计算机化神经行为测试系统的编制
作者：李学义 吴兴裕 韩厉萍 王家同 王涛 庄勇 杜建英 万自立 付川 沈小凤
单位：李学义 吴兴裕 韩厉萍 王家同 王涛(第四军医大学航空航天医学系 710032)；庄勇 杜建英 万自立 付川 沈小凤(西南航空公司乘务部航医室 610102)
关键词：神经行为；认知能力；测试系统；计算机
中国心理卫生杂志000506 【摘 要】 目的：编制计算机化神经行为核心测试系统。方法：依WHO推荐的神经行为核心测试组合(Neurobehavioral Core Test Battery,NCTB)和上海医科大学计算机化的神经行为测试系统-汉语版(Computer-administered Neurobehavioral Evaluation System Chinese Version,NES-C)为依据，用Visual Basic语言编制，Windows下运行，共23项测试分别测查了感知觉、记忆、思维、心理运动及注意等基本认知能力。结果：经实验室及现场初步测试验证，该软件系统的信度、效度及结果的重现性方面已达到功能设计要求。结论：为研究异常环境下认知功能的变化和神经毒理的研究提供了一种新的测试系统。
, 百拇医药
Computerized Neurobehavioral Test System
Li Xueyi, Wu Xingyu, zhuang yong et al.
(Department of Aerospace Medicine, Forth Military Medical Univ.710032)
【Abstract】 Objective: A computerized neurobehavioral test system was introduced, which was made by visual basic and run under Windows. Method: The neurobehavioral test system was derived from neurobehavioral core test battery (NCTB), which was recommended by WHO and from computerized neurobehavioral evaluation system (Chinese version). It assessed the following functions: perception, memory, thinking, psychomotor, attention and so on. Result: The reliability and validity were proved satisfying. Conclusion: It provides a brief, stable and effective test system for cognitive and behavioral toxicology.
, 百拇医药
【Key Words】neurobehavioral cognitive test system computerize
我们处在一个科学技术飞速发展的信息时代，工作的技术含量和智力成分愈来愈多，认知信息加工和心理运动能力在工作中的地位日益重要。随着科学技术的发展，越来越多的人将暴露于振动、噪声、缺氧、睡眠剥夺或有害物质的条件下从事精细的技术操作。为了精确描述这些异常环境因素对人的认知能力和心理属性的影响，需要对人的基本认知功能和神经行为进行反复测量，而以往的心理测量方法多为问卷或纸笔测验，难以避免测试过程中的偏移而引起系统误差，不易达到高度规范化，不利于对测试结果进行横向比较，多次心理测查易产生学习效应(learning bias)。本研究以大学本科一年级学生为研究对象，进行了计算机化神经行为测试系统信度和效度的研究，为探讨合适的神经行为和认知能力测试方法提供科学的依据。
资料与方法
, 百拇医药 被试者：大学本科一年级学生54名，均为男性，年龄17～18.4岁，身体健康，既往无心理疾患及器质性疾病史，矫正视力大于1.0，均为右利手，听力正常，无吸烟、饮酒、饮茶习惯。
编制依据及原始资料：依据WHO推荐的神经行为核心测试组合(Neurobehavioral Core Test Battery,NCTB)[1]、美国神经毒理学家Baker与Letz的计算机化神经行为评价系统(Computer-administered Neurobehavioral Evaluation System,NES)[3，4]、以及上海医科大学公共卫生学院劳动卫生教研室与上海工业大学自动化控制教研室协作编制的软件“电子计算机化神经行为评价系统中文版”(Computer-administered Neurobehavioral Evaluation System Chinese Version,NES-C)[2]作为编制本软件的基础。
, 百拇医药
