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计算机辅助训练在发育性语言障碍儿童语言治疗中的应用

发布日期:2025-04-14 05:11    点击次数:155

文章来源:《广东医学》 2025年3月 第46卷 第3期 专家笔谈

作者:邓成1, 周兆雯2, 尹冬玲1, 范琳琳1, 杨巧雪1, 陈卓铭2

单位:1中山火炬开发区人民医院儿童保健科;2暨南大学附属第一医院康复医学科

引用本文:邓成, 周兆雯, 尹冬玲, 等. 计算机辅助训练在发育性语言障碍儿童语言治疗中的应用[J]. 广东医学, 2025, 46(3): 332-338.

【摘要】发育性语言障碍 (developmental language disorder, DLD) 是最常见的神经发育障碍之一,有效的干预对改善发育性语言障碍儿童的生活质量至关重要。近年来,计算机辅助训练(computer-aided training, CAT)已被广泛应用于语言治疗中,成为一种创新的治疗手段。然而,CAT在不同语言能力领域的有效性尚未明确。通过对CAT在DLD儿童语言治疗中的效果及其影响因素进行综述。阐明,CAT可有效改善DLD儿童的语音能力和词汇能力,但对语法等高级语言能力的疗效尚不明确。目前CAT在改善DLD患儿表达性语言能力的方面的证据较少,未来需要研发更多针对表达性语言的CAT应用程序。影响CAT语言治疗效果的因素包括干预领域、提供干预的人员和地点、干预持续时间和强度。未来可引入语音分析和文本分析技术,以实现基于CAT的表达性语言治疗的即时反馈,提高患者参与治疗的积极性。此外,仍需更高循证级别的研究证据来指导未来CAT应用程序的更新和迭代。

【关键词】 发育性语言障碍;计算机辅助训练;语言康复

语言发育是儿童全面发育中的一个重要领域[1]。发育性语言障碍(developmental language disorder, DLD) 是最常见的神经发育障碍之一[2],在学龄前儿童中的发病率为7.6%~9.0%[3-5]。根据《精神疾病诊断与统计手册》(The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition, DSM-5),DLD是一种神经发育性疾病,被定义为在语言习得方面存在无法解释的持续性困难[6]。语言障碍可以影响语言加工的不同方面,例如语言的形式、内容以及用法[7]。由于语言沟通出现障碍,DLD儿童对游戏和学习的参与度降低[8]。同时,DLD患者罹患其他疾病的风险也增高,如焦虑和抑郁[9-10]、学习障碍、行为障碍、注意力缺陷/多动障碍、缺乏协调性和其他运动缺陷[11]、健康相关生活质量下降[12]。DLD的影响可能持续到成年,并对认知功能、社交能力、人际关系和工作就业产生长期影响[13-15]。因此,在儿童期进行有效的干预对改善DLD患者的生活质量和预防其成年后进一步的负面影响至关重要。DLD的常规干预通常由语言治疗师进行。然而,这对语言治疗师的专业知识和实践经验要求较高,且易受到治疗师数量、地理位置和经济条件的限制[16]。随着计算机技术的发展,计算机辅助训练(computer-aided training, CAT) 在语言治疗中得到广泛应用,并有望成为传统语言干预的有力补充。目前,各种CAT语言干预应用程序被运用于DLD儿童不同语言领域。本综述旨在分析基于计算机辅助技术的语言干预对DLD儿童语言能力的有效性及其影响因素。由于DLD儿童在语音、形态学、词汇和语法等各方面表现出明显的薄弱[17],本综述将根据语言组成成分,对CAT语言干预对DLD儿童语言能力的有效性进行分点论述。

