经颅直流电刺激对卒中后失语患者视听觉通道命名的效果

陶媛媛，孙蓉，乐捷，米海霞，杜晓霞,,3，宋鲁平,,3

1.首都医科大学康复医学院，北京市100068；2.中国康复研究中心北京博爱医院神经康复科，北京市100068；3.神经损伤与康复北京市重点实验室，北京市100068

卒中后失语是指脑卒中后优势半球语言中枢受损导致的语言障碍，临床表现为口语表达、听理解、复述、命名等能力受损，21%～38%的脑卒中患者会出现失语症[1]。目前，卒中后失语的主要治疗方法为传统语言行为学训练，该方法能在一定程度上提高患者的语言交流能力和生活质量，但语言恢复的程度仍较为有限[2]。非侵入性神经调控技术，如经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)和经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)，对失语的恢复有一定促进作用[3]。tDCS具有安全性高、副作用少、便携、易操作、易于与语言行为学训练同步实施的特点[4]，近年来已逐渐成为传统语言治疗的补充[5]。tDCS通过向置于头皮特定部位的电极施加微弱直流电，调节大脑皮层神经元兴奋性，其中阳极刺激增加大脑皮层兴奋性，阴极刺激降低大脑皮层兴奋性[6]。

几乎所有失语症患者都存在不同程度命名障碍[7]。命名是通过各种感知觉通道输入信息，产出命名对象准确名字的能力，其认知加工过程包括输入刺激的感知、语义和语音的加工[8]，视觉和听觉输入刺激均会唤起语义和语音加工过程，但视觉命名和听觉命名的加工通路并不完全相同[9]。本研究采用阳极刺激左侧额下回(left-inferior frontal gyrus,L-IFG)，设计视听觉命名任务，观察tDCS对视听觉通道命名能力的影响，初步探究tDCS影响命名的机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2018年3月至11月，在中国康复研究中心北京博爱医院收集卒中后失语患者32例，均符合第四届全国脑血管会议脑卒中的诊断标准[10]，经头颅MRI或CT证实为左侧半球单发出血或梗死病灶。

纳入标准：①年龄18～75岁，文化程度为小学及以上；②病程3周～12个月；③爱丁堡利手检查判定为右利手；④视听觉正常或矫正后正常；⑤西方失语症成套测试(Western Aphasia Battery,WAB)失语商(Aphasia Quotient,AQ)＜93.8分，实测命名失语商初分≥0.1分(至少能答对1题)；⑥无物体失认、听觉失认；⑦可保持坐位30 min；⑧签署知情同意书。

排除标准：①完全性失语伴重度言语失用；②听理解严重障碍，不能执行简单指令；③有tDCS禁忌症，如头部有金属植入物；④重要脏器如心、肺等有严重疾患；⑤患有其他精神疾病及严重神经系统疾病。

脱落标准：①tDCS治疗后出现不能耐受的不良反应，如头晕、皮肤过敏；②不能严格遵守实验要求，未按时完成各项治疗和检测。

本研究已经中国康复研究中心伦理委员会审查通过，伦理批件号2017-073-1。所有研究对象均对本研究知情同意并签署知情同意书。

按随机数字表法分为对照组和实验组，各16例。对照组脱落1例。两组性别、年龄、受教育程度、病程、卒中类型、认知功能水平、失语类型、病灶部位均无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

1.2 方法

两组均行常规语言治疗，每天30 min；接受tDCS刺激，每天20 min，同时进行语言训练(on-line tDCS刺激)。语言训练内容根据WAB评定结果制定，包括听词指物、执行口头指令等言语理解训练，以及看图说话、对话交流等口语表达训练。每周5 d，共2周。

tDCS在神经康复中心实验室进行，室内光线柔和，室温24～26℃，湿度60%～70%，安静舒适，无噪音干扰。采用JX-tDCS-1设备(江西京新医疗科技有限公司)，电流强度1.5 mA，刺激时间20 min，电极片面积10 cm2，计算电流密度为1.5 A/m2，电荷密度为1.8 kC/m2，处于安全范围内[11-13]。将橡胶电极片内部海绵用生理盐水3～5 ml浸湿，通过佩戴网状帽或绑带，将阳极和阴极电极分别固定于头部L-IFG体表区和右侧肩部三角肌。输出电流前选行阻抗测试，若阻抗超过50 kΩ，使用酒精棉球擦拭局部皮肤或调整网状帽或绑带松紧使电极与皮肤充分接触，降低阻抗。设备工作过程中实时监测阻抗值，若阻抗高于设定值，则自动切断输出电流，保证治疗安全性。

