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第 22 章:吞咽的力学与病理力学(Mechanics and Pathomechanics of Swallowing)

22.1 食团通道:从口到胃(FOOD PATHWAY FROM MOUTH TO STOMACH)

吞咽功能障碍(dysphagia)属于可能危及生命的疾病。吞咽异常的危险来自误吸(aspiration)的可能性——固体或液体(包括唾液)被引入气道。误吸将异物(包括细菌)带入肺部,常导致吸入性肺炎(aspiration pneumonia),是老年人死亡的主要原因之一。在美国,参与吞咽障碍评估与治疗的专业人员包括耳鼻喉科医师、消化科医师、言语-语言专家(speech-language specialist)、作业治疗师,以及较少参与的物理治疗师。由于吞咽障碍的潜在威胁,任何可能接触吞咽问题患者的康复专家都至少需要具备吞咽机制的初步知识,即使他们并不直接治疗吞咽障碍本身。健康护理的趋势使病情更重的患者越来越多地在家庭环境中接受单一临床医师的随访,进一步加剧了临床医师对吞咽功能与功能障碍基础知识的需求。治疗师必须能够识别吞咽障碍的体征以做出恰当转诊。本章以"临床相关性"专栏给出了一个病例:一位以步态障碍为主诉的病人,其运动治疗师在午餐时观察到患者每次吞咽后均咳嗽,并据此转诊给案例管理员,使患者得以进入吞咽功能专项评估并住院治疗——这表明吞咽困难对患者健康的威胁大于其步态问题,应在治疗方案中优先处理。本章的目的是呈现吞咽(亦称吞食,deglutition)的基础力学,使临床医师能够理解整个过程及其参与结构;具体目的包括简要描述参与吞咽的消化道各部分、介绍吞咽过程中活动的肌肉、描述吞咽的系列事件以及描述吞咽问题的常见临床体征。消化道(alimentary canal)包括口、咽、食管、胃、肠及其相关腺体,是食物摄入、加工与排泄的通道。消化道上端与呼吸道上端共用许多结构,两条管道在喉水平处分叉。吞咽的挑战在于将口腔内容物传送到食管与胃,而不让任何内容物进入呼吸专属区域(鼻与气管)。骨骼肌把食物从口送至食管;其后消化道的进一步推进由平滑肌完成,直至废物排泄开始。食物进入口腔后被加工以便传送,然后被推入口咽部;此时需要肌肉活动来防止食物进入鼻咽。从口咽部出发,内容物经喉咽(laryngopharynx)进入食管。骨骼肌保护喉与呼吸系统的主要结构,一处括约肌(sphincter)守护食管入口。口部肌肉在本章讨论,与喉相关的肌肉在前一章讨论。值得指出的是,准备食团并将其推入消化道的多数肌肉同样参与言语——第 20 章讨论的面部表情肌与第 21 章描述的喉肌也参与吞咽,本章描述的舌肌与咽肌也参与口腔言语。

22.2 口部肌肉概述(MUSCLES OF THE MOUTH)

口腔承担三项功能:把摄入的食物(ingestate)加工成可处理的圆形团块(bolus);将食团定位以高效传送入口咽同时防止内容物泄漏至鼻腔;以及构音(articulation)、清晰发音与语音共振调制,从而产生特有的语音与语言声音。液体在舌上聚集成液态食团后被送入口咽;固体则由咀嚼肌(muscles of mastication)通过咀嚼(mastication)形成食团——这些肌肉上提下颌以研磨软化食物。唇部肌肉与颊肌(buccinator)也参与食团的制备,通过闭合口腔、压缩面颊使食物保持在牙齿之间。舌肌协助颊肌在咀嚼期间定位食团,然后将其推入口咽,同时软腭肌肉封闭鼻咽;舌肌与软腭肌肉将在下节详述。舌是一个肌性器官,附着于下颌骨与舌骨(hyoid bone)——后者是一块 U 形的籽骨,位于下颌角后方。舌由改变舌形的内在肌与移动舌的外在肌组成(图 22.2 显示舌的内在肌由内侧侧束、纵束以及由腹侧至背侧走行的纤维束构成)。舌操纵口腔内容物,使咀嚼肌能够加工食物;舌揉捏食物并将其形成可管理的食团;随后舌自身形成"滑槽"(chute),使食物滑入口咽。

