進行評估。多元特質(zhì)多重方法(multitrait-multimethod matrix，MTMM)分析結(jié)果顯示，相應(yīng)量表得分之間具有很強的相關(guān)性(r=0.67～0.87)。此外，PROMIS身體功能CATs適用于多發(fā)性硬化患者的測量需求，且具有測量負擔小、數(shù)據(jù)缺失較少等優(yōu)勢。PROMIS身體功能CATs在骨科的應(yīng)用廣泛，在骨折[8]、關(guān)節(jié)炎[9]及疼痛[10]等疾病患者中得到了驗證，信效度良好，測試結(jié)果反饋即時，并可以同時提供相關(guān)的報告、解讀，因此易被患者接受。Paap等[11]基于PROMIS身體功能、疲勞和參與社會角色和活動的能力3大條目庫，以及慢性阻塞性肺疾病(COPD)疾病特異性生活質(zhì)量條目庫(COPD-SIB)，研制了COPD患者生活質(zhì)量評估的多維度CATs，目前正在模擬測試階段，下一步將會在COPD患者中進行大樣本的信效度檢驗。

2.2干預(yù)效果評價 Gilley等[12]比較了不同類型的踝關(guān)節(jié)骨折患者在內(nèi)固定術(shù)后的預(yù)后情況，在患者術(shù)后12個月使用PROMIS身體功能和疼痛的CATs進行調(diào)查。結(jié)果顯示，無論何種骨折類型，內(nèi)固定術(shù)均能使大多數(shù)患者的身體功能、恢復(fù)到一般人群水平。Kagan等[13]同樣使用以上2種工具評估膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者的身體功能和疼痛恢復(fù)情況。研究者分別在患者術(shù)前和術(shù)后6周、3個月、6個月和1年收集數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，患者身體功能、疼痛水平在前3個月會有最大程度的改善，6個月后改善不明顯。Lane等[14]在慢性脊柱疼痛患者中驗證疼痛神經(jīng)科學(xué)教育(pain neuroscience education，PNE)的有效性。其中，PNE是治療師用來幫助患者了解影響其疼痛體驗的生物學(xué)、生理學(xué)和心理社會因素的一種健康教育方法，并糾正與持續(xù)性疼痛和殘疾相關(guān)的錯誤認知，核心內(nèi)容是描述疼痛神經(jīng)生理學(xué)以及神經(jīng)系統(tǒng)的疼痛過程。研究者使用PROMIS身體功能CATs在基線、以及干預(yù)后2周、12周對患者進行評估，證實了疼痛神經(jīng)科學(xué)教育在慢性脊柱疼痛患者中的有效性，而且CATs 系統(tǒng)可以記錄患者在測試時的反應(yīng)，提供更加豐富的作答信息。Fox等[15]基于Nelson等學(xué)者[16]開發(fā)的前列腺癌患者認知-行為-壓力管理手冊，對接受激素治療的晚期前列腺癌患者進行壓力管理，在干預(yù)10周后使用PROMIS焦慮、抑郁、疲勞、疼痛和身體功能CATs對干預(yù)效果進行評價。結(jié)果顯示，干預(yù)后患者的焦慮情況有所緩解，前期接受了前列腺切除術(shù)的患者的身體功能有所改善。Victorson等[17]使用PROMIS 身體功能、疼痛等7大領(lǐng)域的CATs，對接受了為期1年的針灸治療的癌癥患者進行生活質(zhì)量評估。結(jié)果顯示，盡管患者生活質(zhì)量有基線差異，但隨著時間的推移，針灸治療有利于改善患者的焦慮、抑郁、疼痛和睡眠障礙狀況，且基于網(wǎng)絡(luò)的測試可以電子化存儲患者數(shù)據(jù)，提高測試安全性，保護患者隱私。

