Temporal reconstruction of sonographic imaging of disturbed tongue movements

Abstract

Documentation of tongue movement during swallowing has been restricted to the recording of fluorographic or ultrasound images on cine- or videofilm. The new approach of temporal sonographic imaging with reconstruction of one single image for the total act of swallowing presents a direct approach to obtaining substantial information concerning tongue movements and motility. The applicability of this reconstructed image for the documentation, interpretation, and comparison of tongue movements is demonstrated using examples of normal and pathologic swallowing.

Pharyngeal structure and function

“…At about the time that the bolus reaches the posterior surface of the tongue, the pharyngeal swallow response is triggered. The pharyngeal swallow response is comprised of several closely coordinated functional elements: (1) elevation and retraction of the soft palate with closure of the nasopharynx (levator veli palatini, tensor veli palatini, and palatopharyngeus muscles); (2) anterior superior laryngeal displacement with obliteration of the laryngeal vestibule (mylohyoid, geniohyoid, digastric, stylohyoid, stylopharyngeus, salpingopharyngeus, thyrohyoid muscles) and laryngeal closure at the level of the epiglottis and true vocal folds (thyroarytenoid, aryepiglottic, and oblique arytenoid muscles) [4]; (3) relaxation and opening of the upper esophageal sphincter [5]; and (4) bolus propulsion (tongue) [6,7] and pharyngeal clearance (pharyngeal constrictors, elevators) [8]. Three of these functional elements are discussed in detail below.…”

Analyse der Ultraschallbildsequenzen von Zungenbewegungen peripher und zentral verursachter Schluckstörungen

“…Hierzu werden unterschiedliche physikalische Grundprinzipien genutzt [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]. So werden beispielsweise radiographische [3,12,13], videofluoroskopische [14,15], manometrische [9], elektromagnetische [4], elektromyographische [7], szintigraphische [6] und sonographische Untersuchungstechniken eingesetzt [16][17][18][19][20].…”

“…Die in dieser Studie eingesetzte Analyse von mediosagittalen Zungenrückenkonturen und deren Zusammenstellung als Pseudo-3D-Darstellung hat sich als geeignet erwiesen, orale Schluckabläufe übersichtlich in einem Bild zusammenzufassen [10,20,24]. Sie ermöglicht nicht nur, die Charakteristik der Schluckbewegung der Zunge bei verschiedenen Störungsbildern zu differenzieren, sondern ist auch geeignet, einzelne orale Schluckphasen abzugrenzen und deren Dauer zu bestimmen.…”

“…In Übereinstimmung mit Schluckuntersuchungen anderer Autoren konnten wir in der vorliegenden Untersuchung bei peripheren Erkrankungen Einschränkungen des Bewegungsumfanges [3] wie auch Verlängerungen der oralen Gesamtschluckdauer nachweisen [12]. Dagegen konnten bei Patienten mit zentralen Erkrankungen gehäuft Koordinationsstörungen der Zunge nachgewiesen werden [3], die wir auch in früheren Einzelfallstudien bereits beobachten konnten [20,24]. Die Analyse der unwillkürlich gesteuerten oralen Schluckphasen hat ergeben, dass die ermittelte Absolutdauer der Bolusverdrängungsphase in den beiden hier vorgestellten Patientengruppen mit 0,3 s nur wenig über derjenigen von 0,27 s liegt, die in einer Vorstudie für 82 gesunde Personen ermittelt wurde [16].…”

Ultrasound and Swallowing

“…Comparison of normal newborn sucking patterns in the newborn with recurrent aspiration pneumonia revealed the difference between coordinated and uncoordinated sucking actions. In addition, Wein et al [5,6] used a duplex format to explore the potential of duplex ultrasound to assist in the remediation of articulation disorders. Using a sagittal view of the tongue, the tongue surface shape was displayed during correct articulation of the Polish vowels.…”