一种用于衡量伦敦塔任务中预先规划能力的新指标：重测信度和已知群体有效性

预规划指数（PPI）作为托兰斯模型（TOL）的新评估指标，通过大样本验证其重测信度及在脑卒中、帕金森患者与健康对照组间的临床效度。结果显示PPI的重测信度高于单独的规划时间和执行时间，且患者组PPI显著低于对照组，与准确性正相关，表明PPI能有效补充传统规划任务评估，提升临床评估的可靠性和有效性。

　　
托兰德塔（Tower of London）作为规划能力评估的经典工具，在临床研究和神经心理学领域被广泛应用。传统上，研究者主要关注任务的完成时间和准确性，但近年来发现单纯测量反应时间存在重测信度低、易受任务熟悉度影响等局限性。本文提出了一种新的评估指标——预规划指数（Pre-planning Index, PPI），并系统验证了其在可靠性、临床效度和效标关联效度方面的优势。

### 一、研究背景与问题提出
执行功能中的规划能力是认知神经科学的核心研究领域。托兰德塔等 disc-transfer 任务因其明确的操作规则、可量化的难度参数和良好的心理测量学特性，成为评估规划能力的标准范式。传统评估主要采用两种指标：1）初始思考时间（ITT），即从任务开始到首次移动的时间；2）运动执行时间（MET），即从首次移动到任务完成的时间。然而，这两项指标存在明显缺陷：首先，单独测量ITT或MET时，受试者的整体速度变化影响较大，导致重测信度不足0.5（K?stering等，2015）；其次，无法有效区分规划能力与执行效率的差异，例如老年人群和帕金森患者可能因运动协调能力下降而出现MET延长，但这并不一定反映规划能力的缺陷。

为解决上述问题，研究者提出将ITT与MET的比值作为预规划指数（PPI），即PPI = ITT/(ITT+MET)×100%。这种设计旨在消除整体速度变化对结果的干扰，更精准地捕捉试前规划阶段的神经机制。研究包含三个主要目标：1）验证PPI的重测信度；2）比较患者组与健康对照组的PPI差异；3）分析PPI与任务准确性的相关性。

### 二、研究方法与样本特征
研究分为两部分：可靠性验证和效度检验。可靠性分析采用179名健康青年作为样本，进行两次间隔一周的测试。效度分析则纳入三组临床样本：60名中风患者与匹配的60名健康对照、51名帕金森综合征患者与匹配的51名健康对照、29名轻度认知障碍患者与匹配的29名健康对照。所有测试均使用计算机化托兰德塔-弗莱堡版（TOL-F），通过触摸屏呈现，包含24个不同难度的任务。每个任务记录ITT（规划时间）和MET（执行时间），最终计算PPI。

### 三、研究结果分析
#### 1. 重测信度验证
PPI的重测信度显著优于单独的ITT和MET：
- **绝对一致性（ICC(A,1)）**：PPI达到0.726，ITT为0.666，MET仅0.449。这表明PPI在不同测试中的一致性最佳。
- **个体波动控制**：PPI的变异系数（CV）为8.83%，显著低于ITT的17.16%和MET的16.33%。以95%置信区间计算，PPI的最小有效差异（MD）为13.13%，而ITT和MET的MD分别达到6.33秒和3.87秒，说明PPI更少受测量误差影响。
- **重复测试效应**：在两次测试中，PPI的均值变化仅为0.64%，而ITT减少了1.97秒，MET减少了1.70秒。这表明PPI受任务熟悉度影响更小。

#### 2. 临床效度检验
通过比较患者组与匹配健康对照组的PPI值，发现：
- **中风患者**：PPI显著低于健康对照（效应量η2=0.187），且71.67%的个体配对中患者PPI低于对照组。同时，ITT显著缩短（效应量0.065），MET显著延长（效应量0.158），表明患者存在规划阶段投入不足而执行阶段效率下降的双重问题。
- **帕金森患者**：PPI同样显著低于健康对照（η2=0.171），且68.63%的个体配对中患者PPI更低。ITT缩短与MET延长趋势与中风组一致。
- **轻度认知障碍（MCI）患者**：未发现PPI与健康对照的显著差异（p=0.121），但健康对照组的PPI值（47.11%）显著低于其他两组对照组（51.27%-52.68%），提示年龄因素可能影响PPI值。进一步分析显示，非遗忘性MCI患者的PPI（45.53%）高于遗忘性患者（42.16%），但未达统计学差异。

#### 3. PPI与任务准确性的关联性
- **正相关关系**：所有样本中，PPI与任务准确性均呈显著正相关（τ=0.29-0.49），说明预规划投入越多，任务解决准确率越高。
- **效应量比较**：PPI与准确性的相关系数显著高于ITT（τ=0.29 vs. 0.49）和MET（τ=-0.46 vs. τ=-0.47），表明PPI能更敏感地捕捉规划能力的核心特征。

### 四、理论意义与实践价值
#### 1. 预规划理论的深化
传统模型将规划能力简化为时间投入，而PPI的提出将规划过程区分为：
- **试前规划阶段**（反映在PPI值）：涉及目标分解、策略评估等高级认知过程
- **执行阶段**：主要受运动协调和反应速度影响

这种区分解释了为何帕金森患者虽然存在运动延迟（MET延长），但其预规划投入（PPI）仍显著降低，而MCI患者未出现PPI差异，提示不同神经损伤模式对规划的不同阶段影响程度不同。

#### 2. 临床评估工具的革新
现有临床评估多依赖ITT或MET，但：
- **中风患者**：传统方法可能因整体速度下降而漏诊规划能力缺陷（如ITT缩短可能掩盖规划不足）
- **帕金森患者**：运动执行延迟（MET延长）常被误判为规划能力下降，而PPI能分离这两类因素
- **MCI诊断**：PPI未发现显著差异，与现有认知评估结果一致，提示需结合多指标诊断

#### 3. 治疗策略的启示
- **中风康复**：针对PPI的干预（如预规划训练）可能比单纯缩短MET更有效
- **帕金森管理**：需同时评估运动执行和预规划能力，避免过度依赖MET指标
- **MCI监测**：PPI的稳定性表明其对早期认知衰退检测可能不适用，需结合其他指标

### 五、局限性与未来方向
#### 1. 当前研究的局限性
- **年龄跨度限制**：可靠性测试仅针对18-26岁青年群体，需扩展至全年龄段
- **任务时间限制**：1分钟时限可能影响复杂任务的规划表现，建议开发延长版
- **亚型分析不足**：MCI亚型差异未充分探讨，需扩大样本量

#### 2. 未来研究方向
- **跨文化验证**：现有数据主要来自欧洲人群，需检验在亚洲等不同文化背景下的适用性
- **神经机制研究**：通过fMRI等技术，探索PPI降低与特定脑区（如前额叶皮层、顶叶网络）功能异常的关联
- **动态监测应用**：开发基于PPI的实时评估系统，用于中风康复过程中的疗效跟踪

### 六、结论
预规划指数（PPI）通过整合规划时间和执行时间，有效解决了传统反应时间测量中的信度问题。在临床应用中，PPI能更精准地区分中风、帕金森等不同神经损伤模式下的规划能力缺陷，为个性化治疗提供新依据。建议将PPI纳入托兰德塔任务的标准化评估流程，并开发配套的训练模块（如预规划策略训练、多阶段任务分解练习），以进一步提升神经康复的精准度。