老年人认知障碍的智能化认知筛查工具研究进展.pdf

中国医学科学院学报ACTA ACADEMIAE MEDICINAE SINICAE综述老年人认知障碍的智能化认知筛查工具研究进展李晗，李霞上海交通大学医学院附属精神卫生中心，上海2 0 0 0 30通信作者：李霞电话：137 7 42 7 2 543，电子邮件：ja_摘要：随着认知障碍的发病率逐年升高，新发认知障碍的早期筛查和预防可以被视为对当前世界医疗保健系统的主要挑战。互联网技术发展迅速并深度赋能可应用于医疗的各个环节中，老年人认知与心理干预已经进入数字疗法时代。认知障碍存在就诊率低、漏诊率高的问题，显著增加了家庭和社会的照顾护理成本，因此加强老年人认知障碍筛查和提升老年认知障碍电子化评估的普及度也势在必行。本文就近年来国内外出现的老年认知障碍电子化评估工具进行综述，以期对推进智能化评估普及到社区，实现老年认知障碍早评估早发现早干预早治疗的目标有所帮助。关键词：认知障碍；评估；智能化；筛查；社区；老年人Acta Acad Med Sin,2024,46(1):104-110中图分类号：R749.1DOI:10.3881/j.issn.1000-503X.15519Research Progress in Intelligent Screening Tools for Cognitive Impairment in the ElderlyMental Health Center,Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai 200030,ChinaABSTRACT:As the incidence of cognitive impairment increases year by year,early screening and preven-tion of emerging cognitive impairment can be considered as a major challenge in the current healthcare system a-round the world.With the rapid development of Internet technology and its deep empowerment in all aspects ofmedical treatment,cognitive and psychological intervention for the elderly has entered the era of digital therapeu-tics.The low consultation rate and high missed diagnosis rate of cognitive impairment increase the care costs,causing a heavy burden on the families and the society.Therefore,it is imperative to improve the screening andpopularize the electronic assessment of cognitive impairment in the elderly.This article reviews the electronic as-sessment tools for cognitive impairment in the elderly that have emerged at home and abroad in recent years,ai-ming to promote the popularization of intelligent assessment in communities and achieve early screening and timelyintervention of cognitive impairment in the elderly.Key words:cognitive dysfunction;assessment;intelligent;screening;community;the elderly在过去的2 0 年间，中国已成为老龄化社会，相伴而来的是认知障碍的发生率逐年增高。