基于体脑综合评价的3-6岁ASD儿童动作技能测评体系构建与实证研究.pdf

基于体脑综合评价的 36 岁 ASD 儿童动作技能测评体系构建与实证研究*朱岩1）张小燕2）刘晓辉3）刘秋实4）葛娇娇5）郭美彤6）甄志平1）（1）北京师范大学体育与运动学院，北京；2）北京市第19 中学，北京；3）北京市三帆中学，北京；4）中国人民大学附属中学朝阳学校，北京；5）北京师范大学第二附属中学，北京；6）广东省汕头大学，广东汕头）摘要采用德尔菲（Delphi）法和层次分析（AHP）法构建 36 岁 ASD 儿童动作技能测评体系；采用实验法对 8 名36 岁轻度 ASD 儿童进行动作技能、体质水平和脑电图（EEG）的综合分析.结果表明：1）依据儿童生长发育里程碑、动作发展顺序规律、ASD 儿童核心症状和生活技能发展，采用 Delphi 法构建 36 岁 ASD 动作技能测评体系，包括一级指标 4 项、二级指标 15 项、三级指标 39 项.本研究立足 ASD 儿童动作技能教育与干预建立测评指标，是针对 ASD 儿童发育规律和核心症状开展评测干预教育反馈提升的结合体.测评体系通过信效度检验，具有科学性和实用性，便于一线 ASD 融合教育工作者开展测评和教育活动.2）ASD 儿童存在显著的动作技能、体质水平、脑电活动的异常和低下状态.其动作技能均分由高到低依次为 BCS、BMS、OCS、HFS，其中 OCS 和 HFS 受认知发展影响大.各脑区多波段的异常激活、delta 和 theta 波能量高，alpha 波能量低，导致儿童注意力无法集中、感觉加工异常.体质评分及格率低，影响 ASD 儿童健康相关入学准备水平和未来参与学校教育的能力.ASD 儿童亟待开展以动作技能为切入点的体脑发育综合干预和教育，以促进 ASD 儿童融入学校教育，获得康复和发展.关键词36 岁；孤独症；动作技能；指标体系；体脑综合评价中图分类号G804.2DOI：10.12202/j.0476-0301.20222970引言孤独症谱系障碍（autismspectrumdisorder，ASD）是一种以神经心理和行为缺陷为特征的复杂发育障碍1，其核心特征为社交障碍和刻板重复行为模式，伴随认知障碍、运动功能障碍、智力低下、多动症和注意力障碍等精神或神经性疾病2.ASD 发病率呈显著增长趋势，已成为影响儿童健康的重大公共卫生问题3.2021 年美国疾控中心（CDC）依据 ASD 和发育障碍监测网络（ADDM）报道，8 岁儿童 ASD 发病率为1/44（2.3%），比 2000 年的 1/150 增加了 241%4.中国有 1.61%的 15 岁以下儿童受到不同程度 ASD 的影响，且具有逐年增多的趋势5.数百万 ASD 家庭面临诊疗效果欠佳、干预费用高昂、技术手段不足等社会问题，迫切需要对 ASD 疾病开展成本低、副作用小、效果好的教育干预.运动促进神经可塑性6，在改善社会交往7、提高执行功能8、注意力9、记忆力10等领域的作用日益凸显.因其低成本、易开展、副作用小、便于融入教育干预体系等优势，广泛应用于儿童青少年体脑疾病的教育、干预和康复治疗领域1112，成为 ASD 非药物干预的首选方法之一.38 岁是儿童动作技能形成与发展的窗口期，也是促进儿童运动技能形成的关键期13，掌握基本动作技能有助于儿童身心健康和认知功能发展14.研究显示，多数 ASD 儿童都表现出运动发育迟缓和运动障碍15，这种障碍通常表现在手眼协调16、手部书写17、姿势控制18、步态19、对侧平衡性以及移动速度等方面20，影响 ASD 儿童的正常生活和学习.此外，ASD 儿童的精细动作技能发育延迟，其伸手抓取物体、抬起、搬运和操纵物体的能力甚至*2021 年国家社会科学基金资助项目（21BTY023）；教育部人文社会科学研究规划基金资助项目（20YJA890036）；2023 年北京自然科学基金资助项目（7232239）；北京社会科学基金重点资助项目（19YTA007）；北京市教育科学“十三五”规划优先关注课题资助项目（AEEA2020017）；2021 年中国体育科学学会“高校体育与健康教育课程建设”专项重点课题资助项目；2022 年中国教育学会第四批教育科研“体育与卫生”专项重点课题资助项目；中国学前教育研究会“十四五”课题资助项目（K20210003）；北京师范大学高端智库研究资助项目（Wa2022007）通信作者：甄志平（1975），博士，教授，博士生导师.