吞咽是一種復雜的神經肌肉活動，由自主神經系統調節(jié)。當前，數百萬成年人正面臨吞咽困難（吞咽障礙）的困擾，包括患有神經系統疾病、頭頸部癌癥、胃腸疾病和呼吸系統疾病的患者。

吞咽困難的治療包括語言病理學的干預治療，旨在通過訓練患者在呼吸周期的呼氣階段以足夠的頻率進行吞咽，從而改善吞咽機制。但是，此類治療方法通常需要大型且昂貴的設備來同步記錄吞咽和呼吸活動，而且僅限于在臨床環(huán)境中使用。

據麥姆斯咨詢報道，近日，美國西北大學（Northwestern University）、韓國濟州大學（JeJu National University）、新加坡國立大學（National University of Singapore）和韓國科學技術院（Korea Advanced Institute of Science and Technology）等機構的研究人員共同提出一種專門用于實時監(jiān)測吞咽和呼吸的機械聲學傳感器，能夠通過皮膚表面監(jiān)測運動和振動過程，實現對人體吞咽和呼吸的連續(xù)機械聲學跟蹤。該設備具有實時數據分析和獨立可選無線模塊的用戶界面，支持視覺和觸覺反饋，可用于吞咽障礙患者的治療，具有巨大的應用潛力。相關研究成果已發(fā)表于npj Digital Medicine期刊。

該設備系統利用兩個慣性測量單元（IMU）差分配置，分別連接到頸部和上胸部，該結構可以優(yōu)化相關組件的信號強度，并消除運動偽影的混雜影響。基于全無線系統和相關分析算法，該設備能夠連續(xù)檢測不同體型受試者的吞咽活動和呼吸相位模式。具體而言，該機械聲學傳感器通過監(jiān)測從頸部和相鄰區(qū)域兩個不同位置的皮膚表面捕獲的運動，獲取吞咽和呼吸相位特征，通過無線方式將數據同步傳輸至便攜式電子設備（如智能手機或平板電腦），實時的數據分析界面和可選的觸覺模塊可支持視覺和觸覺反饋。

設備結構、工作原理、用戶界面和代表性檢測數據

吞咽涉及到口腔、咽、食管結構的快速和重疊運動的相互協調，每一種結構都隨著年齡、性別、吞咽量、解剖特征和其他因素發(fā)生變化。研究人員通過對健康受試者（不同年齡、性別）和患有慢性阻塞性肺病（COPD）、頭頸部癌癥和帕金森病（PD）引起的吞咽困難患者進行研究，證明了該設備在臨床研究和家庭環(huán)境中的廣泛適用性，對吞咽困難患者的治療具有指導作用。該設備的差分傳感模式使其在日常活動中也能穩(wěn)定運行。研究表明，在進食、飲水和間歇性無意識吞咽唾液時仍能檢測到吞咽信息，靈敏度為89.6%，準確度為87.8%。

同時檢測吞咽和呼吸周期

用于日常活動中呼吸周期和吞咽活動檢測的差分傳感

該設備系統包含用于識別吞咽活動和相應呼吸相位的簡單算法，在適度的計算負載下可以提供出色的計算反饋，從而實現在便攜式電子設備上進行可靠、實時的分析。實時的視覺和觸覺反饋為吞咽困難患者的治療提供了額外的價值，作為臨床應用的一個成功案例，該設備和相關算法有望擴展到更多需要持續(xù)反饋和訓練的潛在應用。

實時吞咽檢測和觸覺反饋

該項技術能夠有效監(jiān)測吞咽困難患者的吞咽功能，并為增強傳統康復方法提供實用的技術基礎。隨著進一步的臨床實驗和研究，未來將在治療和護理吞咽困難患者方面發(fā)揮更大的應用價值。

審核編輯：郭婷