經(jīng)顱直流電刺激對卒中后失語患者視聽覺通道命名的效果

陶媛媛，孫蓉，樂捷，米海霞，杜曉霞,,3，宋魯平,,3

1.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068；2.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院神經(jīng)康復(fù)科，北京市100068；3.神經(jīng)損傷與康復(fù)北京市重點實驗室，北京市100068

卒中后失語是指腦卒中后優(yōu)勢半球語言中樞受損導(dǎo)致的語言障礙，臨床表現(xiàn)為口語表達(dá)、聽理解、復(fù)述、命名等能力受損，21%～38%的腦卒中患者會出現(xiàn)失語癥[1]。目前，卒中后失語的主要治療方法為傳統(tǒng)語言行為學(xué)訓(xùn)練，該方法能在一定程度上提高患者的語言交流能力和生活質(zhì)量，但語言恢復(fù)的程度仍較為有限[2]。非侵入性神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，如經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)和經(jīng)顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)，對失語的恢復(fù)有一定促進(jìn)作用[3]。tDCS具有安全性高、副作用少、便攜、易操作、易于與語言行為學(xué)訓(xùn)練同步實施的特點[4]，近年來已逐漸成為傳統(tǒng)語言治療的補充[5]。tDCS通過向置于頭皮特定部位的電極施加微弱直流電，調(diào)節(jié)大腦皮層神經(jīng)元興奮性，其中陽極刺激增加大腦皮層興奮性，陰極刺激降低大腦皮層興奮性[6]。

幾乎所有失語癥患者都存在不同程度命名障礙[7]。命名是通過各種感知覺通道輸入信息，產(chǎn)出命名對象準(zhǔn)確名字的能力，其認(rèn)知加工過程包括輸入刺激的感知、語義和語音的加工[8]，視覺和聽覺輸入刺激均會喚起語義和語音加工過程，但視覺命名和聽覺命名的加工通路并不完全相同[9]。本研究采用陽極刺激左側(cè)額下回(left-inferior frontal gyrus,L-IFG)，設(shè)計視聽覺命名任務(wù)，觀察tDCS對視聽覺通道命名能力的影響，初步探究tDCS影響命名的機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2018年3月至11月，在中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院收集卒中后失語患者32例，均符合第四屆全國腦血管會議腦卒中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]，經(jīng)頭顱MRI或CT證實為左側(cè)半球單發(fā)出血或梗死病灶。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～75歲，文化程度為小學(xué)及以上；②病程3周～12個月；③愛丁堡利手檢查判定為右利手；④視聽覺正常或矯正后正常；⑤西方失語癥成套測試(Western Aphasia Battery,WAB)失語商(Aphasia Quotient,AQ)＜93.8分，實測命名失語商初分≥0.1分(至少能答對1題)；⑥無物體失認(rèn)、聽覺失認(rèn)；⑦可保持坐位30 min；⑧簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①完全性失語伴重度言語失用；②聽理解嚴(yán)重障礙，不能執(zhí)行簡單指令；③有tDCS禁忌癥，如頭部有金屬植入物；④重要臟器如心、肺等有嚴(yán)重疾患；⑤患有其他精神疾病及嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

脫落標(biāo)準(zhǔn)：①tDCS治療后出現(xiàn)不能耐受的不良反應(yīng)，如頭暈、皮膚過敏；②不能嚴(yán)格遵守實驗要求，未按時完成各項治療和檢測。

本研究已經(jīng)中國康復(fù)研究中心倫理委員會審查通過，倫理批件號2017-073-1。所有研究對象均對本研究知情同意并簽署知情同意書。

按隨機數(shù)字表法分為對照組和實驗組，各16例。對照組脫落1例。兩組性別、年齡、受教育程度、病程、卒中類型、認(rèn)知功能水平、失語類型、病灶部位均無顯著性差異(P＞0.05)。見表1。

1.2 方法

兩組均行常規(guī)語言治療，每天30 min；接受tDCS刺激，每天20 min，同時進(jìn)行語言訓(xùn)練(on-line tDCS刺激)。語言訓(xùn)練內(nèi)容根據(jù)WAB評定結(jié)果制定，包括聽詞指物、執(zhí)行口頭指令等言語理解訓(xùn)練，以及看圖說話、對話交流等口語表達(dá)訓(xùn)練。每周5 d，共2周。

tDCS在神經(jīng)康復(fù)中心實驗室進(jìn)行，室內(nèi)光線柔和，室溫24～26℃，濕度60%～70%，安靜舒適，無噪音干擾。采用JX-tDCS-1設(shè)備(江西京新醫(yī)療科技有限公司)，電流強度1.5 mA，刺激時間20 min，電極片面積10 cm2，計算電流密度為1.5 A/m2，電荷密度為1.8 kC/m2，處于安全范圍內(nèi)[11-13]。將橡膠電極片內(nèi)部海綿用生理鹽水3～5 ml浸濕，通過佩戴網(wǎng)狀帽或綁帶，將陽極和陰極電極分別固定于頭部L-IFG體表區(qū)和右側(cè)肩部三角肌。輸出電流前選行阻抗測試，若阻抗超過50 kΩ，使用酒精棉球擦拭局部皮膚或調(diào)整網(wǎng)狀帽或綁帶松緊使電極與皮膚充分接觸，降低阻抗。設(shè)備工作過程中實時監(jiān)測阻抗值，若阻抗高于設(shè)定值，則自動切斷輸出電流，保證治療安全性。