2.3風(fēng)險預(yù)測 Hao[18]對因糖尿病足潰瘍進行手術(shù)的患者進行術(shù)后身體功能的預(yù)測，術(shù)前采用PROMIS身體功能、疼痛、抑郁3個領(lǐng)域的CATs收集患者數(shù)據(jù)，術(shù)后3～12個月使用PROMIS PF CATs對其身體功能進行評估。多元回歸模型結(jié)果顯示，患者術(shù)前身體功能、疼痛及抑郁水平可有效預(yù)測患者術(shù)后身體功能狀況。Bajaj等[19]將PROMIS中身體功能、疼痛及睡眠障礙等11個領(lǐng)域的CATs用于肝硬化住院患者的生活質(zhì)量評估。該研究發(fā)現(xiàn)PROMIS CATs具有良好的信效度，并且大多數(shù)患者(71%)認為CATs的測量負擔較小，更傾向于使用PROMIS進行健康自我報告。Givens等[20]將PROMIS身體功能 CATs用于患者在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后的身體功能評估，探討患者“起立-行走”計時測試結(jié)果與其術(shù)后身體功能之間的關(guān)系。其中，“起立-行走”計時測試是一種快速定量評定功能性步行能力的方法，依據(jù)患者(無外界幫助)從靠背椅上站起，走向標記點，再從標記點走回起點坐下的全程耗時來判斷其步行能力。結(jié)果顯示，該測試可有效預(yù)測患者的身體功能。Bernholt等[21]對半月板部分切除術(shù)后的患者進行隨訪，采用PROMIS身體功能和疼痛CATs對其評估。結(jié)果顯示，患者術(shù)前身體功能較差，疼痛程度較高，術(shù)后6周身體功能和疼痛均有改善。其中，男性患者較女性患者更為明顯，患者術(shù)前評分對其術(shù)后6周患者的恢復(fù)情況有預(yù)測價值。Tenan等[22]利用美國軍事骨科損傷隨訪網(wǎng)絡(luò)(the military orthopaedics tracking injuries and outcomes network，MOTION)收集肩關(guān)節(jié)損傷患者的數(shù)據(jù)，在患者術(shù)前、術(shù)后6周、6個月和1年時，邀請其完成美國肩肘外科協(xié)會評分(american shoulder and elbow surgeons，ASES)、PROMIS身體功能和疼痛CAT，再建立廣義加性混合模型，并使用4折交叉驗證判斷模型的有效性(隨機刪除25%的數(shù)據(jù)，使用剩余75%的數(shù)據(jù)建立預(yù)測模型，使用25%的數(shù)據(jù)預(yù)測ASES評分)。結(jié)果表明：ASES評分預(yù)測值與真實值顯著相關(guān)，即PROMIS CATs能有效預(yù)測ASES評分(r=0.76～0.78)，同時患者平均可以少回答11個條目。

2.4影響因素分析 Kazmers等[23]使用PROMIS身體功能、疼痛及抑郁的CATs來收集多次來院就診患者的數(shù)據(jù)，探討使用阿片類藥物對上肢疾病患者的影響。雙變量和多變量Logistic回歸分析結(jié)果顯示，基線時使用過阿片類藥物的患者，其身體功能明顯下降，心理負擔以及疼痛水平也會顯著增高。leeuwen等[24]采用PROMIS身體功能CATs、不公平體驗問卷(injustice experiences questionnaire，IEQ)在骨科患者中收集數(shù)據(jù)，探索患者的感知不公與身體功能水平之間的相關(guān)性。逐步線性回歸分析結(jié)果顯示，不公平的體驗與身體功能狀況相關(guān)，但不是身體功能的顯著預(yù)測因素。Blanchett等[25]從患者的角度出發(fā)，調(diào)查肥胖其對生活的影響，采用身體功能、疼痛和抑郁PROMIS CATs進行評估。結(jié)果顯示，BMI與患者身體功能、疼痛以及抑郁水平均相關(guān)，此外，超重和肥胖患者的身體功能低于健康人群，并具有更多的疼痛癥狀。

