痴呆症患者与触屏技术的研究:文献综述

简介

痴呆是由慢性或进行性大脑疾病引起的一种无法治愈的综合症[1］．目前全球已有4600多万人感染了该病，预计到2050年这一数字将增至1.315亿[2］．痴呆会影响认知功能的多个领域，包括记忆、思维、理解、学习能力、定向、判断和语言，许多人的动机、社会行为和情感都受到影响[1］．

痴呆症患者经常报告缺乏活动或无聊，无论他们是否仍住在家里或已搬到护理机构[3.，4］．参加有意义的活动可以减少无聊，增加积极情绪。5］．通过选择适当的活动，促进痴呆症患者独立从事活动，可大有裨益，因为它促进了自主性，从而避免对家庭成员或正式照顾者的依赖[6］．

技术在痴呆症护理中的应用越来越多[7]，但据观察，为痴呆症患者开发的技术解决方案一直以“辅助”设备为中心[8-10］．具有讽刺意味的是，这些应用程序通常不是为痴呆症患者准备的，而是为家庭成员或正式护理人员准备的[11］．此外，关于在这方面使用技术援助，特别是在通过电子标签等“辅助”装置监测或控制个人的情况下，存在着一些争论[8］．这突出了在引入技术设备作为痴呆患者的辅助时需要仔细考虑的必要性，并从一开始就清楚“辅助”实际上是为谁提供的。

随着智能手机和平板电脑等触屏技术设备在日常生活中的日益普及，卫生保健专业人员和研究人员越来越多地考虑这些设备对痴呆症患者的潜在适用性[12］．随着人们在更年轻的年龄被诊断出患有痴呆症，这一趋势将继续下去，而下一代人将更加熟悉计算机技术。13］．有人认为，触屏格式是一种更有效的解决方案，因为与使用鼠标和光标的台式电脑相比，它对手眼协调的要求更低[14］．因此，触屏设备的直观特性为其应用提供了一个机会，将痴呆症患者作为该技术的预期用户，对他们来说，好处可能直接体验到。为了实现这一潜力，设计简单和易访问的软件应该被视为优先考虑。

这篇综述概述了触屏技术已用于痴呆症患者的方式，从它的发明到目前的一代触屏设备，解决问题列在文本框1．

方法

系统化的回顾[15]的研究是针对触屏技术对痴呆症患者的使用进行的。

以下搜索词，包括布尔运算符(如AND, OR)和截断符号(用*表示)，用于本评论:(痴呆)OR(阿尔茨海默症*)AND(触摸屏)OR(触摸屏)OR(平板电脑)OR(平板设备)OR(智能手机)OR(智能手机)AND (app*) OR(激活*)OR(游戏*)OR(游戏)。

本综述访问了以下电子数据库，选择这些数据库是因为它们的内容与主题领域相关:通过Web of Science的Medline;PsychINFO via Ovid SP;它;PubMed;通过EBSCO CINAHL;科克伦。搜索扩展到包括相关文章的引用和研究人员的参考文献管理数据库中的现有文章。文献检索时间为2015年7月20日- 2015年8月7日。

在筛选过程中，根据以下标准纳入或排除记录:语言:英语，参与者:患有痴呆症的人，技术:任何具有触摸屏界面的。

上面描述的搜索协议最初的结果是通过数据库搜索返回121篇参考文献，通过其他来源或手工搜索返回12篇额外的参考文献。删除了重复的项目，结果是95。随后，根据标题(19)或摘要(21)对纳入和排除标准进行审查的文章被删除。结果有55篇文章作为全文文件获得。在阅读了所有这些文章后，又有10篇因不符合纳入和排除标准而被排除;要么是因为这些研究没有真正涉及痴呆症患者，要么是因为触摸屏界面没有特色。最后审查共列入45篇文章。图1给出了搜索过程的流程图(改编自[16])。

‎ 把这个图

结果

结果概述

45篇文章符合纳入标准，被纳入本次审查。多媒体附录1介绍了综述的总结结果，并对这些文章的信息进行了整理，以提供对该主题的概述，并根据中概述的问题进行了组织文本框1．

使用的上下文

在审查期间，共确定了3大类触摸屏技术的使用:(1)评估和筛选(14篇文章);(2)辅助技术与认知康复(24篇);(3)休闲活动(9条)。两份文件载有有关辅助装置和休闲活动的资料，列入这两类。辅助类和休闲类的多篇论文都强调了相同的设备或软件。我们已经详细讨论了这些类别中的每一类。值得注意的是，大多数“评估和筛选”类别的论文大多将触屏设备描述为用于交付测试的设备，很少讨论选择特定技术的影响。