2 0 2 0 年人口普查显示，我国6 0 岁及以上的人数总计为2 亿6 千多文献标识码：A文章编号：10 0 0-50 3X(2024)01-0104-07LI Han,LI XiaCorresponding author:LI Xia Tel:[phone],E-mail:ja_ 万，6 5岁以上的人数为1亿9千多万，分别占总人口数的18.7 0%和13.50%。据调查数据显示，2 0 10 年至2020年，我国6 0 岁及以上人口中患有认知障碍的比基金项目：国家科技部重点研发计划（2 0 17 YFC1310500）和上海市科普创新项目104February,2024老年人认知障碍的智能化认知筛查工具研究进展例已从13.2 6%增加到18.7 0%2 认知障碍不仅显著延长患者住院时间，也增加患者家庭护理负担，还可导致医院急诊事件发生频率升高，因此加强认知障碍筛查和提升老年认知障碍评估的普及度势在必行 3。目前国内外已有多种智能化认知评估工具应用于痴呆症诊治和老年认知障碍筛查，因此深人探索适合中国社区老人轻度认知障碍（mildcognitive impairment，M CI）的科学筛查方法，对于建立和完善“2 0 30 健康中国”阿尔茨海默病（Alzhei-mers disease，A D）防治服务网络具有积极意义。下面就近年来国内外出现的老年认知障碍评估的现状和评估工具进行综述，以期对推进智能化评估普及到社区，实现老年认知障碍早评估早发现早干预早治疗的目标有所帮助。1老年人认知障碍评估的现状1.1人口老龄化背景下认知障碍筛查需求大认知功能由多个认知域构成，包括记忆、定向力、计算力、分析和推理、执行能力等，只要一个认知域发生障碍，即定为认知障碍 4。一般认为，多认知域功能障碍是痴呆症发生的重要警示标志，所以认知障碍的早期发现和早期干预可较为有效地延缓或阻止痴呆症的发生与发展 1.3AD是痴呆症主要的原因，一项依据2 0 15年中国AD社会经济成本的研究报告估算出全球痴呆症成本：2 0 15年全球痴呆症的社会经济成本为0.96 万亿美元、2 0 30年将为2.54万亿美元和2 0 50 年将达到9.12 万亿美元，其中家庭和社会的照顾护理成本所占总成本的比例超过50%，是全球AD经济负担主要组成部分 5-6 。面对AD逐年攀升的发病率，早期的认知功能筛查能帮助识别MCI，早期干预则可延缓认知障碍病程和阻止痴呆症的发生与发展，这样对于节约社会投入成本、改善患者家庭的经济生活质量至关重要。1.2就诊率低、漏诊率高的主要原因2020年人口普查与2 0 10 人口普查数字相比，中国的老龄化人口增长更快，认知障碍的发病率和死亡率明显升高 7 。我国认知障碍的诊断，多由全科医生或受过正规量表评估训练的专业人员通过认知功能简易筛查来完成初步诊断，再转由专科医生通过一系列复杂的检测后做出精准诊断 8 目前关于痴呆症的诊治我国存在就诊率低、漏诊率高的问题，主要原因有以下几点：（1）我国综合型三甲医院神经内科中仅有10%设有专业的记忆门诊或痴呆症诊治中心，且神经内科中具备评估、诊疗痴呆症能力的医生占比不到2%，这也同时说明仅有小部分患者可获得专业医疗服务 8 。（2）我国医疗资源城乡差距大，具备痴呆症诊疗基本条件的社区卫生服务中心、乡镇医疗卫生机构较少，更缺乏能够识别早期认知减退的医生，导致了多数早期认知障碍患者被漏诊，无法即时就诊或收到转诊建议 。（3）公众对痴呆症认识度低，易将早期认知障碍症状错误理解为正常老化现象，或患者因病耻感而拒绝就医，导致错过早期诊疗和干预机会 10 1.3传统筛查工具的局限性自197 0 年开始，认知障碍相关知识逐渐完善，用于检测认知功能的各种纸质神经认知评估量表应运而生，神经认知评估量表因耗时短、易于操作、准确性高等优点已经在全球广泛应用，为MCI和痴呆症的诊治提供了有力的帮助 1。