22.3 舌的内在肌(INTRINSIC MUSCLES OF THE TONGUE)

舌的内在肌纤维束沿三个方向走行:横向(transverse)、纵向(longitudinal)以及从腹侧(ventral,舌下面)至背侧(dorsal,舌上面)的垂直方向。纵向纤维起自舌骨与舌根部的纤维组织,止于舌前方的黏膜覆盖以及舌两侧与舌尖;其作用为缩短舌、向上或向下卷曲舌。横向纤维起自贯穿舌全长的纤维隔(fibrous septum),止于舌两侧的黏膜覆盖;其作用为伸长舌与缩窄舌。垂直纤维起自舌背侧的黏膜覆盖,止于舌腹面的黏膜覆盖;其作用为使舌变平与变宽。所有内在肌均接受舌下神经(hypoglossal nerve,第 XII 对脑神经)支配。舌可被触及但内在肌无法单独触诊。这些肌群共同赋予舌多样的形状,对食物推进入口咽至关重要,形状多样性同样有助于构音(如区分字母 d 与 l 或 e 与 i 的发音)。颏舌肌(genioglossus)的动作由支持证据支撑:伸舌(protrude)、压低舌中部、向对侧偏移舌。

22.4 舌的外在肌(EXTRINSIC MUSCLES OF THE TONGUE)

舌的外在肌移动舌的同时也影响其形状,对将食团推入口咽不可或缺,并参与构音定位元音与辅音。共有四块外在肌:颏舌肌(genioglossus)起自下颌骨中线的背侧面,止于舌骨、中咽缩肌以及整个舌的腹侧面;舌骨舌肌(hyoglossus)起自舌骨,止于舌的两侧;茎突舌肌(styloglossus)起自颞骨茎突,止于舌的背外侧;腭舌肌(palatoglossus)起自软腭中张腭帆肌的肌腱,止于舌的两侧。前三块由舌下神经支配;腭舌肌由迷走神经(第 X 对脑神经)的咽丛支配。颏舌肌可在口腔内舌下方口底处触及。颏舌肌的作用为伸舌、压低舌中部、向对侧偏移舌;舌骨舌肌的作用为压低舌与后缩舌(后缩的证据不足);茎突舌肌的作用为上提并后缩舌;腭舌肌的作用为上提舌后部,使舌后部上抬时将口腔与口咽分隔开。舌肌在咀嚼与硬吞咽(hard swallow)时产生较大力——硬吞咽时舌产生的力可达约 15 N(约 3.4 lb);舌伸出峰值力超过 3.0 kg(6.6 lb),男性大于女性;左右侧偏移的峰值力大致相当但略低于伸舌。

22.5 软腭肌肉(MUSCLES OF THE SOFT PALATE)

软腭是从硬腭后缘垂下的软组织壁,外覆黏膜,其下缘中央有悬雍垂(uvula)向舌方向下垂。软腭内包含两对位于侧部的肌肉——提腭帆肌(levator veli palatini)与张腭帆肌(tensor veli palatini)——以及位于软腭中央、伸入悬雍垂本身的悬雍垂肌(musculus uvulae);此外还有腭咽肌(palatopharyngeus)。提腭帆肌起自颞骨、颈动脉鞘(carotid sheath)与咽鼓管,经腭腱膜(palatine aponeurosis)止于对侧同名肌,由迷走神经咽丛支配;其作用为上提软腭、后拉软腭,在吞咽时关闭鼻咽(图 22.5、22.6 显示说"Ah"时软腭上提关闭鼻咽),并在言语中以不同程度关闭鼻咽。张腭帆肌起自蝶骨与咽鼓管,止于软腭的腭腱膜,由三叉神经(第 V 对脑神经)下颌支支配;其作用为拉紧软腭;两侧同时收缩时可绷紧软腭并协助关闭鼻咽。悬雍垂肌起自硬腭的腭骨与软腭的腭腱膜,止于悬雍垂黏膜,由迷走神经咽丛支配;其作用为后缩悬雍垂,协助鼻咽闭合。腭咽肌起自腭腱膜与软腭黏膜,止于甲状软骨后表面与咽壁,由迷走神经咽丛支配;其作用为上提咽部,帮助缩短咽部以利吞咽。软腭的运动容易观察到,但无法直接触诊。当单侧软腭肌无力时,软腭上提并被拉向健侧。