3 多元化的應(yīng)用形式

美國骨科足踝協(xié)會(american foot & ankle society，AOFAS)[26]建立了一個連接全國足踝外科醫(yī)生的足踝結(jié)局研究(orthopaedic foot and ankle outcomes research，OFAR)聯(lián)盟，統(tǒng)一使用足功能指數(shù)評分(foot function index，F(xiàn)FI)、踝足功能評分(foot and ankle ability measure，F(xiàn)AAM)、PROMIS身體功能CATs和疼痛 CATs這4種工具來收集、匯總和報告患者的身體功能數(shù)據(jù)，旨在建立一個基于計算機的、全國性的、便捷的患者報告結(jié)局數(shù)據(jù)庫。每家機構(gòu)內(nèi)各有一名主要研究員(足踝關(guān)節(jié)骨科醫(yī)生)和協(xié)調(diào)員(研究助理或副研究員)負責(zé)相應(yīng)研究?；颊咴陂T診或術(shù)前通過平板電腦、筆記本電腦或臺式電腦登錄PROMIS評估中心在線門戶完成調(diào)查，術(shù)后 6個月采用同樣方法完成問卷。對于未到診所進行隨訪的患者，協(xié)調(diào)員會通過電話嘗試聯(lián)系患者，邀請他們通過診所或互聯(lián)網(wǎng)在線形式完成隨訪調(diào)查，3次邀請后未完成調(diào)查則被歸類為失訪。目前，該聯(lián)盟正不斷擴大，超過10家足踝關(guān)節(jié)診療機構(gòu)加入，后續(xù)將推進大型、前瞻性的多中心研究，并優(yōu)化足踝關(guān)節(jié)人群可用測評工具的質(zhì)量，以推進足踝關(guān)節(jié)疾病患者的評估、管理工作。

鑒于目前在電子健康記錄中集成PRO量表，特別CATs方面存在一些障礙，Bass等[27]創(chuàng)建并評估了應(yīng)用程序編程接口(application programming interface，API)，用于連接PROMIS與EHR系統(tǒng)。其中，API是一組定義、程序及協(xié)議的集合，通過 API接口實現(xiàn)計算機軟件之間的相互通信，即為各種不同平臺提供數(shù)據(jù)共享[28]。研究者創(chuàng)建API，并在3家臨床醫(yī)學(xué)中心試運行，由臨床醫(yī)護人員、信息技術(shù)人員和管理人員對其技術(shù)可行性和其對臨床工作流程的影響進行評估，并對出現(xiàn)的相關(guān)問題進行整改。在2016年1月-2021年1月試運行期間，PROMIS CATs完成度較高，并且正常臨床工作流程未受到影響，證實了PROMIS CATs在常規(guī)臨床護理應(yīng)用中的可行性。

4 小結(jié)

基于患者報告結(jié)局的計算自適應(yīng)測試系統(tǒng)在身體功能評估領(lǐng)域中具有良好的信度和效度，同時具有簡易快速、接受度高，測量負擔小等特點。同時，其收集方式也十分豐富，可以基于特定移動應(yīng)用程序、網(wǎng)站進行，也有研究中將其應(yīng)用于電子健康記錄內(nèi)。研究者可以根據(jù)不同研究目的，有針對性的選擇不同領(lǐng)域的CATs，進行組合使用，在保證測量精確度和準確度的同時降低患者的測量負擔。目前，基于患者報告結(jié)局的CATs在身體功能領(lǐng)域的應(yīng)用場景不斷擴展，在骨科領(lǐng)域應(yīng)用尤為廣泛，但在其他疾病領(lǐng)域中的研究還有待發(fā)展。因此，今后研究者可以加大其在更多疾病領(lǐng)域中的應(yīng)用，探索其在國內(nèi)臨床工作的應(yīng)用模式。