导航评估中认知任务的实用方法学

摘要

有复杂沟通需求的儿童可从使用言语生成设备（SGD）中获益。已有研究指出，认知能力会影响使用者在言语生成设备不同层级间进行导航的能力。本方案描述了言语-语言病理学家评估认知技能和导航能力所需的具体步骤。

摘要

本文介绍了一种将导航准确性与认知能力相关联的测量方法。因此，评估背后的实验方法将以逐步形式清晰地阐述。当试图在具有动态屏幕和分类组织结构的言语生成设备（SGD）中查找符号时，导航能力显得尤为重要。研究发现，以下认知能力会影响儿童在SGD层级中导航并查找符号的表现：持续性注意力、分类能力、认知灵活性以及流体推理能力^1,2。根据以往研究，工作记忆与导航能力之间未发现相关性^1,2。

本方法所需的材料包括一台计算机化平板设备、一种增强性和替代性交流应用程序、一本符号手册以及《莱特国际操作量表-修订版》（Leiter-R）³。该方法已在两项先前的研究中使用。Robillard、Mayer-Crittenden、Roy-Charland、Minor-Corriveau 和 Bélanger¹ 对正常发育儿童进行了评估，而 Rondeau、Robillard 和 Roy-Charland² 则对被诊断为孤独症谱系障碍的儿童和青少年进行了评估。对该方法的直接观察将有助于研究人员重复实施本研究，同时也可帮助临床工作者评估具有复杂沟通需求的儿童使用基于分类组织的语音生成设备（SGD）的能力。

引言

用于评估认知与导航技能的方法多种多样。目前关于认知与导航技能的研究发表较少。此前，Wallace、Hux 和 Beukelman（2010年）曾研究认知功能对创伤性脑损伤成年患者导航能力的影响⁴。他们发现，认知灵活性对该人群的导航技能具有影响。本文所描述的方法由 Robillard、Mayer-Crittenden、Roy-Charland、Minor-Corriveau 和 Bélanger 于2013年发表¹。Rondeau、Robillard 和 Roy-Charland 也在一项类似研究中使用了该方法²。本文旨在通过分步说明并辅以视觉支持材料，展示该方法的具体实施过程，以促进该技术在其他人群中的复制应用，支持临床工作者对具有复杂沟通需求的个体进行导航与认知技能的评估。

言语生成设备（SGD）通过合成器产生电子语音，可具有动态层级，包含链接，允许用户通过切换层级来访问新词汇（例如，从一个符号页面切换到另一个页面）^5,6。为了在SGD的多个层级中查找符号，用户必须具备在这些层级之间导航的能力^6,7。已有研究证明，认知能力在SGD层级导航中的重要性^1,2,4。一项分析语言能力对导航技能影响的研究结果显示，语言技能并不能很好地预测儿童的导航能力⁸。通过更深入地理解可能影响导航能力的认知因素，临床医生可为具有复杂沟通需求的儿童提供更可靠的评估。本研究将探讨的认知因素包括：持续性注意力、分类能力、认知灵活性和流体推理能力。有关这些认知因素的详细描述，请参见Robillard及其合作者的研究¹。

由于极少有研究关注认知因素对导航能力的影响，目前尚未建立并实施相应的评估方案。多年来，言语语言病理学的其他领域已建立了评估量表，以更好地识别需要相关服务的儿童。例如，众所周知，非词重复和句子仿说这两项任务高度依赖言语工作记忆，结合某些特定的语言评估工具，能够有效识别出存在语言障碍的儿童^9-14。然而，在增强与替代沟通（AAC）领域，关于认知能力与使用AAC设备导航能力之间关系的研究极为有限。对于如何建立系统化的评估方法，受到的关注则更少。目前可用于评估儿童导航技能的工具非常匮乏。由于存在多种可用于评估非语言认知能力的评估工具，临床医生在选择使用哪些工具或任务时可能感到十分困惑¹⁵。临床医生通常会对使用AAC的个体采用特征匹配的方法，即根据个体的能力来匹配语音生成设备（SGD）的设计特征。因此，临床医生必须尽可能准确地将个体的认知水平和导航能力与合适的设备相匹配。

