超声测量舌骨-喉运动比评估脑卒中伴咽期吞咽障碍的价值

邓苗苗，田力，王丽琦，顾凯莉，曾庆宇，帅佳颖

河南中医药大学第三临床医学院超声科，河南 郑州 450003；*通信作者 田力 tlky@hactcm.edu.cn

脑卒中为临床危急重症，46.3%～59.0%的患者可伴发吞咽障碍[1]。吞咽作为一种复杂的神经肌肉反射性协调运动[2]，需要舌、舌骨、咽喉及食管等结构的协同运动。舌骨和喉的运动与吞咽咽期密切相关，舌骨向前移动与喉部向上运动同时发生[3]，对于保护气道和环咽肌松弛至关重要，产生异常时可引发误吸甚至窒息[4]。目前吞咽障碍评估方法包括临床量表评估和仪器检查，量表评估因主观性较强、精确性不足而多用于吞咽障碍筛查；仪器检查中的电视透视吞咽功能检查为检查吞咽障碍的“金标准”，但辐射暴露、误吸风险等局限性导致其临床使用率较低[5]。超声检查具有无辐射、无侵入性、可使用真正食物进行评估、短时间内可重复操作的优点[6]，近年来广泛应用于吞咽功能检查。本研究通过超声检测脑卒中伴吞咽障碍患者舌骨和喉的运动过程，评估舌骨和喉的协同运动对吞咽障碍的诊断价值，为临床评估吞咽功能提供新的思路与方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性收集2021年6月—2022年4月河南中医药大学第三附属医院和河南中医药大学第一附属医院的脑卒中伴吞咽障碍患者43例，男23例，女20例，年龄40～80岁，平均（66.8±10.9）岁；同时收集吞咽功能正常的健康成人43例纳入正常组，男23例，女20例，年龄40～80岁，平均（64.5±5.6）岁。纳入标准：符合中国脑血管病学术会议中各项脑血管病诊断要点要求[7]，同时经MRI或CT证实为脑梗死或脑出血，且吞咽造影检查证实有吞咽障碍；意识清楚；患者及家属知情同意。排除标准：生命体征不稳定，存在严重认知功能障碍、意识障碍；不能维持端坐位保持头部处于正常位置；既往有影响吞咽功能的疾病；无法做吞咽动作。本研究经河南中医药大学第一附属医院伦理委员会批准（2022HL-485-01）。

1.2 仪器与方法 采用Mindray Resona 9多普勒超声诊断仪，SC6-1U探头，频率2.5～5 MHz。受试者取直立端坐位，保持头部处于固定中立位置，探头置于甲状腺上切迹与下颌骨连线上，与人体的矢状面平行，适当加压保证探头与皮肤充分接触（图1A）。吞咽过程中，甲状软骨向舌骨靠近时，喉头会上升以封闭喉口[8]，此过程与喉抬高相对应，即甲状软骨的上移与喉部的向上运动相对应。调整超声探头使舌骨和甲状软骨在超声图像上清晰显示，两者均呈高回声且后方伴声影（图1B）。待图像稳定后，嘱受试者吞咽5 ml水，同时用超声记录舌骨和甲状软骨的运动轨迹，每位受试者均重复吞咽3次。

图1 超声测量方法。A.探头位置；B.舌骨（H）和甲状软骨（L）声像图

1.3 图像分析与参数测量方法 图像采用Python编程语言实现中值流（MedianFlow）跟踪算法处理[9]，该方法通过在当前帧（第t帧）用户选定区域里均匀选定样本点，然后采用Lucas-Kanade光流追踪法[10]正向追踪样本点到下一帧（第t+1帧），再反向追踪到t帧，计算反向误差，筛选出反向误差最小的半数点作为最佳追踪点，根据样本点坐标变化计算t+1帧目标区域的位置和大小，最终以目标区域中心点的运动过程代表本研究待测指标的运动过程，本研究截取正常组和吞咽障碍组舌骨和甲状软骨初始位置（运动前）和上升期最大位移处（吞咽时）的影像（图2、3）。吞咽运动的测量从喉部向上运动（上升期）开始，到向下运动（下降期）回到初始位置结束，利用舌骨和甲状软骨在超声图像中坐标的欧式距离作为指标的测量值（图4）。其中舌骨-喉（hyoid bone and larynx，HL）运动比为上升期舌骨位移和喉部位移的比值。本研究中测量参数为吞咽过程中舌骨和喉部的位移、持续时间及HL运动比。