计算机软件的建立：依据国际认可或公开发表的有关神经行为测试系统，即采用普遍认可的量表结合本教研室工效研究的经验，我们将神经行为分为感知觉、记忆、思维、心理运动和注意五种基本认知能力，分别进行测量。用Visual Basic语音编制神经行为测试系统软件，在Windows环境下运行，使用弹出式菜单、下拉式菜单及多窗口环境等技术，为用户提供方便友善的人机接口。用户可以方便的使用下拉菜单对被试者的基本情况(姓名、年龄、性别等)进行记录，可以根据研究需要，设置测验参数，选择测试项目，组成合理的测试组合，软件将自动记录测试的时间及结果(含反应时间、正确数、错误率等)。
作业绩效的计算方法：
基本神经行为可选择测试项目简介 测试项目
所反映的认知功能
, http://www.100md.com
耗时(分)
感知觉
长度判断(Length Discrimination Test)
视感知能力
3
图像比较(Pattern Comparison Test)
视感知速度
3
速度估计(Speed Estimate Test)
空间知觉
4
, 百拇医药
视觉保留(Visual Retention Test)
视觉记忆
2
符号译码(Symbol-digit Substitution Test)
译码速度
1.5
数字检索(Two-digit Search Test)
视觉检索能力
1.5
思维
心算测验(Mental Arithmetic Test)
, http://www.100md.com
智力运算能力
1.5
系列加减(Serial Addition/subtraction Test)
判断运算能力
1.5
识符检数(symbol-digit Inference Test)
逻辑思维
2
记忆
记忆扫描(Memory Scanning Test)
短时记忆能力
, 百拇医药
2
连续识别记忆(Continuous Recognition Memory Test)
学习记忆
3
记忆长廊(Memory Corridor Test)
符号记忆
4
空间记忆(Space memory Test)
方位记忆
2
心理运动
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视觉简单反应时(Visual Simple Reaction Time)
视反应速度
2
听觉简单反应时(Auditory Simple Reaction Time)
听反应速度
2
视觉复杂反应时(Visual Choice Reaction Time)
视判别及反应速度
2
注意
数字划销(Digit sign Test)
, 百拇医药
注意转移
2
数字搜索(Digit search Test)
注意广度及范围
3
黑红数字(Black-red Figure Test)[5]
注意的广度及转移
4
连线测验(Line Connect Test)
注意转移
1.5
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注意广度(Attention span Test)
注意范围
3
视听分配(Visual-auditory Allocation)
注意分配
3
注意转移(Attention Shifting Test)
注意分配及转移
3
测试方法：实验前组织受试者进行测试项目的操作练习和熟悉实验环境，以取得真诚合作，要求能正确理解指导语和熟练操作以使测试结果更加可靠。完成测试后一周重复以上测试，两次的结果进行相关性检验，同一组被试者在完成本系统测试24小时后，进行神经行为测试系统(NES-C)测试，以检验测试系统的效度。实验由同一主试者主持，固定专用计算机，规范操作程序，时间均在18：30-21：30进行，以排除昼夜节律的影响。
, 百拇医药
统计学处理：采用社会科学用统计软件包(Statistical Package for the Social Science,SPSS)进行相关性分析和配对t检验。结 果
一、信度检验
1.重测信度：对54例被试者进行重复测试，前后相隔一周。以反映同一认知能力的各项测验的重测相关系数的平均值作为此认知功能重测相关系数，结果为：感知觉0.80、记忆0.78、心理运动0.62、思维0.68、注意0.82，测试系统重测信度符合心理测试重测相关系数0.6～0.8的设计要求。
2.分半信度：我们按照测验项目序号的奇偶数将测试分为对等的两半，然后分别计算反映同一认知功能各项测验之间一致性系数，感知觉0.82、记忆0.74、思维0.65、心理运动0.79、注意0.79，结果显示本测试系统内部一致性检验合格。
二、效度检验
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1.效标效度：目前国内常用的测查认知功能软件是NES-C，其具有较高的信度及效度，我们以NES-C测试绩效作为效标，采用相同的被试者(54名)，先后测试本测验和NES-C，以各项测验绩效的平均值作为此认知功能的综合绩效，并计算其绩效相关系数，感知觉0.77、记忆0.80、心理运动0.65、思维0.63、注意0.88。结果表明本测试系统与NES-C有良好的相关性。