对照组仅通电15 s，其余与实验组相同。

采用Rhoton[14]的方法进行体表定位：标记鼻根至枕外隆凸连线的后3/4点，额颧点与该点的连线为外侧裂投影；过眼外眦与耳屏连线的中点作垂线，该线与外侧裂投影线的交点上1 cm为L-IFG。

表1 两组一般资料比较

1.3 不良反应记录

在刺激过程中和刺激结束时，询问患者是否有不适感觉。如患者有轻微不适，可以耐受，可继续治疗，记录不良反应；如患者出现难以耐受的情况，及时中断治疗，判定为脱落。

1.4 语言评估方法

治疗前后，采用WABAQ评估总体语言功能。采用图片命名测试和环境声音命名测试评估视听觉通道命名能力。由于非言语性声音(如环境声音)和言语性声音(如口语)在大脑中的加工过程部分分离，采用WAB中的三项涉及听觉命名的检查反映言语性声音命名能力。

1.4.1 WAB

WAB包括自发语(信息量和流畅度)、听理解、复述和命名4个维度，根据维度实际评分计算AQ。AQ满分100分，AQ＜93.8分可确定为失语。

WAB中的命名检查共4项，分别是实物命名、自发命名、完成句子和反应命名。其中，实物命名要求患者对生活中20个工具和用品进行命名，可反映视觉通道命名能力。另外3项反映听觉通道言语性声音命名能力。

1.4.2 图片命名测试

图片命名测试由E-Prime 2.0编程实现，通过台式计算机(DELL OPTIPLEX 3020)呈现。共100张黑白线条图片，来自具有中国常模的标准图片库[15]，包含来自植物、动物、身体部位等多种语义范畴的图片材料。每次在屏幕中央呈现1张图片，要求患者在10 s内说出图片名称。回答正确或自我纠正后正确记1分，回答错误或超时未回答记0分，测试人员手动记录回答结果。无论患者是否命名正确，均于10 s后呈现下1张图片。

1.4.3 环境声音命名测试

环境声音命名测试由E-Prime 2.0编程实现，通过台式计算机(DELL OPTIPLEX 3020)呈现。共50个常见的非言语性环境声音材料(如咳嗽声、打雷声)，来自北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室声音材料库[16-18]，通过外接音箱(HEDY Multimedia Speaker System)播放。每次播放1个声音片段，要求患者在10 s内说出听到的声音是什么。回答正确或自我纠正后正确记1分，回答错误或超时未回答记0分，测试人员手动记录回答结果。无论患者是否命名正确，均于10 s后播放下一段声音材料。

1.5 统计学分析

采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。计量资料用(xˉ±s)表示。经正态性检验服从正态分布的，组间比较采用两独立样本t检验，组内比较采用配对样本t检验；不服从正态分布的，组间比较采用秩和检验，组内比较采用Wilcoxon符号秩检验。计数资料采用χ2检验。显著性水平α=0.05。

2 结果

2.1 疗效与不良反应

治疗后，两组WAB AQ均较治疗前显著提高(P＜0.001)，组间治疗前后差值无显著性差异(P＞0.05)。见表2。

实验组2例治疗过程诉头皮有短暂刺痛感，持续数秒后消失，1例刺激结束后发现阳极和阴极电极处均有皮肤潮红，数分钟内逐渐变淡，无不适感觉。

2.2 视觉通道

治疗后，两组图片命名测试评分均较治疗前明显提高(P＜0.01)，治疗前后差值实验组优于对照组(P＜0.05)。

治疗后，实验组WAB实物命名评分较治疗前明显提高(P＜0.01)，对照组无显著性差异(P＞0.05)；治疗前后差值实验组明显优于对照组(P＜0.01)。见表3、表4。