22.6 咽部肌肉(MUSCLES OF THE PHARYNX)

咽是位于鼻腔、口腔与喉腔后方的空间。咽肌位于咽壁内,其主要功能为缩短咽以防止内容物进入喉,并清除咽内残余食团,同时协助吞咽时上提咽部。上缩肌(superior constrictor)起自蝶骨、下颌骨以及舌后外侧部的后份,并间接附着于枕骨底部与对侧同名肌融合,由迷走神经咽丛支配。中缩肌(middle constrictor)起自舌骨与茎突舌骨韧带,经后方正中纤维带即咽缝(median pharyngeal raphe)止于对侧同名肌,由迷走神经咽丛支配。下缩肌(inferior constrictor)起自环状软骨与甲状软骨,经后方咽缝止于对侧同名肌,由迷走神经咽丛支配。茎突咽肌(stylopharyngeus)起自颞骨茎突,止于咽缩肌、咽黏膜与甲状软骨,由舌咽神经(第 IX 对脑神经)支配。咽鼓管咽肌(salpingopharyngeus)起自咽鼓管软骨,与腭咽肌融合,由迷走神经咽丛支配。咽缩肌位于咽后壁与侧壁,其收缩促进咽部清空(pharyngeal clearance)。咽缩肌的作用为收缩咽;茎突咽肌与咽鼓管咽肌的作用为上提咽部。这些肌肉通过关闭或开放鼻咽从而改变语音共振,对言语也有贡献。

22.7 舌骨上肌(SUPRAHYOID MUSCLES)

舌骨上肌与舌骨下肌亦称喉的外在肌。舌骨上肌附着于舌骨与下颌骨或颞骨,在吞咽与咀嚼中起重要作用。当下颌骨被提下颌肌固定时,舌骨上肌上提舌骨——这正是吞咽时的功能模式(图 22.9 提示舌骨上肌要把舌骨向上拉必须由提下颌肌固定其上方的下颌附着点)。反之,当舌骨固定时,舌骨上肌下压下颌骨产生颞下颌关节运动,参与咀嚼。舌骨上肌包括:二腹肌(digastric)后腹起自颞骨乳突、前腹起自下颌骨中线后表面,两腹在舌骨处汇合,后腹由面神经(第 VII 对脑神经)支配,前腹由三叉神经下颌支支配;茎突舌骨肌(stylohyoid)起自颞骨茎突止于舌骨,由面神经支配;下颌舌骨肌(mylohyoid)起自下颌骨后表面止于舌骨,构成口底,由三叉神经分支支配;颏舌骨肌(geniohyoid)位于下颌舌骨肌深面,起自下颌骨联合部后表面止于舌骨前表面,由第一颈神经腹支经舌下神经传导的纤维支配。下颌舌骨肌与二腹肌前腹可在颏下区(口底下表面)触及,颏舌骨肌与茎突舌骨肌不能触及。舌骨上肌的个体功能研究较少,部分原因是难以分离;较多研究报告其在吞咽中的群体作用。二腹肌的作用为上提舌骨、前拉舌骨、下压下颌骨(前腹 EMG 研究较后腹广泛,因其可经表面电极置于颏下区触及);其在舌骨上的功能对吞咽很重要。茎突舌骨肌的作用为上提舌骨、后拉舌骨(研究尚不充分),可能参与吞咽或言语。下颌舌骨肌的作用为上提口底、上提舌骨、下压下颌骨;该肌在吞咽早期上提舌骨;舌骨固定时与其他舌骨上肌共同下压下颌骨,参与咀嚼与大张口(如打呵欠)。颏舌骨肌的作用为上提舌骨、前拉舌骨、下压下颌骨,在吞咽中同上提舌骨相关。

22.8 舌骨下肌(INFRAHYOID MUSCLES)

