一种利用咽声反射检测人体咽壁组织松弛度的 方法及装置 技术领域

本发明属于医学检验领域， 涉及一种利用咽声反射检测人体咽壁组织松弛 度的方法及装 置。 背景技术

人体咽腔由颈部骨骼、 肌肉、 大血管和其他结缔组织围绕形成。 肌肉和其他结缔组织等 软组织在正常情况下维持一定的张力， 保持咽腔在呼吸时足够的通畅。 随着年龄或其他因素 改变， 咽腔壁软组织生理功能发生变化， 咽壁松弛度增加， 咽壁组织抗牵拉能力下降， 由此 可能带来一系列病理改变而导致疾病。 因此了解咽壁软组织松弛度可以帮助判断上呼 吸道生 理状态。 咽壁软组织松弛度随种族、 年龄、 性别等不同存在较大差异， 在正常情况下， 年轻 人的咽壁松弛度较小， 而老年人由于结缔组织松弛和肌肉张力下降等 可能导致咽壁松弛度增 加。 但是在一些病理情况下， 比如肥胖等可能由于咽部脂肪组织堆积导致咽 壁松弛度增加。 目前， 在国际上还没有一种无创性检测人体咽壁软组 织松弛度的方法。

现有的咽声反射技术 （Acoustic pharyngometry) 的原始设计目的是希望通过一种无创性 检测方法了解受检者咽腔 （或上呼吸道） 容积和最小横截面积 （即可能的上呼吸道阻塞部位 和程度）， 为判断睡眠呼吸暂停提供一种辅助信息。但是 由于睡眠呼吸暂停大多发生在患者睡 眠状态下， 清醒时多不会发生呼吸暂停现象， 而咽声反射检测技术需要在患者清醒进行， 因 此检测结果并不能真实反映患者睡眠时上呼吸 道的通气状态。

原有咽声反射检测方法是检测受检者在平静呼 吸时咽腔容积和最小横截面积。如前所述， 清醒状态时检测到的最小横截面积绝对值和部 位不能真实反映睡眠时上呼吸道阻塞部位和程 度。 检测到的咽腔容积在我们的实验结果中提示， 青年组、 中老年组、 阻塞性睡眠呼吸暂停 ( 0SA) 组之间没有显著性差异。 因此， 现有咽声反射检测技术临床应用价值不大。 发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题提供一种利 用咽声反射检测人体咽壁组织松弛度的方 法。

本发明另一个目的是提供一种咽声反射检测装 置。 本发明的目的是通过下列技术措施实现的：

一种利用声反射检测人体咽壁组织松驰度的方 法， 该方法包括下列步骤：

a. 通过咽声反射检测装置在适当阻力下进行单次 呼气动作， 测定呼气时相咽腔容积； b. 通过咽声反射检测装置在适当阻力下进行单次 吸气动作， 测定吸气时相咽腔容积； c 呼气时相与吸气时相咽腔容积差值除以呼气时 相与吸气时相咽腔容积之和所得的比 值即为咽壁组织松驰度。

所述的方法， 其中在适当阻力下进行单次呼气动作是指在适 当阻力下呼气过程保持一定 时间； 在适当阻力下进行单次吸气动作是指在适当阻 力下吸气过程保持一定时间。

所述的方法， 其中适当阻力为 7~13厘米水柱， 优选 10厘米水柱。 一定时间为 7-15秒， 优选 10秒。

所述的方法， 其中呼气动作和吸气动作分别重复检测三次， 第 1次为基准， 三次检测咽 腔容积误差 <5 %为有效检测结果。

用于检测人体咽壁组织松驰度的咽声反射装置 ， 该装置是在现有的咽声反射检测装置的 检测管的开放端 （接口端对侧） 加装一个阻力装置。

所述的装置， 其中现有的咽声反射装置由下列部件构成： 检测管、 发声器、 拾音器、 处 理器、 输出装置， 检测管为一中空管， 一端开放， 另一端为接口端， 检测管一侧与发声器相 连， 发声器优选位于接近开放端的检测管壁上， 发声器通过管壁的孔与检测管中空部分相通， 拾音器位于检测管壁任一位置， 优选位于检测管壁中间位置， 拾音器通过信号线与处理器相 连， 处理器对拾音器传来的信号进行处理， 并将处理结果通过输出装置输出， 输出装置为显 示器或打印机。

