本研究旨在探讨基于眼动追踪技术的视觉扫描训练对脑卒中后单侧空间忽视恢复的影响。
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本研究旨在探讨基于眼动追踪技术的视觉扫描训练对脑卒中后单侧空间忽视恢复的影响。
本研究旨在探讨基于眼动追踪技术的视觉扫描训练对脑卒中后单侧空间忽视恢复的影响。招募北京博爱医院单侧空间忽视脑卒中患者(n = 48),随机分为基于眼动追踪技术的视觉扫描训练组(n = 24)和常规视觉扫描训练组(n = 24)。训练方案为30分钟/节、1节/天、5天/周。实验组通过眼动追踪技术进行视觉扫描训练15 min,常规单侧空间忽视训练15 min。对照组接受常规单侧空间忽视训练30 min。两组均接受常规药物治疗,并接受常规职业康复治疗。
行为注意力不集中测试常规组 (BIT-C)、Catherine Bergego 量表 (CBS) 和改良 Barthel 指数 (MBI) 用于评估单侧空间忽视的恢复情况并评估治疗前后的日常生活活动 (ADL)。采用简易精神状态检查(MMSE)评估治疗前后的认知功能。结果表明,基于眼动追踪技术的视觉扫描训练在减轻ADLs单侧空间忽视和降低忽视严重程度方面比常规训练更有效。然而,与常规训练相比,基于眼动追踪技术的视觉扫描训练并未显著提高ADL或MMSE分数。
单侧忽视 (USN) 是右侧中风后最常见和最严重的认知障碍之一。USN 的患病率因评估工具、病程和其他因素而异,估计患病率高达 30%1。USN患者对损伤对侧的感觉刺激反应不佳,无法有效处理该侧获得的信息。USN 严重影响患者整体功能的恢复,延长患者的住院时间,并妨碍患者进行良好的自我护理。USN 患者仅对一侧进行面部清洗、穿衣和美容。USN 与行走时容易撞到被忽视一侧的物体的风险有关,这可能导致受伤和跌倒,并且执行日常生活活动 (ADL) 的能力受到严重损害。USN不仅给患者和家属带来了沉重而严重的经济负担,而且在全国范围内造成了相当大的经济损失和相应的社会问题。因此,早期发现和有效治疗是促进USN患者早期康复的重要途径。
USN 治疗可分为基于活动的治疗或非基于活动的治疗2。基于活动的治疗侧重于通过参与活动来提高技能,以增强个人的功能能力。基于活动的治疗的例子包括视觉扫描或探索训练、平滑追踪眼动疗法、视动刺激、心理练习、镜像疗法、自主躯干旋转和前庭康复。基于非活动的干预措施旨在通过使用棱镜眼镜、体感电刺激、经皮神经电刺激和 θ 爆发刺激等外部因素来减少人体的结构损伤和功能障碍。此外,根据患者对 USN 的认识和对治疗的参与程度,USN 康复可分为以下3:“自上而下”干预,触发患者对其 USN 相关缺陷的认识,并需要患者的积极参与,包括自我提示和视觉扫描训练;或“自下而上”的干预措施,包括被动感觉刺激,例如颈部振动和棱镜适应。
视觉扫描训练是USN的标准治疗方法之一。这种训练要求患者积极关注对侧刺激的训练空间4.此外,这种培训以活动为基础,需要患者的积极参与,以提高他们的技能和忽视意识。先前的研究表明,视觉扫描训练可以有效缓解USN,这种方法在临床实践中得到广泛应用5,6。视觉扫描训练通常包括搜索字母或图片、绘制图表和阅读句子。治疗师的反馈在培训过程中起着重要作用。然而,在常规的视觉扫描训练中,治疗师提供的反馈主要基于主观判断。
近年来,眼动追踪技术是一种简单可靠的技术,涉及对受试者眼球运动的精确测量以及实时跟踪和分析,已广泛应用于眼科、神经病学等领域。这项技术的使用为探索认知康复策略带来了新思路和新方法。
