表面肌電圖技術在吞咽障礙診療中的應用進展

李益飛綜述，周 玫審校

1 吞咽SEMG的發展背景

吞咽肌電活動的基本概念在20世紀80年代末提出，但直到1997年才被正式用于研究繼發于腦卒的吞咽障礙。隨后，表面肌電圖技術(surface electromyography，SEMG)不斷發展，近10年來，該技術已經逐漸的從科研階段走向臨床。觀察吞咽障礙診斷指南的發展，可以看到，在1998年表面肌電圖技術并未被列入吞咽障礙臨床評估的推薦方法，但SEMG在吞咽障礙診斷方面的應用價值被很多學者肯定。2004年后，隨著一系列研究［1-3］，SEMG才正式出現在吞咽障礙的臨床評估方法中。同時，伴隨著SEMG應用于吞咽障礙的診斷，其治療價值也逐漸體現:利用SEMG發現患者吞咽障礙發生的時機，有針對性地進行吞咽動作的訓練可以教會患者新的或者難以掌握的吞咽運動，提高康復訓練效果［4］;適當的電刺激產生的肌肉力量、耐力和協調性均表現出明確的正向訓練效應，可有助于吞咽神經和肌肉的康復［5-6］。

2 SEMG的檢查方法

2.1 檢查儀器 在吞咽功能SEMG診斷程序中，考慮到信號強度［7］和檢查可操作性，4通道的表面肌電圖儀被優先推薦，理由是4通道肌電信號比2通道肌電信號更加準確，在達到診斷要求的基礎上比8通道肌電具有更加便捷的可操作性。在電極的選用問題上，現有兩種電極供選擇:針式電極和貼片電極。由于咽喉部參與吞咽活動的肌肉比較多，而且較細，因此用電針刺方法難以對肌肉進行準確定位，這對于操作人員的技術要求非常高，而且會降低受試者的依從性，不便于常規開展。而貼片電極的使用是一種非侵入性、無明顯不適感，并且簡單、快速、成本低廉，相比而言更適合吞咽時相關肌肉的肌電檢查，常用電極為直徑為11 mm的AE-131和AE-178兩種電極。

2.2 電極位置 正常生理性吞咽包括口腔準備期、口腔期、咽期、食管期。SEMG技術關注的吞咽活動主要集中在口腔期和咽期，所以受測肌肉即為參與這兩個時期吞咽活動的肌肉，它們是:上下口輪匝肌、咬肌、頦下肌(包括二腹肌前腹、下頜舌骨肌、頦舌骨肌)、舌骨下肌群(包括喉帶肌、甲狀舌骨肌)。上述肌肉和肌群均為表淺肌肉，電極位置選取如下:①上、下口輪匝肌:兩個電極，同側放置，分別置于嘴角上下，即其中一個電極放在上唇，另一個放在下唇;②咬肌:兩個電極，同側放置，兩個電極連線方向需平行于咬肌肌纖維走向，考慮到方便布置電極，應選取口輪匝肌電極異側面部放置;③頦下肌群:兩個電極，同側放置，位置選在下頜下方中線的左側或右側;④舌骨下肌群:兩個電極，同側放置，位置選在甲狀軟骨的左側或右側。每對電極需要配有一個參考電極。位置確定后放置電極前，需仔細清除受試者皮膚表面的油脂和角質層。

2.3 數據采集與分析 受試人員端坐在合適的椅子上(可參考吞咽造影檢查坐姿)行SEMG檢查。測試數據包括各種吞咽動作時，各肌電活動的發生時序性，持續性，肌電圖的波幅、形態。

2.4 影響因素

2.4.1 系統因素 肌電圖本身是一種復雜的、固有隨機的、非穩態的、非線性的信號，因此對于接收、處理肌電信號的儀器設備要求很高，會對其信號產生影響的系統因素包括:①電源干擾，可以通過增大患者與儀器之間的距離來減少;②心電干擾，可以通過減小兩個電極之間的距離或者采用100～200 Hz的帶通濾波器來減少;③皮膚電阻造成的信噪比降低，可以使用75%乙醇擦拭皮膚表面除去油脂以降低電阻，提高信噪比。此外，電極移位產生的干擾，呼吸肌電的干擾，無線電波的干擾，皮下脂肪導致的低信噪比等都會對肌電信號的質量產生負面影響。

2.4.2 個體因素 SEMG的信號形狀無性別差異;70歲以上的老年人隨著年齡的增長，肌肉與肌肉之間協調性下降，肌肉活動時限延長;兒童吞咽時肌肉活動時限明顯降低;成人和兒童之間肌電活動幅度無明顯差異;所吞咽食物內容的溫度、口感對SEMG信號有影響［8-9］。

3 SEMG在吞咽障礙診療中的應用

3.1 SEMG應用于檢查吞咽功能障礙 腦干梗死后出現吞咽障礙的患者，吞咽時在短時相內產生過多的肌電活動，并且在參與吞咽的肌肉之間出現協調障礙，此外，吞咽時咽部肌電活動的總持續時間不隨食團大小改變而改變，但是參與肌肉的特殊肌肉的活動狀態受食團大小影響，據此，可應用SEMG診斷患者是否有吞咽障礙。應用SEMG技術甚至可以區分正常吞咽和門德爾森手法吞咽，并且SEMG檢查結果可以很好的揭示吞咽時各部分參與的肌肉活動的時序性，即依次啟動下、上口輪匝肌、咬肌、頦下肌群、舌骨下肌群。因此可以利用SEMG技術發現患者吞咽障礙發生的位置［10］，甚至可以將心理性吞咽障礙與生理性吞咽障礙相區別［11-14］，避免過度或過失治療。

