Summary

Traditionella Trail Making test ändras till helt nya bedömningsverktyg: Digital och Walking Trail göra test

Published: November 23, 2019
doi:

Summary

Här presenterar vi ett protokoll för att visa hur man utför två typer av kognitiva bedömningsverktyg som härrör från papper-penna version av Trail Making test.

Abstract

Trail Making test (TMT) är ett väl accepterat verktyg för utvärdering av verkställande funktion. Standarden TMT uppfanns mer än 60 år sedan och har modifierats i många versioner. Med utvecklingen av digital teknik har TMT nu modifierats till en digitaliserad version. Den aktuella studien visade Digital TMT (dTMT) som utfördes på en dator, och Walking TMT (WTMT) på golvet. Båda avslöjade mer information jämfört med den traditionella versionen av TMT.

Introduction

Med en snabbt åldrande befolkning anses demens vara ett stort folkhälsoproblem. Antalet äldre patienter med demens i hela världen är omkring 47 000 000 enligt Världshälsoorganisationen1. Verkställande funktion nedskrivning är inte bara en vanlig typ av kognitiv dysfunktion hos äldre individer, men har rapporterats som en prediktor för progression från mild kognitiv svikt (MCI) till klinisk Alzheimers sjukdom (AD)2,3. Som det tredje mest använda testet i neuropsykologi4, Trail Making test (TMT) är anställd som ett väl accepterat verktyg för att utvärdera verkställande funktioner, särskilt ihållande uppmärksamhet och set-Shifting5, även hos äldre patienter6.

Standarden TMT är ett papper-penna test som består av två delar: tMT-A och TMT-B5. Den tidigare kräver att test-taker att rita linjer som förbinder slumpmässigt distribuerade nummer (1-25) på ett prov papper i stigande ordning (1-> 2-> 3…), medan den senare kräver att provnings tagaren att ange siffror och bokstäver (1-> A-> 2-> B…) alternativt. Prestandan hos TMT görs i allmänhet i den tid det tar att slutföra varje del korrekt7. TMT har översatts till olika språk. Den kinesiska versionen av TMT utvecklades 20068. Eftersom kinesiska tecken är ganska skilda från engelska bokstäver, den kinesiska versionen av TMT användes i vårt förfarande.

Bortsett från standardversionen har TMT modifierats på olika sätt av forskare (t. ex. muntliga TMT9, körning TMT10, Walking TMT (wtmt)11) för att bedöma specifika populationer eller hitta Detaljer under olika förhållanden, såsom körning och promenader. Notera, vissa studier som ger olika siffror jämfört med standard TMT rapporteras också vara av hög giltighet och tillförlitlighet. Till exempel använde THINC-Integrated Tool (THINC-IT) som utvecklats av McIntyre-gruppen 9 siffror och bokstäver för TMT-B12; WTMT rapporteras av Schott och kollegor använt 15 nummer för TMT-A13. På samma sätt har många utvärdera system av TMT byggts bortom hela tiden scoring, som rapporteras vara till hjälp för att hitta fler poster förutom verkställande dysfunktion, eller vara tillgängliga för deltagare som inte är lämpliga att slutföra standarden TMT. Till exempel undersökte vissa forskare felen i TMT och fann att fel i TMT-B var förknippade med mental spårning och arbetsminne hos patienter med psykiatrisk störning14. En annan grupp från Grekland föreslog härledda TMT-Poäng [TMT-(B − A) eller TMT (B/A)] som index för att detektera försämring i kognitiv flexibilitet över vuxen livslängd15. I allmänhet kan alternativa utvärderingssystem för TMT sammanfattas enligt följande: (1) slutförandetid analys – TMT slutförandetid beräknas i sekunder16; (2) felanalys – olika typer av TMT-fel klassificeras och kvantifieras14; (3) intermanuella skillnader — olika förmågor att fullborda TMT mellan den dominerande handen och den icke-dominerande handen jämförs17; och (4) härledda Trail Making test index-olika karakteriseringar mellan att slutföra TMT-A och TMT-B analyseras15. De alternativa bedömningsmetoderna ger ytterligare information. Till exempel, nyttan av TMT felanalys kan avslöja kognitiva underskott som inte traditionellt fångas med hjälp av slutförandetid som enda utfall variabeln hos patienter med schizofreni och depression14. Avsaknaden av någon signifikant intermanual skillnad hjälpte till att diskriminera kognitiv dysfunktion från påverkan av motoriska störning17. Härledda TMT-index kan upptäcka försämring i kognitiv flexibilitet över hela vuxen livslängden och minimera effekten av demografi och andra kognitiva bakgrundsvariabler15.

