超聲測量舌骨-喉運(yùn)動(dòng)比評(píng)估腦卒中伴咽期吞咽障礙的價(jià)值

鄧苗苗，田力，王麗琦，顧凱莉，曾慶宇，帥佳穎

河南中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院超聲科，河南 鄭州 450003；*通信作者 田力 tlky@hactcm.edu.cn

腦卒中為臨床危急重癥，46.3%～59.0%的患者可伴發(fā)吞咽障礙[1]。吞咽作為一種復(fù)雜的神經(jīng)肌肉反射性協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)[2]，需要舌、舌骨、咽喉及食管等結(jié)構(gòu)的協(xié)同運(yùn)動(dòng)。舌骨和喉的運(yùn)動(dòng)與吞咽咽期密切相關(guān)，舌骨向前移動(dòng)與喉部向上運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生[3]，對(duì)于保護(hù)氣道和環(huán)咽肌松弛至關(guān)重要，產(chǎn)生異常時(shí)可引發(fā)誤吸甚至窒息[4]。目前吞咽障礙評(píng)估方法包括臨床量表評(píng)估和儀器檢查，量表評(píng)估因主觀性較強(qiáng)、精確性不足而多用于吞咽障礙篩查；儀器檢查中的電視透視吞咽功能檢查為檢查吞咽障礙的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但輻射暴露、誤吸風(fēng)險(xiǎn)等局限性導(dǎo)致其臨床使用率較低[5]。超聲檢查具有無輻射、無侵入性、可使用真正食物進(jìn)行評(píng)估、短時(shí)間內(nèi)可重復(fù)操作的優(yōu)點(diǎn)[6]，近年來廣泛應(yīng)用于吞咽功能檢查。本研究通過超聲檢測腦卒中伴吞咽障礙患者舌骨和喉的運(yùn)動(dòng)過程，評(píng)估舌骨和喉的協(xié)同運(yùn)動(dòng)對(duì)吞咽障礙的診斷價(jià)值，為臨床評(píng)估吞咽功能提供新的思路與方法。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 前瞻性收集2021年6月—2022年4月河南中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院和河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院的腦卒中伴吞咽障礙患者43例，男23例，女20例，年齡40～80歲，平均（66.8±10.9）歲；同時(shí)收集吞咽功能正常的健康成人43例納入正常組，男23例，女20例，年齡40～80歲，平均（64.5±5.6）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合中國腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議中各項(xiàng)腦血管病診斷要點(diǎn)要求[7]，同時(shí)經(jīng)MRI或CT證實(shí)為腦梗死或腦出血，且吞咽造影檢查證實(shí)有吞咽障礙；意識(shí)清楚；患者及家屬知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：生命體征不穩(wěn)定，存在嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙、意識(shí)障礙；不能維持端坐位保持頭部處于正常位置；既往有影響吞咽功能的疾病；無法做吞咽動(dòng)作。本研究經(jīng)河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2022HL-485-01）。

1.2 儀器與方法 采用Mindray Resona 9多普勒超聲診斷儀，SC6-1U探頭，頻率2.5～5 MHz。受試者取直立端坐位，保持頭部處于固定中立位置，探頭置于甲狀腺上切跡與下頜骨連線上，與人體的矢狀面平行，適當(dāng)加壓保證探頭與皮膚充分接觸（圖1A）。吞咽過程中，甲狀軟骨向舌骨靠近時(shí)，喉頭會(huì)上升以封閉喉口[8]，此過程與喉抬高相對(duì)應(yīng)，即甲狀軟骨的上移與喉部的向上運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。調(diào)整超聲探頭使舌骨和甲狀軟骨在超聲圖像上清晰顯示，兩者均呈高回聲且后方伴聲影（圖1B）。待圖像穩(wěn)定后，囑受試者吞咽5 ml水，同時(shí)用超聲記錄舌骨和甲狀軟骨的運(yùn)動(dòng)軌跡，每位受試者均重復(fù)吞咽3次。

