脑机接口技术重启生命之“咽”，吞咽障碍治疗新希望！

吞咽：生命的基础动作

吞咽（swallowing）是人类较为复杂的行为之一，是食物经咀嚼而形成的食团由口腔和食管入胃的整个过程。吞咽是人类赖以生存的基本生理活动之一。健康人每天平均有效吞咽500-600次。

正常吞咽过程可分为4个主要阶段：

①口腔准备期：即吸吮或咀嚼，以及将食团运送到咽部。

②口腔期：食团通过口腔后部，触发吞咽反射，开始准备进入咽部。

③咽期：通过咽部移送食团。

④食道期：通过食道将食团运送到胃。

吞咽障碍：无声的健康杀手

吞咽障碍(dysphagia，swallowing disorders)是指下颌、双唇、舌、软腭、咽喉、食管等器官结构和(或)功能受损，不能安全有效地将食物由口腔输送到胃内的过程。

# 临床上通常将吞咽障碍分为结构性和神经源性两大类。

●结构性吞咽障碍主要是指吞咽通道发生结构性病理改变，如头颈部肿瘤、慢性炎症以及肿瘤的化放疗术后等。

●神经源性吞咽障碍是指中枢和周围神经系统、神经肌肉传递或者肌肉疾病等引起广泛大脑皮质及脑干等部位病变引起，可见于脑卒中、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症、痴呆、帕金森病和重症肌无力等疾病。

除此以外，精神科常见患者服用药物后也是导致吞咽障碍的原因之一。文献报道，服用高效价经典抗精神病药物、服用抗精神病药物剂量过大、增量过快、静脉或肌肉注射给药、年老体弱、合并躯体疾病、饮食不当、抵抗力下降和服用抗精神病药物早期（2周内）易出现吞咽困难。

神经源性吞咽障碍的发病率与原发疾病密切相关。全球研究数据显示，每年因此类障碍新增的患者数约为40-80万，远超结构性吞咽障碍患者。该病症常导致患者营养不良（源于进食不足）、生活质量下降（如间歇置管所致）以及吸入性肺炎（由渗漏误吸引起）等严重身心问题。

目前治疗主要依靠康复干预，其核心目标是提升口咽至中枢的感觉反馈效率，强化吞咽肌肉收缩力，延缓肌肉萎缩，并借助代偿姿势优化吞咽功能，以期控制并发症，降低死亡风险。主要的康复干预手段涵盖传统吞咽训练、针灸、神经发育疗法、球囊扩张术和神经刺激技术等。

神经源性吞咽障碍的病理生理机制

正常吞咽过程起源于摄食后形成食团，食团入咽，该过程刺激舌咽、迷走神经等，将感觉由脑干传入大脑皮质后，大脑皮质将运动信号传入皮质下行纤维，再传导至脑干，由脑干中延髓的“中枢模式发生器”整合信息后，协调口咽部、喉部、食管部位的肌肉收缩，最后食团通过食管完成整个吞咽过程。

在此过程中，包括丘脑、红核、黑质、脑干网状结构等在内的锥体外系对于协调吞咽的随意精细运动、吞咽肌肉张力等至关重要。

当神经源性疾病致使外周神经核团、延髓吞咽中枢、大脑皮质及皮质下纤维中任一位置调节受损或锥体外系损伤时，就会导致神经源性吞咽障碍。

探索脑机接口技术在吞咽障碍治疗过程中的应用

脑机接口技术在吞咽障碍治疗领域是一个充满前景但仍在探索和发展中的研究方向。它旨在通过解码与吞咽相关的大脑信号，并利用这些信号来干预或恢复吞咽功能，从而实现传统方法难以达到的治疗作用。

目前该领域仍处于实验室探索和早期临床验证阶段，但已展现出明确潜力：

→基于运动意图识别的触发式刺激

受试者想象吞咽动作或准备吞咽时，BCI系统（常用EEG或fNIRS）识别出特定的脑电波特征（如事件相关去同步化/ERD，或血流动力学变化），随即触发NMES设备启动，同步辅助实际吞咽动作。

