综述：多非线性与涂层-坝体耦合效应下混凝土拱坝接缝密封聚脲的力学行为

《Applied Sciences》：Mechanical Behavior of Joint-Sealing Polyurea in Concrete Arch Dams Under Multiple Nonlinearities and Coating–Dam Coupling Effects Bingqi Li, Tianyi Meng and Xiaonan Liu

　　

网络游戏障碍（Internet Gaming Disorder, IGD）已成为青少年群体中的主要行为健康问题，然而现有评估工具仍存在局限，往往难以捕捉该障碍复杂的症候变化，且缺乏临床可解释性。本研究采用临床心理学与心理测量学交叉学科视角，系统梳理了青少年IGD概念界定及其评估方法的最新进展。研究对比了《精神疾病诊断与统计手册第五版修订版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition, Text Revision, DSM-5 TR）与国际疾病分类第十一次修订版（International Classification of Diseases, Eleventh Revision, ICD-11）的诊断标准，认为DSM-5 TR的九条诊断标准因其详细且可操作的特征，尤其适合转化为独立的诊断属性。研究人员进一步回顾了经典测验理论（Classical Test Theory, CTT）、项目反应理论（Item Response Theory, IRT）与认知诊断模型（Cognitive Diagnostic Models, CDMs）在IGD评估中的优势与不足，强调总分导向与单潜变量取向在捕捉多维症状方面的局限性。在此基础上，研究人员提出了一个概念性评估框架——认知诊断计算机自适应测验（Cognitive Diagnosis Computerized Adaptive Testing, CD-CAT），该框架将CDMs与计算机自适应测验相整合。该框架并非经验验证的系统，而是基于理论的构想，明确了推进青少年IGD精准评估所需的核心要素、逻辑关系与方法路径。CD-CAT依托DSM-5 TR标准构建属性体系与Q矩阵，能够高效分类青少年IGD症状，在减少施测题量的同时增强临床相关性。最后，研究人员讨论了该框架的理论贡献，承认其作为概念性提案的局限，并展望了未来实证研究方向。

1. 引言

随着数字技术的快速发展与智能设备的普及，网络游戏已成为全球青少年日常生活的重要组成部分，在其娱乐、社交与自我认同建构中扮演关键角色。然而，对于部分青少年而言，游戏行为会发展为失控、功能受损及强迫性持续使用的病理性模式，即网络游戏障碍（IGD）。流行病学研究显示，青少年IGD的患病率处于中高水平且存在显著地区差异，且该问题可持续延续至成年早期，同时与学业表现下降、社会功能受损及焦虑、抑郁等心理困扰密切相关，凸显其作为重大公共卫生问题的属性，也强调了科学精准评估的必要性。尽管IGD流行病学及其身心健康影响的研究日益增多，评估工具与方法仍面临显著挑战。一方面，DSM-5 TR与ICD-11虽均纳入了IGD相关诊断标准，但现有评估工具在结构与效度上存在差异，限制了研究结果的可比性与一致性。另一方面，许多传统自评量表仍基于经典测验理论（CTT），假设IGD为单一连续维度并通过症状条目得分求和获得总分，这一做法无法捕捉症状的多样性与复杂性，限制了青少年个体化症状特征的准确识别。即便部分研究引入项目反应理论（IRT）以提升测量精度，现有工具仍难以充分反映IGD的多维症状结构与个体差异。为应对上述挑战，IGD评估亟需创新方法，在有效捕捉症状异质性的同时保持效率与可行性。认知诊断模型（CDMs）通过将复杂构念拆解为离散且具有临床意义的症状属性，为揭示IGD的内部异质性提供了新视角；计算机自适应测验（CAT）则通过动态选题提升效率与准确性。二者的结合即认知诊断计算机自适应测验（CD-CAT），有望在精准性、效率与临床可解释性之间实现更好平衡。因此，本研究旨在系统总结青少年IGD概念化与评估领域的进展，并据此提出CD-CAT概念评估框架，为青少年IGD评估提供新的方法论视角。构建理论基础扎实的概念评估框架是该领域的必要基础性贡献，可在实证实施前确立理论依据、定义核心要素并明确逻辑关系。

