Neurosci Biobehav Rev︱虚拟现实及远程医疗技术对自闭症患者的干预研究：定性和定量研究的系统回顾
撰文︱熊鹏，陈宇涵，周卓人
责编︱王思珍
制版︱查佳雪
自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD），也称为自闭症或孤独症，是一种神经发育性障碍，损害患者的互动、交流和行为等方面。自20世纪60年代被发现以来，自闭症就得到了广泛的研究与重视。根据世界卫生组织(WHO)最新报道，全世界平均每100个儿童中就有一个患有ASD[1]。在过去的12年里，利用虚拟现实和远程医疗技术来提高自闭症儿童和青少年的社交能力，引起了各界广泛的关注和兴趣。最新的证据表明,这两种干预措施不仅可以增强自闭症儿童和青少年的社会技能，还可改善其他方面的基础能力，例如情感识别能力[2]、语言和非语言沟通能力[3]、协作能力[4]等。但关于虚拟现实和远程医疗干预对自闭症儿童和青少年的有效性仍然缺乏全面性的证据评估与总结。迄今为止，虚拟现实和远程医疗干预对自闭症儿童和青少年的作用效果及范围到底如何，以及其监护人接受程度如何，仍然缺乏一个对整体疗效和证据质量的全面梳理，缺乏对这一问题进行大规模的探索研究。
2022年5月13日，暨南大学基础医学与公共卫生学院的熊鹏课题组在Neuroscience & Biobehavioral Reviews上发表了题为“Extended Reality (XR) and telehealth interventions for children or adolescents with autism spectrum disorder: Systematic review of qualitative and quantitative studies”的研究论文。该论文第一作者为陈宇涵同学，通讯作者为熊鹏副教授。文章指出了虚拟现实和远程医疗技术的运用可以提高自闭症儿童和青少年患者的社交、沟通、语言表达、基础生活技能，以及情绪控制等方面的能力，并表示这两项技术在目标人群和其监护人中有着很高的接受度。
一项由Ferrán Catalá-López等人发表在《BMC》上的系统综述“Prevalence and comorbidity of autism spectrum disorder in Spain: study protocol for a systematic review and meta-analysis of observational studies”表示，目前在世界许多国家和地区，ASD的患病率约为1%。据世界人口审查网站给出的估计，卡塔尔每1万名儿童中就有151名为自闭症，美国每1万名儿童中就有78名为自闭症，而中国每1万名儿童中就有79名为自闭症[5]。以中国十四亿人口为例，按比例来计算的话，那么就有近1100多万人遭受着自闭症带来的折磨。根据中国残疾人康复协会自闭症康复专业委员会副主任孙梦麟在特殊青少年发展论坛上发布的《中国自闭症教育康复行业发展状况报告Ⅲ》，自闭症儿童的人口数量每年以接近20万的数字递增。然而这个数据还是相对保守的，因为我国诊断和登记的自闭症孩子大多是中重症病例，而很多轻症的孩子还没有被发现。
卫生部办公厅印发的《儿童孤独症诊疗康复指南》中指出，儿童孤独症治疗应以教育干预为主，药物治疗为辅[6]。因此，对于儿童孤独症，药物治疗只是对症、暂时、辅助的措施，而教育训练发挥着更重要的作用。同时，自闭症儿童的治疗效果取决于教育训练的方法是否正确、训练时间长短、介入早晚、孩子病情严重程度等。那么问题来了，自闭症的孩子本身在社交方面就缺乏足够的能力，这会使很多正常孩子不愿与他们社交相处，学校老师缺乏耐心授予他们必要的知识；再加上他们并没有很好的自我控制能力和比较好的理解能力，进而导致他们时刻需要有监护人陪伴，去督促他们按时参与教育训练服用有关药物，但现实生活中的监护人很难与自闭症患儿形影不离，时刻陪着孩子们去机构接受治疗。这些原因都会直接或间接地导致了治疗干预效果不佳或者停滞不前，不但没能有效改善孩子的自闭症症状，还付出了大量时间和金钱的代价。那么有什么方法既可以兼顾疗效，又可以让监护人有充足的时间去陪伴自闭症患儿呢？虚拟现实技术手段以及远程医疗技术或许将会是许多临床研究人员寻找的答案。
基于此背景，研究者分别在PubMed、Web of science、Cochrane library数据库以及部分相关期刊中，查阅并获取了最近十二年(2010 - 2022)关于虚拟现实（图1）和远程医疗（图2）干预儿童和青少年自闭症谱系障碍的相关文献证据。同时对于不同类型的证据分别展开质性或量性的分析。
（图源：Chen,YH, et al., Neurosci Biobehav Rev, 2022）
（图源：Sohl K., healthychildren.org, 2022）
