这项对照干预研究评估了为期12周的校本运动干预项目对中国台湾患有发育性协调障碍儿童认知功能和身体体能的影响。结果显示,执行功能、心理旋转能力、短跑能力和下肢力量均有显著改善,尤其在可能患有发育性协调障碍(pDCD)的儿童中更为明显。
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这项对照干预研究评估了为期12周的校本运动干预项目对中国台湾患有发育性协调障碍儿童认知功能和身体体能的影响。结果显示,执行功能、心理旋转能力、短跑能力和下肢力量均有显著改善,尤其在可能患有发育性协调障碍(pDCD)的儿童中更为明显。
这项对照干预研究探讨了为期12周的校本身体训练计划对中国台湾可能患有发展性协调障碍(pDCD)儿童认知功能和体能素质的影响。共有116名pDCD儿童和60名典型发育(TD)儿童接受了干预前和干预后的评估。训练组(TG)和TD组儿童参与了运动干预,而对照组(CG)未接受训练。认知指标包括执行功能和心理旋转能力,体能指标包括立定跳远(SBJ)、50米短跑和50米×8往返跑成绩。基线结果显示,与TD儿童相比,pDCD儿童的认知和运动表现显著较低。干预后观察到显著的组别依赖性改善。pDCD儿童在执行功能、心理旋转能力、短跑能力和下肢爆发力方面均取得显著提升,且在多个认知领域中的改善程度超过TD儿童。这些发现支持了结构化校本体育活动计划在改善pDCD儿童认知和身体表现方面的积极作用。
发育性协调障碍(DCD)是一种神经发育性疾病,其特征是儿童存在显著的运动功能障碍,对运动技能的习得及更广泛的发育功能产生负面影响1。全球范围内,约有5%–6%的学龄儿童受到DCD的影响2。根据《精神障碍诊断与统计手册》(DSM-IV)的分类,DCD与完成多种日常任务和功能性活动困难相关,包括参与休闲活动、娱乐活动以及学校环境中的学业任务3。这种发育障碍在儿童期常表现为生活自理能力受损以及参与体力活动减少4。除运动困难外,越来越多的证据表明,DCD还与多个认知领域的功能障碍相关,这些认知功能涉及运动规划、学习以及日常活动的执行。
研究人员提出,发展性协调障碍(DCD)涉及预测性控制能力的缺乏,并在效应系统中有所表现5。先前的研究表明,DCD儿童存在显著的认知缺陷,尤其是在空间认知和执行功能方面6,7,8。这些功能障碍可能影响与正常发育(TD)同龄人相比的时空整合、物体定位、运动规划以及运动协调能力。心理旋转是指人脑在空间中对物体进行操作的能力;这些物体在空间中发生位置变化,是空间认知的重要组成部分9。心理旋转能力还被确认为运动表现和体育成绩的预测指标10。因此,对疑似发展性协调障碍(pDCD)儿童的心理旋转能力进行评估,可能为理解其认知功能及视觉空间加工缺陷提供重要线索。除空间认知外,执行功能已成为另一个可能影响DCD儿童运动表现和适应性行为的重要认知功能领域。
同时,研究表明,患有发展性协调障碍(DCD)的儿童在执行功能方面也存在缺陷11。执行功能是指参与注意力调节、抑制控制、工作记忆和认知灵活性的高级认知过程。这些功能对学业成就和日常功能至关重要12。然而,尽管关于DCD儿童认知功能障碍的证据日益增多,目前尚不清楚运动干预是否能够像对典型发育(TD)同龄儿童那样,有效改善pDCD儿童的执行功能和空间认知能力。由于认知功能与运动功能密切相关,这些缺陷也可能导致DCD儿童参与体力活动减少以及体能水平降低。
儿童的身体素质水平是健康结局的一个重要独立预测指标13。近期研究表明,被诊断为发育性协调障碍(DCD)的儿童,其身体素质水平通常低于同龄正常发育儿童。Farhat 等人的一项研究发现,这些儿童表现出有氧能力下降,这可能与肺功能降低及肌肉反应异常有关14。既往研究还报告了在患有 pDCD 的儿童中存在肌肉耐力和爆发性全身运动能力的差异,但关于上肢力量的研究结果尚不一致15,16。因此,明确 pDCD 儿童身体素质缺陷与运动相关改善之间的关系在临床上仍具有重要意义。
尽管以往的研究已分别探讨了发展性协调障碍(DCD)儿童的认知功能障碍、运动缺陷以及运动干预的相关益处,但目前仍缺乏证据支持在基于学校的结构化运动干预后,对认知功能和体能适应性的结果进行同步评估。特别是,相较于典型发育(TD)儿童,pDCD儿童对运动干预的反应程度尚未得到充分研究。因此,本项对照干预研究旨在评估为期12周的校内运动干预对pDCD儿童执行功能、空间认知及体能适应性的影响,并与TD儿童进行比较。研究还进一步比较了pDCD儿童与TD儿童在干预相关变化方面的差异。研究假设,pDCD儿童在干预后其认知功能和体能适应性方面将表现出显著的运动相关改善,尽管其改善幅度可能与TD儿童存在差异。
