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将时间序列分析应用于言语治疗的设想

来源:中华医学实践杂志 作者:黄燕平 2011-6-29
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摘要: 【摘要】 本文介绍了时间序列分析和言语治疗的定义,阐明了将时间序列分析应用于言语治疗的目的及意义,探讨了运用数学模型确定康复相关因素的原理,讲述了失语症的代表性治疗方法,并从心理学的角度探寻了内在动机、自我意识、认知策略与患者康复的关系。 【关键词】 时间序列。言语治疗。设想 1 引言......


【摘要】  本文介绍了时间序列分析和言语治疗的定义,阐明了将时间序列分析应用于言语治疗的目的及意义,探讨了运用数学模型确定康复相关因素的原理,讲述了失语症的代表性治疗方法,并从心理学的角度探寻了内在动机、自我意识、认知策略与患者康复的关系。

【关键词】  时间序列;分析;应用;言语治疗;设想

 1 引言

  将言语治疗看作一个康复系统,将时间序列视为该系统在不同时间、不同条件下的响应。通过对时间序列的研究,来认识该系统的结构特征,应用时间序列分析的原理及方法,从动态的角度刻画言语障碍与言语治疗之间的内在数量关系及其变化规律。比较不同患者个体间言语康复发生发展的趋势,确定动态变化变量间的因果关系,用于预测和控制其康复的未来行为,修正和重新设计系统,尽力使言语治疗科学化、规范化、标准化、国际化。

  时间序列分析是用随机过程理论和数理统计学方法,研究随机数据序列所遵从的统计规律,包括一般统计分析,统计模型的建立与推断,以及关于随机序列的最优预测、控制和滤波等内容[1]。言语治疗是根据言语治疗学理论对言语障碍患者进行治疗,使其改善言语状况,达到与人交流沟通的一门技术[2]。言语治疗学集医学、听力学、语音学、教育学、心理学、语言病理学及电声学等多学科于一身,是由言语治疗专业人员对各类言语障碍者进行治疗或矫治的一门专业学科[3]。其内容包括对各种言语障碍进行评定、诊断、治疗和研究,对象是存在各类言语障碍的成人和儿童。言语障碍包括失语症、构音障碍、儿童语言发展迟缓、发声障碍和口吃等。

  2 研究方法

  根据系统的有限长度的运行记录(观察数据),建立能够比较精确地反映时间序列中所包含的动态依存关系的数学模型,并借以对系统的未来行为进行预报。将患者姓名、性别、年龄、职业、学历、利手、爱好、发病时状况、临床诊断(CT或MRI)、发病前后言语状况、语言功能(听、说、读、写、计算)检查等,看作系统的随机输入,而统计数据(如患者经过一段时间的治疗后在语言方面的改变)看做系统的输出,运用时间序列基本原理,推导ARMA模型的定阶及参数估计,建立数学模型。

  2.1 ARMA模型

  如果一个系统在时刻t的响应Xt不仅与它以前时刻t-1、t-2……的响应Xt-1、Xt-2……有直接关系,而且还与以前时候t-1、t-2……进入系统的扰动εt-1、εt-2……,存在着一定的相关关系,那么,这类系统称为自回归移动平均系统,简记为ARMA系统。其模型结构为:Xt=φ0+φ1Xt-1+…+φpXt-p+εt-θ1εt-1-…-θqεt-qφp≠0,θq≠0E(εt)=0,Var(εt)=σ2ε,E(εtεs )=0,s≠tE(Xsεt)=0,s   简记为ARMA(p ,q)

  2.2 言语治疗方法

  2.2.1 语言障碍的检查

  语言障碍的检查目的主要有两个:(1)为确定诊断、决定治疗方针、制订训练计划提供依据;(2)在治疗、手术、使用装具、施行训练计划前后,对其采用对策的效果进行评价。常用失语症检查方法:(1)汉语标准失语症检查;(2)波士顿诊断性失语症检查;(3)西方失语症成套测验。

  2.2.2 评价

  评价是建模的基础,它将问诊、观察、检查的结果进行总结、分析、综合而得出结论,并量化为数据指标。它能衡量语言障碍的严重程度和具体情况,确定各种影响患者交流能力的因素,精确评定患者残存的交流能力,预测患者可能的康复进程,确定切实可行的治疗目标,设计恰当的治疗方案,以确保最大限度交流水平的恢复。评价包括初期评价、再评价、预后预测、终末评价等。每次评价都会产生时间序列的数据,而这些数据构成了建模的数据支持系统。

  2.2.3 失语症治疗的主要方法

  (1)Schuell刺激疗法。该方法应用最广泛。其原理为:对患者进行强的听觉刺激和适当的语言刺激,进行多途径的语言输入,在给予听刺激的同时给予视、触、嗅等刺激,以达多种感觉之间的相互促进。在反复利用感觉刺激的过程中,注重刺激应引出反应,并对反应予以强化或矫正。(2)阻断去除法。研究者们认为大脑一定区域的损伤,会造成某种功能的阻断,使得失语症患者的语言交流不能正常进行。在治疗的过程中,通过具体词和句子的选择性练习,可以促进语言的恢复,并且这种恢复不只是只局限在所练习过的词和句子范围内,还可以推广到相似内容或相似结构的语言材料上,可以将未受阻断的词和句子作为“前刺激”,引出有语义关联的词和句子的正反应,而使“阻断”去除。