2. IGD的构念、异质性与评估需求

2.1 诊断框架的演变：从DSM-5到ICD-11

准确定义IGD的临床边界是开发有效评估工具的前提。DSM-5 TR将IGD列入第三章“有待进一步研究的状况”，正式认可其潜在病理地位，并列出涵盖认知（如游戏专注、耐受性）、行为（如失控、明知有问题仍继续游戏）与情绪（如戒断、逃避）三个维度的九项诊断标准，要求个体在过去12个月内至少满足五项方可获得临时诊断。ICD-11则将游戏障碍（Gaming Disorder, GD）正式纳入精神障碍章节，定义更为宽泛，涵盖线上与线下游戏，核心特征归纳为三个维度：对游戏的控制受损、游戏优先于其他活动、尽管负面后果仍继续或增加游戏行为，诊断阈值侧重功能损害严重程度而非单纯症状计数。尽管二者在范围与表述上存在差异，但在识别病理性游戏行为方面均具临床价值。从认知诊断视角看，DSM-5 TR的九项具体标准为拆分为离散、可测量的属性提供了更精细的结构基础。首先，自2013年以来，基于DSM-5 TR框架已积累大量经过验证的心理测量工具，可为CD-CAT题库建设提供现成条目池，而ICD-11相关工具仍较有限。其次，IRT分析证实DSM-5 TR九项标准均具有高区分参数与充足诊断信息，这对Q矩阵构建至关重要。第三，ICD-11的三项核心特征虽具临床意义，但抽象程度较高，对离散二元属性的操作化构成挑战。研究也指出，部分DSM-5 TR标准在青少年样本中的诊断效用存在差异，例如“耐受性”与“逃避”的诊断贡献弱于“兴趣丧失”与“明知有问题仍继续游戏”，但这种差异本身正凸显了基于CDM方法的优势：CD-CAT并非将所有标准简单汇总为总分，而是独立评估每个属性，使差异化权重自然呈现于诊断剖面中。因此，本研究以DSM-5 TR标准为属性界定的理论基础。

2.2 症状异质性与深层评估需求

IGD的临床表现高度多样且复杂，即症状异质性，而传统总分模型往往会掩盖这种异质性。潜在剖面分析（Latent Profile Analysis, LPA）研究显示，IGD人群中存在明显亚型：一项针对近6000名青少年的研究识别出健康玩家、冲动控制亚型、游戏优先亚型与典型游戏障碍组四类；另一项针对1005名青少年的研究则识别出常规玩家、中度玩家与潜在成瘾玩家三类，高风险组表现出显著更高的抑郁、焦虑水平及社会适应不良。这些发现表明，IGD不仅在严重程度上存在差异，其潜在病理机制亦不同，反映了总分取向无法捕捉的多维异质性。将这些实证发现映射到DSM-5 TR诊断标准，可识别出三种具有临床意义的亚型模式：一是情绪调节亚型，游戏主要用于缓解焦虑、抑郁等负面情绪，对应“逃避”与“戒断”标准；二是冲动控制亚型，个体难以调控游戏冲动并在学业或社交后果下仍继续游戏，对应“失控”“欺骗”与“明知有问题仍继续游戏”标准；三是社会/奖赏亚型，由游戏情境中的成就动机与社会参与驱动，对应“专注”与“耐受性”标准。这种亚型层面的差异直接影响临床干预策略：干预通常基于特定症状的存在与否设计，而非模糊的总分。例如，仅当出现戒断症状时才考虑类似脱瘾的管理。情绪调节亚型可能更受益于情绪管理与应对技能训练，而冲动控制亚型可能需要冲动抑制训练与环境调整。此外，不同DSM-5 TR标准对预测心理困扰的贡献存在差异，“戒断”与“逃避”是强预测因子，而“耐受性”与“失控”相对较弱。这种跨标准的差异化诊断贡献进一步印证了等权总分的不充分性，支持采用属性层面的评估方法以实现认知诊断。