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CAT针对DLD患者不同

语言干预领域的疗效

本文涉及的8款CAT软件信息见表1。

1.1  语音能力  语音能力包括语音感知和音韵技能。语音感知是语言产生的基础,因此对发育性语言障碍儿童进行语音感知干预尤为重要[33]。Yi等[34]设计了一个图片形式的/ta/-/ka/连续统的识别和辨别范式,对普通话为母语的语言障碍儿童和典型发育儿童进行识别和辨别任务评估,发现语言障碍儿童在识别任务上仅达到或略高于随机选择的水平,在辨别任务上没有表现出对刺激之间的显著差异,揭示了辅音感知能力与语言发育中的重要性。一些CAT程序已被应用提升DLD患儿语音感知能力,包括Reading Doctor(iPad应用程序)、作業TipOn(移动应用程序)、Fast Forword(FFW)和Dr. Neuronowski。

Carson[26]使用Reading Doctor对DLD患儿进行每周2次,每次20~25 min的8周干预,结果表明干预组儿童在音素混合、音素分割、字母-声音识别、音素-文字转换的准确性等方面均显著优于对照组。Chen等[27]使用作業TipOn对DLD患儿进行每周1次、每次1 h、共9周的干预,发现实验组儿童在词汇表达任务和词汇声调方面表现出显著高于对照组的前后增益。在词汇表达任务中,语音游戏总数与前后增益呈正相关。Loeb等[25] 使用FFW对DLD患儿进行每周5 d,每次100 min,共6周干预,与对照组相比,FFW组和使用其他CAT干预的儿童一样,在拼读能力方面有显著改善,并且6个月后混合音仍保持中度改善,尽管差异无统计学意义。Dacewicz 等[28]使用Dr. Neuronowski对患儿进行每周4次、每次1 h、共6周的干预,发现两组的事件相关电位失匹配负波(mismatch negativity, MMN)振幅均提高,反映了患儿对快速听觉序列变化的感知效率提高。

以上4种CAT干预程度的设计均为辨别所呈现的声音、音调、音节和单词,并将声音与图片或单词相匹配。上述结果表明,使用CAT对DLD患儿的语音感知能力进行干预,虽然有助于提高儿童的语音感知能力,但其干预效果不一定优于非CAT干预。

在针对DLD患儿语音感知训练的研究中,研究者还试图通过音位对比训练来提高DLD患儿的其他能力[25],包括词汇能力[27]、阅读能力[25-26]和工作记忆[28]。可能原因是,语音感知能力与其他语言技能[35]和认知功能[28, 36]息息相关,语音感知能力的发育可能是其他能力发育的基础。然而,在上述研究中,语音训练只对词汇能力和工作记忆有帮助,对阅读能力并未发现有益效果。因此,对于语言障碍和阅读能力差的儿童,需要更全面的干预来提高他们的阅读技能,而不仅仅是强调音位意识[25]。

Heikkilä等[29]使用Presentation软件编写了语言干预程序,并使用该程序对DLD患儿的音韵技能进行每周5词、每次10~15 min、为期6周的干预。在该研究中,视听组接受了使用视觉和听觉双通道的音韵技能,而听觉组在训练时遮挡电脑屏幕,仅接收听觉信息输入。研究结果显示,视听训练相较于单纯听觉训练有效地提高了儿童的语音技能。CAT有助于提高音韵技能。计算机应用程序具有同时提供声学语音信号和图像或视频信息的双通道输入的优势,并且能够通过将信息层级化,调整提示信息输入的强度和训练难度。层级化的听觉和视觉提示在语音训练中至关重要[37]。能够根据儿童在多次试验中的正确率来调整训练的难度和线索可能是CAT有效的关键。

1.2  词汇能力  词汇理解能力是语言习得的基础,与读写能力密切相关,在学前和学龄阶段迅速发展[38]。Yi等[31]使用璟云康复平台进行了针对词汇理解能力的CAT家庭训练,发现经过3个月训练,接受云康复的DLD患儿在词汇理解能力方面显著优于对照组,训练的频率与他们在语言、记忆和认知任务上的表现成正比。Zwitserlood等[32]利用游戏软件My PlayHome对DLD儿童的词汇能力进行为期8~9周的12次训练,每次10 min。结果显示,干预组和对照组儿童较干预前均有进步,但两组的获益无显著差异。Alant等[39]使用辅助沟通系统(augmentative and alternative communication, ACC)对DLD个案进行干预,干预前后的词汇理解和词汇表达能力均有改善。