目前我国用于社区筛查认知障碍的评估量表有简易精神状态检查量表、蒙特利尔认知量表、日常生活活动能力量表、临床痴呆症评定量表等 12-13 。O传统的纸质神经认知评估量表推进了认知障碍临床诊治，但也具有明显局限性，主要表现为以下几点：（1）评估全程需要经过专业培训的评估员管理和手工打分，耗费人力和培训成本，且容易出现评分和解释的主观性 10.417 。（2）受试者容易受到动机、警觉性或努力程度的影响，常常导致传统纸笔测试结果失真 18 。（3）传统的纸笔测试通常仅考虑最终评分，不评估检测过程，这就可能错失捕捉细微认知损害初期症状的机会，如决策延迟、补偿策略和心理运动问题等 19。（4）随着社会医学进步和健康教育的普及，传统纸笔神经认知评估受到天花板效应的限制，对于轻度的认知障碍相对不敏感，尤其是受教育水平较高的老年人，评估员往往很难捕捉到认知功能减退的早期细微迹象，造成MCI和痴呆症的漏诊率高 2 0 2智能化认知评估工具目前研究证明AD依然无法治愈，但早期积极干预能够减少认知障碍的发生率，延缓AD病程进展，因此针对 AD及其他神经退行性疾病引起的痴呆症患者，早期识别和早期干预认知减退是部署AD诊疗计划的关键，同理在MCI进展为AD之前，有效识别高危人群，并积极干预，提高老年人的生活质量，缓解照护者经济和日常生活护理压力，也成为世界关注的焦点。在“2030健康中国”的计划中我国也提出了建立和完善Vol.46 No.1105中国医学科学院学报AD防治服务网络的重要目标。数字标志物非常适合开拓试验、斯特鲁任务、反应时间测试、字母N-back用于检测和跟踪细微的认知改变，可为医生提供以患任务，可用于认知障碍的筛查和辅助临床诊治 2 。研者为中心的临床信息，方便医生做出精准诊断 16 。在究发现智能手机辅助认知测试的方式可以在人口研究“数字中国、健康中国”战略背景下，互联网技术发中方便地进行大规模数据收集，尤其还是以无创的方式展迅速，并深度赋能应用于医疗的各个环节中，在部随时随地为受试者提供评估认知功能的服务，且不会产分城市，老年人认知与心理干预已经进入数字疗法时生高昂的费用，受试者依从性高，但应该注意的是目前代。我们呼吁方便、高效以及符合我国文化环境的智此智能手机辅助认知测试过程中参与的受试者均有痴呆能化认知评估工具尽快出现并迅速用于社区认知功能症家族史，他们会更关注自己的认知水平，故研究得出筛查中。较好依从性的结论未必符合大样本量的社区居民。2.1国外常见智能化认知评估工具2.1.3CBB 临床医生和人工智能的整合模型为医学发展提供CBB是CogState认知科学公司开发的以“认知图了新思路，目前国外常用智能化认知评估工具有严肃（Co g n i g r a m）”为名称的一种个体筛查和监测的医疗设游戏、iVitality在线研究平台、认知筛查和监测的医疗备，可以用于评估精神运动功能、注意力、工作记忆设备（CogState brief battery，CBB）、数字时钟绘制测和视觉记忆等，能有效区分MCI或痴呆症与正常衰老试（digital clock drawing，D CT c l o c k）和剑桥神经心理的认知减退 2 3。在验证准确度的过程中，研究团队分自主检测（the Cambridge neuropsychological test automa-别验证了仅使用 CBB评估结果的准确度，以及 CBBted battery，CA NT A B）等（表1)。结合淀粉样蛋白和 Tau PET精准诊断方法的准确2.1.1严肃游戏度，结果显示，结合淀粉样蛋白和TauPET均阳性的严肃游戏是一种不以娱乐为目标，而旨在影响与结果来判断认知功能时，接受者操作特性曲线下的面学习相关行为的游戏，可通过增加游戏时间和挑战难积（area under curve，A U C）为0.93，证明此种情况度来提高使用者特定认知功能、社交及行为技能。严下CBB对于认知减退预测的可靠性极大，可为临床医肃游戏大多结合现代虚拟现实技术，提供一个虚拟现生提供有效的临床诊断参考。