基于周边视野反应时的轻度认知障碍早期检测新指标

《Scientific Reports》:Visual field–based reaction time as a novel indicator for early detection of mild cognitive impairment

【字体: 时间:2025年12月12日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对轻度认知障碍(MCI)早期筛查工具敏感性不足的问题,开发了基于有用视野(UFOV)反应时的行为标记。研究人员通过眼动追踪技术对比MCI患者与健康对照者在中央和周边视觉任务中的表现,发现UFOV反应时(U-RT)具有90.3%的敏感性和72.1%的特异性(AUC=0.841),其诊断效能优于传统认知筛查工具(MoCA-J/MMSE-J),为阿尔茨海默病前驱期筛查提供了客观量化指标。

  
随着全球人口老龄化加剧,痴呆症患者数量急剧上升,给医疗卫生系统带来沉重负担。在痴呆前驱期——轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment, MCI)阶段进行早期干预,可有效延缓疾病进展。近年来,疾病修饰疗法如Lecanemab和Donanemab在MCI阶段应用显示出延缓认知衰退的效果,这使得MCI的早期准确识别变得尤为关键。然而,传统认知筛查工具如蒙特利尔认知评估(MoCA)和简易精神状态检查(MMSE)易受教育背景和语言能力影响,对早期认知变化的敏感性有限,亟需开发更客观、灵敏的检测方法。
视觉处理功能可能为早期认知衰退提供重要线索。其中,有用视野(Useful Field of View, UFOV)指个体在注视点周围能够快速准确处理视觉信息的范围,该功能需要注意力资源的有效分配,在衰老和认知衰退过程中尤为脆弱。日本研究者Tamaru Y.等人假设,MCI患者在进行UFOV任务时会出现反应延迟,这种延迟可成为早期认知障碍的敏感行为标记。
为验证这一假设,研究团队开发了视觉反应评估系统(Visual Reaction Assessment System, VRAS),采用头戴式眼动追踪设备(View Tracker III)记录参与者在中央视觉任务和UFOV任务中的表现。
研究纳入74名老年人(43名健康对照,31名MCI患者),所有参与者完成两个任务:中央任务中目标刺激出现在屏幕中心,UFOV任务中参与者需在保持注视中心点的同时对周边四个位置(45°、135°、225°、315°)出现的刺激做出反应。
关键技术方法包括:使用定制VRAS呈现视觉刺激,通过200Hz眼动仪记录反应时和错误率;采用逻辑回归和受试者工作特征(ROC)曲线分析诊断准确性;通过混合设计方差分析(ANOVA)和协方差分析(ANCOVA)控制基线反应速度。
1) 反应时结果
中央反应时(C-RT)两组无显著差异(t=-1.22, p=0.228),而UFOV反应时(U-RT)在MCI组显著延迟(638.6 ms vs 580.3 ms, t=-5.84, p<0.001)。任务与组别交互作用显著(F(1,72)=19.09, p<0.001),且控制C-RT后组间差异仍显著(F(1,72)=37.94, p<0.001),表明U-RT延迟特异于空间注意需求。
2) 错误率和视觉定向频率
省略错误(Omission Errors)、错误反应(Commission Errors)和视觉定向频率(Visual Orienting Frequency)虽未达统计显著性,但MCI组呈现更高变异性的趋势,提示可能存在抑制控制和注意力调节的细微损害。
3) 诊断效能分析
逻辑回归显示U-RT是MCI的显著预测因子(OR=1.03, 95%CI:1.017-1.046)。ROC曲线分析确定最佳截断值为598.1 ms,灵敏度90.3%,特异度72.1%,AUC=0.841(95%CI:0.741-0.916),属中等准确诊断工具。
研究结论表明,UFOV反应时能有效区分MCI患者与健康老年人,其延迟可能反映了前额叶-顶叶注意力网络的功能障碍。这种基于视觉行为的方法为社区认知筛查提供了简便、客观的工具,尤其适合在数字化平台推广。未来研究需通过纵向设计验证其对痴呆转化的预测价值,并探索在虚拟现实等生态效度更高环境中的应用潜力。
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