李雨灿，胡 慧，邓 蓓，叶念思，刘雪婷，周 诗，彭云巧

湖北中医药大学护理学院，湖北 430065

我国社会老龄程度不断加剧，老年认知障碍疾病已成为社会重点关注的公共健康问题。轻度认知障碍（mild cognitive impairment,MCI）老年人群是阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的高危人群，患病率高,每年会有5%～17%的病人进展为AD[1]，但尚无有效的根治方法。研究发现，MCI 具有可逆性，早发现、早干预将有机会延缓MCI 向AD 的转化[2]，因此，使用客观、准确的筛查工具高效辨识出MCI 病人，对AD 的防治意义重大。我国《“十四五”数字经济发展规划》提出，深化人工智能、虚拟现实（virtual reality,VR）等技术融合，强调发展公共设施数字化、智能化转型升级，大力推动了VR 技术产业链的快速发展和多领域融合。VR 技术具备视觉、听觉、触觉等感官的模拟感知、虚拟元素交互以及位置跟踪的实时仿真等功能优势[3]。在医疗领域，VR 技术为认知障碍病人提供了执行活动、任务和测试的可行性。国外已有研究将VR技术运用于MCI 病人的筛查与干预，并取得了较好的效果[4-6]。目前，我国对于MCI 老年病人的筛查仍侧重于量表筛查，对于联合信息技术开发普及出更客观、数字化的筛查工具方面仅进行了初步探索。因此，本研究旨对基于VR 技术的认知筛查工具在识别MCI 人群中的应用进行综述，以期为国内MCI 人群的信息化筛查工具的发展和推广提供参考。

1 概述

目前，用于认知筛查的工具种类繁多，临床应用较广泛的量表主要包括简易智能状态检查表（Minimum Mental State Examination，MMSE）、蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment,MoCA）、画钟测试(Digital Clock Drawing Test,CDT)和日常生活活动能力问卷(Activities of Daily Living,ADL)等，但这些量表也都有其局限性。如评估过程中医患双方对问题的理解有差异，病人自己描述出的情况有时与实际情况不符[7]，易造成评估结果出现偏差；老年人完成单个筛查问卷评估的时长为10～15 min[8]，而单人完成整套心理测评问卷的时长往往超过90 min，老年人易在答题过程中表现出耐心不足，从而出现乱答、错答等情况，从而导致筛查质量不高甚至中断筛查；整个评估过程采用纸笔形式，形式单一，内容相对枯燥，致使老年人完成评估的动力不强，不能有效激发老年人主动参与到早期筛查的活动中来。对一个理想的认知筛查工具来说，高效、简便、客观是其所需要具备的关键特征，而基于VR 技术的认知筛查工具，或能利用其优势克服传统的神经心理学测试量表所存在的局限性[9]。自2008 年起，基于VR 的认知筛查技术开始逐步应用于德国、西班牙、希腊、韩国等国家，主要适用平台为电脑、笔记本、平板等。我国吉林大学护理学院Yan 等[10]于2021 年设计出虚拟超市项目，同年Tsai 等[11]基于VR 技术设计出头戴式显示器（head-mounted display,HMD），让参与者实现多感官功能与虚拟环境的高水平交互，为参与者提供一个沉浸式更高的评估环境从而提高生态效度。但国内目前仍未正式引进基于VR技术的认知筛查设备用于MCI 老年人群的早期筛查工作。

2 VR 筛查工具的种类及应用

人体的代表性运动学指标，如轨迹、完成时间和速度等[12]，为快速评估个体认知功能水平提供了机会。有研究表明，有时复杂功能的下降较客观认知功能的下降可能会更早[13]，同时认为躯体运动运动学测量可用于评估病人的认知水平，所以通过模拟问卷的任务测量主导控制、协调、判断的高级认知技能[11]是对MCI人群进行客观有效筛查的新途径。基于以上理论开发的VR 技术-虚拟超市（Virtual Technology-Virtual Supermarket，VT-VSM）与VR 日常任务(Virtual Reality Day-Out Task，VR-DOT)是目前国内外讨论和应用最多的两种VR 认知筛查工具，其整个测试过程均由计算机分析数据，较基于认知评估量表的传统筛查工具所得的结果更客观、准确。