2.3 现有静态评估工具的方法学局限

目前广泛使用的IGD测量工具（如IGDS9-SF、GAS）多为静态固定式工具，主要存在三方面局限：一是信息模糊性，总分仅能大致反映状况严重程度，无法指明具体问题所在；二是低效性，为确保对不同严重程度被试的测量精度，静态量表通常包含大量条目，对低严重程度被试而言，重度症状条目提供的信息有限，而对高严重程度被试而言，基础条目则价值甚微；三是维度假设偏差，许多量表假设IGD为单维构念，即所有条目测量同一潜在特质，但因子分析证据表明IGD可能具有多维结构，将多维构念强行纳入单维模型会损害结构效度，且不同测量工具间的不一致可能导致临床诊断困惑。

3. IGD评估中的测量范式：从CTT与IRT到CDMs

3.1 经典测验理论在青少年IGD评估中的局限

经典测验理论（CTT）的核心方程X = T + E假设测量误差E为随机且个体间一致，但在青少年IGD异质性显著的评估情境中，误差往往呈系统性而非随机性。首先，总分掩盖了症状异质性导致的临床有意义差异，例如情绪调节亚型与冲动控制亚型可能获得相同总分，在CTT下被视为相似，但其潜在机制差异巨大，CTT无法区分此类质性差异，易导致临床误判并阻碍亚型特异性干预的应用。其次，CTT依赖样本特定数据，阻碍不同情境下的可比性。IGD的流行率与严重程度在不同样本（如普通学生与临床患者）中差异显著，某一群体中的“高难度”条目在另一群体中可能为“低难度”，导致基于CTT的量表难以跨情境比较，限制预警系统的有效性。第三，CTT无法在真实等距尺度上识别临床阈值，原始分数为顺序尺度，诊断阈值（如满足五项DSM-5标准）在分数尺度上的位置不明确，增加了漏诊与误诊风险。

3.2 项目反应理论（IRT）：聚焦个体条目

项目反应理论（IRT）通过非线性数学模型将分析焦点从测验总分转向个体条目。其核心优势之一是参数不变性：条目参数（如难度b、区分度a、猜测c）在不同样本中保持一致，支持大型题库在不同群体与文化中使用。此外，IRT引入条目信息函数（Item Information Function, IIF）与测验信息函数（Test Information Function, TIF），可精确测量测验在潜在特质连续体（θ）各点的信息量，为计算机自适应测验（CAT）奠定数学基础。然而，IRT在临床IGD评估中存在根本性局限：其侧重测量严重程度而非类别划分。连续的潜变量分数θ可区分轻症与重症，适用于流行病学分类，但临床医生通常需要的不是整体严重程度，而是存在的具体症状维度。例如，临床决策中若判定存在戒断症状，治疗可能涉及生理管理；若存在“失控”症状，干预则可能包含认知行为疗法（CBT）中的冲动控制训练。由于IRT的θ为综合分数，无法直接回应这些决策点。此外，IGD症状边界常较模糊，IRT的连续尺度虽能捕捉灰色地带，却缺乏认知诊断模型（CDMs）所提供的离散分类阈值，难以给出清晰的“是/否”诊断结论。换言之，尽管IRT比CTT提供更精确的严重程度估计，但仍锚定于单维潜在特质，无法将IGD拆解为可指导靶向干预的离散临床成分，造成评估结果与实际干预规划间的脱节。