尽管此方法具有高灵敏度、实环境，使用者按照要求执行认知任务，通过提高使高分辨率，但由于成本高，且操作步骤繁杂，不适合社用者参与度和训练其完成游戏的独立性来延缓认知功区层面的认知筛查。在不结合上述生物标志物仅用CBB能的减退 18.2 1。有研究发现严肃游戏可以编写为评估结果判断时，CBB 诊断准确性虽然有所降低，但 AUC不同认知区域功能的智能化工具，如全景数字游戏，由仍为0.7 5，由此可知在基于社区人群的大样本筛查中，6个严肃游戏组成，可以很好地评估表观记忆、注意单一的CBB基线评估对识别MCI也具有临床效用，且力、语义记忆、工作记忆、过程记忆和学习能力，与由于单一的CBB基线评估还具有快捷、成本低和高效纸笔测试相比，严肃游戏提供了额外的娱乐性、互动等优势，更适合社区筛查 2 4。应该注意由于CBB对性，增强了可访问性。有研究表明全景数字游戏具备所有类型的的 MCI敏感性较低，在社区筛查中会出现良好的内部一致性，且与多个经典评估工具之间均具较高的假阴性结果，这将耽误和延迟转诊，影响进一有显著相关性。步的检查与干预 2 5-2 7 ,2.1.2iVitality在线研究平台2.1.4DCTclockiVitality在线研究平台是基于智能手机的应用程DCTclock是数字版的时钟绘画测试，受试者按照序，是由网站、智能手机应用程序和可在家自行监控要求绘制时钟时需要调动多种认知功能，包括记忆（工多种指标（如血压、心率、步数和运动时间等）传感作记忆、视觉记忆、语义记忆）、执行功能、选择性器组成的评估工具，支持在不需要全面神经心理学检和持续注意力、视觉空间能力、听觉理解和运动控制查的情况下快速了解受试者的认知功能，并能通过长能力等，目前DCTclock能准确记录这些认知行为特征期监测这些指标进一步了解个体早期危险因素（如控并进行精确分析，帮助临床医生有效区分正常老年人制不佳的高血压、缺乏运动或情绪低落等）与痴呆症与认知障碍患者 19.2 8 。研究者构建DCTelock 分数模型的发病关系和判断采取干预治疗措施效果。iVitality在的AUC为0.8 9，较简易精神状态检查量表的AUC0.85线研究平台提供的智能手机辅助认知测试的评估内容更高，这意味着DCTclock在诊断MCI的准确性比简易与传统纸笔神经认知测试大致相同，包括：记忆单词、精神状态检查量表高 19。DCTclock与社区筛查认知障106February,2024老年人认知障碍的智能化认知筛查工具研究进展表1国外常见智能化认知筛查工具功能汇总测试名称适用平台测试用时(min)Panoramix电脑iVitality手机/网页CBB电脑/padDCTclock电脑CANTAB手机注：Panoramix：全景数字游戏；iVitality：i Vi t a l i t y 在线研究平台；CBB：认知筛查和监测的医疗设备；CANTAB：剑桥神经心理自主检测；DCT-clock：数字时钟绘制测试碍的评估量表（如蒙特利尔认知量表和重复性神经心理状态评估工具等）显著正相关，且具有在更短的时间内可靠地捕获认知信息的能力 2 8 。DCTclock 具有便捷、准确和高效等优势，是适合在社区初级保健环境中用以区分正常老年人与认知障碍患者的筛查工具，可为临床医生提供有效的临床信息和诊断参考。2.1.5CANTABCANTAB是用来识别主观认知障碍与 MCI的工具，内容包括：配对关联学习、延迟匹配样本、模式识别记忆和空间跨度，主要用来评估视觉记忆。有研究证明视觉情景记忆的下降为AD进展的最有效预测因素之一 2 9。研究人员认为CANTAB评估视觉记忆的功能可用于区分痴呆症认知连续谱中MCI的不同阶段，视觉记忆模块得分越高的受试者，MCI或痴呆患者认知功能可以得到更好改善。多种模型分析研究证明CANTAB评分是认知状态变化的良好预测指标，模型的AUC在0.7 1 0.8 6 间，提示我们CANTAB在认知改变不同阶段的预测作用是可靠的，可用于社区认知功能筛查存在认知风险的老年人。