《PLOS One》：Eye movement analysis detects early neurological alterations in cirrhotic patients classified as not having minimal hepatic encephalopathy by the Psychometric Hepatic Encephalopathy Score
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**摘要**
肝硬化患者中，经心理测量肝性脑病评分（PHES，一种用于诊断轻微肝性脑病的标准化神经心理测试组合）分类为无轻微肝性脑病（MHE，肝硬化患者中最早期可识别的肝性脑病阶段）者，可能存在细微的认知功能改变，这些改变可通过眼动分析加以检测。本研究的目的
**摘要**
肝硬化患者中，经心理测量肝性脑病评分（PHES，一种用于诊断轻微肝性脑病的标准化神经心理测试组合）分类为无轻微肝性脑病（MHE，肝硬化患者中最早期可识别的肝性脑病阶段）者，可能存在细微的认知功能改变，这些改变可通过眼动分析加以检测。本研究的目的为：（1）开发一项基于特定心理测量测试的评分，用以检测肝硬化患者的早期认知功能改变；（2）识别可用于检测上述改变的眼动参数。共计118例肝硬化患者（根据PHES，32例诊断为MHE，86例无MHE）和35名健康对照接受了心理测量评估和基于视频眼动图（video-oculography，一种利用视频记录和量化眼球运动的技术）的眼动测试。在无MHE的患者中，46例（53.5%）表现出认知功能受损，研究人员利用一项基于若干心理测量测试中最受影响变量的新型评分，将其分类为早期认知障碍（early-MHE）。该评分利用包含519例肝硬化患者和74名年龄匹配健康对照的历史队列开发，纳入的最优参数组合来自d2测试（评估选择性注意和持续注意力的测试）、口头符号数字模式测试（Oral SDMT，评估心理加工速度）和Stroop测试（评估认知灵活性和抑制控制能力）。早期MHE患者在认知表现和眼动测试中均表现出更差的结果，尤其在反眼跳（antisaccade，要求受试者将视线转向目标对侧位置的测试）和注视（fixation）任务中。这些异常在MHE患者中更为显著，提示从PHES未检出障碍的患者到MHE患者之间存在认知功能障碍的连续谱。在检测轻度认知改变（早期MHE + MHE）方面，预测价值最高的眼动变量来自水平和垂直反眼跳任务以及注视测试。按眼动任务分组的多元分析显示，包含水平反眼跳任务变量的模型取得了最佳的预测效能，受试者工作特征曲线下面积（AUROC）为0.803（95%置信区间：0.711-0.896；p < 0.0001），在相对风险截断值为65.66%时，灵敏度为66.7%，特异度为90.6%。眼动分析是一种快速、客观且非侵入性的工具，可用于检测肝硬化患者的细微神经功能改变。该方法可能有助于更早地识别认知障碍，并支持及时的临床干预。
**论文解读**
**一、研究背景与问题**
轻微肝性脑病（MHE）是肝硬化患者中最早期可识别的肝性脑病阶段，其特征包括认知功能和执行功能的损害，如选择性和持续性注意力、视空间知觉及运动速度等方面的障碍。这些损害对患者的日常功能、生活质量及生存率产生负面影响，并增加跌倒和住院风险。MHE被认为是进展为显性肝性脑病（overt HE）的主要危险因素，因此早期识别和干预对于改善患者预后具有重要意义。
自1998年第11届世界胃肠病学大会以来，心理测量肝性脑病评分（PHES）已被广泛接受为诊断MHE的参考标准。然而，过去十年间多项研究揭示，PHES在识别所有存在轻度认知和运动障碍的患者方面灵敏度不足。Butz等的研究显示，共济失调和某些运动异常可能是部分肝硬化患者在传统心理测量测试检出缺陷之前的脑功能障碍早期标志。Felipo等和Giménez-Garzó等进一步发现，PHES分类为"无MHE"的患者中，分别有相当比例已在注意力测试（Stroop测试）和双手协调能力方面表现出损害，其中Giménez-Garzó等报告该比例达42%，且这些患者发生临床并发症（包括显性肝性脑病）的风险增高。