3.3 认知诊断模型（CDMs）：从量化到诊断

认知诊断模型（CDMs）实现了从测量连续严重程度到诊断离散结构的转变。与估计个体在单维潜在特质上的位置不同，CDMs旨在分类个体是否掌握一组预先定义的、具有心理学或临床意义的属性。不同于CTT与IRT关注成瘾严重程度，CDMs致力于识别成瘾的具体构成成分并确定个体层面的缺陷所在，为理解复杂行为成瘾提供了更具可解释性的方法。在方法学上，CDMs包含属性、Q矩阵与分类模型，通过概率推断个体对各属性的掌握情况，将评估结果从单一分数转换为多维属性剖面，这与IGD的诊断逻辑高度契合：DSM-5 TR的九项IGD标准具有明确的症状指向，可定义为二元属性（掌握/未掌握），并对应症状层面的临床决策单元。基于属性的诊断输出已被证实在心理与教育评估中具有更高的解释力与干预相关性。此外，CDMs在属性组合产生诊断反应的假设上存在根本差异：非补偿模型（如DINA）假设所有必需属性必须共同出现；补偿模型（如DINO）假设任一属性即可；加性模型（如A-CDM）假设各属性独立贡献。在IGD语境下，这些区别具有直接的临床含义：模型选择决定了多种症状维度共存是否为障碍分类的必要条件，抑或单个维度即可独立指示具有临床意义的风险。G-DINA框架的经验驱动模型选择能力使其特别适用于IGD评估，因为不同症状维度可能通过性质不同的交互机制运作。通过显式建模症状间的逻辑关系，CDMs增强了诊断结论的理论连贯性，并将评估焦点从广义异常检测转向具体功能缺陷识别，支持针对青少年IGD的精准化与发展适配性干预。近年来，CDMs在临床与心理健康领域的适用性得到越来越多的实证支持，为当前框架提供了先例。例如，DINO模型已被应用于依据DSM-IV-TR标准诊断病理性赌博，证明CDMs可直接生成与临床决策标准对齐的属性层面诊断剖面；通用CDM框架也被用于基于临床测量工具条目分数诊断人格障碍；针对抑郁的新CDM工具显示属性层面诊断信息比传统总分更具干预相关性；CDMs还可刻画共存的心理健康症状剖面，捕捉严重程度取向易忽略的临床有意义表现；基于DSM-5标准的网络成瘾CDM诊断分类测验已显示出高灵敏度与特异度，为拟议的IGD评估CD-CAT方法提供了直接的方法论先例。

4. 从CDMs与CAT到CD-CAT：技术基础与整合逻辑

4.1 计算机自适应测验（CAT）对青少年IGD评估的适用性

青少年IGD评估面临一个特定挑战：认知负荷与依从性。传统静态固定式测验通常冗长且重复，易诱发被试疲劳（如跳题、提前终止、随意作答），损害数据质量。因此，将计算机自适应测验（CAT）引入IGD评估不仅是效率提升，更是对青少年认知与动机特征的适配。CAT的核心原则是“因人而异的测验”。与固定式测验不同，CAT是一个动态交互过程：基于初始估计选择难度适宜的条目；每次作答后，利用贝叶斯或极大似然方法更新潜在特质估计，并选择在该更新估计处提供最大信息的下一个条目；循环持续直至标准误低于预设阈值或达到最大条目数。在IGD评估中，CAT有助于应对疲劳与注意力局限。青少年注意力持续时间通常短于成人，对重复性问卷任务的耐受度更低。CAT可将测验长度减少50%以上，在青少年最专注的时间窗内完成高精度测量。此外，CAT有助于降低防御性与社会期望偏差。在游戏成瘾评估中，青少年可能隐藏某些行为以避免责备，固定条目顺序会使问题目的更易被预判，增加社会期望作答可能性；而随机化与自适应的条目呈现方式打乱了预期策略，减少了顺序相关偏差，提升了作答真实性。

4.2 CD-CAT的整合逻辑与模型选择

单独的CAT虽提升效率，但若仍基于IRT的“总分/θ”逻辑，则无法解决IGD异质性带来的诊断挑战。将认知诊断与CAT结合，可通过动态选题精准识别复杂属性模式，弥补单维CAT临床可解释性不足的缺陷。因此，必须将CDMs的诊断精度与CAT的效率整合为CD-CAT。CD-CAT的目标是将个体分类至2^K种可能的属性掌握模式中（K为属性数量）。与基于IRT的CAT旨在定位单一潜在特质θ不同，CD-CAT需在三个方面进行算法调整。首先，CD-CAT从多维视角区分同分异构剖面。传统IRT-CAT沿单一严重程度连续体选题，而CD-CAT选题旨在区分属性模式。对于两名均显示为中等风险的青少年，CD-CAT可识别一人主要表现为情绪逃避亚型、另一人主要为冲动失控亚型，并递送靶向条目以验证这些假设，这种基于剖面的选题使系统能高效区分具有临床意义的亚型。其次，CD-CAT通过其选题策略模拟临床推理。CD-CAT引擎寻求最大化降低属性模式的不确定性，使用香农熵或KL信息等指标，这在数学上等同于贝叶斯临床推理：系统不机械地询问所有问题，而是基于每次作答实时更新假设，优先选择在每一步最具诊断区分度的属性相关条目。第三，CD-CAT通过终止规则平衡效率与诊断深度。通常初始假设均匀先验分布，赋予所有允许的属性模式相等概率；若指定属性层级，则逻辑上不合理的模式先验概率为0。每次作答后，通过后验概率更新，使用最大后验概率（MAP）或期望后验概率（EAP）估计作为运行分类。变长停止规则更适用于本框架：一旦模态属性模式的后验概率超过预设阈值（如0.80或0.90）即终止测验；当多个模式概率相近且均未达阈值时，基于熵或KL的准则继续引导选题，直至达到阈值或条目上限。