2.实验室测查效度：我们以经典的纸笔测验、NES-C和本软件系统相对比，同时测查54名被试者在地面(西安地区海拔高度为300m)和3600m高度(低压舱模拟)的缺氧暴露1h后的基本认知功能的变化，以自身为对照，以各项测验综合绩效的平均值作为认知能力的绩效，计算3600m暴露时的综合绩效显著降低的人数(以P<0.05为显著性界限)并与经典方法对比以计算出灵敏度，感知觉54/54=1、记忆54/54=1、心理运动48/51=0.94、思维53/54=0.98、注意54/54=1。
讨 论
, 百拇医药
本测试系统依据WHO的神经行为核心测验组合和上海医科大学的神经行为测试组合(NES-C)，故编制依据可靠。经重测信度和内部相关性信度检验基本合格，和NES-C测验相同受试者结果显示两者具有很好的相关性。其效度和信度均已达到设计的要求。
神经行为的测试源自于实验心理学和临床心理学，主要通过问卷和纸笔测验来完成，由于采用的方法及实验条件的不同，难以避免测试过程中的偏移而引起系统误差，很难进行横向比较[2]，本测试软件系统采用计算机技术，使神经行为测量更加客观、规范、定量化，全部测试由计算机程序控制，从而消除了由于主试者偏移带来的系统误差[6]；计算机化的指导语、操作、测试、结果储存与分析融为一体，测试结束后立即得到测试结果使信息得到及时反馈；若受试者对指导语不理解，操作不当时，计算机能给予指导使实验正确顺利的进行。
以往的计算机化神经行为测试系统(NES和NES-C)主要由IBM BASIC语言编制，在IBM计算机DOS环境下运行。测试题目的间隔和呈现时间由循环语句控制，故不同主频的计算机因运行速度不同而使题目呈现和间隔的时间不同，不利于进行横向比较，且由于测试题目的固定，难以消除学习效应，不适用于反复测试。本软件系统可在486以上型计算机上Windows环境下运行，与Windows95、Windows98完全兼容，弹出及下拉式菜单和多窗口技术，使测试更加快捷、方便、可靠。测试题目的间隔和呈现时间由计算机系统时间函数控制，可精确到0.01s；跨越多种Intel硬件平台，与计算机的主频和运行速度无关，使结果更加稳定、客观，以便进行横向比较。本测试系统采用随机的方法在保证题目“难度”的情况下使题目有所变化，每一测试项目有一个“试题库”，我们将经过测验难度一致的试题存于“试题库”(数量一般是每次规定测试题目的5倍)，每次测试时由计算机随机从试题库中抽取一定数量的题目进行测试，克服了以前的测量方法难以消除的“学习效应”(Learning bias)，使同一受试者工前、工后重复测验得以实现。本测试系统能够反复学习、模拟、核正，使神经行为的测量更加规范化、程序化和定量化，提高了认知能力测量的效度和信度。
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神经行为测试具有简便、无创伤、易被接受和比较敏感等优点，本测试系统主旨不是建立常模，而是进行实验过程的自身或组间比较，经初步应用，适用于探讨振动、噪声、缺氧、睡眠剥夺、温度和有害物质等环境因素对认知功能的影响及为神经毒理学的研究提供一种可靠、方便、快捷的测量方法。
参考文献
1.梁有信.介绍WHO推荐的神经行为核心测验组合.工业卫生与职业病，1987，13(6)：331-339
2.孙荣昆、梁有信.计算机化神经行为评价系统的研究与进展.职业医学，1990，17(2)：109-113
3.Baker E L,Letz R,Fidler A.A computer-administered neurobehavioral evaluation system for occupational and environmental epidemiology.J occup Med,1985,27(3):206-212
, 百拇医药
4.Baker E L et al .A computer-administered neurobehavioral evaluation systerm for occupational and environmental epidemiology :Methodology and validation studies.Neurobehav Toxicol Feratol 1985,49:417～424
5.Wechster D.Wechsler Adult Infeliigence Scale-Revised,The Psychological Corporation,1981
6.李雪荣、陈冰梅、苏林雁、等.儿童心理障碍标准化诊断与治疗的人工智能专家系统.中国心理卫生杂志，1998，12(4)：234-236, 百拇医药
单位：李学义 吴兴裕 韩厉萍 王家同 王涛(第四军医大学航空航天医学系 710032)；庄勇 杜建英 万自立 付川 沈小凤(西南航空公司乘务部航医室 610102)