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本研究已获得上海健康医学院伦理委员会的伦理批准(批准文号:2021-NFC-10-150203198809)。研究已在 ClinicalTrials.gov 上前瞻性注册(注册号:NCT06544317)。
研究人群与招募
研究参与者来自上海市三个不同区的小学。在启动招募流程之前,研究人员向儿童家长发放了招募信函。信函中说明了研究的目的、意义和方法,并附有知情同意书。同意参与的家长需签署知情同意书,并通过二维码访问在线问卷。问卷内容包括发育性协调障碍问卷(DCDQ)、注意力缺陷多动障碍评定量表第六版(ADHD Rating Scale-VI)以及其他关于参与者的 demographics 信息。问卷回复仅对研究团队开放。申请表中还提供了主要研究人员的联系方式,以解答家长的疑问。
共有 2,761 名儿童及其家长自愿参与本研究。首先使用《发育性协调障碍问卷》(Developmental Coordination Disorder Questionnaire, DCDQ)17,18 对儿童进行初筛。根据教师的评估结果,筛选出被初步判断可能患有疑似发育性协调障碍(pDCD)、但无智力或认知障碍迹象的儿童,进入进一步评估。这些候选儿童随后接受《儿童动作评估量表第二版》(Movement Assessment Battery for Children, Second Edition)19 的评估。在初筛阶段共识别出 194 名可能的 pDCD 候选儿童。排除不符合纳入标准的 78 名儿童后,最终确定 116 名儿童符合本研究的 pDCD 标准,并由未参与结局评估的独立研究人员通过计算机生成的随机数字分配,随机分为训练组(TG;n = 58)和对照组(CG;n = 58)。在基线期和干预后测试期间,对结局评估人员隐藏分组结果。此外,纳入一组正常发育儿童(TD;平均年龄 10.35 ± 1.87 岁;48 名男孩和 12 名女孩)作为性别匹配的对照比较组。训练组和正常发育组均参与为期 12 周的体育训练项目,而对照组不接受任何训练干预。研究设计与实验流程的整体示意图见图 1。
纳入标准
用于确定发展性协调障碍(pDCD)儿童组的纳入标准如下:(1)发展性协调障碍问卷(DCDQ)得分:8–9岁:< 56分;10–12岁:< 58分;(2)使用《儿童动作评估量表第二版》(Movement Assessment Battery for Children, Second Edition, MABC-2)识别出运动问题(MABC-2中至少一个子项目的百分位排名低于15%);(3)年龄为9至11岁(小学年龄);(4)排除已知存在智力障碍、神经系统疾病,或由学校记录、家长或教师报告的临床诊断认知障碍的儿童;(5)家长未报告或无其他神经发育障碍(如ADHD)病史。测试前,研究人员确保家长填写了《注意力缺陷/多动障碍评定量表第六版》(ADHD Rating Scale-VI20)。根据既定的ADHD筛查标准21,ADHD评定量表-VI得分超过按年龄和性别校正的第98百分位 cutoff 值的儿童被排除在研究之外。典型发育(TD)组的儿童还需满足与pDCD组相同的排除标准,包括无ADHD、神经系统疾病、智力障碍或其他神经发育障碍。
《儿童运动评估量表第二版》(Movement Assessment Battery for Children, MABC-2)适用于3至16岁儿童19。该量表包含八项特定任务,用于评估多种能力,包括精细运动控制、粗大运动技能、平衡能力及相关功能。每项任务产生一个原始分,根据儿童年龄进行标准化处理。这些标准化分数在三个子成分中累加,以计算出运动子域得分,得分越高,表明运动协调能力越好。MABC-2表现出良好的内部一致性(α = 0.90)和可靠的重测信度总分(ICC = 0.97)22,同时在识别运动障碍方面具有区分效度23。
随机化与分组分配
所有儿童均为右利手,通过爱丁堡利手量表评估确定24。最终分析共纳入116名pDCD儿童(98名男孩和18名女孩)以及60名TD儿童(48名男孩和12名女孩)。有关受试者筛选、入组资格评估、随机分组和分组分配的详细信息见“研究人群与招募”部分,并在图1中进行了总结。