研究方向：体质大数据与体脑发育促进.E-mail：收稿日期：2022-10-132024-04北京师范大学学报（自然科学版）60（2）JournalofBeijingNormalUniversity（NaturalScience）293比粗大动作技能更易预测诊断 ASD.由于 ASD 病因复杂，尚无特效治疗药物，我国康复机构尚未形成标准化的筛查、诊断、康复教育的运动干预范式.本研究采用定性和定量研究相结合的方法，将动作技能、儿童体质、脑功能测评整合，以德尔菲（Delphi）法构建 36 岁 ASD 儿童动作技能测评体系；从体-脑综合评价视角促进儿童动作技能发展，为 ASD儿童适应社会、进入学校教育奠定基础.1测试对象与方法1.1调查对象本研究以 36 岁 ASD 儿童动作技能测评体系为理论研究对象，对 21 名专家进行 Delphi法专家调查以确定最终指标体系.在兼顾专家实践经验和学术能力的基础上，遵循非概率抽样原则确定专家筛选条件：1）从事儿童体质健康、特殊儿童教育、ASD 儿童脑发育评估的高校专家和教授；2）从事特殊儿童诊断及治疗的医生以及从事 ASD 儿童康复干预 5 年以上的一线工作者.专家填答态度决定调查质量.专家积极性系数越大，说明专家对该咨询项目的关注程度越高，通常用专家征询问卷的回收率来说明专家的积极性系数21.第一轮问卷发放 23 份，回收 21 份，回收率 91%，有效率 100%.专家的权威程度影响咨询的可靠性.专家权威程度（Cr）由专家对方案做出判断的依据（Ca）和专家对问题的熟悉程度（Cs）决定，即 Cr=（Cs+Ca）/221.本研究各赋值见表 12.根据专家权威性判断指标系数的评分法，得出21 位专家的权威系数.一般认为，专家权威系数0.70为可接受程度.采用肯德尔（Kendall）和谐系数分析专家协调程度，判断专家对指标的一致性程度.3 轮专家调查P0.001，表明专家对指标判断具有较好的一致性.1.2测试对象以 8 名 ASD 儿童作为实践验证对象（男女=62）.纳入标准为：年龄 36 岁；符合美国 精 神 疾 病 诊 断 和 统 计 标 准 第 5 版（DSM-5）中ASD 诊断标准22；由专业机构临床医生诊断，监护人签署知情同意书.排除标准为：具有语言、智力障碍，不存在主动社交语言；存在神经系统器质性疾病、广泛性发育障碍及其他原发的精神障碍性疾病，疾病程度均为轻度.测试对象信息见表 3.表3ASD 儿童基本情况调查编号性别年龄突出症状社交刻板1男3叫名无反应反复拍手2女4无主动语言用脚尖走路3男5无眼神接触大哭大叫4男5重复语言旋转5男5无法自主如厕反复点头6男6无社交、无法遵守规则旋转7男6无眼神、独自一人玩耍发脾气8女6反复问同一问题反复抠手2研究方法采用 Delphi 法确定指标内容和结构，通过层次分析法确定指标权重，通过实验法采集 ASD 儿童动作技能和脑电数据，利用 Excel2016、Yaahp10.3、SPSSStatistics26.0 等软件对所得数据进行录入、统计和分析.所有测试均得到北京师范大学心理学部伦理委员会的批准.采用 32 通道 BrainProducts（BP）设备对儿童静息态脑电进行采集，依据国际 1020 标准电极放置系统（图 1-a、b）确定各电极点位置（图 1-c）.脑电采集前家长签署知情同意书并阅读注意事项，将儿童头皮洗净，确保信号采集质量.采集过程尽量保持静止、睁眼状态，采集时参考电极为 Cz，电极阻抗设置50k，采样频率设置为 1000Hz，采集时间约 10min.脑电数据采集过程中可能出现工频、眼电、肌电等伪迹信号，在正式分析数据之前对采集数据进行预表1专家判断依据赋值21判断依据专家判断依据（Ca）问题熟悉程度（Cs）大中小熟悉程度数值经验判断0.50.40.3很熟悉1.0理论分析0.30.20.1熟悉0.8同行了解0.10.10.1一般0.6个人知觉0.10.10.1不熟悉0.4合计10.80.6很不熟悉0.2说明：专家对方案做出判断的依据（Ca）的判断系数在01之间，0为无影响，1为影响程度最大；专家对问题的熟悉程度（Cs）的判断系数在01之间，0为很不熟悉，1为很熟悉.