图2 正常组舌骨、甲状软骨初始位置（A、C）与上升期最大位移处（B、D）

图3 吞咽障碍者舌骨、甲状软骨初始位置（A、C）与上升期最大位移处（B、D）

图4 舌骨和喉部超声图像。A：舌骨；B：甲状软骨；DH：舌骨位移；DL：喉部位移；HL运动比= DH/DL

1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用t检验。采用Logistic回归分析脑卒中伴吞咽障碍的主要影响因素，绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析Logistic回归模型的预测价值，计算曲线下面积、最佳截断值、敏感度和特异度。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组吞咽参数比较 两组受试者年龄（t=1.554，P=0.126）和体重指数（t=-1.092，P=0.203）差异均无统计学意义，喉部运动时间（静止期）、喉部位移（上升期）、HL运动比差异有统计学意义（P均＜0.05），见表1。

表1 两组的吞咽参数比较（±s）

表1 两组的吞咽参数比较（±s）

吞咽相正常组吞咽障关参数（n=43）碍组t值P值（n=43）舌骨位移（mm）上升期10.00±1.60 10.60±2.70 1.19 0.237 0.116下降期7.86±1.67 8.40±1.48 1.58舌骨运动时间（s）上升期0.45±0.09 0.49±0.09 1.78 0.077静止期0.26±0.06 0.33±0.08 4.42 0.095 0.430下降期0.52±0.13 0.68±0.18 4.36喉部位移（mm）上升期18.90±5.02 10.70±4.10 6.38 0.000 0.504下降期15.50±4.70 9.90±4.50 2.67喉部运动时间（s）上升期0.70±0.22 0.78±0.14 3.52 0.089静止期0.19±0.04 0.28±0.07 4.97 0.000 0.068下降期0.77±0.21 0.80±0.23 2.83 HL运动比 0.49±0.07 0.75±0.08 6.17 0.000

2.2 两组吞咽参数的Logistic回归分析 对吞咽参数进行Logistic回归分析，HL运动比是吞咽障碍的主要影响因素（OR＞1，P＜0.05），见表2。HL运动比诊断吞咽障碍的ROC曲线下面积为0.967，截断值为0.58，敏感度和特异度分别为86.0%和93.0%，见图5。

表2 两组吞咽参数的Logistic回归分析

图5 HL运动比诊断吞咽障碍的ROC曲线

3 讨论

吞咽功能障碍可引起吸入性肺炎、脱水、营养不良和心理障碍等并发症[11]，是脑卒中患者不良结局的独立危险因素[12]。超声能够对吞咽过程中组织的运动规律、食团残留等情况进行观察及定性分析，在评价吞咽功能方面应用价值较高[13]。

既往研究多关注舌、颏舌骨肌和舌骨等单个结构在吞咽中的作用。舌和颏舌骨肌在吞咽过程中发挥重要作用，脑卒中伴吞咽障碍患者舌肌[14]和颏舌骨肌[3]运动距离减小、运动时间延长。舌骨是吞咽过程中重要的高度移动性生物力学标志点[15]，且是口腔底部、舌和喉的肌肉组织和非肌肉组织的附着点。通常将吞咽过程中舌骨和下颌骨的距离差作为舌骨的相对位移幅度。Hsiao 等[16]以下颌骨为参照点，通过超声测量舌骨的相对位移幅度，评估健康人和吞咽障碍患者舌骨运动情况，结果发现依赖管饲患者、口服摄入患者和健康人间存在显著差异，并以舌骨相对位移＜1.5 cm 作为诊断管饲依赖性吞咽障碍的截断点，敏感度为73.3%，特异度为66.7%。Lee 等[17]以舌骨相对位移＜13.5 mm 作为检测渗透或误吸的临界点，敏感度和特异度分别为83.9%和81.0%。Huang 等[18]利用超声观察喉部相对运动，发现健康者和吞咽障碍患者的喉部相对运动百分比平均值分别为61%和42%，且两者有显著差异。黄格朗等[19]对舌骨-甲状软骨间距研究结果与Huang等[18]一致。

超声检查评估吞咽时舌骨和喉部运动较为可靠，但既往研究对舌骨和喉部位移的测量为相对位移，存在个体差异和方向性误差，且部分研究仅考虑了舌骨单一结构对吞咽功能的影响，准确性较低。