评估和筛选

触摸屏技术首次用于痴呆症患者是在1986年[17]的研究中，将使用触敏屏幕与使用带有外围响应设备的传统计算机显示器进行比较，以提供两种认知评估或筛选测试。在20世纪90年代初，有两篇文章描述了将触屏技术纳入认知评估:剑桥神经心理测试自动化电池(CANTAB) [18]及法语行政鉴定考试(ECO) [19］．触屏继续用于这些目的，最近的一些测试全局认知的例子证明了这一点[20.或一连串的认知测试[21-23]用于检测痴呆或轻度认知障碍(MCI)。

除了全球认知评估外，几篇文章报道了使用触摸屏技术对特定认知功能进行测试:视觉注意[24，工作记忆[25，执行功能[26，以及视觉运动技能[27，28］．本主题的其余文章[29通过在触摸屏电脑上进行计算机迷宫测试来预测驾驶性能。

这些文章中的绝大多数为触屏格式开发了原始测试，如爱丁堡痴呆症应用程序[23]及触屏式痴呆症评估量表[22］．只有一项研究报告了对现有测试的调整;稀疏字母显示测试[24]，这是以前在电脑上展示的，但没有使用触摸屏格式。

辅助技术与认知康复

大多数文章描述了使用触摸屏技术为痴呆症患者或他们的照护者提供辅助功能，或呈现互动式认知练习。

其中五篇论文讨论的是“电脑互动回忆及对话辅助”(CIRCA)。这是一种通讯支援工具，使用数码回忆资料，促使痴呆症患者与对话伙伴进行对话[30.-34］．其他几项研究也使用在触屏界面上呈现的回忆材料来提供其他辅助功能[9，35-39］．在艺术治疗和职业治疗中，使用触屏技术来支持治疗师也很明显[40-42］．多篇文章报道了使用触屏技术来解决痴呆症患者日常生活的多种活动(ADL) [43-46，包括日历、日记、视频通话和位置跟踪。虽然使用了不同的术语来描述他们的关注点，但本节所分类的其余文章都使用了触屏技术向痴呆症患者展示认知练习，要么使用最初设计的软件[47-51]或现有软件[52］．

休闲活动

前面提到的几篇文章都是关于游戏或休闲活动;然而，设计这些测试是为了评估认知能力[21，26，提供认知刺激[37，45]，或协助提供治疗性干预措施[40，41］．很少有研究关注纯粹为了娱乐或休闲目的的游戏或活动。

被评论的文章中有三篇描述“活在当下”(LIM) [31，53，54)，这是一套触屏游戏和活动，在项目的不同阶段包括虚拟环境、技能游戏、机会游戏和创造性活动，共同的因素是它们都是与痴呆症患者合作设计的。3篇文章采用原创设计;2注重音乐创造力[55，56和1 .独立或在团队中提供愉快的活动[39］．本节的其余文章调查了现有触摸屏活动的使用情况，而不是专门为痴呆症患者开发的活动[5，10，13］．

触摸屏技术选择

许多人(虽然不是全部)在评论文章中报告了他们选择触屏技术的原因。原因可以归纳为以下几类:直观的控制方法(9篇)，管理的实用性(12篇)，自定义和适应的能力(4篇)，以及设备的多功能特性(10篇)。这些原因将被进一步探讨。

直观的控制

触屏控制方法被广泛认为是直观的[5，10，17，47并且易于使用[25，39，这对痴呆症患者非常有利。不需要外部输入设备，例如键盘和鼠标，是有益的，因为它减少了输入信息所需的认知负荷[10，17，24，47］．这是在《蒂皮特和塞尔吉奥》中直接提到的[28)，当触控界面直接放在电脑显示器上方时，痴呆症患者在视觉运动测试中的表现最高，而当触控界面放在电脑显示器前面或旁边时则相反。Carr等人在研究中使用了类似的方法[17他报告说，在使用外部反应板的小组中，参与者有时会本能地伸出手去触摸屏幕。另一个例子是Ott等人[29，参与者被要求使用触控笔在迷宫中画出一条路径，以复制使用纸和笔的“自然”方法。

实用性

在进行认知测试时，触摸屏电脑被视为更实用的解决方案，原因有很多。这包括提高数据输入的准确性[18，25，29，灵活而又规范的管理[25]，通过避免实验者效应来减少管理偏差[20.]，在财务上有效实施[22，25，29]，以及该技术在卫生保健环境中的广泛可用性[23］．

此外，使用触屏电脑可减少员工准备和管理多种资料的实际需要，例如怀旧资料[30.，33，38，42，52］．对于经常忙碌的临床工作人员来说，这是一项潜在的节省时间的措施[41］．