表2专家协调系数轮次Kendall和谐系数2P第1轮0.48210.560.001第2轮0.73275.300.001第3轮0.88305.4247 Hz）、alpha（713 Hz）、beta（1330 Hz）、gamma（3070Hz）频段，在各频段选取 19 个通道进行分析，具体通道见表 4.表4脑电分析通道脑区电极点主要功能前额叶Fz、F3、F4、Fp1、Fp2情绪、认知、记忆、思考等左颞叶P8、T8、F8听觉、情感等顶叶C4、Cz、C3身体感觉、味觉、触觉等右颞叶P7、T7、F7听觉、情感等枕叶O1、O2、Pz、p3、p4视觉功能等3研究结果与分析3.1指标初选依据儿童生长发育里程碑、动作发育顺序，结合 ASD 儿童早期核心症状相关标志物、生活技能、学习技能建立指标池（图 4）.梳理国内外儿童动作技能测评工具，为指标的筛选奠定层级和内容基础，见表 5.现有 27 种儿童动作发展测评工具中，无物操控占比较高，即儿童的身体移动和平衡稳定能力是测评重点，其次是儿童大肌肉群和小肌肉群的操控动作测评.因此将身体移动技能（bodymovementskills，BMS）、身体控制技能（bodycontrol skills，BCS）、物 体 控 制 技 能（object controlskills，OCS）、手 部 精 细 技 能（handfineskills，HFS）4 类指标作为初选一级指标，如图 5 所示.采用帕累托最优分析对二、三级指标进行统计（图 6），将占比 80%的动作纳入指标集，由专家进行后续筛选.3.2权重确定计算专家对各指标相对重要性进行评估，评估结果进行一致性检验.第 1 步，计算判断矩阵每一行的乘积a20%10%20%20%20%20%10%20%20%20%20%ECGFp1Fp2F8F7F3FzF4FC5T7TP8CP5 CP1 CP2CP6TP10P8O2O1P7P3PzP4POzOzT8C3CzC4FC1 FC2FC610%20%10%10%NasionFp1F3F7C3O1O1O2T3A1PreauricalpointInionInionNasionVertexT5A1T3T5T8P3PzP4T4F7FzF3Fp1Pg1Pg2Fp2F4F8A2C3C4CzP3Pg1FzPzCzbc图1脑电采集电极点位置第 2 期朱岩等：基于体脑综合评价的 36 岁 ASD 儿童动作技能测评体系构建与实证研究295Mi=nj=1aij(i=1,2,n).（1）第 2 步，计算 Mi的 n 次方根Wi=nMi(i=1,2,n).（2）第 3 步，将向量 W=（W1，W2，Wn）正规化，Wi=Wi/ni=1Wi(i=1,2,n),（3）max=ni=1(AW)inWi.（4）第 4 步，进行判断矩阵一致性检验：IC=maxnn1.（5）由于一致偏离可由随机因素引起，所以在检验判断矩阵的一致性时，将 IC与平均随机一致性指标IR进行比较，得出检验数 RC，即RC=IC/IR,（6）式中：IR可通过查表得到相应数值（表 6）.若一致性检验数 RC计算结果为0，则说明判断矩阵是一致矩阵；若 RC0.1，则判断矩阵与一致矩阵的差异不大，可通过一致性检验；若 RC0.1，则需手动对判断矩阵进行修正，直至 RC0.1.根据上述步骤和公式对权重向量和一致性进行计算：判断矩阵每一行的乘积 Mi为：身体移动技能 BMS（M1）M1=13.31352.22582.1021=15.5034，物体控制技能 OCS（M2）M2=0.301711.281.3934=0.5381，36 岁孤独症儿童动作技能测评指标体系36 岁孤独症儿童动作技能测评工具粗大里程碑精细里程碑行为症状大脑症状生活技能由上到下由近到远由粗到细先正后反由泛化到集中学习技能儿童生长发育里程碑动作发育顺序和规律孤独症儿童核心症状学习和生活技能习得图4指标体系构建依据表5ASD 