本研究收录了112篇文献，包括4篇质性研究、100篇量性研究、以及8篇混合型研究。经证据评估、归纳分析后发现：自闭症患者在接受虚拟现实干预治疗后，至少有一方面的能力得到了提高，能力提高最多的方面为患者的社交能力。虚拟现实技术能提高自闭症患者相关的能力在于，例如它能够给自闭症患者更多定制的安全空间：通过虚拟现实技术模拟出马路的真实环境，让患者在接受虚拟现实技术训练过马路技能的同时，不仅可以体验身临其境的感觉，更能够拥有足够的安全保障，而且治疗机构还可以通过人工智能分析他们的行为含义[7]。再者，自闭症患儿的社交障碍常常表现为不能够充分解读他人的社交线索。社交线索，即人们在不使用语言的情况下进行信息传递的方式，包括有效识别面部表情、身体姿势、语调、与人的身体距离等等。虚拟现实技术可以帮助自闭症患儿理解这些潜在的社交线索，它会将这些社交线索转变成文字的形式，让患者在看到对方的社交线索的同时也能通过文字提示准确的解读其含义，进而帮助他们更容易地理解对方想表达的意思，并作出相应的回应，这样一来自闭症患者不会因为不理解对方的意思而逃避社交，而对方也不会因为得不到自闭症患者的回应而终止交流，患者的社交能力就能在这一来一往中得到提高[8]。而另一种技术远程医疗干预，它为自闭症患者带来最多的提高是在患者的沟通和言语能力方面（36.96%）。它能够跨越地理环境的限制，为不便到现场接受治疗的自闭症患者们提供及时的在线康复训练指导，同时也大大的降低了人力资源、时间、和经济成本[9]。特别是在当下COVID-19大流行期间，通过线上的方式接受治疗，更可大大降低被感染的几率。
在运用虚拟现实进行干预的文章中，最常见的场所是在某些大学的实验室或临床中心进行研究，而对于远程医疗干预，最常见的场所是在参与者的家中进行研究。与远程医疗相比，虚拟现实干预包含更多针对自闭症患者情绪识别与控制、注意力的文章。不同的干预和场所可能会让自闭症患者不同方面的技能得到提高。然而，在实际情况下，远程医疗干预所需的设备主要为电脑，而虚拟现实干预则需要更多的设备投入，如投影仪、屏幕、耳机和足够的空间来创建虚拟的环境，并且把所有的设备从一个地方运到另一个地方是一件不容易的事。所以，未来应发明研究更多方便、先进的小型组合式虚拟现实设备来简化实施虚拟现实干预的门槛。
在本研究纳入的文章中，大约三分之一的实验设有对照组，这些类型可以分为:
(1)对照组为正常发育的患者（TD），且干预与实验组相同。本研究发现，TD组和ASD组在社交能力、沟通与言语能力、日常生活技能、情绪识别与控制、注意力等方面的表现均在XR和远程医疗干预后得到改善。但ASD组完成任务所需时间较长，且ASD组治疗后对这些技能的评分始终低于TD组。并且收录的原始研究中并没有针对假装游戏、注意力、上下文处理和样本匹配技能的对照组研究。因此，未来更多含有TD对照组的研究应包括这些未调查的技能，并需对对照组和实验组测试前和后的评分数据进行比较。
(2)对照组为接受传统干预（线下面对面干预）的自闭症儿童和青少年。结果发现，实验组与对照组在社交、沟通与言语技能、减少问题行为、情绪认知等方面均无显著差异。然而，在使用虚拟现实干预后，一些参与者表现出了一些额外的改善（例如，增加了眼神接触水平和社交积极性[10]）。这可能是因为虚拟技术可以激发参与者更大的视觉刺激和兴趣[10]。未来的更多研究应比较传统治疗和虚拟现实/远程医疗干预在日常生活技能和注意力等其他技能方面的差异。
(3)对照组为接受不同类型的远程医疗干预（人工辅助型远程医疗）。研究发现，与实验组（自主型远程医疗）相比，对照组的参与数据显著高于实验组。这可能是因为对照组的参与者在干预过程中有更多的机会接触医务人员，从而更好地克服了干预过程中遇到的问题。未来需要更多的研究来调查人工型远程医疗的疗效和成本，并与自主型远程医疗干预进行比较。
本研究不仅指出了虚拟现实和远程医疗技术的运用可以提高自闭症儿童和青少年患者的社交，沟通，语言，基础生活技能，情绪控制等方面的能力，还表示这两项技术在目标人群和其家长或监护人中有着很高的接受度，可以在未来的自闭症治疗领域发挥更大的作用，让更多的自闭症家庭受益。
此外，研究者在最后还表示虽然虚拟现实和远程医疗技术在治疗自闭症上有显著的疗效，但是他们在未来的实施仍然伴随着诸多挑战。这些挑战包括，网络技术方面，比如如何在偏远地区架设高传输的网络设备，让患者和医护人员之间进行无延迟/卡顿的交流；患者信息安全方面，包括如何保障患者的病例隐私不受无关人员/黑客的窥探等。这些挑战都有可能影响治疗的稳定性和成功率，因此未来的相关应用和政策的制定都需要慎重考虑这些潜在的挑战。
尽管该研究为虚拟现实和远程医疗技术干预自闭症儿童和青少年提供了证据，但该研究也有部分不足的地方。比如，在纳入的研究中，超过80%的研究样本量过小。第二，四分之三的研究没有对治疗的后续效果进行随访和分析，没有评估患者某些改善的能力在足够长时间下是否仍然可以维持。第三，大部分纳入的研究使用了不同的测量工具，因此无法对结果进行进一步的meta分析等。
未来研究建议开展针对于虚拟现实技术，远程医疗技术以及传统自闭症疗法这三者的卫生经济学评价，这将有助于更好地向政府和投资方证明虚拟现实和远程医疗技术优势和可行性。
在该研究中，大多数纳入的研究只是进行了虚拟现实、远程医疗与传统治疗之间的疗效对比。未来可以更多地研究这三种治疗方法的联合交互效果，以达到最大限度地提高自闭症的治疗效果。
通讯作者：熊鹏（左），第一作者：陈宇涵 （右）
（图片提供自：暨南大学基础医学与公共卫生学院熊鹏实验室）
通讯作者简介（上下滑动阅读）