Kumar et al. (2020) - Frontiers in Neuroscience，集成BCI-FES系统

（A）集成BCI-FS系统的框图。

（B）显示受试者的实验装置，根据计算机屏幕上显示的视觉提示进行右脚背伸。BCI触发FES（功能性电刺激，与NMES原理类似）用于肢体康复的可行性，为吞咽应用提供范式参考。

→基于神经状态监测的自适应调制刺激

在患者进行吞咽训练时，BCI持续监测其大脑皮层的激活水平（如前额叶、感觉运动皮层）。当检测到患者注意力集中或神经努力增强时，系统自动增强NMES强度以提供更强辅助；当检测到疲劳或注意力下降时，则降低强度或暂停刺激。

Bai et al. (2021) - IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering，开发了一套基于EEG的闭环BCI系统，能实时检测健康受试者的自主吞咽意图，并据此触发咽部电刺激，验证了闭环触发的可行性。

翔宇医疗脑机交互吞咽障碍治疗新模式

翔宇医疗2017年开始积极布局脑机接口领域，目前已在康养和康复领域应用取得了阶段性的研究成果。翔宇医疗脑科学实验室（Sun BCI Lab）以脑机接口（BCI）技术为核心，构建脑电采集、自研算法、脑控康复产品、生活场景应用、脑科学科研五大体系。应用非侵入式脑机接口捕捉患者意图，通过“脑-机-体”协同重建运动与认知闭环，让患者用“意念”重启生命掌控权。

通过融合脑控运动治疗中心、脑控作业治疗中心、脑控言语治疗中心等多中心建设，创新“大脑 -肢体”协同康复路径，以尖端技术打破康复边界，赋能患者重获自主新生！

脑科学实验室致力于在神经功能重塑、认知提升及脑健康管理领域实现尖端探索与应用突破，倡导脑机接口技术革新，成为全球脑机接口与神经康复领域的引领者。

吞咽障碍康复方面，至今没有通过脑功能（脑机交互）促进疗效的康复设备，国外同类的产品依然缺乏基于吞咽视觉诱发、运动想象范式的吞咽神经刺激的电刺激设备。依托脑科学实验室，翔宇医疗自主研发脑机交互吞咽神经和肌肉电刺激仪，应用脑控模式，基于核心吞咽肌群的感知解码，建立特定脑区的吞咽视觉诱发和想象模式，脑控级联激活“自上而下”吞咽运动过程核心肌群，从而充分调动大脑的代偿能力，增强吞咽功能。