上述三项研究均使用CAT将图片和发音结合,以提高DLD患儿的词汇理解或表达能力。但其与传统的基于实物或卡片的词汇学习对比疗效是否更佳,仍有待进一步研究。词汇能力的训练同时也涉及认知功能,通过训练词汇能力,能够促进儿童其他能力的全面发展[40-41]。Yi等[31]认为儿童语言发育可以通过促进儿童生长激素分泌,刺激大脑发育,从而促进儿童智力发展,对提高儿童语言交际能力具有积极作用。因此,针对DLD患儿词汇能力进行训练显得尤为重要。

1.3  语法能力  语法发育是学龄前儿童语言发育的重要组成部分,16~30个月是儿童语法发育的关键时期,36个月前掌握基本的语法元素,至学龄前语法发育基本完成[42]。Hsu等[24]以及Bishop等[19]均使用FFW对DLD患儿的语法能力进行训练。训练过程中,DLD患儿然后通过移动或点击电脑屏幕上的图案,使之与听到的句子相匹配。干预时间为每周5次,每次15 min,共4周。在这两项研究中,患儿在训练项目中的准确性显著提高,但在语法的标准化测试中却没有表现出明显的进步。Washington等[30]使用My Sentence Builder对DLD的表达性语法障碍进行干预,每周1次,每次20 min,持续10周。结果显示,基于CAT疗效明显优于空白对照组,但CAT和非CAT干预之间的治疗效果没有发现显著差异。

研究表明,针对DLD语法障碍,虽然通过CAT进行语法训练是有效的,但在功能泛化方面可能存在不足。可能的原因是,在语法训练游戏中,DLD患儿可以通过记住整个句子或者正确的答案来提高准确性,而并未真正理解句子的语法结构[24]。因此,尽管DLD儿童在分析句子结构方面存在困难,他们仍然可以在训练中有良好的表现。为了提升功能的泛化效果,需要在针对语法等更高的语言功能的训练中,设计更多样化的训练素材和学习模式。

1.4  总体语言能力  Deppeler等[21]、Friel-Patti等[22]、Cohen等[20]和Gillam等[23]4项研究均使用FFW同时对多个语言领域进行了干预,4项研究的干预方案相同:DLD患儿在6周内,每个工作日参加100 min的FFW训练(5个游戏,每个游戏20 min)。当患儿在7个练习中有5个的准确率达到90%,或者在6周结束前10 d不再出现进步时,即干预结束。Deppeler等[21]和Friel-Patti等[22]进行的病例系列研究表明,在标准化语言测试和听觉处理测试中,FFW仅对一半的DLD患儿有效;Cohen等[20]和Gillam等[23]进行的随机对照试验表明,虽然FFW对DLD患儿的语言能力有改善作用,但与常规干预相比,并没有使患儿额外获益。

在上述研究中,使用CAT进行干预的总体语言能力包括接受性语言和表达性语言,如词汇、短语、句子的理解和表达及听觉处理能力。Cohen等[20]指出,由于DLD患儿已经接受了强化的语言治疗训练和教育支持,因此CAT本身并不足以带来额外的功能改善。研究中发现个体之间在干预效果上存在差异,其原因是不同患儿在训练中使用了不同游戏,而不同游戏导致了患儿出现不同的表现模式,然而,导致治疗效果出现差异的FFW元素尚不明确[21]。一项荟萃分析显示,与非计算机治疗组或未治疗组相比,FFW对任何结局指标均无显著影响[43]。因此,还需要进一步的研究来评估特定训练游戏或干预模式的有效性。

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影响CAT语言治疗效果的因素

尽管一些研究已经证明了CAT对DLD语言能力的有效性,但也有证据显示DLD患儿并没有从CAT中额外受益。在为DLD提供CAT语言治疗时,建议考虑以下几个因素:

