视觉感知在阅读障碍儿童阅读不同字体及相似词语中的作用

《Ophthalmic and Physiological Optics》：The Role of Visual Perception in Reading Across Fonts and Similar Words in Children with Reading Disabilities

　　**摘要**
**目的**
本研究探讨了6至12岁儿童视觉感知能力与阅读表现之间的关联，重点分析了阅读相似单词以及不同字体单词时的表现。
**方法**
共46名儿童（平均年龄8.3±0.9岁，其中24名有阅读障碍，22名无阅读障碍）接受了评估。使用TVPS-3（视觉感知能力测试，第三版）评估了他们的视觉辨别能力、视觉记忆能力和形状恒常性。阅读速度通过TALEC测试（加泰罗尼亚语阅读分析测试）进行测量。此外，还记录了这些儿童阅读相似单词列表以及不同字体单词列表的阅读速度和准确性。
**结果**
有阅读障碍的儿童在视觉辨别能力、视觉记忆能力和形状恒常性方面的得分显著较低（均为p<0.01），阅读速度较慢，错误率也更高（均为p<0.01）。在这一组中，视觉辨别能力和视觉记忆能力与阅读相似单词显著相关，而视觉记忆能力与阅读不同字体单词也显著相关。在没有阅读障碍的儿童中，形状恒常性与两项任务及TALEC测试表现均具有强相关性（p=0.002）。
**结论**
视觉感知能力对有阅读障碍和无阅读障碍儿童的阅读表现影响不同。虽然这些能力很重要，但如TVPS-3等视觉感知测试的低分并不一定预示其在阅读相似单词或不同字体单词时的表现，这凸显了在临床视光学中需要更全面评估的必要性。

**关键词**
阅读障碍儿童；视觉辨别能力；视觉记忆能力；形状恒常性；阅读速度；阅读准确性参与者被要求尽可能快且准确地朗读这些单词。单词列表以六种不同的字体呈现：Monotype Italics、Lucida Console、Bradley Hand、Mistral、Harrington和Calibri。选择这些字体的目的是为了捕捉可能影响阅读表现的各种排版特征，特别是衬线的存在、笔画对比度以及潜在的视觉拥挤现象。关于所使用单词的更多描述性和视觉示例，请参见补充信息中的表S2：字体特征示例和图S1：视觉示例。在选择过程中，根据学校教师对教育材料中常用字体的经验和熟悉程度进行了咨询。教师们确认所选的字体与学校教科书和学术阅读材料中常见的字体非常相似，因此被认为是适合本研究目的的。像Monotype Italics和Harrington这样的衬线字体在字母末端包含小装饰性笔画；这些特征通常与更正式或传统的字体相关联。这些字体在视觉拥挤程度上也有所不同，而这可能会影响单词识别和阅读流畅性[37, 38]。Monotype Italic、Bradley Hand和Calibri展现出平衡的间距，类似于标准的教育印刷字体，而Mistral和Lucida Console则相对更为紧凑。相比之下，Harrington的比例略显拉伸，这赋予了它一种优雅和装饰性的外观[39]。通过系统地在这些维度上变化字体，研究模拟了儿童在实际阅读过程中可能遇到的多样化排版风格。这种变异性使得能够考察特定的视觉感知技能（如视觉区分能力、形状恒常性和视觉记忆）是否与儿童在阅读任务中适应不同字体特征的能力有关。

(d) 两个包含相似单词的单词列表：两个专为本研究设计的加泰罗尼亚语单词列表，其中包含了在学校的教师的建议下挑选出的拼写和发音相似的单词，这些教师指出了儿童在阅读时经常遇到且容易混淆的单词。一个列表包含单音节单词，另一个列表包含双音节单词。单音节单词列表用于9岁以下的儿童，而双音节单词列表则用于9岁及以上的儿童。两个列表都提供在补充信息中的表S3：相似单词列表。参与者被要求尽可能快且准确地朗读这些单词，同时记录阅读时间和错误数量。

