肌萎缩侧索硬化症（ALS）中延髓功能障碍的全面评估方案

言语。由延髓运动神经元控制的言语功能可以说是人类执行的最复杂的运动行为之一。言语是呼吸系统、发声系统和构音系统等运动子系统协调运动的结果。呼吸肌为言语的产生提供动力。

喉部结构是发声或语音的声源。由舌、下颌以及上下唇组成的构音子系统通过其运动将喉源声波塑造成各种语音。由腭帆和咽部肌肉组成的另一构音子系统则用于防止气流经鼻腔逸出，并区分口腔音与鼻腔音。

肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种进行性神经退行性疾病，影响大脑和脊髓中的运动神经元。当脑干运动神经元受累时，该疾病将导致毁灭性的后果。目前在临床神经病学中，我们尚无客观、可靠的延髓运动神经元功能退化的评估指标。这会导致言语和吞咽困难。

因此，对我们而言，拥有一套不仅可用于诊断，还能在临床诊疗过程中持续跟踪患者的评估方法至关重要。在本视频中，我们将向您展示一系列我们在实验室中用于评估肌萎缩侧索硬化症（LS）患者延髓功能的操作流程。目前，我们正利用该方案研究延髓系统功能退化与口语交流能力丧失之间的关系，这是一个重要的临床目标。本研究的结果将提供推进关键科研与临床目标所必需的知识，包括改进肌萎缩侧索硬化症（A LS）的诊断与管理，以及评估新型实验性药物的疗效。

本次演示这些操作的是内布拉斯加林肯大学言语产生实验室的研究生 June Wong 和研究协调员 Lori Horst。为评估呼吸子系统，需使用 Atory 呼吸动力学系统记录口腔压力、气流和言语声学信号。首先记录肺活量，即最大吸气后所能呼出的最大气体体积，选择 PAS 肺活量测量方案进行记录。接下来，将一次性面罩连接至 Pneumo Tacho。

现在指导受试者尽可能深吸气，然后通过面罩尽可能用力呼气，利用PAS软件获取最大呼气容积。接下来，采集声门下压，即产生压力辅音时肺部可用的气压，选择PAS发声效率检测程序。将压力感应管穿过面罩。

使用鼻夹封闭鼻腔通道。为防止可能出现的鼻腔气流泄漏，用手将面罩紧贴于受试者的面部。调整管子位置，使其位于舌头中线，深入口腔约两厘米处。

指导受试者吸入约两倍于正常量的空气，并在一次呼气过程中以稳定的音高和响度连续发出“paw”七次，即 paw paw paw。发音速率保持在每秒1.5个音节。对“paw”发音重复测量五次，取其中最高口腔压值。

最后，记录连续言语过程中的言语呼吸。选择 PAS 连续言语检测程序，使用一次性面罩收集气流信号，面罩需贴合面部，并强调以正常、舒适的语速和响度进行言语。指导受试者朗读一段专为准确自动检测停顿边界而设计的标准 60 词段落。

将气流轨迹导出至基于 MATLAB 自主开发的言语停顿分析软件程序中。在该程序中，识别停顿实例以及言语起始与终止的时间点，并设置阈值。对于这些事件进行手动标注后，SPA 软件将自动提取包括停顿时间百分比在内的多项测量指标。

为了通过声音录音评估喉部子系统，请使用高质量的声学录音设备。将麦克风放置在距离嘴巴约15厘米的位置。现在将另一个麦克风放置在PAS装置上，与嘴巴的距离保持相同。

为采集SPL数据，应佩戴鼻夹以消除腭咽闭合不全对发声质量的潜在影响。为实现最长发声时间，指导受试者吸入尽可能多的空气，然后以正常音调和响度持续发声至最大限度。

至少练习一次，并在录音前强调尽最大努力的重要性。利用声学波形，测量最大发声持续时间（秒）。将数字化的声学波形导入多维嗓音特征分析软件进行分析，并提取平均基频、噪声与谐波比、微扰百分比（jitter）和微闪百分比（shimmer）等参数。