眼动追踪技术已广泛应用于中风康复,用于识别认知障碍 7,8、评估注意力和语言理解缺陷9、检测情绪变化10,11 以及提供干预效果反馈12。基于眼动追踪的任务可以改善执行功能障碍13、平衡14 和运动障碍等情况15。基于眼动追踪的任务是评估和改善中风相关功能障碍的可行工具,这些功能障碍不受肢体损伤等疾病的限制,显示出重要的应用价值。在之前的研究中,基于眼动追踪的任务也被用于评估中风后的 USN 16,17,18。基于眼动追踪的视觉扫描训练可以通过在屏幕上提供注视点等信息,为康复治疗师和患者提供反馈,从而帮助治疗师和患者调整视觉扫描训练方法和策略。因此,眼动追踪技术可以有效缓解 USN。本研究旨在探讨基于眼动追踪技术的视觉扫描训练对USN的影响。
该单盲随机对照试验已获得中国康复研究中心伦理委员会批准(2003-042-01)并在中国临床试验注册中心注册(ChiCTR2300074202)。这是一项单盲研究,其中评估者是盲法的。该研究需要知情同意,因此参与者知道他们的小组分配。为了随机化并提供正确的干预措施,分配随机数和实施干预措施的人员了解小组分配。尽管这项研究是单盲的,但采取了一些程序来尽量减少因缺乏双盲而产生的偏差。例如,数据统计学家是盲法的,所有研究人员都根据标准作程序 (SOP) 执行研究,从而减少了绩效偏差。
1. 参与者
2. 随机化和分配
3. 干预
4. 评估
5. 统计
我们从 2024 年 6 月到 2024 年 12 月招募了 48 名患者,他们最终都完成了研究。试验期间没有患者出现任何不良事件。
EG组和CG组患者的平均年龄分别为55.96岁±11.667岁和58.29岁±13.470岁(P > 0.05)。年龄、性别、文化程度、损伤类型、病程、患侧、右旋性、MMSE评分、MBI评分、BIT-C评分、CBS评分差异均无统计学意义(P > 0.05),见 表1。
Mann-Whitney U检验结果显示,治疗前两组MMSE评分差异无统计学意义(P > 0.05,r = 0.055,Z = -0.382,95% CI = -11.700-11.900)。Wilcoxon符号秩检验结果显示,治疗后,两组患者MMSE评分均显著升高(P < 0.01,r = -0.474,Z = -3.279,95% CI = -12.700-4.600;P < 0.01,r = -0.473,Z = -3.173,95% CI = -9.900-4.600)。此外,Mann-Whitney U检验结果还显示,治疗后两组之间无显著差异(P > 0.05,r = -0.015,Z = -0.104,95% CI = -14.800-11.700),如 表2所示。
独立样本t检验结果显示,治疗前两组MBI评分差异无统计学意义(P > 0.05,Cohen's d = -0.007,t = -0.023,95% CI = -14.919-14.586)。配对t检验结果显示,治疗后两组MBI评分差异无统计学意义(P > 0.05,Cohen's d = -0.401,t = -1.962,95% CI = -15.150-0.400;P > 0.05,Cohen's d = -0.375,t = -1.839,95% CI = -15.139-0.889)。独立样本t检验结果显示,治疗后两组差异无统计学意义(P > 0.05,Cohen's d = 0.003,t = 0.011,95% CI = -15.295-15.461),如 表3所示。
Mann-Whitney U检验结果显示,治疗前两组BIT-C评分差异无统计学意义(P > 0.05,r = -0.024,Z = -0.166,95% CI = -37.800-47.800)。治疗后,两组BIT-C评分均显著升高(P < 0.01,r = -0.619,Z = -4.287,95% CI = -51.800-2.300;P < 0.01,r = -0.580,Z = -4.017,95% CI = -28.700-0.000)。治疗后两组的BIT-C评分差异显著(P < 0.01,r = -0.822,Z = -3.197,95% CI = 0.100-40.700),EG的BIT-C评分优于CG(表4)。
