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Chinese Journal of Alzheimer's Disease and Related Disorders

Abbreviation (ISO4): Chinese Journal of Alzheimer's Disease and Related Disorders      Editor in chief: Jun WANG

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Chinese Journal of Alzheimer's Disease and Related Disorders >

2021 , Vol. 4 >Issue 4: 269 - 274

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.2096-5516.2021.04.003

Research Articles

Application value of Stroop test in the evaluation of cognitive function in asymptomatic cerebral infarction

  • BAI Qiu-ju , 1, 2 ,
  • HU Jun , 3 ,
  • ZHANG Lin-jing 1 ,
  • CHEN Yu 1 ,
  • ZHANG Yan-hai 1 ,
  • WANG Xian-chan 4 ,
  • CHI Li-yi , 1
Expand
  • 1. 986th Hospital, Air Force Military Medical University, Xi 'an,Shaanxi 710000,China
  • 2. The Second Clinical Medical College, Shaanxi University of Traditional Chinese Medicine, Xianyang, Shanxi712000, China
  • 3. Department of Neurology, Shaanxi Provincial People's Hospital, Xi 'an, Shaanxi 710000, China
  • 4. Unit 91395 of PLA, Beijing, 100000, China

Received date: 2021-08-02

  Revised date: 2021-09-15

  Online published: 2021-12-25

Fold

Abstract

Objective: To compare the application value of MMSE, MoCA and modified Version of Stroop in the evaluation of cognitive function in patients with silent brain infarction (SBI). Methods: A total of 126 subjects (normal group, SBI group and cerebral infarction group 42 in each group) were selected from outpatient or inpatient department of neurology, 986 Hospital of Air Force from December 2019 to January 2021. After completing MMSE, MoCA and C-StroOP, ROC curves of each group were compared. Results: MMSE, MOCA score and the correct number of C-Stroop in normal group and SBI group were significantly lower than those in cerebral infarction group (P < 0.01), and the time of C-stroop was significantly increased (P < 0.01). There were no significant differences in MMSE and MOCA scores between normal group and SBI group (P > 0.05), the correct number of C-Stroop was significantly lower than that of SBI group (P < 0.01), and c-Stroop time was significantly increased (P < 0.01). All the three tests showed good differentiation between SBI and cerebral infarction group, normal population and cerebral infarction group (area under ROC was greater than 0.8). The sensitivity, specificity and area under curve (AUC) of C-Stroop were significantly better than those of MMSE and MoCA scores,MMSE score (0.024, 1, 0.469), MoCA score (0.262, 0.905, 0.533), correct number of C-Stroop task C (0.762, 0.857, 0.809) and time consuming (0.548, 0.905, 0.723). The truncation value of correct number pairs of C-stroop task was 21.5 (AUC=0.809), 14.5 (AUC=0.946) and 16.5 (AUC=0.994) for SBI and cerebral infarction patients. The truncation value of C-stroop t ask C time between normal subjects and SBI was 38.1515 (AUC=0.723), the truncation value between SBI and cerebral infarction group was 42.692 (AUC=0.832), and the truncation value between normal subjects and cerebral infarction was 39.0075 (AUC=0.942). Conclusions: C-Stroop has higher sensitivity and specificity than MMSE and MoCA in the evaluation of cognitive function in SBI patients, and is recommended for the evaluation and rapid screening of cognitive function in SBI patients.

Key words： asymptomatic cerebral infarction; The Stroop test; MMSE; MoCA; Cognitive function

Cite this article

BAI Qiu-ju , HU Jun , ZHANG Lin-jing , CHEN Yu , ZHANG Yan-hai , WANG Xian-chan , CHI Li-yi . Application value of Stroop test in the evaluation of cognitive function in asymptomatic cerebral infarction[J]. Chinese Journal of Alzheimer's Disease and Related Disorders, 2021 , 4(4) : 269 -274 . DOI: 10.3969/j.issn.2096-5516.2021.04.003