直到最近，使用电子平板设备开展的研究还非常有限。Waddington 及其合作者¹⁶提出，可以采用包含使用计算机化平板设备的干预方法，向患有自闭症谱系障碍（ASD）且语言能力有限或无语言能力的儿童教授功能性沟通技能。此外，Kagohara 及其合作者¹⁷的一项系统性综述表明，可以教会患有发育障碍的儿童使用平板等技术设备实现多种沟通目的。本文所述方法将为研究人员和临床医生在评估认知与导航技能时提供一份详细的指导方案。

方案

本研究已获得劳伦森大学研究伦理委员会的批准。仅父母已签署知情同意书的参与者被纳入研究。

1. 设置

1. 尽可能在私密房间内对参与者进行评估。
2. 为减少可能的疲劳对认知和导航评分的影响，不建议一次性完成所有测试，而应将评估分为两到四次会话进行，每次会话时长为30分钟至2小时不等。
3. 若将此程序用于研究目的，为控制先前已进行的子测试可能产生的练习效应，应随机确定导航任务与认知子测试的施测顺序，并确保不同参与者的测试顺序不完全相同。

2. 实验步骤

1. 导航任务
   1. 材料：使用一台计算机化平板电脑，以及一个具有16个位置网格和分类学分类功能的增强与替代沟通应用程序。使用该增强与替代沟通应用程序预装的符号。使用包含25个测试词（见表1）和5个练习词的导航任务，在正式评估开始前进行练习。使用一本包含每个目标词对应符号的册子。注意：每个符号单独出现在一页上。

      练习部分的词汇

      1. foot

      2. banana

      3. cat

      4. boat

      5. fork

      正式导航任务的词汇

      1. dog

      2. hand

      3. apple

      4. car

      5. spoon

      6. frog

      7. shoes

      8. mouth

      9. fish

      10. carrot

      11. chair

      12. flower

      13. duck

      14. table

      15. boy

      16. airplane

      17. turtle

      18. cookie

      19. baby

      20. belt

      21. tree

      22. bus

      23. pencil

      24. farmer

      25. bicycle

      表1：导航任务中的词汇。
   2. 以一定角度坐在或站在被试的对面，以便观察其是否能在计算机化平板电脑上选择正确的符号，并便于翻阅册子的页面。将计算机化平板电脑直接放置在被试正前方，平放在桌面上或倾斜45°角，以控制室内光线造成的反光。使用画架将册子直立放置，使符号位于您与被试之间。
   3. 询问被试是否曾使用过智能手机或计算机化平板电脑。注意：此变量仅在本方法用于研究时才具有重要意义。
   4. 解释符号可在代表不同类别的文件夹下找到，主页按钮可返回第一层级，返回按钮可回到上一级。说明：“这些符号可以在代表不同类别的各个文件夹中找到（指向不同的文件夹）。这个按钮（触碰主页按钮）可返回这一层级（向被试演示），而这个按钮（触碰返回按钮）可返回上一级。明白了吗？”
   5. 在册子中单独一页呈现需要在平板电脑上查找的符号，并大声说出代表这些符号的词语。
   6. 在被试于计算机化平板电脑的各级菜单中导航寻找符号时，保持册子处于打开状态。
   7. 在练习阶段，根据需要提供尽可能多的口头和肢体提示，例如：“这个词属于哪个类别？”
   8. 在成功检索完5个练习词后，开始正式的导航任务。
   9. 每次试验之间触碰应用程序中的主页按钮，以确保始终从第一层级开始。
   10. 要求被试使用与练习阶段相同的程序，在计算机化平板电脑的各级菜单中检索全部25个词，但在此阶段不提供任何提示。
   11. 如果某个符号无法检索到，告知被试可以通过翻动图像册子的页面跳过该项目。
   12. 若被试正确选择了与册子中目标符号匹配的符号，则记为正确。
   13. 若被试错误地检索了符号，则记为零分。
   14. 当被试在5分钟内未做出选择时，提醒其可通过翻动符号册子的页面跳过该项目。
   15. 当所有25个项目均已呈现，或被试连续8次未能成功检索符号达到上限时，结束测试。
2. 认知测试
   1. 根据操作手册施测Leiter国际操作量表修订版（Leiter-R）³ 的以下分测验。对于每个分测验，在提供非言语指导后，观察被试表现并记录正确反应的数量。注意：Leiter-R为非言语测验，要求被试与临床人员仅通过非言语线索（如手势、模仿、指点和疑问表情）进行交流。Leiter-R上的任务通常涉及指点或匹配反应。材料包括刺激画架、卡片和泡沫形状。
      1. 施测持续注意力分测验。
         1. 在目标图片和页面上的一个正确答案之间来回指点，并模拟划掉的动作，向被试示意其需在限定时间（30至60秒）内，在一组几何图形中找出并划掉所有与目标相同的项目³。
      2. 施测图片情境分测验。
         1. 使用模仿动作向被试示意刺激卡片与画架图示中的空白框相关联³。通过来回手势示意被试需利用情境线索，从一个大图中识别出已被移除的物体图像³。
      3. 施测图形-背景分测验。
         1. 在刺激材料与画架之间来回指点，并以疑问的表情耸肩，向被试示意其需在一个复杂的刺激背景中识别出嵌入的图形或图案³。
      4. 施测序列顺序分测验。
         1. 在刺激材料与托盘槽之间来回手势，向被试示意其需选择一个按相应顺序递进的相关刺激。例如，将形状或卡片按错误顺序放置，并摇头表示“否”³。