2.3 听觉通道

治疗后，实验组环境声音命名测试、WAB自发命名、WAB完成句子、WAB反应命名评分均较治疗前提高(P＜0.05)，对照组WAB自发命名评分较治疗前提高(P＜0.05)，其余评分均无显著性差异(P＞0.05)；组间治疗前后差值比较，环境声音命名测试实验组优于对照组(P＜0.05)，其余评分均无显著性差异(P ＞ 0.05)。见表5～表8。

表2 两组WAB AQ比较

3 讨论

本研究采用与图片命名任务相匹配的环境声音命名任务，考察tDCS对听觉通道命名能力影响。

目前，国内外相关研究多采取视觉命名任务评估命名能力，如波士顿命名测试及其他图片命名任务[19-22]，未见tDCS对听觉通道命名能力影响的报道，难以确定tDCS是提高了视觉加工能力还是提高了语言处理能力(如语义加工和语音加工)[23]。

环境声音可被定义为由人类环境中真实活动引起的可听见的声音[24]。环境声音与它们所关联的物体或事件有着对应关系[25]。相比于言语性的声音命名，环境声音命名与图片命名的加工过程更加相似，均为从命名对象的“外观”提取靶词名称[26]。

表3 两组图片命名测试评分比较

表4 两组WAB实物命名评分比较

表5 两组环境声音命名测试评分比较

表6 两组WAB自发命名评分比较

表7 两组WAB完成句子评分比较

表8 两组WAB反应命名评分比较

本研究显示，tDCS对视听觉命名任务表现均有改善作用，提示tDCS可能通过影响语义或语音加工，提高命名过程中的语言处理能力。

L-IFG在视觉命名的语音加工过程中发挥重要作用。根据心理词典理论[27]，视物命名始于视觉系统对输入刺激的识别和加工，再传送至语义系统，激活对应的语义表征，由语义信息激活语音输出词典中对应的语音表征，最后通过语音输出词典后阶段将语音输出。在这个过程中，L-IFG的激活主要与语音输出词典后阶段，如语音编码和发音运动计划生成相关[28-29]；在声音(包括言语性和非言语性)的识别或命名过程中，也能观察到L-IFG与语音输出词典后阶段同步激活[30-31]，表明L-IFG在视听觉命名的语音加工过程均发挥重要作用；刺激该区可通过影响语音加工环节提高视听觉命名能力。

L-IFG阳极刺激对言语性声音命名能力的影响可能与语义加工过程有关。L-IFG在语义加工中的作用主要与语义整合性加工和一般化认知加工过程有关[32]。本研究中言语性声音命名检查，要求患者在口头言语描述的基础上，输出命名对象的准确名称，如“医生和护士在哪里上班？”，患者需要提取多个词汇的语义信息并进行语义整合，由于涉及到相关词汇的临时储存和无关词汇的选择性抑制，可能有一般认知加工过程的参与[33]。本研究显示，tDCS对言语性声音命名能力的提高略优于对照组，但未达到显著性水平，这可能与WAB中言语性声音命名检查的试次较少有关(11个试次)。有待进一步研究。

综上所述，tDCS阳极刺激L-IFG可提高视听觉命名能力，可能与激活语义或语音加工有关。但对总体语言功能的改善不明显。既往研究表明，tDCS阳极刺激L-IFG对命名[19-22]和自发语[34-35]的改善较明显，而不能同时提高多种语言功能。

实验组共3例患者出现不良反应，分别是头皮刺痛感和皮肤潮红，这两种轻微不良反应发生率分别约为30%和10%[36]。tDCS时，电流从阳极经人体流入阴极，可能会刺激皮肤引起不适，轻微的如刺痛感，严重的如皮肤灼伤。过高的电流密度是造成皮肤灼烧的原因，实际操作中可通过检测电极间阻抗间接反映电流密度[37]。本研究使用的tDCS设备具有实时检测阻抗的功能，在阻抗超过设定阈值后会自动断电，起到保护作用。除了电流密度，刺激时间也是影响tDCS治疗安全性的重要参数。近年国外有研究者建议使用电荷密度作为衡量tDCS安全性的指标，因为该指标同时考虑了刺激时间和电流密度对组织的影响[38]。

本研究显示，对恢复期卒中后失语患者，tDCS安全性较好，L-IFG阳极刺激对视觉和听觉通道命名能力均有改善作用，可能是通过影响语义或语音加工提高命名能力。