无症状脑梗死（silent brain infarction,SBI）指患者没有明确的脑卒中或短暂性脑缺血（TIA）的既往病史,但在CT或MRI检查时发现有与血管分布一致的梗死灶或软化灶,而临床上没有与病灶相关的神经功能缺损的症状和体征[1]。有研究提示SBI患者虽然没有神经系统运动、感觉等局灶性神经功能缺损,但常有认知功能的下降;大量研究表明,SBI能够增加认知障碍疾病的风险[2⇓⇓-5]。因此,临床中应当重视对SBI患者的认知功能的早期筛查评估,及早干预。本研究旨在探索MMSE、MoCA及Stroop在SBI患者认知功能评价中的作用,以期找到一种敏感性和准确性高,可用于临床评估SBI患者认知功能障碍的方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象

前瞻性入组2019年12月至2021年1月空军第九八六医院神经内科门诊或住院人员,共126名受试者。本研究通过空军第九八六医院伦理委员会的审批[审批号：院伦字（2019）28]。受试者在入组时均获得患者本人和（或）法定监护人的知情同意。
正常组纳入来源为定期体检人群,纳入标准：①完成了头颅MRI检查,排除脑梗死病灶;②无任何中枢神经系统症状和定位体征;③年龄>18岁;④发病前无精神病史,无情绪障碍;SBI组纳入标准：① 完成了头颅MRI检查,根据《中国无症状脑梗死诊治共识》[1]诊断标准：无脑梗死或TIA病史及神经定位体征,而影像学有明确的梗死灶或软化灶;②无任何中枢神经系统症状和定位体征;③年龄>18岁;④发病前无精神病史,无情绪障碍;脑梗死组纳入标准：①完成了头颅MRI检查,有明确的脑梗死灶或软化灶;②存在明确中枢神经系统症状和定位体征,入院时NIHSS评分2~15分;③年龄>18岁。
排除标准：根据《中国无症状脑梗死诊治共识》[1]鉴别诊断标准排除扩大的脑血管周围间隙、陈旧性脑出血、脱髓鞘病及血管源性白质高信号等疾病;排除色盲和色弱者,既往有精神病史、未完成所有检查或检查无法合作者;排除其他病因脑梗死：如动脉夹层,Moyamoya病、血管炎、CADASIL、FABRY和线粒体脑肌病等。

1.2 方法

1.2.1 MMSE

简易智力状态检查量表（mini-mental state examination,MMSE）是目前应用最广泛的认知障碍筛查量表,选用1975年Folstein版本的中文修订版,内容包括记忆力、注意力、定向力、语言能力、计算力和视空间能力。最高分为30分,分数在27~30分为正常,分数 < 27分为认知功能障碍[6,7],本研究中采用专人评价,评定人员为神经内科工作5年以上神经内科医师。

1.2.2 MoCA

采用北京版蒙特利尔认知评估量表（montreal cognitive assessment, MoCA）,包括连线实验、视空间、执行功能、命名能力、注意力、复述能力、记忆力、命名、语言、抽象思维、时间定向力、空间定向等多个测试维度,共30分,受教育年限≤12年时总分要加1分。总分≥26分为认知功能正常[8]。

1.2.3 C-Stroop测验

Stroop测验是由美国心理学家John Riddly Stroop在颜色命名实验中发现的[9]。一般认为,念字和说出字体颜色是两个不同的认知过程。当字的颜色与该字所表示颜色的意义不一致时,受试者的反应时间比两者相同时延长。颜色信息和词义信息发生相互干扰的现象就是著名的Stroop效应。临床中常用于评估处理干扰信息的执行功能。本研究根据传统Stroop测验设计了手机版软件,为方便表述,称为C-Stroop。C-Stroop共有3个任务,每名受试者测试前必须读出操作要求,以确保他们明晰任务。测试完成后,统计每个任务的完成时间、正确数、错误数及未应答数。3个任务如下：
任务A：由4种不同颜色的方块（红、绿、黄、蓝）组成,要求受试者尽量快而正确选择色块的颜色（共随机呈现24次）。
任务B,由红、绿、黄、蓝4种颜色的汉字组成,汉字表示的意思和汉字的颜色一致（如“红”用红色的字体）,要求尽量快而正确选择汉字的颜色（共随机呈现24次）。
任务C：将4种表示颜色的汉字（红、绿、黄、蓝）,用红、绿、黄、蓝4种颜色表示,但汉字颜色不同于字义;要求尽量快而正确选择汉字的颜色,而不是相对应文字（共随机呈现24次）。