定制

在触屏设备上显示的程序和应用程序可以设计成便于定制的，这使得易于适应，因此它们可以响应用户的需求[13，25，37，40，41］．以可访问的格式在程序中提供定制选项，使护理人员或治疗师能够为每个人量身定制程序[40，41］．这对痴呆症患者尤其有益，因为随着时间的推移，程序可以对他们的认知功能和能力的变化做出反应。例如，在游戏中，包含难度选项非常重要，这样每个玩家都能找到合适的入口。37］．文献中强调的定制的另一个好处是在管理认知评估方面，能够轻松地操纵实验参数，从而允许重复测试，同时避免习得的反应[25］．

多功能使用

平板电脑和智能手机等触屏设备的另一个优势是，它们可以为用户提供广泛的功能。正如文献所反映的，这些设备可以满足痴呆症患者的多种需求，例如，增加社交、提供记忆提示、促进活动和提供教育工具[10，13，36，37，44］．例如，在回忆活动中，照片和音乐可以同时访问，增加了它们触发记忆的可能性[38］．各种可下载的应用程序可以被添加到这些设备上，这只会增加这些功能的可用性[5，52］．据报道，内置和可附加的附件，例如相机[35]和传感器[48甚至可以通过这些设备进一步增加可用的功能。

硬件和软件

在文献中报道的地方，在这里讨论与回顾研究中使用的硬件和软件相关的信息。被认为最相关的信息是平板设备或智能手机的屏幕尺寸和型号及其操作系统(OS)。为了便于比较，所有屏幕尺寸都被转换为英寸(对角线)，如果在本单元中还没有显示的话。

屏幕大小

文章中使用的触屏设备大小不一，主要取决于使用的是显示器(最大的)、平板电脑还是智能手机(最小的)。14篇文章报告并指明使用触屏显示器或与显示器结合使用的触摸敏感界面[17，21-25，28-30.，33，34，40，46，51，53］．这些研究中的屏幕尺寸在14 - 32英寸之间，模式尺寸为20英寸。6篇文章报道并指明使用平板电脑，屏幕尺寸均为9.7。[5，10，39，42，52］．有3篇文章报道并指定使用手机，尺寸为2.8“[46˝[3.5],133.8“[43］．

在尺寸方面，更大的屏幕对有认知障碍的人来说是有利的，特别是在有视觉障碍的情况下[56］．这将支持显示器的使用，但平板设备和智能手机的便携性也被视为有利条件。25]，以及可下载应用程序的可用性和易用性[5，52］．考虑到平板设备的大小和重量，应考虑在交互过程中适当放置平板设备，建议将设备放置在表面(如桌子)上，并将高度提高到用户舒适的水平，以减少肌肉压力[25］．最后，智能手机屏幕的小尺寸在用户测试中被强调为痴呆症患者的一个潜在问题。43］．

型号与操作系统

所有报告使用平板电脑并指明使用哪种设备的研究都使用了苹果iPad。5，10，39，42，52］．在讨论选择iPad和苹果iOS的原因时，Lim等人[10]评论说，与安卓或Windows操作系统相比，它的使用方便，这是一个特别重要的因素，因为预期用户是痴呆症患者。Android (48], Windows [43和苹果[13在指定智能手机使用的研究中，它们都被用作操作系统。Zmily等人的研究中[48]涉及到近场通信(NFC)技术的使用，选择Android操作系统主要是因为，在当时，大多数具有NFC功能的移动设备使用Android。谈及应用开发，Pang和Kwong [37]指出，为痴呆症患者设计的应用程序应该同时针对苹果和安卓开发，让人们可以选择购买什么设备，特别是在成本方面。

独立使用

在回顾的文章中，触摸屏技术的使用涉及痴呆患者和设备之间的一系列交互水平。有支持的使用很常见，也就是说，痴呆症患者在临床医生或护理人员在场的情况下与技术交互，可以鼓励或分享输入[23，28，30.，33，34，38，41，42，56］．许多研究涉及为独立使用设计的设备，或使用现有的设备，由痴呆症患者独立使用[9，10，13，20.，22，24，26，32，35，37，43-45，47，53，54］．在某些情况下，独立使用是成功的。例如，Lim等[10)报告称，一半的参与者能够独立使用iPad进行休闲活动，四分之一的人能够在没有支持的情况下存储和充电。使用LIM游戏的参与者被允许单独与触屏互动，大多数人能够独立导航系统，甚至在原型阶段。53］．三分之二的参与者能够独立使用同伴系统，尽管剩下的三分之一不能，作者引用个人动机和身体损伤作为潜在因素[9］．虽然“COGKNOW”系统是为痴呆症患者独立使用而设计的，但在实践中发现，那些与伴侣生活在一起的人倾向于依赖伴侣的支持[44］．几篇文章报道了与独立使用触屏设备有关的痴呆患者的积极因素，包括放松[9,享受9，45，54],自治[9，45，54),动机(26],社会化[32]和订婚[54］．

