氣脈沖感覺刺激技術對吞咽功能的研究進展

鄭鈺瑩，孫偉銘

1.南昌大學第一附屬醫院，江西南昌市330006；2.井岡山大學醫學部，江西吉安市343000

1 吞咽障礙

吞咽障礙是指因下頜、雙唇、舌、軟腭、咽喉、食管括約肌或食管功能受損，不能安全有效地把食物由口送到胃內取得足夠營養和水分的進食困難[1]，是腦外傷、腦卒中和頭頸部腫瘤術后等疾病常見并發癥之一[2]。此外，社區中健康老年人群也存在部分吞咽功能障礙[3]。國外報道[4-5]，其發生率約11.40%～84.01%。2017年全國流行病學調查顯示[6]，吞咽障礙的患病率為38.7%，其中，急性期腦卒中46.3%，恢復期腦卒中56.9%，阿爾茨海默病40.8%，帕金森病46.2%，多發性硬化12.5%，脊髓側索硬化50.0%，鼻咽癌36.6%，喉癌58.4%。吞咽障礙常導致脫水，營養不良，吸入性肺炎等不良后果，甚至危及患者生命[7]。

腦卒中后吞咽障礙臨床有多種治療和評定方法[8]。氣脈沖對腦卒中吞咽障礙的評定與康復有效[9]。本文對氣脈沖感覺刺激的機制、治療儀器、操作方法及其對吞咽功能的應用等進行綜述。

2 氣脈沖感覺刺激技術

氣脈沖是一種通過氣流沖擊，刺激口咽腔黏膜，誘發吞咽反射，提高口咽腔黏膜敏感性，加快吞咽啟動的一種康復治療方法[10]。它是一種自然的機械刺激，刺激部位為舌咽神經及迷走神經所支配的區域。目前，已經有多種氣脈沖訓練儀器用于臨床和研究[11-14]。

2.1 作用機制

Aviv等[15]研究表明，咽喉部感覺缺失會導致吞咽障礙及誤吸；如果咽喉部不能感受食物或分泌物，將導致咽喉部不能啟動保護反射[16]。誘發吞咽的關鍵因素可能是下咽部感受器所接受的壓力刺激，該感受器位于喉上神經支配區[17]。經實驗驗證[18]，引發喉內肌收縮反射的閾值和咽喉部感覺閾值一致。我們可以把喉內肌收縮反射視為咽喉部感覺功能的客觀表現。氣脈沖刺激喉上神經支配的黏膜，引起喉內肌收縮反射，這是一種不受意識控制的不自主反射[19]，可認為氣脈沖對咽喉部感覺是一種有效刺激。

感覺刺激可運用于腦卒中后吞咽障礙患者的臨床治療[20]。感覺輸入能影響皮質和腦干，觸發吞咽，調節運動輸出，同時激活上行通路等，調節吞咽時序下的運動輸出。Lowell等[21]發現，氣脈沖感覺刺激可以顯著激活腦部吞咽系統的感覺成分。但氣脈沖感覺刺激作為誘發吞咽的機制仍在研究中。

2.2 設備與操作

用于傳輸氣脈沖感覺刺激和檢測刺激過程的設備包括氣脈沖感覺刺激發生器、特制的牙套模及導管、特制的內窺鏡、光源、附著在內窺鏡上的壓力感受器、與人體相連接的壓力感受器、電視顯示器、視頻打印機和錄像機等[22-23]。氣脈沖感覺刺激發生器、壓力感受器等電子設備的具體結構本文不予討論。

Theurer等[24]使用定制的牙弓夾板以便將氣脈沖傳輸到扁桃體區域。牙弓夾板由人體植入級硅膠材料通過牙印模制作成型，厚1～2 mm；在牙弓夾板外下緣嵌有聚乙烯材質的導管，內徑1.14 mm，外徑1.57 mm，沿下頜骨牙槽嵴走行，并從牙弓夾板后面延伸約1 cm，末端連接一根長5 mm、內徑1.47 mm、外徑1.94 mm的硅膠導管；硅膠導管有一個直徑1.5 mm的圓形開口，可將氣脈沖直接輸送到口咽后部的扁桃體周圍區域。夾板左右兩側均安裝獨立導管，經夾板正中向左約1 cm處伸出，延伸50 cm，并與直徑2 mm的導管形成“Y”形連接；操作者通過手動擠壓氣囊，產生的氣體經直徑4 mm的導管輸送至“Y”形連接器[25]。該團隊[26]在另一試驗中所用的刺激器同樣由樹脂材料牙弓夾板嵌著聚乙烯導管，一端連接扁桃體刺激區域，一端連接血壓計氣囊，但在左右兩根導管與大直徑導管相接處使用了四通連接器；與“Y”形連接器相比，四通連接器一端連接記錄氣脈沖壓力值的壓力傳感器(AD Instruments,Castle Hill,Australia)；四通連接器放置在盲箱中，確保操作者擠壓氣囊產生的氣脈沖是未知的刺激條件。