2.1 VT-VSM

Zygouris 等[4]将VT-VSM 应 用 于34 例MCI 病 人，参与者在平板或电脑上执行虚拟超市任务，结局指标包括购物时长、错误购买商品数量和正确购买商品数量，结果显示该工具对MCI 病人的正确分类率为87.30%，灵敏度为82.35%，特异度为95.24%，但此方法并不能区分出MCI 的各种亚型。Yan 等[10]在2021年的研究纳入了62 例MCI 病人，参与者在电脑上使用鼠标和键盘操作完成9 个任务，最终对每项任务得分情况进行分析，最终得出虚拟超市筛查系统(Virtual Supermarket Program,VSP)区分MCI 病人和健康者的灵敏度为85.9%，特异度为79.0%。Tsai 等[11]研究纳入6 例MCI 老年人和6 名健康老年人，并采用头戴式HMD 装置使用虚拟超市,使参与者在执行任务的过程中有更高的沉浸性，且最终结局指标较既往研究补充描述了病人在超市购物过程中的路径，为最终的评估分析提供了更多样的信息，结果显示，与健康老年人的购物路径相比，MCI 老年病人组的路径图中显示了许多重复、转弯等复杂的路线情况，最后分析数据得出此沉浸式VR 筛查技术的正确分类率达100%，但由于研究纳入样本量较小，使该结果具有一定的局限性。

2.2 VR-DOT

Abd Razak 等[5]认为VR-DOT 是检测MCI 最敏 感的工具之一。2013 年，Tarnanas 等[14]研究中采用了消防疏散场景，结果显示，VR-DOT 在MCI 老年病人筛查过程中敏感度为97%，特异度为100%，同时在基线、第2 年和第3 年的随访中发现，健康组、遗忘型MCI 老年病人组和轻度AD 老年病人组在VR-DOT中的表现仍有较好的区分度。2014年，该研究者继续将VR-DOT与MRI或神经心理学测试相比，发现VR-DOT可以以低成本、计算机化和非侵入性的方式提供更多的预测信息[15]。2017 年，Seo 等[16]首次将运动学测量应用于使用沉浸式VR 环境筛选MCI 病人的研究，研究者利用VR 技术让MCI 老年病人进行沉浸式虚拟日常生活能力测试（VDLT），如财务处理和使用公共交通工具，结果表明该方式准确率为92.9%，敏感度为90.0%，特异度为95.5%。2019 年，Ijaz 等[17]设计了一个沉浸式VR-CogAssess 平台评估参与者的虚拟空间导航能力，并将使用VR 平台的参与者与使用标准个人计算机（standard personal computer,SPC）的参与者相比，结果表明VR 组对这项任务的评价和满意度更高，说明老年人更乐于接受VR 形式的评估工具。

3 VR 筛查工具的优势

3.1 生态效度高

由于VR 筛查技术设置的场景仿真度高，通常是让参与者模拟日常生活活动过程完成测试，如让参与者完成超市购物、进行日常财务计算、使用公共交通工具等场景任务，从而评估受试者的执行能力、空间导航能力等方面的水平，测试环境与真实世界相似度很高，在这种逼真的环境中MCI 老年病人易于理解任务主题从而正确执行任务，研究结果也显示基于VR 技术的认知筛查工具具有的生态有效性更高[14]，能通过简单的测评过程得出高质量的评估结论，从而准确判断出MCI 老年病人的认知水平，并使其与健康老年人之间做出正确区分。