1.3 统计学分析

计数资料用频数和率表示,组间比较采用χ2检验。计量资料符合正态分布的用（ $\bar{x} \pm s$）表示,组间比较采用单因素方差分析;不符合正态分布的用M（P25~P75）表示,3组间比较采用Wilcoxon检验,进一步组间两两对比采用nemenyi检验。根据工作特征(ROC)曲线分析得出特异度、灵敏度,再根据最大约登指数得出参考界值。所有统计分析使用SPSS 21软件包,双侧检验,以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料比较

收集3组人群的基线资料,经统计学比较,3组人群之间的年龄、性别比、教育程度差异无统计学意义（P >0.05）,见表1。
表1 3组人群基线资料比较

Tab. 1 Comparison of baseline data among 3 groups

组别 正常人 无症状脑梗死 脑梗死 P
年龄 51.88±5.00 52.40±7.20 53.71±12.00 >0.05
性别（男/女） 21/21 22/20 20/22 >0.05
受教育年限 15.67±2.23 11.24±2.25 11.33±5.00 >0.05

2.2 3组人群中MMSE、MoCA及C-Stroop结果比较

结果显示,3组间MMSE、MoCA及C-Stroop测试差异有统计学意义（P<0.01）,见表2。正常组和SBI组的MMSE、MOCA评分及C-Stroop正确数明显低于脑梗死组（P<0.01）,C-Stroop耗时均明显增加（P<0.01）。正常组和SBI患者MMSE、MOCA评分差异无统计学意义（P >0.05）,C-Stroop正确数明显低于SBI组（P<0.01）,C-Stroop耗时均明显增加（P<0.01）。见表3。
表2 正常人群、SBI、脑梗死组人群间MMSE总分、MoCA总分及C-Stroop结果对比

Tab.2 Comparison of MMSE total score, MoCA total score and C-Stroop results among among different groups

项目 MMSE MOCA 任务A用时 任务B用时 任务C用时 任务A正确数 任务B正确数 任务C正确数
正常组 29
(28.75~30)		 27
(26~29)		 30.1255
(26.93475~32.651)		 26.78
(24.67625~29.769)		 32.592
(29.94375~36.2225)		 24(23~24) 24
(23~24)		 23
(22~24)
无症状脑梗死组 29.5
(29~30)		 27
(24~29)		 27.996
(27.136~31.4735)		 27.576
(25.559~29.923)		 38.6535
(32.66~41.13075)		 24
(22~24)		 24
(23.75~24)		 20
(17~21.25)
脑梗死组 27
(23~28.25)		 22
(15~25)		 42.453
(38.749~46.77825)		 38.974
(35.46575~43.9695)		 45.5045
(40.6965~52.15675)		 17.5
(11.75~21.25)		 21
(11~23)		 7
(3~11.25)
χ2 42.819 48.182 63.333 71.997 58.504 56.68 43.612 87.073
p 0 0 0 0 0 0 0 0
表3 3组人群MMSE总分、MoCA总分及C-Stroop结果两两比较（χ 2/P ）

Tab.3 Pair comparison of MMSE total score, MoCA total score and C-Stroop results among the three groups（χ 2/P ）

组别 正常组和无症状脑梗死组 无症状脑梗死组和脑梗死组 正常组和脑梗死组
MMSE 0.20 >0.05 34.57 <0.05 29.46 <0.05
MoCA 0.29 >0.05 32.75 <0.05 39.23 <0.05
任务A用时 0.27 >0.05 50.90 <0.05 43.77 <0.05
任务B用时 0.49 >0.05 48.66 <0.05 58.91 <0.05
任务C用时 8.57 <0.05 21.70 <0.05 57.55 <0.05
任务A正确数 0.85 >0.05 36.14 <0.05 48.04 <0.05
任务B正确数 0.26 >0.05 128.24 <0.05 140.14 <0.05
任务C正确数 12.50 <0.05 32.61 <0.05 85.50 <0.05