由于舌骨运动包括垂直方向和水平方向[20]，直接追踪舌骨的运动轨迹测量其绝对位移，比舌骨的相对位移更具可靠性。本研究通过超声记录两组受试者舌骨和甲状软骨的运动过程，利用MedianFlow算法定位追踪舌骨和甲状软骨的位移距离和位移时间。通过测量舌骨上升期和下降期的绝对位移发现吞咽障碍组的舌骨位移小于正常组，但无显著差异，原因为吞咽障碍患者为了减少舌骨对食管上括约肌开放的影响，会增加舌骨移位程度作为补偿。通过测量分析吞咽障碍患者和正常组喉部运动，发现吞咽障碍患者喉部位移（上升期）小于正常组，而喉部运动时间（静止期）大于正常组。Logistic回归分析结果显示，喉部位移和运动时间均不是吞咽障碍的影响因素，说明评估单一结构对于诊断吞咽障碍不具有可靠性。本研究将舌骨位移与喉部位移的比值作为评估吞咽障碍的指标，结果显示脑卒中伴吞咽障碍患者的HL运动比显著大于健康人，原因为脑卒中患者脑血管病变导致吞咽相关神经受损，使咽喉肌肉收缩功能降低，进而影响舌骨和喉部的协调运动。进行Logistic回归分析排除混杂因素后发现，HL运动比是脑卒中伴吞咽障碍的独立影响因素，其诊断脑卒中伴吞咽障碍的敏感度和特异度分别为86.0%和93.0%，本研究中测量的舌骨位移与舌骨向前向上运动相对应，而甲状软骨向上运动与喉部抬高相对应，表明HL运动比可反映舌骨运动和喉部向上运动的协调程度，且可作为超声评估吞咽障碍的可靠参数。

舌骨和喉部的协调运动是确保吞咽过程顺利完成的关键因素[21]，Matsuo 等[22]研究表明HL 运动比可作为评估两者协调运动程度的良好指标，且不依赖于身高和年龄相关的生理变化。Matsuo 等[23]将舌骨-甲状软骨间距作为评估舌骨和喉部协调运动的指标。在Huang 等[18]的研究中，喉部相对运动百分比诊断吞咽障碍的敏感度和特异度分别为75%和71.1%，但由于舌骨和甲状软骨均处于运动状态，测量值为其近似距离，不能直接反映舌骨的运动过程，因而不能准确反映喉部的运动情况。而本研究中HL 运动比为舌骨和甲状软骨绝对位移的比值，能更好地反映舌骨和甲状软骨的运动规律和两者的协调运动。Lee 等[17]在舌骨相对位移幅度研究中，将静止的下颌骨作为测量舌骨运动的参照物，且诊断准确度较Huang 等[18]研究更高，但仍未考虑舌骨位移的方向。

本研究考虑到吞咽过程中舌骨的运动包括舌骨的前移位和向上运动，将舌骨向前向上运动作为绝对位移，摒除了运动方向上的误差。同时追踪甲状软骨的运动轨迹，测量其绝对位移，并计算HL 运动比。对舌骨和甲状软骨的自动化追踪测量避免了人工测量的误差。舌和颏舌骨肌均为附着于舌骨的肌肉组织，Maeda 等[2]研究显示老年人舌根部的运动和舌推力强度均比成年人弱，可能会导致舌肌运动幅度减小和运动时间延长。脑卒中患者长期鼻饲饮食和卧床等因素导致全身肌肉肌力下降，可能是吞咽障碍患者颏舌骨肌运动距离减小、运动时间延长的原因。这些因素可导致舌和颏舌骨肌相关指标诊断吞咽障碍的准确性较差。Matsuo 等[22]研究显示HL 运动比评估吞咽运动时，与年龄无显著相关，且不受体重等相关生理因素的影响，准确度相对较高。本研究结果中HL 运动比对吞咽障碍的诊断敏感度和特异度分别为86.0%和93.0%，约登指数为0.967，表明舌骨和甲状软骨的绝对位移对于吞咽障碍的诊断更可靠。因此，HL 运动比可作为超声诊断脑卒中伴咽期吞咽障碍的重要参数。

本研究的局限性：①仅对吞咽障碍者和正常组的超声测量值进行对比，未能对吞咽障碍患者治疗前和治疗后超声测量值进行对比分析；②纳入对象仅为脑卒中后吞咽功能障碍患者，未对其他导致吞咽功能障碍疾病如帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症、肌无力等的HL运动比进行研究；③样本量偏小且为横断面研究。后续将扩大样本量并改进以上问题，更全面地评估HL运动比在诊断吞咽障碍中的应用价值。

总之，HL运动比反映了吞咽过程中舌骨和喉部的协调运动，有助于超声对脑卒中伴咽期吞咽功能障碍的诊断，进一步证实超声可作为评估脑卒中伴吞咽障碍的有效方法，值得临床推广应用。