在回顾独立触摸屏使用证据的文章中，与成功结果的潜力相关的关键因素出现了;即培训，使用提示，综合反馈和视觉设计。现在将讨论这些因素中的每一个。

培训

有许多研究的例子是，在参与者被要求独立使用设备之前，使用了培训或演示阶段[13，24-26，28，48，57］．在一些情况下，这涉及到研究人员或临床医生演示或指导设备的使用，然后是一个熟悉阶段，观察参与者使用设备，以便验证他们的理解[24，25，28，57］．在使用这种方法的一个例子中，只有当临床医生满意参与者能够独立使用器械时，熟悉阶段才会结束，最多可进行8次试验[28］．在另一个例子中，在这一阶段使用了实际试验测试的简化版本，以防止学习偏差[24］．Zmily等[48]预测这个演示是必要的，考虑到目标人群通常使用计算机设备的经验较少，这在他们的结果中得到了支持。在他们的案例研究中，Astell等人[13]的结论认为，参与者能够成功采用多种形式的新技术，是因为研究人员提供了高水平的适当培训和支持，但这并不总是可行的。

提示

许多文章都描述了如何在其软件中使用集成提示来引导或重新获得用户的注意力，尽管结果各不相同。在开发LIM游戏的过程中，研究团队考虑并试验了许多不同形式的提示，包括文本框、动画、语音和角色[注1]。53，54］．虚拟形象的想法被拒绝了，因为它可能会过度分散注意力，而口头语音提示虽然被实现了，但却经常被忽视(可能是因为它的合成性质无法识别)，或者过于依赖，导致用户只能等待下一次收到指令的被动体验。相比之下，文本框和动画被发现更成功，结论是过度侵入性的提示是不必要的[54］．其他研究报告在他们的项目中使用口语提示[20.，22，35，48，或通过人工录音或合成文本到语音。井上等人[22的研究报告称，参与者更有可能发现提示在痴呆症的早期阶段是有用的。在Meiland等人[44，使用视觉和音频提示在很大程度上是不成功的，用户要么没有注意到提示，要么忽略它。

在如何触发提示的问题上，这些研究之间也存在差异，例如，在一段时间不活动之后[53，54];遵循预定数量的错误[26];或者使用人工智能，通过眼球追踪和触屏来检测投入程度的降低[41］．

反馈

在设计或选择供痴呆症患者使用的触屏软件时，反馈对用户输入的响应的重要性在几篇文章中进行了讨论[24，54，56］．反馈应该包含与输入相关的动画或音效，并且应该是即时的，以确认用户互动。54］．

视觉设计

当在触屏设备上专门为痴呆症患者设计界面时，综述文献建议避免复杂性[35，37，40，56］．引导或实现目标所需的步骤应减至最少[35-37，56]，界面整洁[56]，以及一致使用颜色和图标，以便用户有语境感[35-37］．传统的应用程序设计可能对痴呆症患者有问题，下拉菜单和没有文本的模糊图标，因此应该避免[36，37］．图标、文字和图形的大小应适合可能有视力障碍的人[36，37，47]和交互元件应足够大的尺寸，以允许较不精确的电机控制[47］．

在市场领先的触屏设备上流行的多点触摸控制方法有潜力为痴呆症患者提供更容易、更吸引人的互动[41］．然而，在多点触控的情况下，由于用户在与另一个用户交互时将手放在屏幕的一个部分上，会有意外手势的风险。17，56，尽管经过深思熟虑的编程可以防止这种情况[17，41］．使用熟悉的图像来提示用户的活动对认知障碍患者是有帮助的。54]，并提供人们熟悉的活动，例如探索日常环境的虚拟表现形式[53或现有游戏的数字版本[10也显示出在这一人群中很受欢迎。

为了支持设计过程，Astell等人[33]建议对研发团队的所有成员进行痴呆症方面的教育，让每个人都能花时间与痴呆症患者交谈，并寻求他们的意见。亦建议与用户合作进行迭代设计过程[32，53］．这可以降低发布性能不佳、稳定性问题或不适合用途的产品的风险，这对于获得痴呆症患者、他们的家人和支持他们的服务的接受和采用至关重要[44］．