该工具在研究过程中纳人进展型MCI患者时并未进行进一步区分，导致尽管这部分受试者的认知功能都在逐渐恶化，但他们认知的恶化程度和能力损害方面仍表现出明显差异，因此本测试工具无法将进展到多功能域MCI的患者与进展到痴呆症的患者区分开来 30-31。2.2国内常见智能化认知评估工具目前常用智能化认知评估工具有香港版警惕和记忆测试名称适用平台测试用时（min)HK-VMT电脑TCSA手机EC-Screen电脑BABRI电脑注：HK-VMT：香港版警惕和记忆力测试；TCSA：特霍芬自我认知筛查工具；EC-Screen：电子认知屏幕；BABRI：轻度认知障碍风险快速筛查工具注意力记忆力定向力执行功能反应速度运动功能视觉空间能力语义VV12 15V2101031056VVVV力测试（Hong Kong-vigilance and memory，H K-VM T)、特霍芬自我认知筛查工具（Thoven cognitive self-assess-ment tool，T CSA）、电子认知屏幕（electronic cognitivescreen，EC-Sc r e e n）和MCI 风险快速筛查工具等（表2)。2.2.1HK-VMTHK-VMT评估内容包括情景记忆、注意力和视觉空间能力。在对年龄、教育、身体健康状况和计算机经验的差异进行调整后，二元逻辑回归显示HK-VMT评分与MCI诊断之间存在关联（OR=0.671，P 0.0 0 1,95%CI=0.612 0.734)20。H K-VM T 可根据不同受教育水平建立不同的临界点，当临界分值设为2 1/2 2时，HK-VMT区分MCI和健康老年人正常老化的灵敏度为8 6.1%，特异度为7 5.3%，对于教育年限小于6年的人，得分低于2 2 分，HK-VMT区分MCI和健康老年人正常老化的灵敏度为7 1.1%，特异度8 7.3%；对于教育年限为6 年及以上的老年人，得分低于2 5分，HK-VMT区分MCI和健康老年人正常老化的灵敏度为7 1.4%，特异度为7 6.5%，所以HK-VMT有助于检测出早期认知减退的细微表现，也适合于受过教育（教育年限超过6 年）的老年人 32 。2.2.2TCSATCSA也称为黄金三分钟认知障碍筛查游戏，是国内首个基于触摸屏平板电脑的两步渐进式认知评估工具，可用于检测中国老年人的认知功能 3。TCSA对于认知功能的检测分为两步：（1）第一步初测区分出健康老年人；（2）认知功能存在异常者进一步完成表2 国内智能化认知筛查工具功能汇总注意力记忆力定向力执行功能反应速度运动功能视觉空间能力语义VVVVVVVVVVVol.46 No.1107中国医学科学院学报认知功能检测，这样明显缩短测试时间，大大提高了筛基于互联网和移动设备的智能化工具，以其优越的查效率。TCSA测试内容包括：（1）工作和情景记忆测地点和时间上的灵活性，影响了人们的就医方式，如通试，包括视觉、音频、视听检查、情节图像识别、翻转过可穿戴医疗设备等工具收集个人健康数据，应用先进卡和记忆加油站；（2）注意力和反应时间测试，包括的大数据处理技术预测个体的疾病易感性等技术，可实音乐节拍器和封闭网格；（3）计算力测试；（4）一种现对个体慢性疾病的早发现，也可早日进行个性化用名为刮票的语言测试；（5）时间、地点定向力等测试。药、护理、疾病监测等 14.38 。合适的智能化评估工具有研究表明初步测试区分MCI和健康老年人模型的融人社区、卫生服务中心，可以建立完备的认知障碍社AUC为0.9 37、灵敏度为8 5.3%、特异度为8 5.4%，第区医疗服务体系，提升认知障碍确诊可能性以及筛查便二步筛查区分MCI模型的AUC为0.942、灵敏度8 2.4%、利度，达到早评估早发现早干预早治疗的效果 39特异度95.1%，也证明TCSA的两步筛查模型既可在3小结和展望健康人群中进行快速筛查，又可对高危人群进行更准确评估 33 。2.2.3EC-ScrenEC-Screen是一种简短且经过充分验证的纸笔认知测试升级产品，被认为是检测MCI和痴呆症的有效工具。