除其他测量外，使用呼吸计评估呼吸子系统。每次记录前务必校准设备。将带有隔板的设备置于受试者头部，隔板位于上唇上方，并与地面保持平行。

要求受试者以习惯的语速和响度重复一句鼻音句和一句非鼻音句，每句重复三次。例如：“一朵罂粟，一朵罂粟”。确定一句句子。

计算每句话的描述性统计量。使用nater软件校准高分辨率光学运动捕捉系统，以记录三维面部运动，并在受试者头部和面部的特定解剖标志点处粘贴反光标记点。将麦克风置于距离受试者口腔约15厘米处，用于语音声学信号的录制。

要求参与者以习惯的语速和响度朗读句子和短语。再见，Bobby。一朵罂粟花 检查面部标记点的运动，以发现追踪错误，并根据头部平移和旋转运动分量的减法结果对头部运动进行校正。

将数据载入自主开发的分析软件 smash，以提取下颌和嘴唇运动的峰值速度，作为评估构音功能的主要指标。为了同步获取舌部运动与声学数据，使用电磁追踪设备 wave。将一个六维传感器固定在鼻梁上，用于记录头部运动；将一个小型五维传感器粘贴于舌体中线，位置大约在舌尖后方 2 厘米处，以获得不受下颌运动干扰的独立舌部运动数据。

为受试者佩戴一个预先制作好的5毫米咬合块。将咬合块放置于口腔右侧的磨牙之间，并用绳子固定咬合块以防止其被吞咽。现在请受试者朗读句子和短语。

记录获取数据后舌头相对于头部位置的运动。将数据导入 smash 软件以计算三维速度，并确定各发音器官的疾病相关变化指数与句子可懂度之间的关系。检测指标包括言语可懂度和说话速率。

要求参与者以习惯的语速和响度朗读列表。由一位不熟悉参与者的经过培训的评判员对句子进行正字法转录。评判员还需标注句子的起始和结束位置。

最后，句子可懂度软件生成语音可懂度和语速结果。对每个子系统的仪器评估可形成全面的延髓性言语功能表现特征。对于个体而言，该特征是理解其言语障碍相对于正常表现的基础。

通常，健康的说话者言语可懂度为100%，阅读速度为每分钟190至220个单词。本例中，一位被确诊为明确型肌萎缩侧索硬化症（ALS）的72岁女性患者，其言语可懂度为90%，说话速度极慢，仅为每分钟94个单词。与年龄和性别匹配的健康对照者相比，她的呼吸系统功能似乎相对正常。

百分比停顿时间是唯一能够提示呼吸早期变化的指标。在言语方面，发声系统表现为基频低于正常水平，通过抖动度（jitter）测量的周期间变异增加，以及谐波与噪声比升高。发声功能异常的特征是在口腔句子中鼻音明显增强，这可能是由于腭咽部肌肉无力所致。

口腔音与鼻腔音之间对比度的降低尤为显著。口腔发音器官在下颌和下唇运动的峰值速度上仅表现出轻微下降，而舌部运动速度则显著降低。通过对两名假设的LS患者在不同时间点的子系统及临床指标变化进行评估，利用一系列录音时间点上各指标的标准化斜率来描绘其随时间的变化趋势。

受试者一表现出典型的延髓型肌萎缩侧索硬化（ALS）特征，其延髓相关指标随时间推移发生显著变化，其中构音障碍子系统随时间下降的斜率最为明显。受试者二表现出典型的脊髓型肌萎缩侧索硬化（ALS）特征，其各子系统及临床延髓功能指标相对稳定。本方案将提供关于肌萎缩侧索硬化（ALS）如何影响延髓功能（包括言语功能）的新知识。

这些数据将有助于开发出更具成本效益且临床可行的方法，以量化延髓受累程度。这种客观的延髓功能评估方法未来可用于评估多种运动性言语障碍，包括与脑卒中、创伤性脑损伤、多发性硬化以及帕金森病相关的言语障碍。