关键词：神经行为；认知能力；测试系统；计算机
中国心理卫生杂志000506 【摘 要】 目的：编制计算机化神经行为核心测试系统。方法：依WHO推荐的神经行为核心测试组合(Neurobehavioral Core Test Battery,NCTB)和上海医科大学计算机化的神经行为测试系统-汉语版(Computer-administered Neurobehavioral Evaluation System Chinese Version,NES-C)为依据，用Visual Basic语言编制，Windows下运行，共23项测试分别测查了感知觉、记忆、思维、心理运动及注意等基本认知能力。结果：经实验室及现场初步测试验证，该软件系统的信度、效度及结果的重现性方面已达到功能设计要求。结论：为研究异常环境下认知功能的变化和神经毒理的研究提供了一种新的测试系统。
, 百拇医药
Computerized Neurobehavioral Test System
Li Xueyi, Wu Xingyu, zhuang yong et al.
(Department of Aerospace Medicine, Forth Military Medical Univ.710032)
【Abstract】 Objective: A computerized neurobehavioral test system was introduced, which was made by visual basic and run under Windows. Method: The neurobehavioral test system was derived from neurobehavioral core test battery (NCTB), which was recommended by WHO and from computerized neurobehavioral evaluation system (Chinese version). It assessed the following functions: perception, memory, thinking, psychomotor, attention and so on. Result: The reliability and validity were proved satisfying. Conclusion: It provides a brief, stable and effective test system for cognitive and behavioral toxicology.
, 百拇医药
【Key Words】neurobehavioral cognitive test system computerize
我们处在一个科学技术飞速发展的信息时代，工作的技术含量和智力成分愈来愈多，认知信息加工和心理运动能力在工作中的地位日益重要。随着科学技术的发展，越来越多的人将暴露于振动、噪声、缺氧、睡眠剥夺或有害物质的条件下从事精细的技术操作。为了精确描述这些异常环境因素对人的认知能力和心理属性的影响，需要对人的基本认知功能和神经行为进行反复测量，而以往的心理测量方法多为问卷或纸笔测验，难以避免测试过程中的偏移而引起系统误差，不易达到高度规范化，不利于对测试结果进行横向比较，多次心理测查易产生学习效应(learning bias)。本研究以大学本科一年级学生为研究对象，进行了计算机化神经行为测试系统信度和效度的研究，为探讨合适的神经行为和认知能力测试方法提供科学的依据。
资料与方法
, 百拇医药 被试者：大学本科一年级学生54名，均为男性，年龄17～18.4岁，身体健康，既往无心理疾患及器质性疾病史，矫正视力大于1.0，均为右利手，听力正常，无吸烟、饮酒、饮茶习惯。
编制依据及原始资料：依据WHO推荐的神经行为核心测试组合(Neurobehavioral Core Test Battery,NCTB)[1]、美国神经毒理学家Baker与Letz的计算机化神经行为评价系统(Computer-administered Neurobehavioral Evaluation System,NES)[3，4]、以及上海医科大学公共卫生学院劳动卫生教研室与上海工业大学自动化控制教研室协作编制的软件“电子计算机化神经行为评价系统中文版”(Computer-administered Neurobehavioral Evaluation System Chinese Version,NES-C)[2]作为编制本软件的基础。
