Zur Erfassung visuell-räumlicher Orientierung in virtuellen Realitäten bei Personen mit leichten kognitiven Störungen und Personen mit Demenz: Untersuchungsansatz und erste Ergebnisse zur differenzialdiagnostischen und kriterienorientierten Validität des Verfahrens

Abstract

Einleitung: Bei Patienten mit Demenzerkrankungen im allgemeinen und vom Alzheimer Typ im besonderen werden Schwierigkeiten in der Verarbeitung räumlicher Informationen beobachtet, die dazu beitragen, dass Störungen der Orientierung auftreten. Weitgehend unbekannt ist, wann im Verlauf der Erkrankung Orientierungsstörungen auftreten. Die möglichst frühzeitige Erkennung von Demenzen im Alter, vor allem deren häufigster Form, der Demenz vom Alzheimer Typ (DAT), ist ein noch nicht befriedigend gelöstes Problem. Für diese Frage spielen sogenannte leichte kognitive Beeinträchtigungen ("mild cognitive impairment" (MCI)) als denkbare Vorstufe einer Demenz eine wichtige Rolle. Die etablierten Verfahren konventioneller Demenzdiagnostik fokussieren im wesentlichen auf die Prüfung verbaler kognitiver Leistungen. Es liegen in der klinischen Praxis bisher nur wenige und wenig differenzierende Tests zur Erfassung visuell-räumlicher Fähigkeiten vor. Tests, mit denen räumliche Orientierung und Störungen räumlicher Orientierung objektiviert werden können, sind nicht vorhanden. Ziel der vorgestellten Dissertation war eine erste differenzialdiagnostische und kriterienorientierte Validierung der Erfassung eines speziellen Aspektes visuell-räumlicher Orientierung mit einem neu entwickelten Untersuchungsinstrument unter Einsatz einer computersimulierten virtuellen Realität (VR). Methode: Die Untersuchungsgruppe bestand aus 55 Personen, die sich anhand ihrer à priori bekannten psychopathologischen Diagnose in die drei Gruppen gesund, leichte kognitive Störung (MCI) und Demenz unterteilten. Die Untersuchung erfolgte in zwei Sitzungen: 1. Untersuchung visuell-räumlicher Orientierung in der virtuellen Realität (VR) und 2. Erfassung ausgewählter visuell-räumliche Fähigkeiten mit einer Testbatterie etablierter neuropsychologischer Prüfverfahren. Ergebnisse: Im Rahmen der differenzialdiagnostischen Validierung zeigten sich sowohl in der Gruppe der Personen mit MCI als auch in der Gruppe der Demenzpatienten im Gegensatz zur Gruppe der gesunden Probanden Beeinträchtigungen räumlicher Orientierung, die sich als Störungen der exozentrischen Orientierung im Sinne einer "Heading Disorientation" beschreiben lassen. Sieben Aufgaben der Untersuchung visuell-räumlicher Orientierung in der VR erlaubten dabei eine signifikante Unterscheidung der Gruppe der Personen mit MCI sowohl von der Gruppe gesunder Personen als auch von der Gruppe der Demenzpatienten. Im Gegensatz zu den Ergebnissen der Untersuchung in der VR erlaubte keines der konventionellen neuropsychologischen Verfahren eine Differenzialdiagnose der drei Gruppen. Die kriterienorientierte Validierung demonstrierte einen engen Zusammenhang ausgewählter Maße visuell-räumlicher Orientierung in der VR mit Maßen der allgemeinen kognitiven Leistungsfähigkeit, sowie Maßen der Visuokontruktion. Eine multivariate Betrachtung dreier Aufgaben der Instruktionsphase der Untersuchung in der VR ermöglichte die Identifizierung eines Risikotyps in der Gruppe der Personen mit MCI. Dieser Risikotyp zeichnete sich durch ein Profil an Beeinträchtigungen räumlicher Orientierung in der VR aus wie es sich ebenfalls in der Gruppe der Demenzpatienten zeigte. Es wird somit angenommen, dass unter Einsatz des neuen Untersuchungsinstrumentes anhand dieses Risikoprofils an Beeinträchtigungen visuell-räumlicher Orientierung innerhalb der sehr inhomogenen Gruppe der Personen mit MCI die Personen mit MCI identifiziert werden können, die ein erhöhtes Risiko tragen, im weiteren Verlauf an einem Demenzsyndrom zu erkranken.

#### Theoretical Background: Impairment in visuospatial orientation is a common symptom in patients with senile dementia of the Alzheimer´s type (SDAT). Although various studies have shown that verbal and spatial memory span, visuoconstructive abilities and visuospatial functioning are impaired in patients with SDAT, there are few investigations of visuospatial functioning in patients with mild cognitive impairment (MCI). Until now it is not possible to objectively investigate impairment in visuospatial orientation. Patients with mild cognitive impairment show deficits in secondary memory functions and in learning abilities, while primary memory functions appear to be relatively preserved. In some patients, MCI represents the prodrome of a beginning dementia syndrome. Sample: A total sample of 55 subjects was assessed. Prior to the study, all patients underwent neuropsychological and psychiatric assessment at the memory counseling unit at the department of gerontopsychiatry and were diagnosed with either "dementia" or "mild cognitive impairment" according to the International Classificaton of Diseases: ICD-10. The group was then divided into three subgroups according to their à priori known psychopathologic diagnosis: MCI, dementia and healthy. Method: The assessment of visuospatial orientation was twofold: First, one specific aspect of visuospatial orientation in a virtual environment (VE) was assessed, namely the accuracy of direction judgements to given locations in the VE. Second, using standard psychometric tests, visuospatial abilites were tested. The aim of the study was to present a first attempt for the validation of this newly developed instrument to assess visuospatial orientation in a VE. Therefore, a differential-diagnostic validation of the new measures of visuospatial orientation in the virtual reality was carried out, using the prior known diagnosis of the subjects as the external criterion. In addition, a criterion- oriented validation was performed using the results from the assessment of visuospatial abilities through conventional psychometric testing. Results: Patients with dementia as well as patients with MCI showed impairments in visuospatial orientation in the VE that can best be described as impairments in "heading disorientation": The differential-diagnostic validation showed, that 7 newly developed measures of visuospatial orientation in the VE were able to distinguish between patients with MCI and healthy subjects and patients with MCI and dementia. (On the contrary only one of the 6 applied standard test of visuospatial ability was able to differentiate between the three groups). In the analysis of criterion-oriented validity, high correlations between these newly found measures of visuospatial orientation in the VE and visuospatial abilities could be demonstrated. In a further subanalysis, a specific risk-profile of impairments in visuospatial orientation in the VE within the heterogenous group of patients with MCI could be detected. This risk-profile may be used to detect those patients with MCI that are at a high risk for the future progression to dementia. Conclusion: The assessment of visuospatial orientation in a VE demonstrated impairments of visuospatial orientation in patients with dementia and even in patients with MCI. Using these newly developed measures of visuospatial orientation, in the heterogenous group of patients with MCI, a specific risk-profile could be detected, enabling a prediction of those patients with MCI that are possibly at a high risk of developing a manifest dementia in the future.