吞咽神经和肌肉电刺激仪XY-K-TY-IV

豫械注准20192090806

豫械广审(文)第260228-19429号

技术特点

?脑机接口吞咽电刺激系统，通过脑机接口技术结合吞咽电刺激疗法，读取大脑控制吞咽的神经信号，精准触发咽喉肌肉的电刺激，诱发自然吞咽动作。

?双向对称方波，无电解风险，可用于长期康复。

?表面肌电评估、α系数评估，为后续治疗提供信息。

?被动电刺激、触发电刺激、镜像电刺激、脑控电刺激，多种模式可选，靶向性刺激功能障碍肌肉。

?具备手动触发和自动触发功能，可于患者主动吞咽过程中电刺激治疗。

?多媒体生物反馈，增加趣味性。

1.脑控吞咽：通过吞咽动画，诱发镜像神经元，结合吞咽治疗方案，给予吞咽辅助、吞咽障碍等治疗的新模式。

2.α系数-神经肌肉适应性评估：全过程由设备自动完成，直到最终形成α值，给出评估结论，无需人为判定。

3.表面肌电评估：在吞咽过程中，监测和搜集吞咽肌信号，了解肌肉收缩的程度和时间，为后续治疗提供信息。

4.电刺激：适用于重度吞咽障碍患者，患者在被动状态下接受电刺激治疗，以起到提高吞咽肌兴奋性的作用。

5.手动电刺激：适用于有自控力的中度或轻度吞咽障碍患者。在口腔中含入食物或液体，患者自动触发脉冲输出，同步配合自我强力吞咽，以达到刺激吞咽肌、训练吞咽力的作用。

6.触发电刺激：可采集并量化表面肌电信号，当肌肉激活状态达到目标阈值时，启动相匹配的激励性电刺激，患者用力吞咽，激活电刺激靶肌群，产生强有力正性反馈治疗。

7.镜像电刺激：利用镜像原理，治疗师随意吞咽，带动患者进行吞咽训练。根据治疗师肌电信号，同步刺激患者吞咽肌产生功能动作，实现健侧带动患侧进行自主训练。

8.助力电刺激：根据检测到的肌电信号的大小，实时控制电刺激输出的强弱。实时、完整地反映患者主观运动的意愿，当患者主观运动幅度越大，检测到的肌电信号强度越强，输出的电刺激就越强；主观运动幅度小则反之。

9.阈上电刺激：当采集到的肌电信号，高于系统设定或治疗师设定的目标值时，给予奖励性电刺激。

10.阈下电刺激：当采集到的肌电信号，低于系统设定或治疗师设定的目标值时，给予辅助性电刺激。

11.多媒体反馈训练：通过生物反馈技术，将吞咽肌群收缩产生的电信号转化为颜色、数字等多种反馈信号，对于吞咽肌群的肌力、耐力、协调控制等多角度进行功能性训练，增加康复训练的趣味性，提升患者对康复训练的积极性。

适应症：

适用于对咽部非机械原因损伤引起的吞咽及构音障碍进行评估、治疗及训练。

适用科室：

吞咽治疗科、语言治疗科、康复科、儿科、儿童康复科、神经内科、神经外科、中医科、理疗科等。

1.准确同步，提升作用

解决了传统NMES刺激时机与患者吞咽意图不同步的问题。BCI确保电刺激仅在患者“想要吞咽”或“准备吞咽”时启动，符合生理过程，减少无效刺激。避免在非吞咽期（如呼吸、说话）误触发刺激导致的呛咳或不适。

2.个性化与自适应

BCI可实时反映患者的大脑状态（注意力、努力程度、疲劳度）。据此动态调整NMES参数，提供“刚好足够”的辅助，避免过度依赖或刺激不足。适应患者每日状态波动和长期康复进程中的能力变化。

3.强化神经可塑性，促进功能重建

将患者的主动意图（BCI解码）与外周感觉反馈（NMES诱发的感觉传入）和运动输出（肌肉收缩） 结合。这种“意图-反馈-输出”的闭环符合Hebbian学习法则（“一起激活的神经元会连接在一起”），理论上能重塑受损的吞咽神经环路，诱导长期功能恢复，而非仅短期代偿。

4.增强患者主动参与与动机

患者通过“意念”直接控制刺激设备，体验更强的主动控制感和参与感。可视化的BCI反馈（如脑活动强度显示）可作为生物反馈训练工具，激励患者更努力地进行想象或尝试吞咽动作。

5.优化资源，潜力巨大

自动化闭环系统可减少对治疗师全程手动操作的依赖，提高治疗效率，为重度障碍（如闭锁综合征患者）提供潜在的主动康复途径。

随着脑科学、人工智能与康复工程的深度融合，脑机接口将不再局限于吞咽治疗，更可能成为神经功能重塑的通用平台。每一次脑电波的解码，都是对生命自主权的重新定义；每一次精准刺激的触发，都在为人类对抗疾病书写新的可能。

这条路注定漫长，但当我们用科技连接大脑与机体的那一刻，“重启生命”已不再是隐喻，而是正在发生的现实。

参考文献：

[1]岑晚霞,张若,古剑雄.神经刺激技术对神经源性吞咽障碍治疗效果的研究进展[J].神经疾病与精神卫生, 2023, 23(2).

[2]时忠丽,魏燕.抗精神病药物引致吞咽困难的护理探讨[J].中国民康医学杂志,2005,17（3）:190-191.

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部分图片由AI生成

稿件|Kahlan Xia

编辑|高晓雪

校对|杨业凡

审核|何海峰 曾祥斌