熊鹏，暨南大学基础医学与公共卫生学院副教授，硕士研究生导师。2014年毕业于武汉大学取得医学硕士学位，2018年取得澳门大学全球健康博士学位，并有3年临床工作经验。目前主持各类课题9项。先后在《Lancet Psychiatry》、《Frontiers in Aging Neuroscience》、《Journal of Affective Disorders》、《American journal of Infection Control》、《Journal of Epidemiology and Community Health》等SCI杂志发表论文二十余篇，其中第一作者/通讯作者发表十余篇。担任《Frontiers in Public Health》客座编辑，担任《Epidemiology and Psychiatric Sciences》等十余本SCI杂志审稿人。指导研究生获国家奖学金、校级一等奖学金、瑞沃德基础医学明德奖学金等。指导本科生获大创项目两项，获挑战杯项目一项。指导本科生成功申请到全球排名前50高校的硕士研究生和博士研究生的录取。主要研究方向为精神卫生流行病学和行为流行病学。
社会兼职：国家教育部学位与研究生教育发展中心学位论文评审专家，香港健康行为学会会员，国际性医学学会
邮箱：paulxiongwhu@gmail.com
【1】人才招聘︱“ 逻辑神经科学 ”诚聘文章解读/撰写岗位 ( 网络兼职, 在线办公)【2】“ 逻辑神经科学 ”诚聘副主编/编辑/运营岗位（在线办公）
参考文献（上下滑动阅读）
1.World Health Organization. Autism. 2022 [cited 2022 13 April]; Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/autism-spectrum-disorders.
2.Yuan, S.N.V. and H.H.S. Ip, Using virtual reality to train emotional and social skills in children with autism spectrum disorder. London J Prim Care (Abingdon), 2018. 10(4): p. 110-112.
3.Ura, S.K., et al., Parent-Coaching Telehealth Intervention for Youth with Autism Spectrum Disorder: A Pilot Program. Child & Family Behavior Therapy, 2021. 43(2): p. 86-102.
4.Zhang, L., et al., Design and Evaluation of a Collaborative Virtual Environment (CoMove) for Autism Spectrum Disorder Intervention. Acm Transactions on Accessible Computing, 2018. 11(2): p. 22.
5.World Population Review. Autism Rates By Country 2022. 2022 [cited 2022 13 April ]; Available from: https://worldpopulationreview.com/country-rankings/autism-rates-by-country.
6.孙梦麟：《中国自闭症教育康复行业发展状况报告Ⅲ》发布. 2019 [cited 2022 May 16]; Available from: http://www.china.org.cn/chinese/2019-04/12/content_74673984.htm.
7.Dixon, D.R., et al., Evaluation of an Immersive Virtual Reality Safety Training Used to Teach Pedestrian Skills to Children With Autism Spectrum Disorder. Behav Anal Pract, 2020. 13(3): p. 631-640.
8.Stendal, K. and S. Balandin, Virtual worlds for people with autism spectrum disorder: a case study in Second Life. Disabil Rehabil, 2015. 37(17): p. 1591-8.
9.Ruble, L.A., et al., A randomized controlled trial of COMPASS web-based and face-to-face teacher coaching in autism. J Consult Clin Psychol, 2013. 81(3): p. 566-72.
10.Lorenzo Lledo, G., et al., The use of augmented reality to improve the development of activities of daily living in students with ASD. Education and Information Technologies, 2022.
本文完