在每个列表中，单词被有意地设计为拼写和发音相似（例如，nas/pas/ras, cara/cama/casa），以增加快速阅读时的视觉混淆可能性。这种设计旨在挑战视觉区分能力，这是一种帮助读者区分字母或结构差异极小的单词的基本感知技能。此外，还考虑了字母位置的相似性（例如，pal/mal/tal, poma/goma/cama）。这些列表使用了常见且适合年龄的词汇，以最小化语义上的陌生感，并突出任务的视觉感知要求。这种设计使得能够评估视觉区分能力、视觉记忆和形状恒常性是否影响处理高度相似单词形式的性能，这是早期阅读和拼写发展中经常遇到的挑战。

**统计分析**
所有数据都记录在电子表格中。Shapiro–Wilk检验表明以下变量遵循非参数分布：有阅读障碍的儿童组中阅读相似单词的结果（p = 0.02）；有和没有阅读障碍的儿童组中阅读不同字体的结果（分别为p = 0.008和p = 0.02）；有阅读障碍的儿童组的视觉区分能力（p < 0.001）；有和没有阅读障碍的儿童组的视觉记忆（分别为p < 0.001和p = 0.048）；两组的视觉恒常性（p < 0.001）以及有阅读障碍的儿童组的TALEC测试结果（p = 0.02）。描述性统计以中位数和四分位数范围的形式报告，适用于有和没有阅读障碍的儿童组。

非参数的Mann–Whitney检验（U检验）被用来比较两组。计算了效应量的等级双列相关（rrb）。应用Spearman的等级相关（ρ）来检验TVPS子测试（视觉区分、视觉记忆和形状恒常性）与TALEC测试和单词列表任务（不同字体和相似单词）之间的关联。为了正式评估组间关联是否不同，应用了Fisher的z转换来比较独立相关系数。这种方法下独立相关性的标准误差为0.32。为了控制多重比较，分别在每个组内应用了Benjamini–Hochberg假发现率（FDR）校正（每个组六次比较）。使用G*Power软件（版本3.1.9.7；www.psychologie.hhu.de/arbeitsgruppen/allgemeine-psychologie-und-arbeitspsychologie/gpower）[40]，计算了比较非正态分布结果所需的最小样本量。假设功效（1-?）为95%，α错误概率为5%（α = 0.05），效应量（d）为1.67，以检测到TALES测试中至少10%的差异（标准差为6[41]），每个组所需样本量为22名参与者。p值< 0.05表示统计显著。

**伦理批准和参与同意**
本研究中涉及人类参与者的所有程序均符合加泰罗尼亚理工大学（UPC）伦理委员会的伦理标准（批准编号22/365882）以及1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修正案。在所有参与者被纳入研究之前，已从他们的法定监护人那里获得了书面知情同意。

**结果**
本研究包括46名参与者，分为两组，即有阅读障碍的儿童和没有阅读障碍的儿童。有阅读障碍的儿童组（n = 24）包括14名男孩（58.33%）和10名女孩（41.67%），平均年龄为8.3±1.1岁。没有阅读障碍的儿童组（n = 22）包括10名男孩（45.45%）和12名女孩（54.55%），平均年龄为8.4±0.6岁。两组在性别分布（Fisher检验，p = 0.56）或年龄（卡方检验，χ2 = 0.72，p = 0.79）上没有显著差异。两组在视力（近处和远处覆盖测试）、NPC破裂和恢复时间以及调节幅度方面也没有统计学上的显著差异（所有变量的p > 0.05；见表1）。