上述发现表明，单纯依赖PHES可能导致大量存在早期神经功能损害的肝硬化患者未被检出。此外，心理测量测试在实际应用中存在耗时、需要培训专业人员、需按年龄和教育水平校正等局限，致使其在常规临床实践中的推广受限。因此，亟需开发客观、快速、可重复且灵敏的工具，以促进肝硬化患者认知障碍的早期检测。
认知加工过程的改变常反映在眼跳（saccadic eye movements）异常中，因此眼动参数分析已被视为多种神经系统疾病（包括多发性硬化、帕金森病和阿尔茨海默病）中早期检测认知和运动功能障碍的有价值方法。已有研究证实肝硬化患者存在眼动异常，且这些异常与心理测量表现及脑病严重程度相关。本研究团队此前利用基于视频眼动图的凝视追踪系统评估了伴和不伴MHE的肝硬化患者的眼动改变，发现MHE患者在177个测量参数中有56个参数表现出异常，且这些异常与注意力和心理加工速度缺陷相关。
**二、研究目的与意义**
鉴于PHES无法检出所有存在早期细微认知改变的肝硬化患者，本研究的第一项目的在于开发一项评分，以识别和分层那些虽经PHES分类为无MHE、但实际已存在早期认知改变的肝硬化患者（研究人员称此亚组为"早期MHE"即early-MHE）。第二项目的在于对视频眼动图记录的5类视觉任务（视觉引导眼跳、记忆引导眼跳、反眼跳、平滑追踪和注视测试）共164个眼动参数进行全面分析，以识别能够检测PHES无法发现的早期神经功能改变的眼动参数组合。本研究的创新性在于：首次明确界定并表征了early-MHE这一患者亚组；首次证实这些患者在眼动方面亦存在特异性异常；基于上述发现开发并内部验证了基于眼动参数的预测模型，可作为早期认知障碍的快速筛查工具。
**三、关键技术方法**
本研究为横断面研究，连续纳入2018年4月至2024年7月在西班牙巴伦西亚两家医院门诊就诊的118例肝硬化患者（纳入标准：年龄大于18岁，经肝组织学或临床、生化及影像学综合标准确诊为任何病因的肝硬化；排除标准：当前或既往显性肝性脑病、近6个月饮酒、感染、近期使用抗生素超过6周、消化道出血、使用影响认知功能的药物、肝细胞癌及神经系统或精神疾病）和35名健康志愿者作为对照组。所有受试者在同一天接受临床评估、心理测量评估和血氨及常规生化指标检测。心理测量评估包括PHES测试组合、Stroop测试、口头SDMT、d2测试、数字广度和字母-数字排序测试以及双手和视运动协调测试。眼动分析采用基于视频眼动图的凝视追踪系统（OSCANN desk100），依次评估10项眼动任务。early-MHE评分的开发基于74名年龄匹配健康对照的历史队列（以均值±2个标准差建立正常参考值）和519例肝硬化患者的历史队列，采用Adam和Foley方法构建复合评分。统计学分析采用单因素方差分析或Kruskal-Wallis检验（视数据分布而定），p值经错误发现率（FDR）法校正，显著性水平设为FDR < 0.05。预测模型采用广义线性模型构建，并按照TRIPOD声明采用1000次自举重采样和乐观值校正进行内部验证。
**四、主要研究结果**
**（1）早期MHE患者的分类**
研究人员利用历史健康对照队列（n = 74）建立了各心理测量变量的正常参考值（均值±2个标准差），将其应用于519例肝硬化患者的历史队列后，筛选出受损频率最高的变量：d2测试的专注力指数（CON，受损比例40.7%）、d2测试的总表现得分（TOT，34.9%）、口头SDMT的正确应答数（29.1%）以及Stroop测试的不一致任务得分（18.2%）。这些变量评估了互补的认知功能域。采用Adam和Foley方法，将每例患者在各参数上偏离健康对照均值的标准差数量标准化后求和，得到复合评分。无MHE患者中复合评分≤-4者被分类为early-MHE。据此标准，86例无MHE患者中46例（53.5%）被识别为early-MHE。
**（2）人口学、临床及心理测量特征**
各组间在年龄、肝硬化病因或终末期肝病模型（MELD）评分方面无显著差异。MHE组中Child-Pugh B级患者比例高于无MHE组（NMHE）。early-MHE和MHE患者在early-MHE复合评分及所有单项测试（字母-数字排序测试除外，该测试中early-MHE患者仅与对照有差异）中的表现均显著差于对照组和NMHE患者。MHE患者在PHES、Stroop不一致任务、口头SDMT和数字广度顺背测试中亦显著差于early-MHE患者。