4.3 IGD评估的CDM模型选择

CD-CAT实施还需考虑合适的CDM选择，不同模型对属性关系的基本假设存在根本差异，直接影响分类结果与诊断剖面的解释。在G-DINA框架中，通过对饱和模型参数施加特定约束可导出不同的简化模型：当所有低阶效应约束为0且仅保留最高阶交互时，G-DINA简化为非补偿DINA模型，要求所有必需属性必须共同出现才能产生肯定反应；当施加特定的交互约束模式时，得到补偿DINO模型，掌握任一必需属性即可产生肯定反应；当所有交互效应约束为0且仅保留加性主效应时，G-DINA得到A-CDM及其变体（LLM、R-RUM），各属性独立贡献于肯定反应的概率。针对IGD评估，纯粹的非补偿或补偿模型在理论上均不充分。DINA模型要求所有相关属性共存，意味着缺失任一症状维度即足以排除障碍分类，这与DSM-5 TR灵活的“九项中满足五项”阈值及IGD表现的异质性不符。反之，DINO模型假设任一属性即可导致肯定反应，可能过度简化障碍的合取诊断逻辑，导致临床筛查中的过度分类。此外，针对DSM-5 TR IGD标准的因子分析研究揭示了难以与任何单一简化模型调和的模式：多数研究支持单维总体结构，但也有证据显示多维子结构存在，表明个体症状标准可能聚类为通过不同交互机制运作的可区分维度。因此，G-DINA模型在当前概念阶段理论上最为合适，其条目层面的灵活性允许在同一分析中针对不同症状维度应用不同的简化模型（非补偿、补偿或加性），且每一条目的最适模型由数据经验决定而非先验强加。这些算法与模型理论考量共同说明，CD-CAT不仅仅是CDM与CAT的技术组合。IGD的临床特征——多维性、症状异质性以及青少年群体对冗长评估耐受度较低——恰好与CD-CAT通过算法协调所带来的优势精准匹配：以既高效又可扩展的形式标准化并操作化专家级临床推理。值得注意的是，针对李克特型反应的多分类CD-CAT模型也已发展，有望在二元肯定之外进一步提升IGD症状评估的粒度。

5. CD-CAT概念框架的核心组件

本节基于前述理论依据，具体说明青少年IGD评估CD-CAT概念框架的核心组件。该框架并非已实现的系统，而是定义了实证开发前必须确立的关键理论构念、结构关系与方法逻辑。

5.1 属性界定：操作化DSM-5 TR标准

属性界定是CD-CAT的基石，整个诊断框架的有效性取决于所选临床标准能否被有意义地操作化为离散、可测量的属性。在本框架中，DSM-5 TR的九项IGD标准被直接操作化为九个二元属性，分别代表是否存在具有临床可区分性的症状维度。这一操作化的实证基础已较为成熟：每项标准均指向行为特异且具有临床可区分性的症状领域，验证性因子分析已在多个独立样本中支持九项标准模型的结构效度；IRT分析进一步证实每项标准均携带独立诊断信息且区分参数充足；跨文化测量等值性也在多国青少年样本中得到验证。这些特性共同确立了将九项DSM-5 TR标准视为本框架中九个独立可测量属性的科学合理性。具体属性界定如下：A1 专注：沉迷于网络游戏（如反复回想既往游戏活动或期待下一次游戏）；A2 戒断：停止游戏时出现戒断症状（如易怒、焦虑、悲伤）；A3 耐受性：需要不断增加游戏时间或寻求更具刺激性的游戏以获得满足感；A4 失控：试图控制、减少或停止游戏但未成功；A5 兴趣丧失：因游戏而对既往爱好与娱乐活动失去兴趣（游戏本身除外）；A6 明知有问题仍继续游戏：尽管知晓游戏导致心理社会或身体问题，仍持续过度使用；A7 欺骗：就游戏时长对家庭成员、治疗师或其他人撒谎；A8 逃避：利用游戏逃避或缓解负面情绪或现实生活压力；A9 危及关系/机会：因游戏危及或丧失重要关系、工作或教育/职业机会。