Med framsteg inom modern teknik, datorbaserade digitala applikationer har alltmer integrerats i traditionella kognitiva interventioner, varav de flesta är utformade som liknar den ursprungliga testet som möjligt, snarare än skapas som nya verktyg. Digital eller datoriserad TMT (dtmt) har visat sig ha potential att fånga ytterligare information, med strukturen i det befintliga testet främst oförändrad under de senaste åren18,19.

Denna studie syftade till att införa en datorbaserad kinesisk version av dTMT-A och dTMT-B, samt en WTMT. Båda är modifierade tmts och har bekräftats ha hög känslighet och specificitet att avskärma patienter med MCI, Parkinsons sjukdom, Alzheimers sjukdom, och så vidare, baserat på förflyttning av övre och nedre extremiteterna20,21. Detaljerade poängmetoder presenterades också eftersom digital teknik införlivas i dTMT och WTMT kan hjälpa till att fånga mer information jämfört med papper-penna version av TMT.

Protocol

Utvecklingen av dTMT och första ansökan godkändes av den sjunde Medical Center i PLA Army General Hospital Review Board. Försökspersonerna undertecknade godkända informerade Samtyckesdokument innan de testade TMT. 1. allmän metodutveckling Använd en surfplatta (t. ex. Microsoft Surface Pro 2) med tröghets-sensorer av hög kvalitet som är inbäddade i enheten och en kompatibel elektronisk penna (bild 1). Använd den intelligenta enhete…

Representative Results

Sju äldre patienter med mild kognitiv svikt (äldre med MCI), sju åldrade patienter med Parkinsons sjukdom (äldre med PD), och sju äldre friska individer (friska äldre) rekryterades, och dTMT-A, dTMT-B, WTMT-A, och WTMT-B, utfördes. Efter testerna har data samlats in och analyserats med SPSS-programvara. Som helhet visade demografiska data för deltagarna att alla grupper matchades väl i termer av ålder, kön, utbildningsnivå, dominant hand, klinisk demens rating (CDR) score, global f…

Discussion

Traditionell papper-penna TMT har varit väl används över hela världen för mer än 50 år. Digital TMT är dock fördelaktigt. Först är traditionella TMT betraktas som en verkställande funktion verktyg, medan både dTMT och WTMT har aspekter som återspeglar motorisk förmåga förutom kognitiv funktion. Med tanke på att den kognitiva motor Dual Task har fått stor uppmärksamhet under de senaste åren26, kan digital teknik ge forskarna mer information om denna integrerade uppgift jämför…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Författarna tackar Xiaode Chen för digital teknisk support.

Materials

Minisun LLC Intelligent Device for Energy Expenditure and Activity (IDEEA)
Surface Pro 2 Microsoft computer