儿童动作技能指标池分析量表名称动作技能类别身体移动技能身体控制技能物体控制技能手部精细技能Gesell发展诊断量表丹佛发展筛查测验视觉-运动整合发育测验皮博迪运动发育量表儿童身体协调测试美国儿童发展筛选量表粗大动作发展测试46岁儿童运动技能发展测评神经系统感觉运动发育评估儿童动作测量量表多彩光谱项目麦卡龙神经肌肉发育评估儿童发育性协调障碍问卷苏黎世神经运动评估粗大运动功能测量马氏灵敏运动技能测评布鲁氏动作熟练度测验-第2版贝利婴幼儿发展量表第3版根特动作平衡能力测试功能性活动量表加拿大灵敏与运动技能测评中国学龄前儿童发展量表学前儿童粗大动作能力量表国民体质测定标准（幼儿部分）香港学前儿童小肌肉评估神经心理发育诊断量表儿童基本运动技能发展测验动作技能身体移动身体控制物体控制手部精细非移动移动有物体无物体小肌群主导大肌群主导图5动作技能一级指标构建示意296北京师范大学学报（自然科学版）第 60 卷身体控制技能 BCS（M3）M3=0.44920.781211.905=0.6685，手部精细技能 HFS（M4）M4=0.47570.47570.52491=0.1792.根据式（2），计算 Mi的 n 次方根 Wi：W4M1415.503 4BMS：k1=1.9843，W4M240.538 1OCS：k2=0.8565，W4M340.668 5BCS：k3=0.9042，W4M440.179 2HFS：k4=0.6506.根据式（3）和（4），对向量 W=（Wk1Wk2Wk3Wk4）正规化：Wk1=Wk14i=1Wi=1.984 34.395 6=0.451 4,Wk2=Wk24i=1Wi=0.856 54.395 6=0.194 8,Wk3=Wk34i=1Wi=0.904 24.395 6=0.205 7,Wk4=Wk44i=1Wi=0.650 64.395 6=0.148 0.得 判 断 矩 阵 特 征 向 量 Wk=（0.4514 0.19480.20570.1480），AW=13.313 52.225 82.102 10.301 711.281.393 40.449 20.781 211.9050.475 70.717 60.524 910.451 40.194 80.205 70.148 0=1.866 10.800 60.842 70.610 6,max=4i=1(AW)inWi=4.116 0,根据式（5）、（6），进行判断矩阵一致性检验：IC=mstnn1=4.116 0441=0.038 7,IR=0.89.RC=IC/IR=0.043 8 bodymovementskills（BMS）objectcontrolskills（OCS）handfineskills（HFS）.OCSandHFSaregreatlyaffectedbyASDdiseasecharacteristicsandcognitivedevelopment.TheunqualifiedrateofASDchildrenwas87.5%.ASDchildrenshowedhigherpowerindeltawavesinprefrontalandoccipitalcortex，thetawavesinparietal，prefrontalandoccipitallobes，alphawavesinparietallobes，betaandgammawavesinleftandrighttemporallobes.WholebrainrelativepowertopographicmapsrevealedhigherenergydeltaandthetawavesinASDchildren，butlowerenergyalphaandgammawaves，thesewerecorrelatedwithASDchildrensinabilitytofocusandtoabnormalsensoryprocessing.ASDchildrenneedcomprehensiveinterventionandeducationonbodyandbraindevelopment，topromotetheirintegrationintoschooleducation，rehabilitationanddevelopment.Keywords3-6yearsold；autism；motorskills；indexsystem；comprehensiveevaluationofbodyandbrain【责任编辑：武佳】第 2 期朱岩等：基于体脑综合评价的 36 岁 ASD 儿童动作技能测评体系构建与实证研究301