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计算机软件的建立：依据国际认可或公开发表的有关神经行为测试系统，即采用普遍认可的量表结合本教研室工效研究的经验，我们将神经行为分为感知觉、记忆、思维、心理运动和注意五种基本认知能力，分别进行测量。用Visual Basic语音编制神经行为测试系统软件，在Windows环境下运行，使用弹出式菜单、下拉式菜单及多窗口环境等技术，为用户提供方便友善的人机接口。用户可以方便的使用下拉菜单对被试者的基本情况(姓名、年龄、性别等)进行记录，可以根据研究需要，设置测验参数，选择测试项目，组成合理的测试组合，软件将自动记录测试的时间及结果(含反应时间、正确数、错误率等)。
作业绩效的计算方法：
基本神经行为可选择测试项目简介 测试项目
所反映的认知功能
, http://www.100md.com
耗时(分)
感知觉
长度判断(Length Discrimination Test)
视感知能力
3
图像比较(Pattern Comparison Test)
视感知速度
3
速度估计(Speed Estimate Test)
空间知觉
4
, 百拇医药
视觉保留(Visual Retention Test)
视觉记忆
2
符号译码(Symbol-digit Substitution Test)
译码速度
1.5
数字检索(Two-digit Search Test)
视觉检索能力
1.5
思维
心算测验(Mental Arithmetic Test)
, http://www.100md.com
智力运算能力
1.5
系列加减(Serial Addition/subtraction Test)
判断运算能力
1.5
识符检数(symbol-digit Inference Test)
逻辑思维
2
记忆
记忆扫描(Memory Scanning Test)
短时记忆能力
, 百拇医药
2
连续识别记忆(Continuous Recognition Memory Test)
学习记忆
3
记忆长廊(Memory Corridor Test)
符号记忆
4
空间记忆(Space memory Test)
方位记忆
2
心理运动
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视觉简单反应时(Visual Simple Reaction Time)
视反应速度
2
听觉简单反应时(Auditory Simple Reaction Time)
听反应速度
2
视觉复杂反应时(Visual Choice Reaction Time)
视判别及反应速度
2
注意
数字划销(Digit sign Test)
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注意转移
2
数字搜索(Digit search Test)
注意广度及范围
3
黑红数字(Black-red Figure Test)[5]
注意的广度及转移
4
连线测验(Line Connect Test)
注意转移
1.5
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注意广度(Attention span Test)
注意范围
3
视听分配(Visual-auditory Allocation)
注意分配
3
注意转移(Attention Shifting Test)
注意分配及转移
3
测试方法：实验前组织受试者进行测试项目的操作练习和熟悉实验环境，以取得真诚合作，要求能正确理解指导语和熟练操作以使测试结果更加可靠。完成测试后一周重复以上测试，两次的结果进行相关性检验，同一组被试者在完成本系统测试24小时后，进行神经行为测试系统(NES-C)测试，以检验测试系统的效度。实验由同一主试者主持，固定专用计算机，规范操作程序，时间均在18：30-21：30进行，以排除昼夜节律的影响。
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统计学处理：采用社会科学用统计软件包(Statistical Package for the Social Science,SPSS)进行相关性分析和配对t检验。结 果
一、信度检验
1.重测信度：对54例被试者进行重复测试，前后相隔一周。以反映同一认知能力的各项测验的重测相关系数的平均值作为此认知功能重测相关系数，结果为：感知觉0.80、记忆0.78、心理运动0.62、思维0.68、注意0.82，测试系统重测信度符合心理测试重测相关系数0.6～0.8的设计要求。
2.分半信度：我们按照测验项目序号的奇偶数将测试分为对等的两半，然后分别计算反映同一认知功能各项测验之间一致性系数，感知觉0.82、记忆0.74、思维0.65、心理运动0.79、注意0.79，结果显示本测试系统内部一致性检验合格。
二、效度检验
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1.效标效度：目前国内常用的测查认知功能软件是NES-C，其具有较高的信度及效度，我们以NES-C测试绩效作为效标，采用相同的被试者(54名)，先后测试本测验和NES-C，以各项测验绩效的平均值作为此认知功能的综合绩效，并计算其绩效相关系数，感知觉0.77、记忆0.80、心理运动0.65、思维0.63、注意0.88。结果表明本测试系统与NES-C有良好的相关性。