结果

在采用该方法的两项研究中^1,2，认知能力均与导航得分呈正相关。认知得分越高，导航得分也越高^1,2。在针对自闭症谱系障碍（ASD）人群的研究中，认知灵活性与导航能力之间获得了正相关系数。这些结果更接近Wallace et al.⁴的研究结果，其受试者为经历创伤性脑损伤的成人，而与针对典型发育儿童的研究结果差异较大。事实上，在后者研究中，认知灵活性与导航能力并无相关性。然而，某些认知技能能够预测典型发育人群的导航能力¹。对于这些儿童而言，持续性注意力、分类能力和推理能力可用于预测其导航技能¹。年龄并非预测导航能力的重要因素。结果如Table 2所示。这些研究的完整结果细节可参见上述论文的结果部分。显然，认知技能在使用语音生成设备（SGD）进行导航的能力中起着重要作用。但由于不同研究者所报告的预测因素存在差异，仍需进一步开展针对不同临床亚群和年龄组的研究，以更明确地确定认知因素对导航技能的潜在影响。此外，还需开展针对更大样本量，以及针对具有复杂沟通需求并使用语音生成设备进行交流的儿童和成人的研究。

人群	与导航技能相关的认知因素
正常发育儿童	持续注意力
	分类能力
	流体推理能力
被诊断为自闭症谱系障碍的儿童和青少年	认知灵活性
	持续注意力
	分类能力
	流体推理能力

表2：Robillard 及其同事¹ 与 Rondeau 及其同事² 使用本方法学开展的研究结果。

讨论

本视频旨在概述用于探究影响儿童使用语音生成设备（SGD）能力的认知因素的研究方法。由于罗比拉德及其同事的研究¹ 是首次针对儿童开展的此类研究，因此尚无预先建立的实验方案。

纳入典型发育儿童的决定是为了获取与该技术使用相关的基本学习策略和困难的信息^18-20。在测试过程中，将符号呈现在一个册子的同一页上，同时将符号对应的词语朗读出来，以控制参与者将符号与其所指对象进行对应的能力，并确保仅测量导航操作。通过预实验确定需要采用16个位置的网格布局。当每个层级使用超过16个符号时，由于需要在每层扫描更多的项目以定位符号，导航任务的复杂性将显著增加；而若每页网格使用的符号少于16个，则需要更频繁地翻页，同样可能增加导航任务的复杂性。导航任务中需识别的词汇数量（25个）也通过预实验确定，依据是儿童在单次测试过程中无需休息即可合理完成的项目数量。

采用 SymbolStix²³ 符号是因为其已预装在 Proloquo2Go²¹ 中，但也可使用其他类型的符号。所选词汇来源于接受性词汇测试的早期阶段，例如《皮博迪图片词汇量表第四版》（PPVT-4）²² 和《Échelle du vocabulaire en images Peabody》（ÉVIP）²⁴，这些词汇被认为大多数 4 至 6 岁儿童均较为熟悉。所选词汇包括表示物体、动物或人物的具体名词。词汇的呈现顺序通过预实验测试确定：在预实验中正确率最高的词汇排在前面，正确率最低的则排在后面。此外，还安排词汇的顺序以确保两个连续出现的符号不属于同一类别。部分符号位于第三层级，其他则位于第四层级。在整个实验性导航任务中，难度逐步递增。最初，目标词汇所在的类别与练习部分使用的类别相同；随着任务推进，逐步引入新的类别。为避免参与者受挫，最难检索的词汇被安排在任务末尾，并且对于连续出现八次错误达到上限的儿童，不再继续施测后续项目，这些未施测项目记分为 0 分。