圖1 超聲測量方法。A.探頭位置；B.舌骨（H）和甲狀軟骨（L）聲像圖

1.3 圖像分析與參數(shù)測量方法 圖像采用Python編程語言實(shí)現(xiàn)中值流（MedianFlow）跟蹤算法處理[9]，該方法通過在當(dāng)前幀（第t幀）用戶選定區(qū)域里均勻選定樣本點(diǎn)，然后采用Lucas-Kanade光流追蹤法[10]正向追蹤樣本點(diǎn)到下一幀（第t+1幀），再反向追蹤到t幀，計(jì)算反向誤差，篩選出反向誤差最小的半數(shù)點(diǎn)作為最佳追蹤點(diǎn)，根據(jù)樣本點(diǎn)坐標(biāo)變化計(jì)算t+1幀目標(biāo)區(qū)域的位置和大小，最終以目標(biāo)區(qū)域中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程代表本研究待測指標(biāo)的運(yùn)動(dòng)過程，本研究截取正常組和吞咽障礙組舌骨和甲狀軟骨初始位置（運(yùn)動(dòng)前）和上升期最大位移處（吞咽時(shí)）的影像（圖2、3）。吞咽運(yùn)動(dòng)的測量從喉部向上運(yùn)動(dòng)（上升期）開始，到向下運(yùn)動(dòng)（下降期）回到初始位置結(jié)束，利用舌骨和甲狀軟骨在超聲圖像中坐標(biāo)的歐式距離作為指標(biāo)的測量值（圖4）。其中舌骨-喉（hyoid bone and larynx，HL）運(yùn)動(dòng)比為上升期舌骨位移和喉部位移的比值。本研究中測量參數(shù)為吞咽過程中舌骨和喉部的位移、持續(xù)時(shí)間及HL運(yùn)動(dòng)比。

圖2 正常組舌骨、甲狀軟骨初始位置（A、C）與上升期最大位移處（B、D）

圖3 吞咽障礙者舌骨、甲狀軟骨初始位置（A、C）與上升期最大位移處（B、D）

圖4 舌骨和喉部超聲圖像。A：舌骨；B：甲狀軟骨；DH：舌骨位移；DL：喉部位移；HL運(yùn)動(dòng)比= DH/DL

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。采用Logistic回歸分析腦卒中伴吞咽障礙的主要影響因素，繪制受試者工作特征（ROC）曲線分析Logistic回歸模型的預(yù)測價(jià)值，計(jì)算曲線下面積、最佳截?cái)嘀怠⒚舾卸群吞禺惗?。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組吞咽參數(shù)比較 兩組受試者年齡（t=1.554，P=0.126）和體重指數(shù)（t=-1.092，P=0.203）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，喉部運(yùn)動(dòng)時(shí)間（靜止期）、喉部位移（上升期）、HL運(yùn)動(dòng)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），見表1。

表1 兩組的吞咽參數(shù)比較（±s）

表1 兩組的吞咽參數(shù)比較（±s）

吞咽相正常組吞咽障關(guān)參數(shù)（n=43）礙組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舌骨運(yùn)動(dòng)時(shí)間（s）上升期0.45±0.09 0.49±0.09 1.78 0.077靜止期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喉部運(yùn)動(dòng)時(shí)間（s）上升期0.70±0.22 0.78±0.14 3.52 0.089靜止期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運(yùn)動(dòng)比 0.49±0.07 0.75±0.08 6.17 0.000

2.2 兩組吞咽參數(shù)的Logistic回歸分析 對(duì)吞咽參數(shù)進(jìn)行Logistic回歸分析，HL運(yùn)動(dòng)比是吞咽障礙的主要影響因素（OR＞1，P＜0.05），見表2。HL運(yùn)動(dòng)比診斷吞咽障礙的ROC曲線下面積為0.967，截?cái)嘀禐?.58，敏感度和特異度分別為86.0%和93.0%，見圖5。

表2 兩組吞咽參數(shù)的Logistic回歸分析

圖5 HL運(yùn)動(dòng)比診斷吞咽障礙的ROC曲線

3 討論

吞咽功能障礙可引起吸入性肺炎、脫水、營養(yǎng)不良和心理障礙等并發(fā)癥[11]，是腦卒中患者不良結(jié)局的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[12]。超聲能夠?qū)ν萄蔬^程中組織的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、食團(tuán)殘留等情況進(jìn)行觀察及定性分析，在評(píng)價(jià)吞咽功能方面應(yīng)用價(jià)值較高[13]。