Mann-Whitney U检验结果显示,治疗前两组CBS评分差异无统计学意义(P > 0.05,r = -0.125,Z = -0.866,95% CI = -16.014-9.885)。治疗后,两组CBS评分显著升高(P < 0.01,r = -0.606,Z = -4.201,95% CI = 0.3014-18.249;P < 0.01,r = -0.607,Z = -4.206,95% CI = -0.014-14.611)。治疗后两组CBS评分差异显著(P < 0.01,r = -0.461,Z = -3.197,95% CI = -19.267-11.628),EG的CBS评分优于CG(表5)。

图1:招聘流程图。 共招募了48名受试者。EG:实验组;CG:对照组。 请点击此处查看此图的大图。

图2:基于眼动追踪技术的视觉扫描训练。 (A)昆虫击落任务。(B)水果切割培训。(C) 购物培训。(四)阅读训练。四个小人物中的目标圆圈是“凝视圆圈”。 请点击此处查看此图的大图。
表1:受试者特征。 EG:实验组;CG:对照组;LV:侧脑室;BG:基底神经节;CR:辐射电晕;MMSE:简易精神状态检查;MBI:改良巴塞尔指数;BIT-C:行为注意力不集中测试-常规子测试;哥伦比亚广播公司:凯瑟琳·贝尔格戈量表;通过双侧排列检验获得的 P 值。 请按此下载此表。
表 2:MMSE 的结果。 EG:实验组;CG:对照组;MMSE:简易精神状态检查;通过双侧排列检验获得 P 值。 请按此下载此表。
表 3:MBI 的结果。 EG:实验组;CG:对照组;MBI:改良的Barthel指数;通过双侧排列检验获得 P 值。 请按此下载此表。
表 4:BIT-C 的结果。EG:实验组;CG:对照组;BIT-C:行为注意力不集中测试-常规子测试;通过双侧排列检验获得的 P 值。 请按此下载此表。
表 5:CBS 的结果。EG:实验组;CG:对照组;哥伦比亚广播公司:凯瑟琳·贝尔格戈量表;通过双侧排列检验获得 P 值。 请按此下载此表。
补充文件 1:样本量计算。请点击此处下载此文件。
本研究结果表明,使用传统评估方法或ADL评估方法时,EG和CG的USN均能有效缓解。治疗4周后,EG的BIT-C评分明显高于CG。EG的BIT-C评分改善至正常。CG的BIT-C评分也有所改善,但结果显示患者仍有偏盲障碍。根据CBS结果,虽然两组的偏侧忽视障碍都有所改善,但治疗4周后,EG表现出从中度到轻度损伤的改善,CG仍然表现出中度损害。这项研究表明,基于眼动追踪技术的视觉扫描训练对于偏盲患者来说优于传统的视觉扫描训练。
在基于眼动追踪技术的视觉扫描训练中,治疗师可以根据屏幕上的眼动轨迹反馈,客观地了解患者的注视点和扫视轨迹,并进一步观察患者在右侧是否有重复搜索、扫描中眼线是否越过中线以及具体的眼球运动范围,以调整视觉扫描训练的强度。例如,改变目标刺激与中线之间的距离,基于更客观、更适当的语言提示引导,根据患者的表现进行提示和反馈;科学指导患者的康复训练;并帮助患者逐渐有效地缓解他们的偏侧。此外,屏幕上眼球运动轨迹的反馈也是可视的,为USN患者提供提示。认知能力良好的患者可以根据自己的眼球运动轨迹调整视觉搜索策略。例如,在训练期间或训练后,患者可以根据视觉搜索任务中形成的眼球运动轨迹,提醒自己在训练中或下一次训练中多注意被忽视的地方。在这个过程中,患者也可以逐渐提高对USN的认识,并逐步制定USN的自我管理策略。