所述的装置， 其中阻力装置为带有阻力显示装置 （如压力表） 的阻力计或者是与检测管 中空部分相通的压力表， 这样在检测时可以维持上呼吸道一定的压力。

以下是本发明方法的具体说明：

一、 检测方法原理：

1、 利用咽声反射技术检测咽腔生理状态；

2、 呼气时咽腔内正压升高， 咽腔容积扩张； 吸气时咽腔呈负压状态， 咽腔容积縮小。 从 咽腔容积变化情况可以判断咽壁松弛度。 如果检测结果提示咽壁松弛度小则表明咽壁软 组织 张力较大， 抗牵拉能力强， 当咽腔承受一定压力变化时不容易发生上呼吸 道塌陷闭锁。 如果 咽壁松弛度大， 则提示咽壁软组织抗牵拉能力弱， 当咽腔承受压力变化时容易发生上呼吸道 塌陷闭锁。 二、 检测内容：

1、 检测方法： 受检者取坐位， 首先在平静呼吸状态下通过咽声反射检测咽腔 容积 （图 2 A)。 然后在一定的阻力 （10厘米水柱） 下作单次呼气动作 （图 2 B)， 持续为 10秒钟， 通过 咽声反射装置检测咽腔容积。最后在一定的阻 力（10厘米水柱）下作单次吸气动作（图 2 C)， 通过咽声反射装置检测咽腔容积。 呼气动作和吸气动作分别重复检测三次， 以第一次检测结 果为基准， 三次检测误差 <5 %为有效检测结果。

2、 结果判断： 咽声反射检测结果判断： 如图 3所示， 上方为呼气时咽声反射曲线， 下方 为吸气时咽声反射曲线。 在距离门齿 10-20厘米范围内测量咽腔容积。 咽壁组织松弛度 （F) 以呼气时相 /吸气时相咽腔容积差值与呼气时相 /吸气时相咽腔容积之和的比值来表示。 计算 公式如下：

说明： F为咽壁组织松弛度 （Floppiness), Vexh为呼气时相咽腔容积， Vinh为吸气时相咽腔 容积。 本发明有益效果：

本发明利用咽声反射技术， 采用特定的检测方法， 检测人体咽壁组织在一定压力条件下 咽壁组织抗牵拉能力， 是一种无创性检测人体咽壁软组织松弛度的方 法。 本发明提供的检测 装置能够更有效地检测人体咽壁软组织松弛度 。

本发明通过咽声反射技术检测受检者咽腔壁松 弛度， 虽然不能直接用于临床诊断某种特 定的疾病， 但是可以为判断在睡眠状态下， 是否可能出现咽腔塌陷的趋势提供有用的信息 。 另外通过检测咽壁松弛度，也可以帮助临床医 生在使用连续正压通气装置（Continuing Positive Airway Pressure, CPAP )治疗时预测患者使用该治疗手段的依从性和� �疗效果。 即咽壁松弛度 较大的患者使用效果较好， 而咽壁松弛度较小的患者往往不容易耐受 CPAP治疗。 附图说明

图 1、 咽声反射检测装置示意图 （A) 及本发明检测示意图 （B)。

图 2、 普通咽声反射检测和咽壁松弛度检测方法示意 图。

其中 A为平静呼吸时咽声反射检测， B为呼气动作时咽声反射检测， C为吸气动作示意 时咽声反射检测。 图 3、 咽声反射检测结果示意。

其中： 上方细线为呼气时咽部横截面积曲线， 下方粗线为吸气时咽部横截面积曲线。 两 条虚线之间为距离门齿 10-20 cm 咽腔取值范围。

图 4、 咽声反射检测平静呼吸咽腔容积与有阻力状态 下呼一吸咽腔容积差结果比较。 其中： 青年组与中老年组、 中老年组与 OSA组之间有阻力状态下呼-吸时相咽腔容积差� � 果比较均有显著性差异（p<0.05)， 青年组与中老年组、 中老年组与 OSA组之间平静呼吸时咽 腔容积检测结果比较均没有显著性差异 （ _P >0.05 )。