3.2 SEMG應用于吞咽功能障礙的治療

3.2.1 電刺激治療 在吞咽過程中軟腭上抬的運動減弱或延遲是引起誤吸的最主要原因。應用神經肌肉電刺激療法可以治療一部分吞咽障礙，其生物學效應為:①增加肌肉收縮蛋白的容積;②增加氧化過程中酶的量;③增加內質網數量和體積;④增加毛細血管密度;⑤鍛煉效果的最佳化和維持，激發隨意運動;⑥改善肌肉能力和功能。早年的傳統觀點認為電刺激療法不適用于頸部，主要原因是考慮電刺激可能導致的喉痙攣、心動過緩等一些問題，美國語言病理學家Freed經過多年臨床實踐，與物理治療師合作研制了一種針對吞咽障礙治療的電刺激器VitalStim，已通過美國食品及藥物管理局認證，在吞咽障礙的治療中臨床反映良好。VitalStim治療是一種低頻電刺激方法，推薦治療處方的刺激參數如下:波形:雙向方波，在正負半波(各300 ms)之間有100 ms的間歇;波寬:700 ms;輸出強度:0～15 mA;頻率:變頻固定在30～80 Hz范圍可調，有固定通斷比;治療時間:每次30～60 min，每天1～2次，每周5次。VitalStim的首選適應證為各種原因導致的神經性吞咽障礙，其次頭、頸、肺癌術后，面頸部肌肉障礙。國內引進VitalStim治療儀后，應用該儀器單獨或者合并傳統針刺等療法進行了應用性研究，不僅肯定了VitalStim在治療腦卒中吞咽障礙患者的療效和優勢，而且發現了電刺激與針刺療法相結合，相互協同使療效更確切，起效更快［15］。除了VitalStim治療儀這種比較成熟的產品之外，其他學者也對電刺激治療吞咽困難進行了研究［16-18］:針對上腭黏膜的電刺激可以加強對延髓吞咽中樞的傳入刺激;吞咽時同步電刺激甲狀舌骨肌，可通過減少喉上提幅度來改善吞咽困難，同步電刺激具有非侵襲性的優點，有利于恢復正常的吞咽機制，降低鼻飼和胃造瘺術的使用率;電刺激治療不僅能夠幫助喉癌患者提高吞咽效率，還能有效改善喉癌患者的口干發生率［19］，這類似于對干燥癥患者的幫助［20］。

3.2.2 肌電觸發生物反饋訓練 生物反饋訓練可以有效地幫助患者學習新的、復雜的、有一定困難的吞咽動作，提高治療效果。常用的做法是把SEMG電極置于頸前舌骨和甲狀軟骨上緣之間，拾取肌電信號并顯示給醫生和患者，當肌電信號超過某一預計值時，通過肌電處罰刺激器提供一次有功能活動的肌肉收縮，同時給予患者語音提示。訓練時要求患者用力干吞咽，使喉上抬肌肉收縮幅度盡可能達到正常范圍，隨著治療的進行，患者肌電閾值會逐步提高，生物反饋儀繼而做出相應的調整，逐步使患者的吞咽行為達到健康水平。對繼發于腦卒中和繼發于頭頸部癌癥的吞咽障礙患者行動態生物反饋法訓練發現，該方法可在短時間內提高患者的經口攝食能力，雖然治療費用上升，但是效價比更高。

4 SEMG應用于吞咽障礙診療的不足及其發展前景

由于表面電極記錄的是電極下廣泛范圍的電活動的總和，因此想要獲得特定肌肉的數據(定位困難)以及對運動單位動作電位進行定量分析存在困難，換言之，應用SEMG技術無法著重于某一塊肌肉的功能研究。目前，臨床醫生可以利用SEMG對患者在吞咽過程中局部肌肉或肌肉群活動的時間、幅度及時序性進行分析，以便臨床醫生早期對吞咽障礙疑似患者進行一個簡單、有效、快速、無創而低成本的篩查，此外，考慮到SEMG獨特的技術優勢，雖然肌電信號不能反映結構位移或食物流動的信息，但是SEMG可以和其他種類的吞咽檢查聯合，相互補充，同步進行吞咽SEMG檢查和吞咽聲學分析［21］可以極大提高吞咽障礙的診斷精確度;同步進行吞咽造影檢查和吞咽SEMG檢查，可以分析吞咽時的生物力學和相應的肌電信號之間的時間關系，提高生物反饋治療的效率。同時，鑒于電刺激對神經和肌肉的積極作用，隨著電刺激治療吞咽障礙研究的加大加深，電刺激治療必將成為吞咽障礙患者康復的重要手段之一［22］。雖然時下電刺激治療對重度吞咽障礙患者治療仍有局限性［23］，而且還存在一些風險［24］，但是隨著技術的進步和推廣，這種治療方式必定能夠不僅揚長避短，而且可以被非專業人士掌握，使得一部分吞咽障礙患者可以在家庭接受簡單有效的治療，既可以節約社會醫療成本，又可以提高患者生存質量，還能減輕患者家屬的經濟和心理負擔。

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