  (3)功能重组法。此学说认为,损伤干扰了功能系统,而恢复则是通过对功能系统残存成分的重新组织或再加上新的成分,而产生出一个适合于操作的新的功能系统,让患者把学会的或自行发现的新的认知策略作为操作的新的基础。该法即运用正常的功能系统来协助受损功能系统的改善。(4)促进实用交流能力的训练(PACE)。该法采用日常交流活动的内容为训练课题,选用接近现实生活的训练材料,根据患者不同的交流水平,采取适当对应的方式,调动患者的兴趣及训练动机,同时根据实际情况及时调整交流策略,使患者参与到日常交流中来。

  2.2.4 建立模型(定阶、参数估计) (1)采用残差方差图定阶法

  ARMA模型:σ^ 2ε (p,q)=1 (N-p)-(p+q+1) Q(μ^ φ^ 1,…,φ^ p,θ^ 1,…,θ^ q )(2)模型参数估计,采用矩估计φ1φ2…  φp=ρp ρp-1 … ρp-q+1ρp+1 ρp … ρp-q+2… … …ρp+q-1 ρp+q-2 … ρp-1ρp+1ρp+2… ρp+qγk(Yt)=∑n i,j=0φiφjγ^ k+j-iσ^ 2ε=1+φ^ 21+…+φ^2p 1+θ^ 21+…+θ^ 2qσ^ 2X其中, σ^ 2X为时间序列{Xt}的样本方差

  3 临床结果

  失语症的预后呈现以下趋势:(1)训练开始期:越早预后越好;(2)年龄:越年轻预后越好;(3)轻重程度:轻度预后好;(4)原发疾病:脑损伤范围小和初次脑卒中预后好,脑外伤比脑卒中预后好;(5)合并症:无合并症者预后好;(6)利手:左利或双利比右利者预后好;(7)失语类型:表达障碍为主比理解障碍为主者预后改善好;(8)性格:外向性格者预后好。

  4 讨论

  4.1 时间序列的特点

  (1)顺序性;(2)随机性;(3)前后时刻(不一定相邻)的数据具有相依性,即系统的动态规律性;(4)从整体上看,时间序列呈现某种趋势性或周期性。

  4.2 时间序列用于预测

  根据患者病程长短、病情轻重、失语类型、开始训练的时间、智能水平、自我意识、对恢复的期望等因素建立模型,通过模型进行预测,看患者可能恢复到什么程度,在哪个区间。

  4.3 与失语症患者康复有关问题的探讨

  (1)对恢复的期望,患者和家属对恢复训练期望高者预后好。出现这种情况,是否与患者盼望早日康复的动机有关?这有待从心理学上获得答案。所谓动机,是指引起和维持个体的活动,并使活动朝向某一目标的内在心理过程或内部动力。在言语治疗的过程中,患者的内部动机是维持患者学习言语的基本动力。此时患者具有三种最基本的内在动机,即好奇内驱力(即求知欲,渴望获得言语知识和技能)、胜任内驱力(即成功的欲望,能理解和表达)和互惠内驱力(即能与人沟通交流),这种内在动机能让患者克服训练中遇到的困难,从而使训练收到好的效果。

  (2)自纠能力,有自纠能力和意识者预后好。这一结果说明了自我意识的重要性,所谓自我意识就是一个人对自己的意识,它包括个体对自身的意识和对自身与周围世界关系的意识两个方面,自我意识表现为认知的、情感的和意志的三种形式,分别称为自我认识、自我体验和自我调控。自我认识是自我意识的认知成分,指个体对生理自我、心理自我和社会自我的认识,自我体验是自我意识的情感成分,在自我认识的基础上产生,反映个体对自己所持的态度,自我调控是自我意识的意志成分,指个体对自己行为与心理活动的自我作用过程。利用患者的自我意识,如自爱、自尊、自信的意识,在训练中进行自我监督、自我控制,对错误的地方及时进行自我纠正,在言语治疗的过程中能收到好的效果。

  (3)智能水平,智商高者比低者预后好。这从学历和职业上可作判断。大学以上文化程度从事脑力劳动的患者,明显比同类型的低学历从事体力劳动的患者预后好。这可能与患者的文化底蕴、思维方式、接受知识的水平和认知策略有关。 所谓认知策略即学习者用以支配自己的心智加工过程的内部组织起来的程序性知识。受过高等教育的患者,其编码与组织策略比未受过高等教育的患者强,表现在描述策略、表象策略、归类策略、网联策略等方面技高一筹。因此,文化程度高的患者在接受言语治疗时医患人员的沟通,患者与家属的沟通相对容易一些,效果相对好一些。

  综上所述,将时间序列分析应用于言语治疗乃多学科融合的一个探索。通过医学与数学的联姻,将定性与定量相结合。通过数学模型,找出与患者康复最具相关性的因素,预测患者康复的进程及可能达到的程度,运用心理学知识调动患者学习的积极性,通过再评价,不断对系统进行修改,运用时间序列分析这一数学工具能使治疗达到动态响应。

【参考文献】
   1 肖枝洪,郭明月.时间序列分析与SAS应用.武汉:武汉大学出版社,2009.

  2 李胜利.言语治疗学.北京:华夏出版社,2006.

  3 吴海生,蔡来舟.实用语言治疗学.北京:人民军医出版社,1995.

  


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