讨论

应用程序的知识

尽管触摸屏技术在痴呆症患者身上的应用总体上还处于初级阶段，但在研究结果中强调的3个主要背景(评估、ADL和休闲)中，文献中最明显的差距是这些设备在休闲活动中的应用。从文献搜索中只有8篇文章可以被归类到这一领域，在这其中只有6个项目被推荐，因为多篇文章集中在同一个工作上。考虑到全球领先的智能手机和平板电脑应用商店中最受欢迎的应用类别是游戏，这就更不寻常了。没有理由相信痴呆症的诊断会改变人们的兴趣和爱好。此外，对痴呆症患者和照顾他们的人来说，最大的挑战之一是找到方法为他们提供刺激和有意义的活动。

了解为什么触摸屏技术在过去被使用在这一人群中，可以帮助我们做出未来如何使用它的决定。考虑到这项技术发展的速度，以及内部(软件)和外部(硬件)的新设计特性的可用性，这是特别相关的。回顾文献，很明显，触摸屏技术吸引研究人员、临床医生和与痴呆症患者合作的设计师的是直观的控制方法。虽然这并不完全是一项新技术(卡尔和他的同事们在30年前就已经开始使用它了)。17)，近年来，它在可用性、普及性和可负担性方面的增长，或许为痴呆症患者提供了一个使用个人电脑的新途径。文献中讨论的实用性、可定制性和多功能功能在一定程度上也可以应用于非触摸屏计算设备。然而，结合直观的控制方法，这项技术引起了那些与痴呆症患者打交道的人的兴趣，这并不奇怪。可能需要进一步考虑的领域包括，如何最好地实现定制，以提高这项技术的可访问性，以及如何在如此大量的应用程序可用的情况下，确定哪些应用程序可能适合痴呆症患者。

也许最难分析的结果与硬件有关，因为在市场上最可用和最受欢迎的产品(因此提供了最多的机会)与最适合这一人群的产品之间存在着潜在的差异。这篇综述中提到的大多数研究都使用较大的触屏设备(最常见的是20英寸)。与其他研究中使用最多的苹果iPad相比，iPad的尺寸几乎是iPad的4倍。在其中一些案例中，很可能是别无选择，因为具有“可接受”硬件的平板设备直到2010年才广泛使用。58］．考虑到在软件设计方面获得的知识，更大的界面肯定对这一人群有益。然而，由于像iPad这样的平板设备提供了如此多易于访问的、低成本的应用程序，而且它们较小的尺寸(相对而言)提供了更强的便携性，这种技术也有优势。目前可能没有足够的信息来明确回答这个问题，考虑到各种环境和个体差异(例如，个人或群体活动、年龄、身体损伤的存在)，不太可能有一个“一刀切”的解决方案。如果从早期研究中衍生出的更大触屏的交互原理可以在平板电脑上实现，那么这可能会提供一种可行的、经济可行的方法。明智的做法是，在每项研究之前考虑具体的目标人群和背景，并在做出决定之前咨询痴呆症患者和护理人员。

限制

在审查期间，很明显，许多文章没有报告可能被认为与完成对本专题的全面概述有关的所有资料。这种缺乏，加上所确定的文章数量相对较少，是应用调查结果的一个限制因素。例如，如果报告应用程序或设备的试验的研究始终包含痴呆症患者认知障碍的年龄和严重程度的信息，这将促进有关该技术如何在该疾病的不同阶段使用的知识。这并不是说一定会有相关性，正如Kerssens等人[9的研究报告称，独立使用技术更多地与个人动机或对技术的好奇心有关，而不是与认知功能水平有关。

另一个潜在的限制是，这篇综述可能没有揭示所有涉及使用触屏技术治疗痴呆患者的研究。他们决定只收录那些直接提到使用“触摸屏”(或“触屏”)界面的文章。我们尽了一切努力去研究替代术语，但没有找到一致的结果，因此“触摸屏”(或“触摸屏”)决定了搜索结果。这也凸显出，除了作为纸笔认知测试的替代品之外，触摸屏在这一人群中获得的直接研究很少。

结论

回顾的文献可以被视为一个新兴的证据体系，证明痴呆症患者可以独立使用触摸屏技术。当然，这里涉及到所需的适当支持水平，无论是在人还是在技术层面，都有一些警告，但显然有足够的理由保证在这一领域继续进行研究。研究结果突出了许多学习成果，同时也确定了目前研究不足的领域。很明显，触摸屏设备不仅对痴呆症患者有用，而且其广泛的功能提供了巨大的潜力，可以在许多不同的情况下改善他们的生活。