在数字认知测试部分，参与者需要回答3个子测试：（1）评估执行功能和视觉空间能力的时钟设置测试；（2）评估心理灵活性的故事测试；（3）评估记忆功能的5字延迟识别测试。EC-Screen 测试操作简单，可以自行管理，也可以由其他人员或家庭成员协助管理，管理时间约为5min，这显著增加一般社区居民获得认知筛查的机会 34。EC-Screen可以为部分主观认知下降以及痴呆症家族史阳性人群提供他们是否有必要进一步医疗诊治的专业建议，因此EC-Screen已成为在初级卫生保健和社区环境中发现病例的有用工具。值得一提的是EC-Screen 还有一个改编版本，开发者尝试添加带有文盲测试的管理选项，可以为部分未受教育的高危人群提供服务，但该版本重测信度尚未有系统性评估，还需要在未来进行检验 34,35 2.2.4?MCI风险快速筛查工具MCI风险快速筛查工具是2 0 19年由北京老年脑健康促进计划（the Beijing aging brain rejuvenation initia-tive，BA BR I）全国协作组研发的MCI风险快速筛查方案，因此常常简称为BABRI。BA BR I 测试包括主观认知评估量表（记忆能力、反应速度、执行能力、视觉空间能力、情绪状态、语言能力），总体认知状况快速测评（即时和延时记忆、定向力、计算力）和情景记忆量表 36 。BABRI测试电子评估工具能真正做到受试者自评自测，且平均用时约6 min，适用于在医院记忆门诊或基层社区开展MCI早期筛查工作。Tang等 37 研究报告显示BABRI测试区分MCI和健康老年模型的AUC为0.7 32、灵敏度0.7 31、特异度0.6 56，证明BABRI是开展MCI早期筛查工作的理想工具。108February,2024痴呆症带来的社会经济负担越来越重，智能化认知筛查工具这种新颖的将临床诊疗和人工智能整合的模型为医学发展提供了新思路，也可为社区居民提供私密性、时间灵活和独立性等便捷服务，有望实现基层医疗能力的全面提升。随着科技的发展，人工智能、虚拟现实、远程医疗等新技术正逐步应用在医学诊疗服务中，不仅可以控制成本、提升效率，还能优化医疗质量，越来越多的患者在日常生活场景中可享受到高效、便捷、舒适的医疗服务。智能化评估工具应用于社区、卫生服务中心，是帮助建立认知障碍社区医疗服务体系的重要工具，可以达到早评估早发现早干预早治疗的效果。在此背景下，医院作为医疗服务体系的中流砥柱，以患者为中心，尝试建立一种新的医疗服务模式，即以患者-家庭-社区-卫生服务中心-医院有效联动的网络化、移动化的诊疗管理，逐步完善在慢性疾病预防与治疗方面的资源整合、责任分工和流程规范，这将极大提升就医效率，让更多患者受益。利益冲突所有作者声明无利益冲突作者贡献声明李晗：参加论文选题、设计，完成文献检索、筛选，起草论文，按照编辑部修改意见进行核修，对拟发表文稿做最后的审阅和定稿；李霞：指导论文选题、设计，对重要学术性内容做出关键性修订，并同意对研究工作各方面的诚信问题负责参考文献1 Zhou M,Wang H,Zeng X,et al.Mortality,morbidity,and risk factors in China and its provinces,1990-2017:asystematic analysis for the Global Burden of Disease Study2017 J.Lancet,2019,394(10204):1145-1158.D0I:10.1016/S0140-6736(19)30427-1.2 Ren R,QiJ,Lin S,et al.The China Alzheimer report 2022老年人认知障碍的智能化认知筛查工具研究进展J.Gen Psychiatr,2022,35(1):e100751.D0I:10.1136/gpsych-2022-100751.3 NMullins MA,Bynum JPW,Judd SE,et al.Access to 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