2.1  干预领域  CAT能有效提高DLD患儿的语音能力和词汇能力等基本语言和言语功能。这些能力的训练通常需要大量的重复和层级化视听输入提示,而这些都可以通过计算机技术实现,因此CAT在这些干预领域中具有独特优势[25]。语音能力和词汇能力也是学习语法和阅读等高级语言功能的先决条件[44-46]。然而,针对更高级别语言功能(如语法)的训练,则涉及更多认知功能[47],因此在设计CAT应用程序时,应更关注功能泛化,形式多样化和趣味性。

与接受性语言相比,CAT较少用于表达性语言的干预。Law等[48]报道,面对面的言语和语言治疗干预对表达性语音和表达性词汇能力障碍是有效的。然而,在基于计算机的语言表达能力训练中,由于缺乏自动化、及时的反馈,儿童参与训练的积极性下降。随着计算机化语音分析技术的发展,CAT的及时反馈功能有望提高表达性语言的评估和训练的有效性[49-50]。

2.2  提供干预的人员和地点  CAT通常在临床、学校或家中使用,实施干预的人常是语言治疗师、学校教师、父母,或其中两者或三者的组合。在家庭环境中,儿童习惯于自己玩游戏,在干预过程中容易忽视家长的指引[32]。此外,在学校进行的干预可能会占用患儿正常上课的时间,这可能在某种程度上不利于他们的语言发展[18]。Yi等[31]采用了治疗师与家长合作的模式进行干预,即治疗师确定训练内容并发送到患儿账户,家长在家中引导训练。这种模式能够突破语言康复的时空限制,如对生活在偏远地区的儿童语言康复的支持。

2.3  干预持续时间和强度  Frizelle等[51]进行了一项系统回顾,探讨了DLD语言治疗的持续时间对治疗效果的影响。他们指出,频繁的短疗程(每周2~3次,每次约2 min)与不频繁的长疗程(每周1次,约20 min)能带来最佳的语言改善效果。然而,目前对CAT的最佳强度、频率和持续时间尚无定论,需要进一步深入研究以确定最佳剂量。Yi等[31]的研究显示,训练次数与DLD儿童在语言训练任务中的表现呈正比,即训练次数越多,患儿的语言能力获益越大。

目前CAT的最佳持续时间和强度尚不明确。最佳持续时间和强度应使CAT既能满足治疗需求,又能避免过量的屏幕时间给患儿带来的负面影响。屏幕时间的长短与儿童的词汇和总体语言能力呈累积负相关[52-53]。此外,过早接触屏幕也不利于语言发展[54]。研究表明,每天屏幕时间不超过2 h能使其对发育的负面影响最小化[55]。高质量的屏幕使用,如教育节目和共同观看,有望提高儿童语言能力[52]。世界卫生组织建议2岁以下的儿童不应暴露在屏幕前,2~4岁的儿童屏幕时间每天不应超过1 h,5~17岁的儿童屏幕时间每天不应超过2 h[56]。

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小结与展望

CAT在改善DLD儿童的语音能力和词汇能力方面表现出有效性,但对于语法等高级语言能力的疗效尚不明确。目前CAT在改善DLD患儿表达性语言能力的方面的证据较少,随着计算机化语音分析技术的发展,儿童在训练中的语音可被及时转换成声学参数或文字信息,通过即时化游戏反馈,可激发患儿参与治疗的积极性,提高训练的有效性。此外,尽管CAT已被运用于多个语言领域的干预,但暂未发现有文献报道CAT对语用能力的干预效果。由于目前国内对CAT在DLD患儿语言治疗中的效果的研究较少,因此在本研究中未能充分讨论CAT对不同语种之间各语言成分的干预效果的差异。未来需要研发更多针对表达性语言和语用能力的CAT应用程序。本综述引用的部分研究循证级别较低,需要更多高水平随机对照试验来指导未来的CAT应用程序更新和迭代。

参考文献略

编辑:张燕玉

复审:王冰

审核:庄晓文



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