3.2 准确度高

与传统认知筛查环境和计算方式不同，VR 筛查技术是利用计算机完成评估过程，为评估提供了更客观的数据记录平台，参与者在执行任务过程中计算机能及时生成数据，克服了医务工作人员和病人自身在测评过程中由于主观的误差而导致的评估结果错误，比目前常使用的纸笔神经心理学测试的效率和准确性更高。Zygouris 等[18]开展虚拟超市测试（Virtual Supermarket Test,VST)，并将其评估结果与MoCA 和MMSE 进行比较，结果显示，VST、MoCA 和MMSE 在区分MCI病人和健康者时的正确分类率分别为81.91%、72.04%和64.89%。

3.3 趣味性强

有研究表明，老年人群对新型技术的运用持有愿意尝试的积极态度，享受VR 技术所带来的体验[19]，且VR 技术为老年人提供的一种虚拟交互环境是具有沉浸性、互动性和构想性的场景[20]，执行任务的过程中虚拟环境也会对参与者的表现进行实时反馈，让参与者感受到强烈的互动感，让使用者有如身历其境般的感觉，使MCI 老年病人在虚拟环境中能投入地完成需执行的任务，整个筛查评估过程轻松、愉快，执行任务的过程趣味性强，参与者完成任务时的压力更小[17]，较传统的认知筛查量表更能激发老年人参与的兴趣。

4 基于VR 技术的筛查工具的不足

4.1 技术难且成本高

目前，大部分研究设计的VR 筛查测试是基于平板和电脑的半沉浸式的评估过程[21]，虽然HMD 被认为是能够传达最高水平的沉浸感的VR 设备，且使用高水平的HMD 也能在一定程度上降低该技术所产生的副作用的影响，但沉浸式虚拟环境的设计对VR 技术水平的要求更高，设备成本更高[20]，实现难度更大。另外，大多数已设计出的HMD 的使用感还有待提高，笨拙的HMD 装置和不专门针对老年人群的设备都可能会导致老年人在使用时有心理负担和压力[17]。

4.2 推广难度大

目前，基于VR 技术的认知筛查工具需要专业人员对老年参与者进行操作指导，我国社区基层医疗行业普遍面临的最大问题为医护人员数量不足，尤其表现为护理人员的短缺[22]。所以，培训专业的基于VR技术的医护人员需要额外的人力物力投入。此外，由于MCI 老年人群在生活自理方面还未主观感觉到明显障碍，所以该人群主动进行筛查的意愿不高，常隐匿于社区中。且不同老年病人对待信息化技术、使用VR 技术的意愿也不尽相同。因此，基于VR 技术的筛查工具融入基层、融入社区存在一定的困难。

4.3 存在潜在的不良事件

目前，已有部分研究使用高沉浸式HMD 装置测评MCI 老年人对VR 技术的接受度，虽然结果均显示MCI 老年人群对VR 筛查技术的高接受度，但由于随着年龄的增加老年人的平衡感也会逐渐下降。所以，部分研究中仍有不良事件发生，如Park 等[23]研究显示，VR 组有少部分老年人出现了头晕（4.2%）和乏力（8.3%）的情况；Arlati 等[24]研究中1 名老年参与者试图在依靠一个虚拟环境中的架子时不慎跌倒了，这些副作用和不良事件的发生都可能与老年人群在使用VR技术时易产生眩晕和不平衡感有关。

5 小结

综上所述，VR 筛查工具与传统神经心理学测试相比生态效度更高，正确分类率更高，整体评估过程趣味性强，完成度更高，在一定程度上克服了传统筛查量表的局限性。但目前此类技术多由国外研究者设计，且基于VR 技术的筛查工具在未来仍需不断更新技术和装备以降低技术成本，提升老年人群在使用该类设备时的体验感。同时，需结合我国老龄化现状探索出更适合于我国MCI 老年人群的VR 技术筛查工具，加速与基层社区融合。需推动基于VR 技术的认知筛查工具在区分MCI 亚型方面的发展，设计更大规模样本的研究从而进一步确定VR 认知筛查工具的可行性和准确性，促进VR 技术在我国MCI 老年人群认知水平筛查领域的广泛应用。