Lowell等[21]用氣脈沖刺激檢查感覺的輸入。醫用級壓縮空氣經壓力閥，通過氣動軟管傳遞至由程序刺激的控制箱中，雙向通/斷。當雙向電磁閥打開時，氣脈沖刺激通過氣動軟管傳輸至連接口腔的硅膠導管中；硅膠導管經厚4 mm速效牙膠所制的牙模，將氣脈沖從口腔傳輸至扁桃體周圍區域。

Aviv等[16]通過咽喉部氣脈沖感覺發生器產生氣脈沖，經纖維內鏡的內部端口，傳輸到梨狀隱窩前壁或杓會厭皺襞[22]。纖維內鏡可以在不使用麻藥的情況下，從鼻腔插入，直接定位到實驗區附近約2 mm[27]。氣脈沖刺激參數由一個電子閥門、一個壓力儀表和一個用于監測氣脈沖的壓力傳感器所調控。聚乙烯材質的導管通過“Y”形連接器與壓力感受器相連，以測量氣脈沖壓力值。產生氣脈沖的氣泵來源于耳鼻喉科的霧化器，可連接氣壓計用于校準。

程捷等[28]研發的吞咽功能脈沖氣流測量儀，主要包括空氣脈沖的產生、測量、顯示等部分[13]，可與纖維喉鏡配合，用于鼻咽癌患者吞咽感覺功能的測試。

竇祖林[29]介紹了兩種傳輸氣脈沖刺激的儀器，一種為氣泵發生器連接末端包裹海綿或塑料的導氣管，開口困難者可配合使用齒托；一種是通常用來除塵所用的氣囊，連接附有輸液閥的導氣管。

國外有吞咽空氣脈沖療法口器專利[11]。主要結構為符合口腔構造的撓性管，置于牙齒和頰的內表面之間，將氣脈沖傳輸至口和/或咽喉的預定區域。吞咽空氣-脈沖療法(swallowing air-pulse therapy,SWAPT)系統可檢測脈沖序列持續時間、脈沖持續時間、脈沖頻率和脈沖壓。

國內也有評測氣脈沖的專利[12]，包括氣脈沖信號采集器，將氣脈沖信號轉化為電信號；吞咽測定評定系統，分析氣脈沖數據從而評定吞咽功能。該系統由計算機和測評器組成；測評器包括導管、導管前部連接的若干球囊、導管后部連接的若干充氣閥門，每個充氣閥門與一個球囊連接，并用于給該球囊充氣；導管上還有壓力傳感器，通過信號線與計算機連接。

Theurer等[26]、Lowell等[21]、竇祖林[29]及大多數專利都通過在口器傳輸氣脈沖感覺刺激，刺激部位多為扁桃體周圍區域。Aviv等[31]則是從鼻腔插入特制的纖維內鏡傳輸氣脈沖，刺激部位可隨需要調整。前者操作安全簡單，但定制口器需口腔科配合，且需一定時間，在治療程序和治療時間上存在不便；后者經鼻腔傳輸刺激，可精確定位刺激部位[30]，但操作有一定難度，且存在安全風險。

氣脈沖發生器分為兩種，一種為手動擠壓，可為血壓計的氣囊、特制的氣囊等；一種為器械，如氣泵、由壓力閥調控輸出的醫用級壓縮空氣等。產生的氣體本身不存在差異，但由氣脈沖發生器產生的氣體由調節裝置調節后，產生的氣脈沖在氣壓、頻率、刺激時間等參數方面存在差異。

3 在吞咽功能評估與治療中的應用

3.1 評估

通過短暫的氣脈沖，以不同壓力刺激喉部杓會厭壁或室帶，引起室帶內收，了解喉黏膜的感覺，是一種簡單、相對安全、可靠的確定咽喉感覺辨別閾值的技術。

氣脈沖感覺刺激技術早期被應用于眼科測定眼內壓[32]，后又被應用于測量上肢感覺閾值，是一種靈敏可靠的方法[33]。咽喉部感覺閾值可作為評定吞咽功能的客觀指標。一項國內專利[14]將吞咽肌收縮的壓力，通過壓力傳感器反饋到計算機系統的數據采集系統，從而評定吞咽功能[12]。

Aviv等[31]采用纖維內鏡和咽喉部黏膜感覺檢測相結合的吞咽感覺纖維內鏡測試(fiberoptic endoscopic evaluation of swallowing with sensory testing,FEESST)，從鼻腔插入特制的纖維內鏡傳輸氣脈沖感覺刺激，刺激部位可隨需要調整，用氣脈沖儀測試咽喉部的感覺閾值。咽喉部氣脈沖感覺發生器產生氣脈沖，通過纖維內鏡內部端口傳輸到梨狀隱窩前壁或杓會厭皺襞，由錄像機實時記錄喉內肌收縮的畫面，以確定受試者產生吞咽動作。