舌骨下肌是带状肌,从舌骨延伸至甲状软骨(即"亚当的苹果")以及胸骨与肩胛骨,包括胸骨舌骨肌(sternohyoid)、胸骨甲状肌(sternothyroid)、甲状舌骨肌(thyrohyoid)与肩胛舌骨肌(omohyoid)。胸骨舌骨肌起自锁骨内侧端后表面与胸骨柄,止于舌骨下表面,由 C1-C3 腹支经颈袢(ansa cervicalis,由 C2、C3 腹支与舌下神经构成的神经袢)传导。胸骨甲状肌起自胸骨后表面与第一肋软骨,止于甲状软骨板,由颈袢支配。甲状舌骨肌连接甲状软骨板与舌骨,本质上是胸骨甲状肌的延续,由 C1 腹支经舌下神经传导。肩胛舌骨肌下腹附着于肩胛骨上缘,上腹附着于舌骨,两腹在颈部后方胸锁乳突肌深面经中间腱相连,由颈袢支配;舌骨下肌不可触及。舌骨下肌在吞咽末下压舌骨,并在舌骨上肌收缩以压低下颌骨时固定舌骨。舌骨下肌在言语中亦有活动,协助稳定喉,特别是在低音时。胸骨甲状肌与甲状舌骨肌附着于喉的组成——甲状软骨,因此可分别下压与上提喉,这些运动在言语中发生。当舌骨上、下肌同时收缩且下颌骨与舌骨固定时,它们共同贡献于颈椎屈曲。

22.9 喉的内在肌(INTRINSIC MUSCLES OF THE LARYNX)

喉是"音箱"(voice box)兼气管入口;喉的内在肌改变气管入口的大小并调节声襞(vocal folds)的张力。参与吞咽的喉内在肌是那些关闭气管入口的肌肉,包括杓间肌(interarytenoid)、环杓侧肌(lateral cricoarytenoid)与甲杓肌(thyroarytenoid)。这些肌肉的活动在吞咽中保护气道;其详细力学已在第 21 章讨论。

22.10 正常吞咽序列(NORMAL SEQUENCE OF SWALLOWING)

吞咽由一系列协调事件组成,将口腔内容物经含呼吸道的区域传送到胃。吞咽包括四个阶段:口腔准备期(oral preparatory)、口腔期(oral)、咽期(pharyngeal)与食管期(esophageal)。口腔准备期在严格意义上先于实际吞咽发生,是摄入物被咀嚼并形成食团的时期;这一过程要求面部表情肌、舌、咀嚼肌以及舌骨上、下肌之间的节律性协调。口腔准备期舌后部上抬至软腭,封闭咽部将食物保持在口腔内。"嘴里有食物时不要说话"是合理的建议,因为说话改变舌位并可能打开通往鼻腔与气道的通道。咀嚼的机制与肌肉将在第 23、24 章描述。其余三阶段——口腔期、咽期与食管期——如下所述。虽然下列事件序列被普遍接受,但必须认识到个体吞咽模式存在相当大的变异性,受食团大小与稠度影响,个体间的变异性更大。老年人吞咽问题常见,但年龄本身似乎不改变吞咽的正常序列,只是使序列变慢。口腔期受自主控制,而咽期与食管期是反射性的;但有证据表明喉内某些反射运动发生在口腔期。食团在口腔准备期充分备好后,推送入胃的过程开始。口腔期由舌的运动构成:将食团推入咽、并由咽向食团方向运动。吞咽起始时舌尖将口腔内容物向上顶抵硬腭;舌运动通过颏舌肌收缩继而通过舌内在肌在整个舌中传播,形成舌的蠕动样运动将内容物向后推送;舌后部随后下降,打开咽部并形成滑槽使内容物流入咽。食团接触悬雍垂下行的软腭前弓(faucial fold)触发吞咽反射,进入咽期。与舌的口腔期活动同时,舌骨上肌开始将咽部向上拉,缩短食团必须经过的距离,促进食团传送并促使声襞闭合。舌骨上肌要把舌骨向上拉,其在上方附着于下颌骨处必须由提下颌肌(masseter、temporalis 与 medial pterygoid,第 24 章讨论)固定——因此下颌松弛时无法吞咽。口腔期持续 0.5–1.0 秒;气道在口腔期开放,因此吞咽在口腔期要求精确肌肉控制与协调以避免误吸。咽期在反射控制下,由若干独立任务构成:传送食团经过鼻咽与喉(需要关闭这些空间的肌肉活动)、由舌骨上肌在腭咽肌、茎突咽肌与咽鼓管咽肌协助下继续上提喉、咽缩肌活动以清空咽部食团、食管上括约肌松弛。当食团通过软腭壁时启动吞咽反射,软腭肌(提腭帆肌与张腭帆肌)和悬雍垂肌收缩,将软腭向上向后拉,封闭鼻腔与食团的通路。内镜视频与 EMG 研究显示声襞持续内收且喉入口逐步闭合。口腔期开始的舌骨与咽上提在咽期继续;舌骨最大上提量约 1.0–1.5 cm。随着上提进行,会厌(epiglottis,喉的叶状软骨)向后折返,构成喉入口的盖;同时咽缩肌形成收缩波将食团向下推经咽。食团滑过会厌、经喉旁进入食管。咽期持续不到 1 秒。食团经食管上括约肌(亦称环咽肌,cricopharyngeus)进入食管。除吞咽时外,该括约肌维持低水平恒定活动以防止反流;食团接触括约肌时反射性地使其松弛。此外,舌骨上肌在口腔期与咽期上提舌骨,对括约肌施加牵引,促进其开放。食团经食管平滑肌的蠕动收缩传送通过食管。食管为长约 25 cm 的肌性管道,传送可耗时数秒。当食团完全进入食管、上食管括约肌再次关闭后,舌骨下肌收缩将舌骨向下拉回静息位。