EG 中 USN 的有效缓解也可能与基于眼动追踪技术的视觉扫描训练可以更有效地改善 USN 患者的眼球运动有关。在典型的视觉行为中,眼球运动和空间注意力密切相关,眼球运动的空间偏差(搜索和凝视)可能代表 USN22 的典型特征。尽管左侧 USN 患者在视觉上搜索静态刺激,但很少在左侧区域找到目标23。在视觉搜索任务中,USN 患者的特征不仅在于遗漏视觉目标,还具有更普遍的搜索性能缺陷,例如不系统的搜索模式和不规则的眼球运动模式24,25。研究表明,基于眼动追踪的评估方法在识别单侧忽视方面具有良好的信度和效度 16,17,18。研究还表明,常规视觉扫描训练不能直接缓解偏盲障碍,而是鼓励患者的眼睛和头部运动形成代偿策略,从而减少偏盲26。与常规视觉扫描训练相比,基于眼动追踪技术的视觉扫描训练可以帮助治疗师和患者根据客观的眼动信息指导视觉扫描训练,在改善眼动的空间偏差,从而提高注意到被忽视的一侧的能力方面可能更有效。
在EG中观察到的USN的有效减少也可能与眼动追踪训练可以通过视觉反馈改善患者的感知偏差有关。忽视可能主要与横向空间注意力受损(即输入阶段)或患者无法对所呈现的刺激做出反应(即输出阶段)有关。知觉偏差和反应偏差分别用于表示与输入相关的偏差和与输出相关的偏差,27,28。研究表明,常规视觉扫描训练对反应偏差具有更强的调节作用,能够同时改善感知和反应偏差的训练方法比常规视觉扫描训练更有效。大多数患者同时存在这两种类型的偏倚。基于眼动追踪技术的视觉扫描训练中提供的视觉反馈信息可以减少患者的感知偏差,同时调整他们的感知偏差和反应偏差,这可能有助于降低他们忽视症状的能力。为了验证这一点,可以在后续研究的评估中添加针对这两种偏倚的歧视性评估方法。
与常规视觉扫描相比,基于眼动追踪技术的视觉扫描训练为治疗师和患者提供客观的眼动信息,帮助治疗师科学指导患者训练,在提高患者感知能力、自我意识和半忽视自我管理意识的同时,进一步减少患者的眼动空间偏差。因此,患者可以通过基于眼动追踪技术的视觉扫描训练有效地改善他们的全身状况。
本研究结果(表2)还表明,4周的治疗改善了两组患者的认知功能,但两组之间的差异并不显着。认知功能涉及定向、计算、语言、执行和视觉空间能力等维度,而本研究中的视觉扫描训练侧重于半侧忽视,涉及注意力、反应、阅读和物体识别。这或许可以解释为什么两组在治疗4周后认知功能没有显著差异。两组认知功能的改善可能与病程自然恢复等因素有关。
本研究有效缓解了日常生活中的偏侧忽视症状。然而,4周的治疗均未改善两组患者的ADL能力(表3)。这种缺乏改善可能归因于运动功能限制、整体认知功能和干预持续时间不足。这项研究的结果与之前的研究结果一致,表明常规视觉扫描训练可以逆转与视觉相关的忽视障碍,但不能通过减轻视觉探索和阅读中的忽视障碍来恢复与忽视相关的所有功能和活动限制(如ADL能力和认知功能)4,29。
这项研究的一个局限性是,没有探索神经机制,例如有和没有眼动反馈的视觉扫描训练之间皮质激活的差异,以进一步解释康复效果并阐明所涉及的中心机制。另一个局限性是本研究采用单盲设计,没有对干预人员实施盲法。尽管所有研究人员都根据 SOP 执行了这项研究,但性能偏差可能仍然存在。
作者声明,该研究是在没有任何可解释为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。
本研究得到了中国康复研究中心项目(编号:2023ZX-Q10)和中国康复研究中心研究者发起的试验(编号:2025IIT-04)的支持。
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 一种基于眼动追踪技术的认知康复训练系统 | 北京力泰科技有限公司 | JZ-RZ-20美元 | EG训练:基于眼动追踪技术的视觉扫描训练 |
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