评估人员与盲法
本研究的实验设计严格依据标准化评估工具 MABC-2 进行,并由经过培训并获得资质的研究人员实施。整个研究过程在运动康复专家的咨询与协作下完成,这些专家均具备发展性协调障碍(pDCD)相关训练经验。研究中的教练和指导员均为具有五年以上教学经验的体育教师。每组包含十名儿童,由一名教练负责讲解动作,两名人员在训练期间照看儿童。五名物理治疗专业的本科生全程参与所有测试,以确保两次测试的受试者完全一致。负责认知与体能测试的结局评估人员对受试者的分组情况设盲。由于运动干预的性质,负责监督训练课程的教练无法设盲。
测试时间表
所有前测均在儿童开始运动干预前的三天内完成,而所有后测则在最后一次训练结束后的三天内完成(具体时间取决于各组的训练安排)。本研究采用前瞻性对照干预设计。
操作步骤
该研究在干预前后对176名参与者(116名患有发展性协调障碍的儿童和60名典型发育儿童)进行了认知和体能评估。运动技能训练方案详见表1。干预方案为每周三次、每次90分钟的课后体育训练,持续12周。每次训练开始为20分钟热身,随后进行60分钟的三至四项任务,旨在发展特定技能(有氧训练、抗阻训练、运动技能与平衡活动、拉伸与柔韧性练习,以及核心力量与姿势训练),最后以10分钟的整理活动结束。儿童被分为六个小组,每组包含8至12名参与者。训练方案在各次训练中保持标准化,并根据参与者的耐受程度和运动表现逐步调整。运动强度由现场监督的体育教师通过训练完成情况和参与度进行监测。整个干预期间均记录出勤情况。
测试程序与仪器设备
身体素质与人体测量指标
进行了三项体能测试,包括立定跳远(SBJ)、50米短跑和50米×8往返跑25。要求学生以站立姿势起跑,尽最大努力完成50米短跑。每项测试进行两次,记录最快成绩。立定跳远测试在平坦地面上进行,用于评估下肢的爆发力。往返跑用于评估儿童的速度、灵敏性和耐力26;要求儿童在两点之间尽可能快速地来回奔跑。使用身高计测量参与者的身高,精确至0.1 cm,体重也使用同一设备测量,精确至0.1 kg。儿童需穿着轻便校服、赤脚称重,所有人体测量均由同一名经过培训的评估人员完成。
认知功能
认知任务通过计算机在标准化的实验室环境中进行。每次试验的反应时间和回答准确性均被记录。受试者在正式测试前需完成熟悉性试验。刺激呈现的顺序在各次试验中随机化。
心理旋转任务
指导儿童采用基于物体的心理旋转策略,即保持身体静止,从固定的静止视角在心理上操控视觉刺激,以实现基于物体的变换27。同时呈现两张“长颈鹿”的图片,左侧图像固定作为主要参照,右侧图像则显示角度或镜像差异。设定角度差异分别为 0°、60°、120° 或 180°。要求儿童尽快且准确地判断两张图像是否相同。
改良版斯特鲁普任务
采用计算机化的改良斯特鲁普(Stroop)任务,包含两个条件:命名(非执行)和执行28。在命名条件下,在屏幕上显示彩色的“XXX”,并指导儿童按下与所显示颜色相对应的按键。在执行条件下,呈现以蓝色或红色显示的干扰色汉字,并指导儿童按下与字的颜色相符而非与其字义相符的按键。当颜色与意义一致时,定义为一致条件;当颜色与意义不一致时,定义为不一致条件。
统计学分析
体能分析
对每个变量进行混合设计方差分析(ANOVA),三个组(TG、CG 和 TD)均完成了干预前和干预后的测试,以评估基于学校的运动干预效果。在体能测试中,采用 3 × 2(组别 [TG、CG 和 TD] × 时间 [基线与干预后])混合设计重复测量方差分析对结果进行分析。同时使用配对 t 检验评估每组在干预前后的结果变化。当方差分析结果显示存在显著效应时,进一步进行事后成对组间比较。
统计学假设
数据分布的正态性通过Shapiro–Wilk检验进行评估,方差齐性通过Levene检验进行评价。重复测量因子的球对称性假设通过Mauchly检验进行检验,当检测到球对称性违反时,采用Greenhouse–Geisser校正。
认知任务分析
采用计算机化认知测试软件收集儿童在认知任务中的反应时和正确率数据。剔除所有错误试验以及超过三个标准差的试验作为离群值。对Stroop任务中各组的反应时和正确率进行3 × 2 × 2混合设计方差分析(组别[TG、CG和TD]× 时间[基线和干预后]× 两种条件[非执行条件和执行条件])。在心理旋转任务中,采用3 × 2 × 4混合设计方差分析(组别[TG、CG和TD]× 时间[基线和干预后]× 角度差异[0°、60°、120°或180°])评估反应时和错误率指标。在出现显著交互作用或组间效应时,酌情进行事后成对比较。正式实验前,让儿童熟悉测试流程,并进行一定次数的练习。当准确率达到75%时,开始正式测试;在所有条件下,研究未观察到两组之间在准确率上的显著差异。最后,研究人员将显著性阈值设定为p < 0.05。 效应量以偏η²(partial eta squared, η2)表示。所有数据均使用统计分析软件进行分析与统计比较。