**（3）眼动测试表现**
在视觉引导眼跳和记忆引导眼跳任务中，潜伏期相关参数在MHE患者中受损最为显著，early-MHE患者亦表现出较对照组延长的潜伏期。在垂直记忆引导眼跳任务中，early-MHE患者的正确眼跳次数低于对照组和NMHE患者。在平滑追踪任务中，MHE患者在水平和垂直条件下的追踪时间百分比、总均方位置误差及增益等方面表现出损害；early-MHE患者在水平平滑追踪中表现出总均方位置误差增加和增益降低。
反眼跳任务（水平和垂直）显示出最多的异常参数。在水平反眼跳任务中，early-MHE和MHE患者在反射性眼跳的潜伏期和持续时间及其标准差、正确和错误反眼跳数量方面均显著异于对照组和NMHE患者。在注视任务中，early-MHE和MHE患者在眼跳数量、双变量轮廓椭圆面积（BCEA，衡量注视稳定性的指标）和水平标准差（Ox）方面均表现出显著异常。
交互分析表明，性别与任何眼动变量之间无显著交互作用。肝病严重程度（Child-Pugh和MELD评分）与眼动参数的交互作用主要体现在水平和垂直平滑追踪任务及垂直反眼跳的若干参数中，而水平反眼跳参数未显示与肝病严重程度评分存在显著交互作用。
**（4）眼动参数预测认知障碍的能力**
ROC曲线分析显示，大量眼动参数对早期认知改变（early-MHE + MHE）具有显著预测能力，其中12个参数的AUROC超过0.7，主要来源于反眼跳（水平和垂直）和注视任务。
**（5）多元预测模型**
研究人员按眼动任务分组构建了多元模型。基于水平反眼跳任务中6个判别效能最高变量的模型取得了最佳预测性能：AUROC为0.803（95%置信区间：0.711-0.896），在相对风险截断值65.66%时灵敏度为66.7%，特异度为90.6%（p < 0.001）。经乐观值校正的1000次自举内部验证得出的AUC值为0.750（95%置信区间：0.646-0.858），与原始模型相近。酒精病因或糖尿病对预测模型中眼动参数无显著影响。
**五、讨论与结论**
本研究表明，相当比例的肝硬化患者存在PHES无法检出的细微认知改变，支持肝病相关认知障碍呈梯度进展的模式。这一梯度同样反映在眼动异常中：部分眼动改变在认知障碍谱系的早期即出现（early-MHE和MHE患者均存在而NMHE患者无），部分在early-MHE阶段出现并在MHE阶段加重，另一些则仅在MHE阶段出现。这种渐进模式提示眼动功能障碍与认知损害恶化之间存在连续谱关系。
在机制层面，反射性眼跳潜伏期延长可能反映顶叶眼区与上丘之间通信的改变；注视不稳定性（Ox、BCEA增加）提示上丘-黑质网状部-尾状核通路的参与；反眼跳任务中正向错误增加可能反映外侧顶内沟和楔前叶7a区参与的视空间转换过程受损，与MHE中的既往发现一致。
在所有评估的眼动任务中，反眼跳和注视参数——尤其是水平反眼跳任务衍生的参数——展现了最佳的识别早期认知改变患者的能力。水平反眼跳模型经内部验证表现出稳健的预测效能，且其变量不受性别分布、糖尿病、酒精病因或肝病严重程度的显著干扰。
本研究的局限在于横断面设计无法得出时间性进展或因果关系的结论；early-MHE亚组的识别及相关眼动异常应视为探索性发现，有待独立前瞻性研究确认；尽管内部验证显示模型稳定性良好，未来仍需外部验证以确认其稳健性和通用性。从实践角度看，反眼跳任务仅需数分钟即可完成，提示眼动评估可能代表一种快速、客观的肝硬化患者早期认知改变筛查工具。
**研究结论**：部分肝硬化患者存在PHES测试组合无法检出的细微认知改变，支持与肝病相关的认知障碍呈梯度模式。这一梯度亦反映在眼动异常中，后者可为肝硬化患者的早期神经功能障碍提供灵敏标志物。在评估的各项眼动任务中，反眼跳和注视参数——尤其是水平反眼跳任务衍生参数——展现了最佳的识别早期认知改变患者的能力。上述发现提示，眼动分析可作为一种有用且客观的方法，用于检测肝硬化中的早期认知改变。尚需在独立队列中开展进一步研究以验证上述发现并确定其潜在临床效用。