對照組僅通電15 s，其余與實驗組相同。

采用Rhoton[14]的方法進(jìn)行體表定位：標(biāo)記鼻根至枕外隆凸連線的后3/4點，額顴點與該點的連線為外側(cè)裂投影；過眼外眥與耳屏連線的中點作垂線，該線與外側(cè)裂投影線的交點上1 cm為L-IFG。

表1 兩組一般資料比較

1.3 不良反應(yīng)記錄

在刺激過程中和刺激結(jié)束時，詢問患者是否有不適感覺。如患者有輕微不適，可以耐受，可繼續(xù)治療，記錄不良反應(yīng)；如患者出現(xiàn)難以耐受的情況，及時中斷治療，判定為脫落。

1.4 語言評估方法

治療前后，采用WABAQ評估總體語言功能。采用圖片命名測試和環(huán)境聲音命名測試評估視聽覺通道命名能力。由于非言語性聲音(如環(huán)境聲音)和言語性聲音(如口語)在大腦中的加工過程部分分離，采用WAB中的三項涉及聽覺命名的檢查反映言語性聲音命名能力。

1.4.1 WAB

WAB包括自發(fā)語(信息量和流暢度)、聽理解、復(fù)述和命名4個維度，根據(jù)維度實際評分計算AQ。AQ滿分100分，AQ＜93.8分可確定為失語。

WAB中的命名檢查共4項，分別是實物命名、自發(fā)命名、完成句子和反應(yīng)命名。其中，實物命名要求患者對生活中20個工具和用品進(jìn)行命名，可反映視覺通道命名能力。另外3項反映聽覺通道言語性聲音命名能力。

1.4.2 圖片命名測試

圖片命名測試由E-Prime 2.0編程實現(xiàn)，通過臺式計算機(DELL OPTIPLEX 3020)呈現(xiàn)。共100張黑白線條圖片，來自具有中國常模的標(biāo)準(zhǔn)圖片庫[15]，包含來自植物、動物、身體部位等多種語義范疇的圖片材料。每次在屏幕中央呈現(xiàn)1張圖片，要求患者在10 s內(nèi)說出圖片名稱。回答正確或自我糾正后正確記1分，回答錯誤或超時未回答記0分，測試人員手動記錄回答結(jié)果。無論患者是否命名正確，均于10 s后呈現(xiàn)下1張圖片。

1.4.3 環(huán)境聲音命名測試

環(huán)境聲音命名測試由E-Prime 2.0編程實現(xiàn)，通過臺式計算機(DELL OPTIPLEX 3020)呈現(xiàn)。共50個常見的非言語性環(huán)境聲音材料(如咳嗽聲、打雷聲)，來自北京師范大學(xué)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)與學(xué)習(xí)國家重點實驗室聲音材料庫[16-18]，通過外接音箱(HEDY Multimedia Speaker System)播放。每次播放1個聲音片段，要求患者在10 s內(nèi)說出聽到的聲音是什么?；卮鹫_或自我糾正后正確記1分，回答錯誤或超時未回答記0分，測試人員手動記錄回答結(jié)果。無論患者是否命名正確，均于10 s后播放下一段聲音材料。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料用(xˉ±s)表示。經(jīng)正態(tài)性檢驗服從正態(tài)分布的，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗；不服從正態(tài)分布的，組間比較采用秩和檢驗，組內(nèi)比較采用Wilcoxon符號秩檢驗。計數(shù)資料采用χ2檢驗。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 療效與不良反應(yīng)

治療后，兩組WAB AQ均較治療前顯著提高(P＜0.001)，組間治療前后差值無顯著性差異(P＞0.05)。見表2。

實驗組2例治療過程訴頭皮有短暫刺痛感，持續(xù)數(shù)秒后消失，1例刺激結(jié)束后發(fā)現(xiàn)陽極和陰極電極處均有皮膚潮紅，數(shù)分鐘內(nèi)逐漸變淡，無不適感覺。

2.2 視覺通道

治療后，兩組圖片命名測試評分均較治療前明顯提高(P＜0.01)，治療前后差值實驗組優(yōu)于對照組(P＜0.05)。

治療后，實驗組WAB實物命名評分較治療前明顯提高(P＜0.01)，對照組無顯著性差異(P＞0.05)；治療前后差值實驗組明顯優(yōu)于對照組(P＜0.01)。見表3、表4。