22.11 常见吞咽异常(COMMON ABNORMALITIES IN SWALLOWING)

吞咽异常可涉及任一阶段(包括口腔准备期),并可在吞咽前、中甚至吞咽后引起误吸。口腔准备期受损阻碍咀嚼与食团成形:唇与面颊的面部肌肉无力可使内容物从口漏出或嵌塞于颊与牙齿之间;咀嚼肌无力影响研磨食物,舌控制不足使食物难以被定位于牙齿之间以便成功咀嚼,可导致无法形成食团或食团过大难以被推送到胃。口腔期需要舌的协调运动,舌运动受损可使食团向咽的运动减慢;舌控制不足也可使口腔内容物过快地滑入咽。因为气道在口腔准备期与口腔期开放,食团过早进入咽可导致误吸。咽期吞咽受损源于肌肉功能下降,包括鼻咽或喉闭合不全以及食团推进不足。软腭肌无力可使口腔内容物经鼻咽进入鼻;喉保护不足可直接源于喉内在肌无力或源于咽上提不足,以致会厌倾斜所提供的保护缺失。上食管括约肌松弛不足可使内容物积聚于喉咽底部并滑入喉;咽缩肌无力可阻碍食团推进,并使食团在喉肌已松弛后再次进入气道。食管期蠕动不足可延迟食团在食管内的推进;环咽肌在吞咽末未能关闭食管可允许反流,反流内容物的误吸可随之发生。临床医师应在个体规律咳嗽或在吞咽前、中、后规律清嗓时怀疑吞咽困难。摄入物可能在个体尚未启动吞咽前即滑过口腔而在吞咽前产生咳嗽;摄入物可能正常传送但在吞咽时滑入未充分闭合的喉而产生咳嗽;摄入物可能未完全经过咽而嵌塞于咽内,稍后才滑到喉上而在吞咽后数分钟产生咳嗽。由于这些情形中部分摄入物到达喉,进食时语音质量的改变(如声音"湿"或"咕噜"声)也可能提示吞咽不全。还可发生"静默性误吸"(silent aspiration),即无咳嗽或清嗓提示液体或固体已到达喉;静默性误吸的体征包括失声、面部发红、流泪。检查口腔以确定食物是否嵌塞于颊或硬腭是有用的;还可观察自主舌运动、唇肌与软腭肌。说"ah"时软腭肌收缩以封闭鼻咽,软腭的上提可容易地观察其偏移与对称性。舌骨与喉的甲状软骨在吞咽时可触及以评估舌骨运动从而判断舌骨上、下肌的参与情况。这些检查程序是识别可能有吞咽障碍患者的筛查工具。鉴于吞咽障碍有导致致死性后遗症(包括吸入性肺炎与窒息)的潜在可能,临床医师必须将患者转诊至经过专门训练、能诊断与处理吞咽障碍的医疗专业人员作进一步详细评估。

22.12 总结(SUMMARY)

