衰老与食团特性对吞咽过程中喉部运动影响的机制研究

《European Archives of Oto-Rhino-Laryngology》：Effects of aging and bolus characteristics on laryngeal movement during oropharyngeal swallowing

　　

目的：吞咽是一个复杂的感觉运动过程，会动态适应食团特性和生理变化。老年人中与年龄相关的神经肌肉改变可改变吞咽功能，可能损害吞咽安全性和效率。本研究通过使用力敏电阻（FSR）传感器和颈部听诊分析喉部位移和吞咽声音，探讨了口咽期吞咽中与年龄相关的差异。 方法：在16名健康年轻成人和12名健康老年人中评估了六项具有不同食团体积和黏度的吞咽任务。采用两因素混合模型重复测量方差分析，检验声学及FSR信号的时间与振幅参数差异。 结果：FSR信号分析显示，增加食团体积缩短了年轻成人的喉部激活持续时间，而在老年人中则显著延长了喉部激活时间。此外，衰老显著增加了吞咽过程中喉部运动的总体持续时间，尤其是在松弛阶段。所有分析中均未观察到显著的性别效应。 结论：在老年人中，口咽期吞咽期间较慢的喉部运动表明肌肉能力下降以及食团通过和喉部运动学之间的协调性减弱。这些与年龄相关的神经肌肉变化可能损害吞咽效率和气道保护，从而增加吞咽困难相关并发症的易感性。未来研究应侧重于开发自动化检测算法和结合生理测量与吞咽成像的多模态数据集，以客观地将传感器衍生特征与生理性吞咽事件相关联。

衰老与食团特性对口咽期吞咽中喉部运动影响的系统解读

一、研究背景与问题提出

吞咽是一项复杂的感知运动过程，涉及口腔准备期、口腔期、咽期和食管期四个阶段，其中咽期吞咽虽不完全为反射性，但通常被描述为反射性过程。在咽期，咽部缩短增宽以容纳前进的食团，舌骨上肌群和咽部肌肉收缩使喉-舌骨复合体上提前移，并促进会厌被动后折覆盖喉前庭。吞咽的有效性与气道保护依赖于口腔和喉部运动的精确时序与协调。正常衰老伴随结构和功能改变，削弱吞咽涉及的感知反馈和运动控制。与年龄相关的肌肉质量与力量下降（即肌少症）可破坏吞咽与呼吸的协调，延迟喉部上提，延长咽期通过时间，增加咽部残留，并延长吞咽呼吸暂停。喉部装置内的结构退化，包括环甲关节退行性改变和连接舌骨与甲状软骨的结缔组织完整性下降，可降低吞咽时喉部运动的精确性和幅度。然而，尽管衰老相关的吞咽改变已被广泛报道，关于衰老如何影响喉部运动和吞咽声学对不同食团条件的动态适应，目前知之甚少。因此，本研究采用实验室自制的同步采集系统，同时记录颈部听诊声音和吞咽时喉部位移信号，以深入理解健康年轻与老年个体在不同食团体积和黏度下咽期吞咽功能的差异，为可穿戴吞咽传感器的临床应用提供依据。

二、研究内容与主要结论

研究人员招募了28名无神经肌肉疾病、吞咽困难或头颈部手术史的成年人，按年龄分为老年组（12人，6男6女，年龄68-91岁，平均74.2岁）和年轻组（16人，3男13女，年龄22-30岁，平均25.0岁）。研究采用实验室自制的同步采集系统，结合颈前喉结下方放置的力敏电阻（FSR）传感器和颈部听诊器连接的驻极体电容麦克风，在6种吞咽条件（2种体积×3种黏度）下同步记录吞咽声音和喉部运动信号。食团样品依据国际吞咽困难饮食标准化倡议框架（IDDSI）制备，包括3ml和10ml的稀流质（IDDSI 0级）、轻度稠流质（IDDSI 2级）和极度稠流质（IDDSI 4级）。研究人员提取FSR信号的W形波形中三个峰值（P1、P2、P3）和两个谷值（T1、T2）的时间与振幅参数，以及声学信号中四个咔嗒声（C1-C4）的振幅和间隔时长，采用混合模型两因素重复测量方差分析（RM ANOVA）和Bonferroni事后检验进行统计分析，性别作为潜在混杂因素纳入模型。

三、主要研究结果

喉部运动分析结果： 统计分析显示性别对喉部位移和吞咽声音参数均无显著影响。食团黏度显著影响T1振幅，吞咽极度稠流质（IDDSI 4级）时T1振幅显著低于稀流质，提示增加食团黏度可能明显提升喉部上提幅度。与FSR信号振幅相比，FSR各段时长尤其是松弛段（LR）对年龄和食团条件更为敏感。单因素方差分析显示，年龄对P1至P3总时长、P1-T1段、T1-P2段、P2-T2段和T2-P3段时长均有显著影响，老年组在所有食团条件下均表现出咽期吞咽的显著延长。混合模型两因素RM ANOVA揭示了年龄、食团黏度和食团体积之间的显著三向交互作用。在年轻组中，增加食团体积显著缩短P1-P2时长，尤其在轻度稠流质条件下；而在老年组中，吞咽3ml稀流质时P1-P2时长显著短于10ml稀流质。

吞咽声音分析结果： 在极度稠流质条件下，年龄和食团体积均显著调节C1振幅，老年人C1峰值振幅显著低于年轻人，且两组中10ml稠流质的C1峰值振幅显著大于3ml。C1至C4总时长在年龄组间存在显著差异，老年人吞咽时长普遍延长，这一延长在C1-C2、C2-C3和C3-C4各段均可见。食团体积从3ml增至10ml显著影响C1-C3和C2-C3间隔时长，老年组在吞咽10ml稀流质时C1-C3和C2-C3时长显著延长。在C3-C4时长中观察到黏度与体积的显著交互作用，仅当吞咽10ml食团时黏度才显著改变C3-C4时长。

四、讨论与结论

研究讨论指出，即使在无明显吞咽困难的健康老年人中，正常衰老也可能影响吞咽反射启动时喉-舌骨复合体的激活以及吞咽后恢复静息状态的效率。衰老对喉部运动的影响呈现阶段依赖性，并非均匀作用。老年人仅在吞咽高度稠流质时表现出C1振幅降低，提示年龄相关的口咽期生物力学力量减弱在吞咽系统受到高黏度挑战时才可被测量。FSR信号振幅无显著年龄差异，表明吞咽相关肌群的主动活动范围（ROM）在年龄间基本保留。然而，老年组喉部上提和前移时长显著延长，且喉部复位（T2-P3段）时间显著延长，可能与吞咽后立即发生的强力呼气动作有关，并受肌肉疲劳、肌张力升高、慢性疾病及年龄相关神经肌肉改变等多重因素影响。延长的喉部复位时间可能延迟正常呼吸恢复，损害吞咽-呼吸协调，增加老年人渗漏或误吸风险。食团体积和黏度对吞咽力学的影响因年龄而异，年轻人对食团体积变化表现出更强的适应性。研究结论强调，在分析衰老相关吞咽改变时，不仅应评估喉部激活，还应评估复位速度。FSR测量与颈部听诊的结合为吞咽风险的临床评估和管理提供了有前景的方法学基础，有助于提高诊断准确性并指导缓解年龄相关吞咽困难的治疗策略。