表1 列出了以中位数和四分位数范围（IQR：25–75%）表示的视光学测试的描述信息。

阅读测试的结果见表2。使用TALEC测试测量的阅读速度，有阅读障碍的儿童组显著更高（U = 112.00，p < 0.001，rrb = 0.58）。所有三种视觉感知技能的百分位数得分在有阅读障碍的儿童中显著低于没有阅读障碍的儿童。具体来说，在视觉区分（U = 85.0，p < 0.001，rrb = 0.68）、视觉记忆（U = 140.5，p = 0.006，rrb = 0.47）和形状恒常性（U = 140.0，p = 0.005，rrb = 0.47）方面发现了显著的组间差异。有阅读障碍的儿童组在阅读相似单词的速度上也显著更高（U = 115.0，p < 0.001，rrb = 0.56），但错误更多（U = 106.5，p < 0.001，rrb = 0.60）。使用不同字体的阅读在有阅读障碍的儿童组中存在统计学差异，他们的阅读时间更长（U = 127.0，p = 0.002，rrb = 0.52），错误也更多（U = 89.5，p < 0.001，rrb = 0.66）。

在有阅读障碍的儿童组中，观察到视觉区分能力与阅读相似单词的速度之间存在显著的负相关（ρ = –0.48，p = 0.02），而在没有阅读障碍的儿童组中没有发现显著的相关性（ρ = –0.18，p = 0.40）。视觉记忆在有阅读障碍的儿童组中也显示出与阅读相似单词的速度显著的负相关（ρ = –0.48，p = 0.02），但在没有阅读障碍的儿童组中则没有（ρ = –0.28，p = 0.21）。形状恒常性的趋势则不同：在有阅读障碍的儿童组中没有发现显著相关性（ρ = –0.03，p = 0.89），而在没有阅读障碍的儿童组中存在显著的负相关（ρ = –0.49，p = 0.02）。Fisher的z比较表明这些差异在统计上不显著（所有p > 0.05；表3）。表3同时报告了经过Benjamini–Hochberg FDR校正后的调整p值和原始值。

当单词以不同的字体呈现时，在有阅读障碍的儿童组中观察到显著的负相关，表明视觉区分能力越低，阅读时间越长（ρ = –0.41，p = 0.045）。在没有阅读障碍的儿童组中没有观察到显著的相关性（ρ = –0.35，p = 0.11）。在有阅读障碍的儿童组中，视觉记忆与阅读表现显著相关（ρ = –0.47，p = 0.02），而在没有阅读障碍的儿童组中则不相关（ρ = –0.26，p = 0.24）。相比之下，形状恒常性在有阅读障碍的儿童组中与阅读表现没有显著相关性（ρ = –0.10，p = 0.62），而在没有阅读障碍的儿童组中存在显著的负相关（ρ = –0.54，p = 0.008）。Fisher的z比较表明这些差异在统计上不显著（所有p > 0.05；表3）。表3总结了所有相关性，而图1显示了每种视觉感知技能与阅读表现之间的相关图。在每个组内应用Benjamini–Hochberg FDR校正后，之前在有阅读障碍组中显著的相关性大部分仍然显著，除了视觉区分能力与阅读不同字体的关联外。在没有阅读障碍的组中，只有形状恒常性与阅读不同字体的关联在校正后仍然显著。

图1显示了使用TVPS子测试（视觉区分能力、视觉记忆和形状恒常性）测量的百分位数与阅读相似单词（左侧面板）和不同字体（右侧面板）之间的Spearman相关（ρ）。灰色填充和空心圆分别代表有阅读障碍和没有阅读障碍的儿童组。相关线在有阅读障碍的儿童组中用实线表示，没有阅读障碍的儿童组用虚线表示。

在有阅读障碍的儿童组中，阅读速度与视觉区分能力之间观察到显著的负相关（ρ = –0.48，p = 0.02），而在没有阅读障碍的儿童组中没有发现显著的相关性（ρ = –0.18，p = 0.40）。视觉记忆在有阅读障碍的儿童组中与阅读相似单词的速度也有显著的负相关（ρ = –0.48，p = 0.02），但在没有阅读障碍的儿童组中则没有（ρ = –0.28，p = 0.21）。形状恒常性的趋势则相反：在有阅读障碍的儿童组中没有发现显著相关性（ρ = –0.03，p = 0.89），而在没有阅读障碍的儿童组中存在显著的负相关（ρ = –0.49，p = 0.02）。Fisher的z比较表明这些差异在统计上不显著（所有p > 0.05；表3）。表3还报告了调整后的p值。