本章概述了参与吞咽的肌肉——特别是舌肌与软腭肌,以及喉的外在肌舌骨上、下肌。舌的内在肌改变舌形,其外在肌移动舌并协助食团成形与推进入口咽。软腭肌在食团经口咽时协助封闭鼻咽。舌骨上肌上提喉,舌骨下肌协助下压喉。喉的上提及喉内在肌的收缩在吞咽中关闭喉以防止误吸。吞咽是协调事件的复杂序列,由四个阶段组成——口腔准备期、口腔期、咽期与食管期。任何阶段都可出现损伤与功能障碍;本章列出了吞咽障碍患者可能表现出的体征,包括咳嗽、声音"咕噜"或失声。由于误吸与吸入性肺炎在老年人中常见,处理老年患者的临床医师必须能识别吞咽障碍的体征并转诊患者至经过专门训练的医疗专业人员以诊断与治疗吞咽障碍。

本章个人批注

本章与第 21 章共同构成"上呼吸消化道功能单元"的两面:发声(phonation)关注声襞振动产生声音,吞咽(deglutition)关注食团的安全传送。两者共享大量肌肉(舌、软腭、咽、舌骨上/下肌、喉内在肌),因此作者在两章之间明确建立了"肌肉池(muscle pool)"的概念——同一组肌肉因激活时序与协同模式不同而服务于不同功能。这一视角对于康复治疗师尤其重要,因为他们在临床实践中面对的是"动作—任务"的分解(articulation、mastication、deglutition、phonation),而基础解剖学往往按肌肉分块叙述。本章特别值得注意的几处细节:(1)舌肌不仅改变形状还产生相当大的力学输出(硬吞咽约 15 N、伸出超过 3 kg),说明吞咽并非被动传送过程;(2)提下颌肌(masseter、temporalis、medial pterygoid)在吞咽中被强制激活以固定下颌——这解释了为何"下颌松弛时无法吞咽",也意味着吞咽与咀嚼存在肌肉募集共享;(3)喉内在肌的作用在吞咽与发声中相互切换:内收肌既用于提高音高也用于关闭气道;(4)作者多次引用 EMG 文献说明测量限制(如茎突舌骨肌、二腹肌后腹研究不充分),与第 21 章对喉肌测量难度的提醒一致,反映了头颈部小肌肉研究的整体难度。从康复角度看,本章的"临床相关性专栏"两个病例都是"跨任务"识别:一个是步态治疗师通过观察患者进食时咳嗽识别吞咽问题(跨任务筛查),另一个是直立坐姿对脑瘫儿童吞咽的促进(跨姿势干预)——这两个例子都说明康复治疗师即使不直接处理吞咽,也必须具备识别能力,因为误吸的致死风险远高于患者主诉的运动问题。

与上下章的衔接(一段话)

第 21 章讨论发声机制,焦点在声襞振动与喉内在肌;本章将目光扩展至吞咽——一个与发声共用大量肌肉结构(舌、软腭、咽、舌骨上/下肌、喉内在肌)但完成完全不同任务(食团传送与气道保护)的功能性活动。从肌肉学的角度看,本章既向前回溯了第 20 章所介绍的面部表情肌(口轮匝肌、颊肌在口腔准备期闭合口腔、压缩面颊),又向前呼应了将在第 23、24 章详细讨论的颞下颌关节与咀嚼肌(提下颌肌在本章中作为吞咽的"前提条件"被反复提及)。本章所介绍的舌骨上、下肌作为喉外在肌的框架,也使第 23–25 章关于颞下颌关节、咀嚼的讨论在肌肉学上有所依托。从更大结构看,本书第 III 部分在此前各章(第 8–15 章上肢、第 17–19 章手、第 20 章面部表情、第 21 章发声)以"局部肌肉骨骼单元"为分析单位,自本章起明显转向"功能性活动单元"(吞咽是一个多关节、多肌肉、跨神经反射的整体行为)——这与本书强调"力学"主线的同时逐步把分析尺度放大到功能任务的编辑意图一致。下一章(第 23 章颞下颌关节的结构与功能)将重新回到关节-肌肉解剖学层面,讨论作为本章所提"提下颌肌"附着部位的颞下颌关节,从而把吞咽的力学基础落在关节层面。