具體測試方法為，首先向患者解釋說明該儀器的具體操作和作用，并讓受試者在面頰部感受氣脈沖刺激。隨后予患者閾上刺激5 s，該刺激強度是將要測試的刺激強度100倍以上。休息15 s后，分為6組試驗，每組約10 s，間隔10 s?；颊唠S機接受2～8 s氣脈沖刺激，要求患者在接受刺激后2 s內舉手示意感受到此刺激。刺激強度從閾上刺激減至閾下刺激的3組為遞減組，從閾下刺激升至閾上刺激的3組為遞增組。結果顯示，咽喉部感覺閾值為(2.09±0.15)mmHg；60歲以上和60歲以下受試者平均感覺閾值分別為(2.34±0.07)mmHg和(2.06±0.11)mmHg；左右側咽喉部感覺閾值無顯著性差異。

秦宏平等[12]發明的吞咽測定評定系統由計算機和測評器組成，評測器包括球囊、導管、壓力傳感器、充氣閥。將導管放置在患者消化道內，通過充氣閥門1和充氣閥門3將球囊1和球囊3充氣，以固定導管；通過充氣閥門2將球囊2充氣，并對應相應的肌肉，將壓力傳感器和計算機的數據采集系統連接；患者吞咽動作產生的壓力由與球囊2連接的壓力傳感器傳輸到計算機系統，從而評定吞咽功能。

吞咽功能可依據誘發室帶內收的最小刺激加以評定[34]：正常感覺閾值＜4.0 mmHg，4.0～6.0 mmHg為中度感覺受損，＞6.0 mmHg為重度感覺受損。

3.2 治療

對4例成年健康女性[22]和18例健康老年男性[25]的試驗表明，氣脈沖可以提高健康成年人的吞咽頻率，改善吞咽啟動延遲。前一研究中，受試者佩戴特制的牙弓夾板，研究者擠壓球囊產生氣脈沖，信號采集器通過連接在頸部和胸腔的壓力感受器采集吞咽次數和吞咽啟動時間；氣脈沖刺激條件隨機，受試者僅知道刺激作用于口咽部或手部。4種氣脈沖刺激條件為左側口咽部刺激、右側口咽部刺激、雙側口咽部刺激、單側利手(右手)刺激(作為對照)。每組刺激包括6個10 s的氣脈沖(頻率2 Hz，壓強6～8 cmH2O)與無氣脈沖的間隔期(25～58 s)隨機交替。后一研究中，刺激條件為6個：不佩戴口器的基線值、佩戴口器但無氣脈沖的基線值、左側口咽部刺激、右側口咽部刺激、雙側口咽部刺激、偽刺激。采用Martin等[35]推薦的刺激參數：氣脈沖持續時間2 s，平均頻率2 Hz，平均氣壓150 mmHg。結果顯示，氣脈沖感覺刺激后，受試者吞咽次數明顯增多，吞咽延遲時間縮短，唾液量較少，雙側刺激優于單側刺激。

對8例腦卒中后吞咽障礙的患者進行試驗[26]，刺激條件為不佩戴口器的基線值、佩戴口器但無氣脈沖感覺刺激的基線值、左側口咽部刺激、右側口咽部刺激、雙側口咽部刺激。結果顯示雙側刺激條件下，4例靜息吞咽速率提高；單側刺激條件下，3例靜息吞咽速率提高。患者均能接受此項操作。

續蕾等[9]采用氣脈沖治療急性腦梗死后吞咽障礙。研究者使用氣囊接導氣管，將導氣管頭端置于患者舌腭弓、舌根部、咽喉壁處，輸液管調節閥置于導氣管中間，以避免患者咬住導氣管；快速按壓氣囊3～4次/s，每個部位刺激60 s，間隔60 s，連續5～10組；同時指導患者做吞咽動作。每次治療時間30 min，每天2次，持續治療15 d。洼田飲水測試結果顯示，氣脈沖刺激對急性腦梗死后吞咽障礙有效。

與電刺激和冷刺激相比，氣脈沖刺激患者無明顯不適，無誤吸風險，安全性較高；對嚴重認知障礙不能配合其他治療的成人及兒童也適用[10]。

4 不足與展望

氣脈沖感覺刺激被證實對吞咽障礙治療有效，但其機制尚不明確，刺激的氣壓、持續時間、頻率等治療參數未被系統研究，尚無統一定論；同時，如何根據患者的功能評估制定訓練標準仍缺乏客觀指導。從現有的研究看，氣脈沖刺激在健康人中研究較多，對吞咽功能障礙患者的研究尚不足，結論的可信度和推廣性有待考證?，F在使用較多的氣脈沖生成設備多為除塵所用的簡易氣囊，存在不夠便捷或精細等問題。

氣脈沖感覺刺激技術能促進感覺反饋，誘導正常吞咽模式出現，為吞咽康復提供了一種新的選擇。運用氣脈沖感覺刺激技術會使人產生難以控制的吞咽欲，操作簡便，患者易接受；對于有誤吸風險和對冷刺激不耐受的患者，此訓練方法較為安全。目前氣脈沖治療技術在國內尚未普及，大樣本臨床試驗研究，以及適合臨床使用，定量、系統、便捷、實用的氣脈沖感覺刺激的儀器的開發，是未來研究方向。

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