在认知评估方面，选择Leiter-R是因为其所有分测验均为非言语性，因此可适用于具有复杂沟通需求的儿童。选择“持续注意”分测验以评估持续注意能力。选择“图片情境”分测验以评估分类能力。选择“图形背景”分测验作为认知灵活性的测量指标。选择“顺序排列”分测验以评估流体推理能力。Leiter-R³的新版本Leiter-3²⁵也是评估认知功能的良好工具。

Robillard 及其同事¹的研究结果表明，认知能力会影响正常发育且初次使用增强与替代沟通（AAC）的儿童的导航技能。持续性注意力（持续性注意力，Leiter-R）、分类能力（图片情境与分类，Leiter-R）以及流体推理能力（图形补全、顺序排列和重复模式，Leiter-R）均与导航能力相关¹。关于结果的更详细讨论可参见 Robillard 及其合作者的研究¹。认知灵活性（图形-背景，Leiter-R）与患有自闭症谱系障碍（ASD）的儿童和青少年的导航能力相关²，但在正常发育的年幼儿童中未发现其与导航能力的相关性。在与导航能力相关的因素中，能够最好地预测正常发育儿童在分类组织方式下导航技能的子集包括持续性注意力、分类能力和流体推理能力。由于 ASD 研究中的参与者数量较少，无法进行线性回归分析。然而，相关性结果提示认知灵活性可能是预测 ASD 儿童导航技能的重要因素之一。未来仍需开展更大样本量的新研究。在以往的研究中，符号选择速度并未作为一个变量，但未来可将其作为信息加工速度的测量指标加以引入。

该方法存在操作上的局限性。评估工具的施测在多种环境中进行（例如，安静的独立房间、伴有背景噪音的学校、诊所），这可能影响了参与者的实际表现。未对视力敏锐度进行评估，因此无法排除视觉障碍带来的影响。尽管在导航任务中单词的符号已呈现在手册中，部分参与者仍可能难以理解这些词汇的表征形式。该导航任务并不能代表真实的交流情境，且实际上是在仅接受少量培训后首次使用AAC设备。通过个性化设置设备，可能有助于提升导航技能，并降低认知负荷。本程序是针对儿童评估而设计的，尚未在成人人群中进行检验。此外，由于认知因素难以分离，其有效性也可能受到质疑。

为了减少上述局限性，所有参与者应在无干扰、无背景噪音的私密房间内进行评估。若无法做到这一点，则应尽可能减少干扰，以免影响参与者的测试表现。当无法进行听力和视力测试时，可通过询问参与者的家属有关其听力和视力敏锐度的情况，以排除相关困难。

除Proloquo2Go^21,25之外的其他应用程序也可使用。只要包含多个能够分离不同认知成分的子测试，其他非言语认知测验也可用于评估认知功能。在修改本文所述实验流程或采用非标准化认知测验等替代方法评估认知时需格外谨慎，因为结果可能与预期结果存在差异。

了解认知因素如何影响导航能力非常重要。如果语音生成设备（SGD）选择不当，可能导致儿童及其看护者感到沮丧，进而放弃使用该设备进行交流。在为年幼儿童选择语音生成设备时，可通过评估其注意力、分类能力以及推理技能，来帮助预测其在使用基于分类学组织的动态翻页功能时的成功程度¹。对于患有自闭症谱系障碍（ASD）的儿童和青少年，认知灵活性可能是预测其导航技能的最佳指标²。为了明确认知能力对依赖并使用增强性和替代性沟通策略的儿童在导航能力方面的影响，还需针对其他更大规模的临床人群开展更多研究，以验证该方法的应用效果。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
iPad	Apple, 2015	MD786C/A	动态屏幕平板电脑
Proloquo2Go	AssistiveWare, 2015	在 iTunes 上提供	增强性和替代性沟通的应用
SymbolStix	N2Y inc, 2015	https://www.n2y.com/products/symbolstix/	Proloquo2Go（预装）中使用的符号
雷特国际操作量表 - 修订版，Roid &和 Miller），1997	斯托尔廷	37050M	非语言认知测试