既往研究多關(guān)注舌、頦舌骨肌和舌骨等單個(gè)結(jié)構(gòu)在吞咽中的作用。舌和頦舌骨肌在吞咽過程中發(fā)揮重要作用，腦卒中伴吞咽障礙患者舌肌[14]和頦舌骨肌[3]運(yùn)動(dòng)距離減小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長。舌骨是吞咽過程中重要的高度移動(dòng)性生物力學(xué)標(biāo)志點(diǎn)[15]，且是口腔底部、舌和喉的肌肉組織和非肌肉組織的附著點(diǎn)。通常將吞咽過程中舌骨和下頜骨的距離差作為舌骨的相對(duì)位移幅度。Hsiao 等[16]以下頜骨為參照點(diǎn)，通過超聲測量舌骨的相對(duì)位移幅度，評(píng)估健康人和吞咽障礙患者舌骨運(yùn)動(dòng)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)依賴管飼患者、口服攝入患者和健康人間存在顯著差異，并以舌骨相對(duì)位移＜1.5 cm 作為診斷管飼依賴性吞咽障礙的截?cái)帱c(diǎn)，敏感度為73.3%，特異度為66.7%。Lee 等[17]以舌骨相對(duì)位移＜13.5 mm 作為檢測滲透或誤吸的臨界點(diǎn)，敏感度和特異度分別為83.9%和81.0%。Huang 等[18]利用超聲觀察喉部相對(duì)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)健康者和吞咽障礙患者的喉部相對(duì)運(yùn)動(dòng)百分比平均值分別為61%和42%，且兩者有顯著差異。黃格朗等[19]對(duì)舌骨-甲狀軟骨間距研究結(jié)果與Huang等[18]一致。

超聲檢查評(píng)估吞咽時(shí)舌骨和喉部運(yùn)動(dòng)較為可靠，但既往研究對(duì)舌骨和喉部位移的測量為相對(duì)位移，存在個(gè)體差異和方向性誤差，且部分研究僅考慮了舌骨單一結(jié)構(gòu)對(duì)吞咽功能的影響，準(zhǔn)確性較低。

由于舌骨運(yùn)動(dòng)包括垂直方向和水平方向[20]，直接追蹤舌骨的運(yùn)動(dòng)軌跡測量其絕對(duì)位移，比舌骨的相對(duì)位移更具可靠性。本研究通過超聲記錄兩組受試者舌骨和甲狀軟骨的運(yùn)動(dòng)過程，利用MedianFlow算法定位追蹤舌骨和甲狀軟骨的位移距離和位移時(shí)間。通過測量舌骨上升期和下降期的絕對(duì)位移發(fā)現(xiàn)吞咽障礙組的舌骨位移小于正常組，但無顯著差異，原因?yàn)橥萄收系K患者為了減少舌骨對(duì)食管上括約肌開放的影響，會(huì)增加舌骨移位程度作為補(bǔ)償。通過測量分析吞咽障礙患者和正常組喉部運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)吞咽障礙患者喉部位移（上升期）小于正常組，而喉部運(yùn)動(dòng)時(shí)間（靜止期）大于正常組。Logistic回歸分析結(jié)果顯示，喉部位移和運(yùn)動(dòng)時(shí)間均不是吞咽障礙的影響因素，說明評(píng)估單一結(jié)構(gòu)對(duì)于診斷吞咽障礙不具有可靠性。本研究將舌骨位移與喉部位移的比值作為評(píng)估吞咽障礙的指標(biāo)，結(jié)果顯示腦卒中伴吞咽障礙患者的HL運(yùn)動(dòng)比顯著大于健康人，原因?yàn)槟X卒中患者腦血管病變導(dǎo)致吞咽相關(guān)神經(jīng)受損，使咽喉肌肉收縮功能降低，進(jìn)而影響舌骨和喉部的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)行Logistic回歸分析排除混雜因素后發(fā)現(xiàn)，HL運(yùn)動(dòng)比是腦卒中伴吞咽障礙的獨(dú)立影響因素，其診斷腦卒中伴吞咽障礙的敏感度和特異度分別為86.0%和93.0%，本研究中測量的舌骨位移與舌骨向前向上運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而甲狀軟骨向上運(yùn)動(dòng)與喉部抬高相對(duì)應(yīng)，表明HL運(yùn)動(dòng)比可反映舌骨運(yùn)動(dòng)和喉部向上運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)程度，且可作為超聲評(píng)估吞咽障礙的可靠參數(shù)。

