吞咽是人體最復雜的運動之一，看似簡單的一次吞咽，實際上需要口腔、咽喉及食管等多個結構協調配合。其中，舌骨上肌群（Suprahyoid muscles）承擔著提升舌骨和喉部、打開食管上括約肌的重要功能，是保證食物順利進入食管的關鍵動力來源。隨著腦卒中、帕金森病、頭頸部腫瘤以及人口老齡化的增加，吞咽障礙（Dysphagia）患者數量不斷上升，如何客觀評價吞咽相關肌肉功能已成為康復醫學的重要研究方向。目前，臨床主要依賴吞咽造影（VF）、纖維內鏡檢查（FEES）以及傳統表面肌電（sEMG）評估吞咽功能。然而，這些方法要么依賴大型設備，要么只能記錄整體肌肉活動強度，難以進一步分析運動單位的募集及空間激活特性。近年來，高密度表面肌電（High-density Surface Electromyography，HD-sEMG）憑借其高空間分辨率和檢測優勢，為深入研究吞咽肌群神經肌肉控制提供了新的技術手段。

來自日本廣島大學等機構的研究團隊將HD-sEMG應用于舌骨上肌群功能評估，探索了舌上抬（Tongue Elevation）過程中運動單位募集規律的變化，并建立了健康成年人吞咽相關肌群的參考數據。研究成果發表于《Journal of Oral Rehabilitation》，題為“Analysis of the suprahyoid muscles during tongue elevation: High-density surface electromyography as a novel tool for swallowing-related muscle assessment”。研究采集了健康成年人在不同舌上抬力量下的HD-sEMG信號，并利用變異系數（Coefficient of Variation，CoV）、修正熵（Modified Entropy）、相關系數（Correlation Coefficient）及均方根值（Root Mean Square，RMS）四項指標，系統分析運動單位募集模式隨肌肉收縮強度的變化。結果顯示，隨著舌上抬力量逐漸增加，運動單位募集由離散逐漸趨于集中，肌肉激活水平持續增強，而男女之間未觀察到明顯差異。研究證明，HD-sEMG能夠穩定、客觀地反映吞咽相關肌群的神經肌肉活動，為吞咽障礙評估提供了一種新的檢測方法。

 論文信息

本研究共納入30名健康青年志愿者（男性15名、女性15名），所有受試者均無神經系統疾病、吞咽障礙或口腔疾病史。實驗過程中，研究人員將64通道高密度表面肌電電極陣列貼附于下頜部舌骨上肌群區域，首先測量每位受試者的自主收縮力（Maximum Voluntary Contraction，MVC），隨后分別完成20%、30%、40%、50%、60%、70%和80% MVC七個不同強度的舌上抬任務，并保持穩定收縮約10秒，以模擬不同程度的吞咽相關肌肉激活狀態。

圖1 實驗設置

（A）使用舌頭力量計測量舌頭等長收縮肌力（B）測量了用舌頭按壓傳感器所產生的肌肉力量（C）電極置于舌骨和下頜骨之間，位于前頸中部（D）分析了每個10%增量（共八個增量）前后各0.5秒的肌電圖信號，從自愿收縮（MVC）的0%到80%（E）測量MVC后，執行了40% MVC持續15秒和60% MVC持續10秒的肌肉收縮任務

數據處理階段，研究人員首先對原始HD-sEMG信號進行帶通濾波及空間差分處理，以降低噪聲和鄰近肌肉干擾，并計算每個電極通道的均方根值（RMS）。隨后，從空間分布和運動單位募集兩個角度提取四項關鍵指標，包括反映空間均勻性的變異系數（CoV）和修正熵（Modified Entropy），以及反映運動單位同步募集程度的相關系數（Correlation Coefficient）和均方根（RMS），從而定量評價不同收縮強度下舌骨上肌群的神經肌肉控制特征。

結果顯示，隨著舌上抬力量由20% MVC逐漸增加至80% MVC，舌骨上肌群的運動單位募集模式呈現出一種穩定且連續的變化趨勢（圖2）。首先，在空間變異性方面（圖2A），肌電信號的變異系數隨著收縮強度增加持續下降，整體呈現出從分散向集中的轉變。這意味著在低強度收縮（20% MVC）時，不同肌肉區域之間的激活差異較大，而當收縮逐漸增強至80% MVC時，肌肉活動趨于一致，空間分布更加統一。與之相反，反映信號復雜性的指標則呈現相反趨勢。修正熵（圖2B）與相關系數（圖2C）均隨著收縮強度逐級上升，在高強度收縮階段（60%–80% MVC）達到較高水平，并且在不同強度之間均表現出顯著差異（p < 0.001）。這說明隨著力量輸出需求增加，運動單位之間的同步性逐漸增強，肌肉整體協同程度不斷提高。同時，均方根值（RMS）（圖2D）也呈現出穩定上升趨勢，在20% MVC時處于較低水平，而在80% MVC時達到值。這一變化直接反映了肌肉激活程度隨負荷增加而逐步增強的生理過程。更重要的是，這種變化并不是階躍式，而是一個連續的遞進過程。在相鄰10% MVC的強度區間之間，多個指標仍然能夠檢測到顯著差異。這說明HD-sEMG不僅可以區分高低兩種強度，甚至能夠敏感捕捉到非常細微的力量變化所對應的運動單位募集差異。

圖2 對20%至80%的每個10%段，分別顯示了（A）變異系數（CoV）（B）修正熵（C）相關系數和（D）均方根（RMS）

研究進一步發現，從性別角度來看，如圖3所示，雖然男性與女性在體型及BMI等方面存在一定差異，但在四項核心指標（CoV、修正熵、相關系數及RMS）上均未觀察到顯著統計學差異。這表明舌骨上肌群的基本募集規律在健康人群中具有較高一致性，不受性別因素明顯影響，也為建立統一的吞咽肌功能參考標準提供了重要依據。

圖3 不同力度水平下的每個參數指標按性別區分，在自愿收縮間隔的20%至80%之間，男女之間無顯著差異

隨著高密度表面肌電技術的發展，人們已經能夠不僅觀察肌肉是否收縮，還能夠進一步分析運動單位如何募集、肌肉活動如何分布以及神經肌肉控制策略如何變化。本研究建立了健康成年人舌骨上肌群運動單位募集的HD-sEMG參考特征，為吞咽功能的客觀量化評估提供了新的技術基礎。

盡管本研究僅納入健康青年受試者，尚未涉及腦卒中、帕金森病、肌少癥及頭頸部腫瘤等吞咽障礙患者，但作者認為，該方法具有良好的穩定性和重復性，未來有望用于吞咽障礙早期篩查、康復療效評價及個體化訓練效果監測。隨著更多臨床研究的開展，高密度肌電技術有望成為連接神經肌肉機制研究與吞咽康復實踐的重要橋梁，為精準康復提供更加客觀、可靠的評估工具。

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