图 5、 不同年龄人群集 OSA患者咽壁松弛度比较

其中： 青年组与中老年组咽壁松弛度比较有显著性差 异 （ _P =0.047)， 中老年组与 OSA组 咽壁松弛度比较有显著性差异 （ _P <0.01)。

图 6、 不同压力条件下青年组与中老年组咽壁松弛度 比较。

图 7、 人体头颈部 CT影像示意图。 具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的阐述。

实施例 1: 本发明装置

本发明的咽声反射检测装置是在现有咽声反射 检测装置 （Echovision , Sleep Group Solutions, USA) 检测管的开放端 （接口端对侧） 加装一个阻力装置 （图 1)。

现有的咽声反射装置由下列部件构成： 咽声反射检测管（简称检测管）、发声器、拾 音器、 处理器、 输出装置， 检测管为一中空管， 一端开放， 另一端为接口端， 检测管一侧与发声器 相连， 发声器优选位于接近开放端的检测管壁上， 发声器通过管壁的孔与检测管中空部分相 通， 拾音器 （可以是双拾音器） 位于检测管壁任一位置， 优选位于检测管壁中间位置， 拾音 器通过信号线与处理器相连， 处理器对拾音器传来的信号进行处理， 并将处理结果通过输出 装置输出， 输出装置为显示器或打印机。 检测装置的控制开关可以设置在检测管的管壁 上， 也可以设置在其他位置， 以方便使用为原则。

本发明所作的改进是在检测管的开放端 （即此检测管是一个贯通的中通管） 接上一个阻 力装置， 该阻力装置为带有阻力显示装置 （如压力表） 的阻力计或者是直接连接一个与检测 管中空部分相通的压力表。 阻力装置可以在呼气和吸气时造成咽腔产生一 定的正压或负压， 压力表可以帮助受检者了解实际检测时的具体 压力范围。 另外， 在检测管的接口端设置一个 接口管， 使用时将接口管与检测管的接口端相连。 还可以在该检测装置的任意位置设置一计 时器或定时器。

本发明装置的使用方法：

使用时将接口管插到检测管的接口端 （如果不考虑防止交叉感染， 可以不采用接口管， 也能实现本发明。 为了防止交叉感染， 每个受检者检测时都使用一次性的接口管， 此时接口 管也可称吹嘴），受检者口含接口管进行呼气 或吸气，呼气或吸气时保持适当的力度和时间 （力 度大小可从与检测管另一端相连的阻力装置的 压力表中观察， 时间可以由受检者自行把握或 者通过计时器观察，也可以采用定时器控制， 设定时间一到即切断检测信号），打开检测开 关， 此时阻力装置、 检测管、 接口管、 咽腔形成一个连通的大空腔， 发音器发出音频信号， 在大 空腔中形成震荡， 从而产生反射信号（咽腔壁同时也会受震荡产 生反射信号）， 反射信号及发 音器的信号由拾音器获取， 转换成电信号经信号线传至处理器， 经处理保留咽腔壁反射信号， 滤去其他信号， 分析咽腔壁反射信号得出呼气或吸气时一定范 围 （距门齿 10-20 cm范围） 的 咽腔容积， 计算出咽壁组织松弛 （F)， 结果通过输出装置输出， 如通过显示器显示或通过打 印机打印出相关信息。 实施例 2: 不同人群两种不同技术咽腔容积检测结果比较

1、 研究人群： 64名正常人志愿者， 男性： 44人， 女性： 22人； 青年组 24人 （平均年 龄 30.2 ± 6.3岁）， 中老年组 40人 （平均年龄 50.2 ± 6.1岁）。 阻塞性睡眠呼吸暂停 （OSA) 患 者 25名 （平均年龄： 45.2 ± 9.1)。

2、 研究方法： 受检者取坐位， 首先在平静呼吸状态下通过咽声反射检测咽腔 容积 （图 2 A)。 然后在一定的阻力 （10厘米水柱） 下作单次呼气动作 （图 2 B)， 持续为 10秒钟， 通过 咽声反射装置检测咽腔容积。最后在一定的阻 力（10厘米水柱）下作单次吸气动作（图 2 C)， 通过咽声反射装置检测咽腔容积。 呼气动作和吸气动作分别重复检测三次， 以第一次检测结 果为基准， 三次检测误差 <5 %为有效检测结果。