2.3 C-Stroop对于SBI诊断的ROC曲线分析

3种测试均对于SBI和脑梗死组、正常人群和脑梗死组认知功能鉴别均具有良好的区分度（ROC下面积均 >0.8）;C-Stroop对正常组和SBI组之间进行鉴别时,灵敏度、特异度、曲线下面积明显优于MMSE、MoCA评分,MMSE（0.024、1、0.469）,MoCA评分（0.262、0.905、0.533）,C-Stroop任务C的正确数（0.762、0.857、0.809）及耗时（0.548、0.905、0.723）。见表4、图1。
表4 3组人群MMSE总分、MoCA总分、C-Stroop各指标约登指数分析

Tab.4 Analysis of MMSE total score, MoCA total score and C-Stroop yoden index of the three groups

组别 测试项目 界值 灵敏度 特异度度 最大约登指数 曲线下面积 P
正常组和无症状脑梗死组 MMSE 25.5 0.024 1 0.024 0.469 >0.05
MoCA 24.5 0.262 0.905 0.167 0.533 >0.05
任务A用时 27.611 0.714 0.357 0.071 0.452 >0.05
任务B用时 24.965 0.833 0.333 0.166 0.565 >0.05
任务C用时 38.1515 0.548 0.905 0.453 0.723 <0.05
任务A正确数 23.5 0.476 0.667 0.143 0.57 >0.05
任务B正确数 19 0.024 1 0.024 0.456 >0.05
任务C正确数 21.5 0.762 0.857 0.619 0.809 <0.05
无症状脑梗死组和脑梗死组 MMSE 27.5 0.619 0.952 0.571 0.857 <0.05
MoCA 26.5 0.929 0.548 0.477 0.859 <0.05
任务A用时 37.001 0.833 0.929 0.762 0.936 <0.05
任务B用时 32.88 0.881 0.952 0.833 0.962 <0.05
任务C用时 42.692 0.667 0.905 0.572 0.832 <0.05
任务A正确数 21.5 0.762 0.905 0.667 0.879 <0.05
任务B正确数 23.5 0.81 0.762 0.572 0.837 <0.05
任务C正确数 14.5 0.857 0.929 0.786 0.946 <0.05
正常组和脑梗死组 MMSE 28.5 0.762 0.762 0.524 0.836 <0.05
MoCA 24.5 0.714 0.905 0.619 0.895 <0.05
任务A用时 37.056 0.833 0.976 0.809 0.934 <0.05
任务B用时 32.836 0.881 0.976 0.857 0.964 <0.05
任务C用时 39.0075 0.857 0.952 0.809 0.942 <0.05
任务A正确数 21.5 0.762 0.905 0.667 0.906 <0.05
任务B正确数 22.5 0.667 0.881 0.548 0.823 <0.05
任务C正确数 16.5 0.929 0.976 0.905 0.994 <0.05
图1 3种测试ROC曲线分析

Fig. 1 ROC curve analysis for three tests

Note: Figure.1.1: ROC curve of SBI diagnosis for each indicator in the normal group and the SBI group; Figure 1.2: ROC curve of SBI diagnosis for each indicator in the SBI group and the cerebral infarction group; Figure 1.3: ROC curve of SBI diagnosis of various indicators in the normal group and the cerebral infarction group

2.4 C-Stroop任务C截断值

C-Stroop任务C正确数对与正常人和SBI的截断值为21.5（AUC=0.809）,SBI和脑梗死人群截断值为14.5（AUC=0.946）,正常人和脑梗死截断值为16.5（AUC=0.994）;C-Stroop任务C耗时对与正常人和SBI的截断值为38.1515（AUC=0.723）,SBI和脑梗死人群截断值为42.692（AUC=0.832）,正常人和脑梗死截断值为39.0075（AUC=0.942）。见表4。

