吞咽功能的早期准确评估对于预防误吸和保障营养摄入至关重要，尤其是在老年人群中。目前，金标准的评估方法如纤维内镜吞咽检查（FEES）和视频荧光吞咽研究（VFSS）虽然能提供详细的诊断信息，但其侵入性和对专业人员的依赖限制了其广泛应用。相比之下，基于物理评估的简单方法（如饮水试验和反复唾液吞咽试验）虽易于操作，却难以实现吞咽功能的客观量化。近年来，颈部听诊和声学分析等无创技术显示出巨大潜力，尤其是高分辨率颈部听诊（HRCA）通过加速度计和麦克风记录吞咽振动和声音，为正常与异常吞咽的分类提供了客观依据。本研究旨在通过分析吞咽音信号，提取吞咽持续时间、平均电压和吞咽功率等参数，探讨食团体积、粘度、性别和年龄对吞咽功能的影响，以开发一种简单、无创且客观的吞咽功能评估方法。

研究方法方面，本研究招募了32名健康成年人，分为年轻组（20-25岁）和年长组（50-65岁），每组各包含8名男性和8名女性。所有参与者均无吞咽功能障碍报告，并通过健康问卷筛查。吞咽音的采集采用一款小型电容麦克风（XCM-6035），其频率响应范围（20 Hz–16 kHz）适用于捕捉吞咽音的主要频率成分（30 Hz–1 kHz）。声音信号经过增益为50的反相放大器电路放大后，通过模数转换以20 kHz的采样频率记录于数据记录仪（GL2000），后续分析在MATLAB环境中进行。实验在安静、室温环境下进行，参与者坐直并自然吞咽不同体积（3、5、10、15 mL水）和不同粘度（0.0%、1.0%、3.5% TROMELIN V增稠剂）的食团，每种条件重复三次。粘度测量采用锥板粘度计（TV-25），剪切速率50 s⁻¹，温度20°C，而流动性则通过注射器流动测试（IDDSI标准）验证。声学分析阶段，原始信号经过数字滤波去除交流电波纹和生物噪声（如身体运动和脉搏），随后通过绝对值转换、移动平均平滑和偏移校正，提取出与吞咽声压成正比的电压信号。吞咽持续时间通过信号斜率变化率阈值（±0.4）确定起止时间点，平均电压为吞咽期间电压的平均值，吞咽功率则为电压在吞咽时间内的积分。统计分析采用方差分析（ANOVA）配合Bonferroni或Dunnett检验，显著性水平设为p < 0.05或p < 0.01，所有分析通过KaleidaGraphWin 4.5完成。

图1：吞咽声音采集过程中麦克风测量的信号

研究结果首先通过典型吞咽音信号分析展示了参数提取过程（图2），原始信号经滤波后呈现三个明显的吞咽成分（I、II、III），分别对应喉部抬升、食团进入下咽部以及喉部返回静止位等生理事件。吞咽持续时间、平均电压和吞咽功率分别计算为0.87秒、0.41 V和0.32 V·s，证明了该测量系统的有效性。在食团体积实验中，仅年轻组参与，结果显示男性在吞咽10 mL水时持续时间显著长于3 mL（p = 0.028），而女性则表现出较大的个体差异，无显著体积效应；平均电压和吞咽功率在不同体积间无显著变化，但男性在所有体积下均显著高于女性（p < 0.01），例如在15 mL时，男性平均电压和吞咽功率分别是女性的2.19倍和2.54倍。

图2a-d：吞咽音的典型信号波形和参数转换轨迹

图3a：年轻组（20-25岁）中食团体积对吞咽音参数的影响，图3b：年轻组中男性和女性吞咽音参数的比较

在食团粘度实验中，年轻组和年长组均参与。年轻组中，随着粘度增加（从0.0%到3.5%），男性和女性的平均电压和吞咽功率均显著下降，例如男性在3.5%粘度下平均电压和吞咽功率较0.0%分别下降44.54%（p = 0.003）和60.04%（p = 0.011），女性则分别下降39.7%（p = 0.001）和54.3%（p = 0.001）。年长组中，女性表现出类似趋势，3.5%粘度下参数显著降低（平均电压下降41.3%，p = 0.009；吞咽功率下降62.3%，p = 0.004），而男性虽呈下降趋势但无显著性。性别比较显示，无论年轻还是年长组，男性在所有粘度下的平均电压和吞咽功率均显著高于女性（p < 0.01），例如年长组男性在3.5%粘度下吞咽功率是女性的3.86倍（p = 0.0001）。年龄比较中，年长男性在高粘度食团（1.0%和3.5%）下的吞咽持续时间显著长于年轻男性（1.3倍和1.4倍，p < 0.05），而女性无此差异；年长女性仅在3.5%粘度下平均电压较年轻女性低24.6%（p = 0.04），其他参数无显著变化。

图4a：年轻组（20-25岁）中食团粘度对吞咽音参数的影响（按性别分层），图4b：年长组（50-65岁）中食团粘度对吞咽音参数的影响（按性别分层）

图5：年轻组和年长组在各粘度下吞咽音参数的比较（按性别分层）

图6a：年轻组中各粘度下男性和女性吞咽音参数的比较，图6b：年长组中各粘度下男性和女性吞咽音参数的比较

综上所述，本研究通过声学参数分析证实，吞咽音能够敏感地反映食团粘度的变化，且参数差异揭示了显著的性别和年龄效应。男性在吞咽功率和强度上普遍高于女性，而年长男性表现出更长的吞咽持续时间，尤其在处理高粘度食团时，提示男性吞咽功能更易受老龄化影响。该方法无创、简单，适用于吞咽功能的客观筛查和个性化饮食设计，但需进一步扩大样本和食物属性范围以验证普适性。

原始出处：

Konoike, Y., Naramura, K., Hasegawa, T. et al. Parameter analysis using swallowing sounds shows differences in bolus volume, bolus viscosity, sex, and age. Sci Rep 15, 30639 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-13877-5

Tags： Scientific Reports：告别侵入性检查！通过吞咽音分析食团体积、粘度、性别与年龄差异