3、 结果判断： 咽声反射检测结果判断： 如图 3所示， 上方为呼气时咽声反射曲线， 下方 为吸气时咽声反射曲线。 在距离门齿 10-20厘米范围内测量咽腔容积。 由于平静呼吸时咽腔 容积在呼气和吸气时相没有差别， 取咽腔容积绝对值在三组人群中进行比较。 采用阻力装置 以后检测结果取呼气时相与吸气时相咽腔容积 差值在三组人群中进行比较。

结果见图 4。 结果表明： 青年组与中老年组、 中老年组与 OSA组之间有阻力状态下呼-吸 时相咽腔容积差结果比较均有显著性差异（p&l t;0.05)， 青年组与中老年组、 中老年组与 OSA组 之间平静呼吸时咽腔容积检测结果比较均没有 显著性差异 （ _P >0.05)。 实施例 3: 不同人群咽壁松弛度检测结果比较

1、 研究人群： 64名正常人志愿者， 男性： 44人， 女性： 22人； 青年组 24人 （平均年 龄 30.2 ± 6.3岁）， 中老年组 40人 （平均年龄 50.2 ± 6.1岁）。 阻塞性睡眠呼吸暂停 （OSA) 患 者 25名 （平均年龄： 45.2 ± 9.1)。

2、研究方法： 受检者取坐位， 首先在一定的阻力 （10厘米水柱）下作单次呼气动作（图 2B), 持续为 10秒钟， 通过咽声反射装置检测咽腔容积。 然后在一定的阻力 （10厘米水柱） 下作单次吸气动作 （图 2 C)， 通过咽声反射装置检测咽腔容积。 呼气动作和吸气动作分别重 复检测三次， 以第一次检测结果为基准， 三次检测误差 <5 %为有效检测结果。

3、 结果判断： 咽声反射检测结果判断： 如图 2所示， 上方为呼气时咽声反射曲线， 下方 为吸气时咽声反射曲线。 在距离门齿 10-20厘米范围内测量咽腔容积和最小横截面积� ��位和 绝对值。 咽壁组织松弛度 （F) 以呼气时相 /吸气时相咽腔容积差值与呼气时相 /吸气时相咽腔 容积之和的比值来表示。

结果见图 5。 结果表明： 青年组与中老年组咽壁松弛度比较有显著性差 异（p=0.047)， 中 老年组与 _0SA 组咽壁松弛度比较有显著性差异 （ _P< 0.01)。 实施例 4: 适当检测压力设定研究

从理论上说， 检测时呼气和吸气产生的压力越大， 呼气相和吸气相之间咽腔容积的差别 越大。 为了选择合适的检测压力， 我们在 10个志愿者（青年组 5人， 中老年组 5人）进行不 同检测压力条件下实施检测咽壁松弛度实验。 咽壁松弛度检测方法同实施例 2和实施例 3。 检测压力分别为 5 cm水柱、 7 cm水柱、 10 cm水柱、 13 cm水柱和 15 cm水柱。

检测结果： 在 5 cm水柱压力条件下， 青年组与中老年组呼-吸气时咽腔容积差值比� �没 有显著差异 （p>0.05 ); 在 7 cm水柱条件下， 青年组与中老年组呼 -吸气时咽腔容积差值比较 有显著差异（p<0.05)， 受检者舒适度较差； 在 10 cm水柱条件下， 青年组与中老年组呼 -吸气 时咽腔容积差值比较有显著差异 （p<0.05 )， 受检者舒适度适中； 在 13 cm水柱条件下， 青年 组与中老年组呼-吸气时咽腔容积差值比较有� �著差异（p<0.05)，受检者舒适度较差；在 15 cm 水柱条件下， 6名受检者 （60%) 无法完成检测 （图 6)。 实施例 5: 咽腔容积检测范围界定

由于咽声反射检测结果包含从门齿开始到气管 的全过程。 其中门齿到软腭游离缘为口腔 范围， 其受舌体组织位置的影响， 容积变化较大。 包含口腔容积的检测结果意义不大。 我们 通过对 79例人体头颈部 CT影像学资料测量分析， 界定距门齿 10-20 cm范围为咽声发射检测 咽腔容积有效范围。 （图 7， 表 1)。

表 1 人体门齿至软腭游离缘和声门距离测量结果

经过测量， 门齿距软腭游离缘距离在 8-10 cm (平均 8.81)左右， 门齿距声门距离在 14-18 cm (平均 15.1 ) 左右。