References

  1. Wei, M., et al. Diagnostic accuracy of the Chinese version of the Trail-Making Test for screening cognitive impairment. Journal of the American Geriatrics Society. 66 (1), 92-99 (2018).
  2. Schroeter, M. L., et al. Executive deficits are related to the inferior frontal junction in early dementia. Brain. 135 (1), 201-215 (2012).
  3. Rabin, L. A., Burton, L. A., Barr, W. B. Utilization rates of ecologically oriented instruments among clinical neuropsychologists. The Clinical Neuropsychologist. 21 (5), 727-743 (2007).
  4. Sacco, G., et al. Comparison between a paper-pencil version and computerized version for the realization of a neuropsychological test: the example of the trail making test. Journal of Alzhemier’s Disease. 68 (4), 1657-1666 (2019).
  5. Faria, C. A., Alves, H. V. D., Charchat-Fichman, H. The most frequently used tests for assessing executive functions in aging. Dementia & Neuropsychologia. 9 (2), 149-155 (2015).
  6. Lezak, M. D., Howieson, D. D., Loring, D. W. . Neuropsychological assessment. 4th ed. , 317-374 (2004).
  7. Lu, J. C., Guo, Q. H., Hong, Z. Trail making test used by Chinese elderly patients with mild cognitive impairment and mild Alzheimer’ dementia. Chinese Journal Clinical Psychology. 14 (2), 118-120 (2006).
  8. Lee, S., Lee, J. A., Choi, H. Driving Trail Making Test part B: a variant of the TMT-B. Journal of Physical Therapy Science. 28 (1), 148-153 (2016).
  9. Bastug, G., et al. Oral trail making task as a discriminative tool for different levels of cognitive impairment and normal aging. Archives of Clinical Neuropsychology. 28 (5), 411-417 (2013).
  10. Perrochon, A., Kemoun, G. The Walking Trail-Making Test is an early detection tool for mild cognitive impairment. Clinical Interventions in Aging. 9, 111-119 (2014).
  11. McIntyre, R. S., et al. The THINC-Integrated Tool (THINC-it) screening assessment for cognitive dysfunction: validation in patients with major depressive disorder. The Journal of Clinical Psychiatry. 78 (7), 873-881 (2017).
  12. Schott, N. Trail Walking Test zur Erfassung der motorisch-kognitiven Interferenz bei älteren Erwachsenen. Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie. 48 (8), 722-733 (2015).
  13. Thompson, M. D., et al. Clinical utility of the Trail Making Test practice time. The Clinical Neuropsychologist. 13 (4), 450-455 (1999).
  14. Mahurin, R. K., et al. Trail making test errors and executive function in schizophrenia and depression. The Clinical Neuropsychologist. 20 (2), 271-288 (2006).
  15. Klaming, L., Vlaskamp, B. N. S. Non-dominant hand use increases completion time on part B of the Trail Making Test but not on part A. Behavior Research Methods. 50 (3), 1074-1087 (2017).
  16. Christidi, F., Kararizou, E., Triantafyllou, N., Anagnostouli, M., Zalonis, I. Derived trail making test indices: demographics and cognitive background variables across the adult life span. Aging, Neuropsychology, and Cognition. 22 (6), 667-678 (2015).
  17. Dahmen, J., Cook, D., Fellows, R., Schmitter-Edgecombe, M. An analysis of a digital variant of the Trail Making Test using machine learning techniques. Technology and Health Care. 25 (2), 251-264 (2017).
  18. Woods, D. L., Wyma, J. M., Herron, T. J., Yund, E. W. The effects of aging, malingering, and traumatic brain injury on computerized Trail-Making Test performance. Plos ONE. 10 (6), 0124345 (2014).
  19. Naomi, K., et al. A new device-aided cognitive function test, User eXperience-Trail Making Test (UX-TMT), sensitively detects neuropsychological performance in patients with dementia and Parkinson’s disease. BMC Psychiatry. 18 (1), 220 (2018).
  20. Persad, C. C., Jones, J. L., Ashton-Miller, J. A., Alexander, N. B., Giordani, B. Executive function and gait in older adults with cognitive impairment. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 63 (12), 1350-1355 (2008).
  21. Zhang, K., Werner, P., Sun, M., Pi-Sunyer, F. X., Boozer, C. N. Measurement of human daily physical activity. Obesity Research. 11 (1), 33-40 (2003).
  22. Zhang, K., Pi-Sunyer, F. X., Boozer, C. N. Improving energy expenditure estimation for physical activity. Medicine and Science in Sports and Exercise. 36 (5), 883-889 (2004).
  23. Gorelick, M. L., Bizzini, M., Maffiuletti, N. A., Munzinger, J. P., Munzinger, U. Test-retest reliability of the IDEEA system in the quantification of step parameters during walking and stair climbing. Clinical Physiology and Functional Imaging. 29 (4), 271-276 (2009).
  24. Nordin, E., Moe-Nilssen, R., Ramnemark, A., Lundin-Olsson, L. Changes in step-width during dual-task walking predicts falls. Gait and Posture. 32 (1), 92-97 (2010).
  25. Liebherr, M., Weiland-Breckle, H., Grewe, T., Schumacher, P. B. Cognitive performance under motor demands – On the influence of task difficulty and postural control. Brain Research. 1684, 1-8 (2018).
  26. Herold, F., Hamacher, D., Schega, L., Müller, N. G. Thinking while moving or moving while thinking – Concepts of motor-cognitive training for cognitive performance enhancement. Frontiers in Aging Neuroscience. 10, 228 (2018).
  27. Kim, H., Hsiao, C. P., Do, Y. L. Home-based computerized cognitive assessment tool for dementia screening. Journal of Ambient Intelligence & Smart Environments. 4, 429-442 (2012).
  28. Mancini, M., et al. Trunk accelerometry reveals postural instability in untreated Parkinson’s disease. Parkinsonism & Related Disorders. 17 (7), 557-562 (2011).
  29. Ozinga, S. J., et al. Three-dimensional evaluation of postural stability in Parkinson’s disease with mobile technology. NeuroRehabilitation. 41 (1), 211-218 (2017).
  30. Fellows, R. P., ahmen, J., Cook, D., Schmitter-Edgecombe, M. Multicomponent analysis of a digital Trail Making Test. Clinical Neuropsychologist. 31 (1), 154-167 (2017).
  31. Au, R., Piers, R. J., Devine, S. How technology is reshaping cognitive assessment: Lessons from the Framingham Heart Study. Neuropsychology. 31 (8), 846-861 (2017).

Play Video

Cite This Article
Wei, W., Zhào, H., Liu, Y., Huang, Y. Traditional Trail Making Test Modified into Brand-new Assessment Tools: Digital and Walking Trail Making Test. J. Vis. Exp. (153), e60456, doi:10.3791/60456 (2019).

View Video