**多变量回归分析**
进行了一项多变量回归分析，以基于视觉区分能力、视觉记忆和形状恒常性来预测阅读表现。整体模型是显著的，F（3,45）= 6.69，p < 0.01，解释了阅读表现中32.3%的变异（R2 = 0.32，调整后R2 = 0.28）。视觉区分能力（β = –0.41，p = 0.008）是一个显著的预测因素，而视觉记忆（β = –0.17，p = 0.21）和形状恒常性（β = –0.14，p = 0.34）则不是显著的预测因素。例如，在阅读障碍组中，视觉辨别力的中位数百分位为12.5，而没有阅读障碍的儿童组则为50。考虑到9个百分点的差异大约相当于TVPS-3转换系统中的1个百分位数得分差异[23]，这反映了大约4-5个得分点的临床意义差距。视觉记忆和形式恒常性也显示出显著差异：阅读障碍组的中位数百分位数分别为9.0（视觉记忆）和5.0（形式恒常性），而没有阅读障碍的儿童组则分别为25.0和16.0。然而，阅读障碍组中形式恒常性的中位数百分位非常低，这可能表明存在范围限制效应。这种最低水平的表现在一定程度上会减弱相关性的表现，可能会掩盖该组内形式恒常性与阅读能力之间的关系强度。回归分析进一步强调了视觉感知技能在阅读表现中的特定作用。虽然整个模型具有显著性，解释了阅读结果的32.3%的变异，但只有视觉辨别力被确定为显著预测因素（p=0.008）。这些结果表明，TVPS-3中的这一子测试结果可能对阅读能力的影响比视觉记忆和形式恒常性更为直接。

在阅读不同字体和相似单词时的视觉感知
本研究选择的字体基于教师的专业知识，确保这些字体反映了学生在日常学术环境中通常会遇到的类型。然而，除了生态有效性之外，还需要考虑特定的排版特征如何不同地影响阅读表现。Arditi和Cho发现，是否有衬线字体对成人阅读速度没有显著影响，唯一的可读性优势来自于字母间距的增加，而不是衬线本身[47]。相比之下，Lucida Console、Bradley Hand、Mistral和Calibri等字体是无衬线字体，其字母形状更简单、更清晰，在数字环境和较低分辨率下通常被认为更易读[27]。不同字体的字母笔画粗细对比程度也有所不同。例如，Mistral和Harrington等字体具有高笔画对比度，提供了视觉上较为装饰性的字形，可能会妨碍快速或流畅的阅读，尤其是在较小的字体尺寸或对早期读者而言。Monotype Italics的表现为中等笔画对比度，而Lucida Console、Bradley Hand和Calibri则表现出低笔画对比度，产生了更统一且可能更容易阅读的字母形状。由于这种低对比度字体的一致性和清晰度，它们通常被推荐用于功能性文本[37]。此外，更换不同的字体还会改变字母和行之间的间距，从而影响文字拥挤程度。有研究证实了文字拥挤与阅读表现之间的关系[48]。
在本研究中，不同组别之间的视觉感知技能与阅读表现（即阅读相似单词和不同字体的单词）之间存在不同的相关模式。具体来说，在有阅读障碍的儿童组中，视觉辨别力和视觉记忆与阅读时间在相似单词和不同字体条件下都显著相关，而形式恒常性则没有这种相关性。相比之下，在没有阅读障碍的儿童组中，形式恒常性与阅读表现呈显著相关，而视觉辨别力和视觉记忆则没有达到统计显著性。
尽管组内关联存在差异，Fisher的z检验表明，各组之间的相关性强弱没有显著差异（所有p>0.05）。因此，尽管各组之间的相关模式有所描述性差异，但不能得出结论认为视觉辨别力、形式恒常性和视觉记忆等视觉感知技能的减弱直接导致了阅读相似单词或不同字体阅读表现的下降。尽管在不同组之间观察到了阅读表现的统计显著差异（相似单词p<0.001，不同字体p<0.001），但眼科临床实践中应意识到需要进行更全面的评估。语音处理、认知能力和语言技能等因素也会影响阅读表现，不应直接将这些因素与视觉感知技能联系起来。