5.2 Q矩阵构建与验证逻辑

Q矩阵是CD-CAT框架的关键组成部分，是正式规定条目与其旨在测量的属性之间关系的蓝图。基于5.1节定义的属性体系，IGD评估的Q矩阵构建包含四个相互关联的阶段。第一阶段为条目来源与基于内容的属性映射。IGD题库的条目来源可遵循两条互补路径：改编来自IGDS9-SF与IGDT-10等基于DSM-5 TR的现有验证工具的条目，提供已证实的内容效度基础；以及由临床专家开发新条目以覆盖现有工具中代表性不足的症状表达。条目汇集后，领域专家独立评估每个条目主要测量的DSM-5 TR标准并分配相应属性编码，例如“你是否对父母隐瞒自己玩游戏的时间？”映射至A7（欺骗）。条目需经清晰度、青少年发展适宜性及无社会期望偏差审查，因青少年可能特别倾向于淡化游戏相关问题。第二阶段处理多属性条目设计。临床上IGD症状常共存，某些条目旨在捕捉这种共存。例如，“尽管我知道游戏影响学习，但我还是继续玩”同时反映A6（明知有问题仍继续游戏）与A9（危及关系/机会），因为尽管学业后果仍坚持游戏既涉及持续使用也涉及重要生活领域的牺牲。多属性条目不仅在理论上允许，且对捕捉IGD复杂重叠的症状结构实际必要，这也解释了Q矩阵中条目数不必等于属性数的原因。第三阶段分析IGD属性间的层级结构。九项DSM-5 TR标准并非完全独立，某些可能存在基于理论的前提关系，反映IGD的临床进展。例如，A3（耐受性）可能是A2（戒断）的生理前提，使得“有戒断无耐受”在临床上不合理；A4（失控）可能是A9（危及关系/机会）的前提，若无先前的行为失控，不太可能出现重大现实生活后果。识别此类层级可将逻辑上不合理的属性模式从前验分布中排除，缩小分类搜索空间并提高诊断效率。第四阶段为数据驱动的Q矩阵验证与迭代优化。鉴于专家间对IGD标准解读存在分歧（例如某条目反映的是“逃避”还是“失控”部分取决于临床判断），仅靠专家界定无法保证Q矩阵准确性。基于EM的Q矩阵优化算法等方法可识别理论规定的Q矩阵与经验反应模式之间的差异，实现迭代校正。错误设定的Q矩阵会在整个题库中传播系统性分类错误，使这一验证阶段对IGD诊断框架的完整性至关重要。除Q矩阵误设检测外，还应使用绝对拟合指数（如M₂统计量及其相关RMSEA₂）与相对拟合指数（如AIC、BIC）评估模型-数据拟合，前者评估模型隐含反应模式与观察反应模式的总体差异，后者支持竞争CDMs（如DINA、DINO、G-DINA）间的比较以指导模型选择。二者共同为评估和细化IGD诊断框架提供了全面的实证基础。实际应用中，完整的Q矩阵需要数百条目，对所有九个属性均有充分覆盖且包含不同临床严重程度水平，以确保可靠分类。

5.3 自适应诊断流程：概念工作流

以下五个阶段的概念工作流描述了第4.2节中详述的算法机制（包括先验分布设定、贝叶斯后验更新、基于熵或KL的选题、变长停止规则）在实践中如何运作，以引导从初筛到最终分类的诊断过程。第一阶段：初始探查。诊断过程始于设计宽泛且具信息量的条目，以提供被试属性剖面的初始估计。例如，探查A1（专注）的条目可作为低门槛入口，对广泛的属性模式均具信息量，为后续假设生成建立起点。第二阶段：动态假设生成与后验更新。每次作答后，通过贝叶斯定理更新所有2⁹种可能属性模式的后验概率分布。对初始条目的肯定反应会提高包含A1的模式的后验概率，引导后续选题聚焦于