舌骨和喉部的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)是確保吞咽過程順利完成的關(guān)鍵因素[21]，Matsuo 等[22]研究表明HL 運(yùn)動(dòng)比可作為評(píng)估兩者協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)程度的良好指標(biāo)，且不依賴于身高和年齡相關(guān)的生理變化。Matsuo 等[23]將舌骨-甲狀軟骨間距作為評(píng)估舌骨和喉部協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的指標(biāo)。在Huang 等[18]的研究中，喉部相對(duì)運(yùn)動(dòng)百分比診斷吞咽障礙的敏感度和特異度分別為75%和71.1%，但由于舌骨和甲狀軟骨均處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，測量值為其近似距離，不能直接反映舌骨的運(yùn)動(dòng)過程，因而不能準(zhǔn)確反映喉部的運(yùn)動(dòng)情況。而本研究中HL 運(yùn)動(dòng)比為舌骨和甲狀軟骨絕對(duì)位移的比值，能更好地反映舌骨和甲狀軟骨的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和兩者的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。Lee 等[17]在舌骨相對(duì)位移幅度研究中，將靜止的下頜骨作為測量舌骨運(yùn)動(dòng)的參照物，且診斷準(zhǔn)確度較Huang 等[18]研究更高，但仍未考慮舌骨位移的方向。

本研究考慮到吞咽過程中舌骨的運(yùn)動(dòng)包括舌骨的前移位和向上運(yùn)動(dòng)，將舌骨向前向上運(yùn)動(dòng)作為絕對(duì)位移，摒除了運(yùn)動(dòng)方向上的誤差。同時(shí)追蹤甲狀軟骨的運(yùn)動(dòng)軌跡，測量其絕對(duì)位移，并計(jì)算HL 運(yùn)動(dòng)比。對(duì)舌骨和甲狀軟骨的自動(dòng)化追蹤測量避免了人工測量的誤差。舌和頦舌骨肌均為附著于舌骨的肌肉組織，Maeda 等[2]研究顯示老年人舌根部的運(yùn)動(dòng)和舌推力強(qiáng)度均比成年人弱，可能會(huì)導(dǎo)致舌肌運(yùn)動(dòng)幅度減小和運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長。腦卒中患者長期鼻飼飲食和臥床等因素導(dǎo)致全身肌肉肌力下降，可能是吞咽障礙患者頦舌骨肌運(yùn)動(dòng)距離減小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長的原因。這些因素可導(dǎo)致舌和頦舌骨肌相關(guān)指標(biāo)診斷吞咽障礙的準(zhǔn)確性較差。Matsuo 等[22]研究顯示HL 運(yùn)動(dòng)比評(píng)估吞咽運(yùn)動(dòng)時(shí)，與年齡無顯著相關(guān)，且不受體重等相關(guān)生理因素的影響，準(zhǔn)確度相對(duì)較高。本研究結(jié)果中HL 運(yùn)動(dòng)比對(duì)吞咽障礙的診斷敏感度和特異度分別為86.0%和93.0%，約登指數(shù)為0.967，表明舌骨和甲狀軟骨的絕對(duì)位移對(duì)于吞咽障礙的診斷更可靠。因此，HL 運(yùn)動(dòng)比可作為超聲診斷腦卒中伴咽期吞咽障礙的重要參數(shù)。

本研究的局限性：①僅對(duì)吞咽障礙者和正常組的超聲測量值進(jìn)行對(duì)比，未能對(duì)吞咽障礙患者治療前和治療后超聲測量值進(jìn)行對(duì)比分析；②納入對(duì)象僅為腦卒中后吞咽功能障礙患者，未對(duì)其他導(dǎo)致吞咽功能障礙疾病如帕金森病、肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥、肌無力等的HL運(yùn)動(dòng)比進(jìn)行研究；③樣本量偏小且為橫斷面研究。后續(xù)將擴(kuò)大樣本量并改進(jìn)以上問題，更全面地評(píng)估HL運(yùn)動(dòng)比在診斷吞咽障礙中的應(yīng)用價(jià)值。

總之，HL運(yùn)動(dòng)比反映了吞咽過程中舌骨和喉部的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，有助于超聲對(duì)腦卒中伴咽期吞咽功能障礙的診斷，進(jìn)一步證實(shí)超聲可作為評(píng)估腦卒中伴吞咽障礙的有效方法，值得臨床推廣應(yīng)用。