3 讨论

随着磁共振的普及,SBI的发现率在不断增长[10],其普遍检出率约为7%,但对于老年人SBI的检出率则达20%~30%不等[10,11];2018我国专家共识指出SBI发病率是症状性脑梗死的10倍[1]。现研究表明,SBI是显性脑卒中和认知功能障碍的明确高危险因素[12,13],SBI患者罹患痴呆的风险增加了2倍以上,但由于其发病隐蔽,未表现出明确的临床体征而被忽视[1]。目前对于SBI的确诊主要凭借影像学检查,近期也有国外研究发现,SBI患者在MMSE及MOCA的认知测试筛查中表现较差[14.15],但MMSE和MoCA作为目前神经科认知功能评价最为广泛的量表[16],其是否可对SBI患者进行早期识别尚需验证。
Stroop效应自1935年报道以来不断用于执行功能、认知控制能力的测试,一般认为,念字和说出字体颜色是两个不同的认知过程。当字的颜色与该字所表示颜色的意义不一致时,受试者的反应时间比两者相同时延长。颜色信息和词义信息发生相互干扰的现象就是著名的Stroop效应。至今为止,Stroop效应已形成了数十种不同的测试模式[17],主要测试结果有正确数、错误数、未应答数、错误率、耗时、反应时等,而经过对不同测试方法的汇总对比后有学者指出：计算固定时间内的正确答案数可能是一个较为合理评价指标,同时如果不考虑测试的速度,将不足以对Stroop中的性能进行广泛的评估[17],因此本实验主要选定C-Stroop评价指标为正确数及耗时。Stroop任务涉及视觉搜索速度、语言流畅性、工作记忆、认知灵活性和冲突监控等多领域认知功能,在不同疾病有着不同的表现,如PD患者信息处理速度将会大大降低。也有学者认为Stroop测验能比较准确地检查和评价SBI患者认知功能损害情况,可用于识别早期SBI患者认知障碍[18]。
本研究将MMSE、MoCA及C-Stroop 3种检测方法在不同人群之间进行对比。结果显示SBI人群确实存在认知功能减退;同时发现MMSE和MoCA对于SBI和脑梗死患者的认知状态可做出明确鉴别,但MMSE、MoCA得分在SBI和正常人之间差异无统计学意义。尤其SBI患者较正常人群在C-Stroop任务C-认知控制模块中的正确应答数减少、应答耗时延长,此现象提示我们C-Stroop任务C所反映的认知模块较总体认知状态如MMSE、MoCA等在SBI患者身上有更早的减退,C-Stroop任务C可对于SBI患者早期认知功能减退提供参考。在此发现的基础上进一步完成灵敏度、特异度评价,ROC下面积结果显示在正常人群与SBI的鉴别中C-Stroop中任务C正确数及耗时相较于MMSE、MoCA量表敏感度、特异度更优,诊断真实性更高;提示C-Stroop中任务C正确数及任务C耗时可用于SBI患者认知功能减退的早期筛查。为便于临床使用参考,进而计算最大约登指数,得出任务C正确数对于正常人群与SBI的诊断界值为21.5,若SBI患者任务C正确数小于21.5则提示其可能存在认知能力的减退。
本研究中显示C-Stroop对于SBI患者的认知功能减退筛查较MMSE、MoCA量表更为准确,可能原因在于大多数SBI起源于血栓性或栓塞性动脉闭塞[5],因此可以推测,SBI所致认知减退是血管性认知障碍的一种,其更为突出的认知域受损也应该是执行功能受损。本研究中C-Stroop结果未显示与性别存在明确相关,这与2015年意大利一项纳入192名受试者的研究相同[19]。本研究缺少纵向研究,有待进一步随访观察验证本研究结论。
综上所述,C-Stroop作为软件小程序在信息时代更方便推广使用,利于大数据的收集存储,且在认知功能筛查中较MMSE、MoCA具有更高的灵敏度和特异度,推荐用于临床认知功能评价及快速筛查。

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