limitations
由于本研究首次考察了不同字体下视觉感知技能对阅读影响的临床假设，因此设计了符合现实临床条件的实验。在常规临床或学校实践中，在评估有阅读困难的儿童时并不总能进行全面的身心智（IQ）、语音处理和注意力能力的评估。本研究的目标是调查使用TVPS测量的视觉感知技能是否在使用相似单词和不同字体的生态有效条件下，与有阅读障碍和无阅读障碍儿童的阅读表现之间存在有意义的关联。然而，为了保持研究的科学性，必须认识到某些限制。首先，已知智商[49]、情绪状态[50]和社会经济地位[51]等因素会影响6-12岁儿童的阅读表现。本研究中，所有参与学校均为同一大都市区的私立机构，学校心理学家报告所有参与者的智商均符合其年龄范围。然而，智商、情绪状态和社会经济背景并未直接进行评估，这限制了对其可能影响的解释能力。此外，由于参与者仅来自私立学校，样本可能无法代表普通人群，特别是公立学校的学生。此外，TVPS-3的表现可能受到共同注意力、工作记忆和执行功能等一般认知因素的影响。鉴于阅读障碍与注意力缺陷多动障碍（ADHD）之间存在明确的共病关系[12]，注意力因素可能部分中介了视觉感知技能与阅读表现之间的关联。未来结合注意力和高阶功能的直接测量将有助于区分特定的视觉感知贡献与更广泛的认知影响。
另一个限制是本研究没有区分阅读障碍或阅读障碍的亚型，以及阅读中的错误类型（视觉错误或语音错误）。学习障碍可以表现在6-12岁儿童的多个领域，如阅读、写作、数学和注意力[52]，每种亚型的后果可能有很大差异[53]。如果不区分这些亚型，可能会忽略特定视觉过程对阅读挑战的不同贡献，从而限制了研究结果的精确性和理论解释的深度[5]。因此，未来的研究应考虑语音、语言、认知和注意力能力，以更细致地理解其背后的机制。
本研究的另一个限制是结果的普遍性。本研究是在说加泰罗尼亚语的儿童中进行的，该语言大约有1000-1200万人使用[54]，主要分布在加泰罗尼亚、瓦伦西亚、巴利阿里群岛和安道尔地区。加泰罗尼亚语是一种与西班牙语和奥克语密切相关的罗曼语系语言，其正字法透明度和音素-符号对应关系独特，这可能有助于不同于正字法透明度较低的语言（如英语）的阅读习得。因此，在说加泰罗尼亚语的儿童中观察到的视觉感知和阅读表现模式可能不适用于正字法或语音特性迥异的语言。未来的研究应调查在具有更复杂正字法特征的语言（如中文）中，视觉感知技能与阅读表现之间是否存在相似的关联。此外，不同国家的教育系统和教学方式可能会影响视觉感知技能的发展及其对阅读流畅性和准确性的贡献[55]。

结论
使用TVPS-3评估的结果显示，有阅读障碍的儿童在视觉辨别力、视觉记忆和形式恒常性方面的百分位数较低，整体阅读能力、阅读相似单词和不同字体的阅读能力也较低。然而，本研究并未发现视觉辨别力、视觉恒常性和视觉记忆等视觉感知能力在不同组间与阅读相似单词或不同字体的阅读表现之间存在关联。因此，在临床实践中，TVPS-3子测试的低分不能直接解释为阅读相似单词的困难或阅读不同字体的困难。未来的研究需要结合语音、认知和语言因素来进一步探讨这些关系。