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参与者特征
该研究显示,pDCD组与TD组在MABC-2和DCDQ评分上存在显著差异。如预期所示,事后最小显著差异(LSD)比较显示TG组与TD组之间存在显著差异,但TG组与CG组之间无显著差异(表2)。
干预依从性与合规性
在整个12周的干预期间,对参与者的出勤和参与情况进行了监测。训练组参与者对干预方案的依从性较高,平均出勤率达到92.3%。共有53名参与者(91.4%)完成了超过90%的预定训练课程。未报告任何与干预相关的不良事件。
执行功能结果
表3总结了执行功能任务条件下反应时间(RT,ms)的结果,其中较低的RT值表示更好的任务表现。执行功能分析结果显示,时间 × 条件 × 组别(F...
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本研究比较了疑似发展性协调障碍(pDCD)儿童与典型发育(TD)儿童在抑制功能、心理旋转和运动技能方面的差异。同时,本研究还比较了这两组儿童在接受相同的为期12周的校本运动干预后,在各项功能上的表现变化。研究发现,在运动干预前,pDCD儿童的认知功能低于TD儿童,尤其在高心理旋转角度任务和高抑制需求任务上表现更差。在运动测试中,除长跑外,干预前pDCD儿童与其他项目上的TD儿童也存在显著差异。经过为期12周的校本运动干预后,两组儿童的表现均有提升,其中pDCD儿童在部分认知指标上的改善更为显著。
与其他研究一致,基线数据显示,患有发育性协调障碍(pDCD)的儿童认知功能较差,在各项任务中的表现也更差。Maziero 的研究显示,DCD 儿童在视觉空间工作记忆方面存在困难29。Sartori 等人在其研究中报告,与典型发育(TD)儿童相比,DCD 儿童在抑制控制任务(Go/No-Go 应用程序和 Hayling B 部分测试)中的表现显著更差,尤其是那些同时需要运动和语言反应的任务。先前的研究表明,DCD 儿童表现出的抑制控制能力较差可...
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作者声明无利益冲突。
作者衷心感谢上海教育与科研项目(资助号:C2022009)提供的经费支持。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| ADHD评定量表-VI | Guilford Press | 9781609180751 | 行为筛查 |
| 计算机化认知测试软件(E-Prime v1.1) | Psychology Software Tools | E-Prime 1.1 | 反应时间评估 |
| 锥形标志物/标记桩 | Decathlon | Training Marker Cone Set | 折返跑设置 |
| 台式机/笔记本电脑 | Lenovo/Dell/HP | N/A | 认知任务实施 |
| 发育性协调障碍问卷(DCDQ) | CanChild儿童残疾研究中心 | DCDQ’07 | 筛查问卷 |
| 数字体重秤 | Seca GmbH | Seca 813 | 体重测量 |
| 爱丁堡利手问卷 | N/A | N/A | 利手评估 |
| 卷尺 | Stanley Tools | 33-425 | 立定跳远测量 |
| 儿童动作评估量表第二版(MABC-2) | Pearson Assessment | 9780749136086 | 运动功能评估 |
| 身高测量仪 | Seca GmbH | Seca 213 | 身高测量 |
| 统计分析软件 | IBM | SPSS Statistics v27 | 统计分析 |
| 秒表 | Casio | HS-80TW-1DF | 短跑计时 |
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