2.实验室测查效度：我们以经典的纸笔测验、NES-C和本软件系统相对比，同时测查54名被试者在地面(西安地区海拔高度为300m)和3600m高度(低压舱模拟)的缺氧暴露1h后的基本认知功能的变化，以自身为对照，以各项测验综合绩效的平均值作为认知能力的绩效，计算3600m暴露时的综合绩效显著降低的人数(以P<0.05为显著性界限)并与经典方法对比以计算出灵敏度，感知觉54/54=1、记忆54/54=1、心理运动48/51=0.94、思维53/54=0.98、注意54/54=1。
讨 论
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本测试系统依据WHO的神经行为核心测验组合和上海医科大学的神经行为测试组合(NES-C)，故编制依据可靠。经重测信度和内部相关性信度检验基本合格，和NES-C测验相同受试者结果显示两者具有很好的相关性。其效度和信度均已达到设计的要求。
神经行为的测试源自于实验心理学和临床心理学，主要通过问卷和纸笔测验来完成，由于采用的方法及实验条件的不同，难以避免测试过程中的偏移而引起系统误差，很难进行横向比较[2]，本测试软件系统采用计算机技术，使神经行为测量更加客观、规范、定量化，全部测试由计算机程序控制，从而消除了由于主试者偏移带来的系统误差[6]；计算机化的指导语、操作、测试、结果储存与分析融为一体，测试结束后立即得到测试结果使信息得到及时反馈；若受试者对指导语不理解，操作不当时，计算机能给予指导使实验正确顺利的进行。
以往的计算机化神经行为测试系统(NES和NES-C)主要由IBM BASIC语言编制，在IBM计算机DOS环境下运行。测试题目的间隔和呈现时间由循环语句控制，故不同主频的计算机因运行速度不同而使题目呈现和间隔的时间不同，不利于进行横向比较，且由于测试题目的固定，难以消除学习效应，不适用于反复测试。本软件系统可在486以上型计算机上Windows环境下运行，与Windows95、Windows98完全兼容，弹出及下拉式菜单和多窗口技术，使测试更加快捷、方便、可靠。测试题目的间隔和呈现时间由计算机系统时间函数控制，可精确到0.01s；跨越多种Intel硬件平台，与计算机的主频和运行速度无关，使结果更加稳定、客观，以便进行横向比较。本测试系统采用随机的方法在保证题目“难度”的情况下使题目有所变化，每一测试项目有一个“试题库”，我们将经过测验难度一致的试题存于“试题库”(数量一般是每次规定测试题目的5倍)，每次测试时由计算机随机从试题库中抽取一定数量的题目进行测试，克服了以前的测量方法难以消除的“学习效应”(Learning bias)，使同一受试者工前、工后重复测验得以实现。本测试系统能够反复学习、模拟、核正，使神经行为的测量更加规范化、程序化和定量化，提高了认知能力测量的效度和信度。
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神经行为测试具有简便、无创伤、易被接受和比较敏感等优点，本测试系统主旨不是建立常模，而是进行实验过程的自身或组间比较，经初步应用，适用于探讨振动、噪声、缺氧、睡眠剥夺、温度和有害物质等环境因素对认知功能的影响及为神经毒理学的研究提供一种可靠、方便、快捷的测量方法。
参考文献
1.梁有信.介绍WHO推荐的神经行为核心测验组合.工业卫生与职业病，1987，13(6)：331-339
2.孙荣昆、梁有信.计算机化神经行为评价系统的研究与进展.职业医学，1990，17(2)：109-113
3.Baker E L,Letz R,Fidler A.A computer-administered neurobehavioral evaluation system for occupational and environmental epidemiology.J occup Med,1985,27(3):206-212
, 百拇医药
4.Baker E L et al .A computer-administered neurobehavioral evaluation systerm for occupational and environmental epidemiology :Methodology and validation studies.Neurobehav Toxicol Feratol 1985,49:417～424
5.Wechster D.Wechsler Adult Infeliigence Scale-Revised,The Psychological Corporation,1981
6.李雪荣、陈冰梅、苏林雁、等.儿童心理障碍标准化诊断与治疗的人工智能专家系统.中国心理卫生杂志，1998，12(4)：234-236, 百拇医药