2.3 聽覺通道

治療后，實驗組環(huán)境聲音命名測試、WAB自發(fā)命名、WAB完成句子、WAB反應(yīng)命名評分均較治療前提高(P＜0.05)，對照組WAB自發(fā)命名評分較治療前提高(P＜0.05)，其余評分均無顯著性差異(P＞0.05)；組間治療前后差值比較，環(huán)境聲音命名測試實驗組優(yōu)于對照組(P＜0.05)，其余評分均無顯著性差異(P ＞ 0.05)。見表5～表8。

表2 兩組WAB AQ比較

3 討論

本研究采用與圖片命名任務(wù)相匹配的環(huán)境聲音命名任務(wù)，考察tDCS對聽覺通道命名能力影響。

目前，國內(nèi)外相關(guān)研究多采取視覺命名任務(wù)評估命名能力，如波士頓命名測試及其他圖片命名任務(wù)[19-22]，未見tDCS對聽覺通道命名能力影響的報道，難以確定tDCS是提高了視覺加工能力還是提高了語言處理能力(如語義加工和語音加工)[23]。

環(huán)境聲音可被定義為由人類環(huán)境中真實活動引起的可聽見的聲音[24]。環(huán)境聲音與它們所關(guān)聯(lián)的物體或事件有著對應(yīng)關(guān)系[25]。相比于言語性的聲音命名，環(huán)境聲音命名與圖片命名的加工過程更加相似，均為從命名對象的“外觀”提取靶詞名稱[26]。

表3 兩組圖片命名測試評分比較

表4 兩組WAB實物命名評分比較

表5 兩組環(huán)境聲音命名測試評分比較

表6 兩組WAB自發(fā)命名評分比較

表7 兩組WAB完成句子評分比較

表8 兩組WAB反應(yīng)命名評分比較

本研究顯示，tDCS對視聽覺命名任務(wù)表現(xiàn)均有改善作用，提示tDCS可能通過影響語義或語音加工，提高命名過程中的語言處理能力。

L-IFG在視覺命名的語音加工過程中發(fā)揮重要作用。根據(jù)心理詞典理論[27]，視物命名始于視覺系統(tǒng)對輸入刺激的識別和加工，再傳送至語義系統(tǒng)，激活對應(yīng)的語義表征，由語義信息激活語音輸出詞典中對應(yīng)的語音表征，最后通過語音輸出詞典后階段將語音輸出。在這個過程中，L-IFG的激活主要與語音輸出詞典后階段，如語音編碼和發(fā)音運動計劃生成相關(guān)[28-29]；在聲音(包括言語性和非言語性)的識別或命名過程中，也能觀察到L-IFG與語音輸出詞典后階段同步激活[30-31]，表明L-IFG在視聽覺命名的語音加工過程均發(fā)揮重要作用；刺激該區(qū)可通過影響語音加工環(huán)節(jié)提高視聽覺命名能力。

L-IFG陽極刺激對言語性聲音命名能力的影響可能與語義加工過程有關(guān)。L-IFG在語義加工中的作用主要與語義整合性加工和一般化認(rèn)知加工過程有關(guān)[32]。本研究中言語性聲音命名檢查，要求患者在口頭言語描述的基礎(chǔ)上，輸出命名對象的準(zhǔn)確名稱，如“醫(yī)生和護(hù)士在哪里上班？”，患者需要提取多個詞匯的語義信息并進(jìn)行語義整合，由于涉及到相關(guān)詞匯的臨時儲存和無關(guān)詞匯的選擇性抑制，可能有一般認(rèn)知加工過程的參與[33]。本研究顯示，tDCS對言語性聲音命名能力的提高略優(yōu)于對照組，但未達(dá)到顯著性水平，這可能與WAB中言語性聲音命名檢查的試次較少有關(guān)(11個試次)。有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，tDCS陽極刺激L-IFG可提高視聽覺命名能力，可能與激活語義或語音加工有關(guān)。但對總體語言功能的改善不明顯。既往研究表明，tDCS陽極刺激L-IFG對命名[19-22]和自發(fā)語[34-35]的改善較明顯，而不能同時提高多種語言功能。

實驗組共3例患者出現(xiàn)不良反應(yīng)，分別是頭皮刺痛感和皮膚潮紅，這兩種輕微不良反應(yīng)發(fā)生率分別約為30%和10%[36]。tDCS時，電流從陽極經(jīng)人體流入陰極，可能會刺激皮膚引起不適，輕微的如刺痛感，嚴(yán)重的如皮膚灼傷。過高的電流密度是造成皮膚灼燒的原因，實際操作中可通過檢測電極間阻抗間接反映電流密度[37]。本研究使用的tDCS設(shè)備具有實時檢測阻抗的功能，在阻抗超過設(shè)定閾值后會自動斷電，起到保護(hù)作用。除了電流密度，刺激時間也是影響tDCS治療安全性的重要參數(shù)。近年國外有研究者建議使用電荷密度作為衡量tDCS安全性的指標(biāo)，因為該指標(biāo)同時考慮了刺激時間和電流密度對組織的影響[38]。

本研究顯示，對恢復(fù)期卒中后失語患者，tDCS安全性較好，L-IFG陽極刺激對視覺和聽覺通道命名能力均有改善作用，可能是通過影響語義或語音加工提高命名能力。