声带息肉及小结患者最小声门面积与声学及空气动力学指标的相关性研究

张圣池 林鹏 杜建群 王晓雨

声带息肉及声带小结是引起声音嘶哑的常见疾病，其导致的声门闭合不全、喉气流率增加及声带振动不规律、发声时噪声成分增加是声嘶的主要原因，常影响患者的正常生活，尤其是对职业用嗓者，直接影响其职业生涯。发声时最小声门面积(minimun glttal area,MGA)的大小反映声门的闭合程度，而以往国内对声门面积的研究并不多。近年来, 随着计算机技术的发展， 精确、客观的定量分析声门闭合程度的研究逐渐增多[1，2]。本研究旨在通过分析声带息肉及声带小结患者发声时MGA与声学及空气动力学指标之间的关系，探讨声门闭合面积对嗓音质量影响的可能机制。

1 资料与方法

1.1研究对象及分组 2010年12月～2011年5月在天津市第一中心医院诊治的71例声带息肉及声带小结患者为研究对象，声带息肉患者均为广基息肉，位于声带边缘前中1/3交界处，声带小结均为双侧。声带息肉患者(息肉组)共35例，其中，男15例(双侧10例，单侧5例,年龄17～65岁，平均40.35±19.81岁)，女20例(双侧13例，单侧7例,年龄11～61岁，平均41.60±18.29岁)；声带小结患者(小结组)36例，均为女性，年龄17～55岁，平均39.57±17.38岁。选取50例无吸烟史、无喉部疾病史的发声正常者为正常对照组，其中，女30例，年龄22～52岁，平均39.63±15.47岁；男20例，年龄18～53岁，平均40.82±17.39岁。

1.2MGA、声学及空气动力学检查

1.2.1MGA检测 采用美国KAYPENTAX 9100B型频闪喉镜对正常对照组及息肉组、小结组进行喉部检查，录制视频，再用美国KAYPENTAX kips(7105)制作视频剪辑，用该软件中的声门面积曲线(glottal area waveform，GAW)法进行分析，自动计算发声时最小声门面积。

1.2.2嗓音声学分析 息肉组及小结组每位患者采取自然舒适坐位，平稳发/i：/音3次，从声样中提取平稳段(1.0 s)，采样频率44．1 kHz，通过前置放大器将嗓音信号输入计算机，采用计算机语音工作站(CSL3700)、评估基频微扰(jitter)、振幅微扰(shimmer)、谐噪比(HNR)。

1.2.3空气动力学检测 受试者(息肉组及小结组)在环境噪声<45 dB(A)的检查室内，取自然、舒适的坐位，采用美国KAYPENTAX(凯益-宾得)公司生产的空气动力学嗓音功能分析仪(Aerophone II Voice Function Analyzer)及配套软件对其进行检测。首先受试者以舒适音调发/a:/音，持续约5秒，通过软件的声强指示计将声强控制在70 dB左右，选取中间约3秒平稳部分，测得平均气流率(mean airflow rate,MFR)，共测试3次，取平均值。然后嘱受试者以大约每秒1.5次的频率连续发/pi/音，声强控制在65 dB左右，共发音10次，取中间5次平稳值，测得口腔压力(即声门下压力)，通过Aerophone II配套软件计算出声门阻力(声门阻力=声门下压力/平均气流率)。

1.3统计学方法 采用SPSS17．0统计软件，计算发声时MGA与各项指标间的相关系数并进行t检验，用30例正常女性发声时MGA与36例声带小结患者的各项检测结果进行配对资料t检验；用全部50例正常人的发声时MGA与声带息肉患者的各项检测结果进行配对资料t检验。

2 结果

各组发声时声门最小面积、嗓音声学分析及发声空气动力学检查结果见表1，息肉组和小结组发声时MGA与其余各项指标相关系数见表2。 可见声带息肉及小结患者发声时MGA较正常组明显增大(P<0.05)， 正常人发声时声门闭合较声带息肉及小结患者好。

表1 各组各项指标分析结果

表2 声带息肉及小结组MGA与声学及空气动力学测试指标的相关系数

经过Pearson相关检验，息肉组、小结组发声时MGA与基频微扰、振幅微扰及平均气流率呈正相关关系(P<0.01)；与声门阻力及谐噪比呈负相关关系(P<0.01)；息肉组MGA与声门下压力呈正相关关系(P<0.01)，小结组MGA与声门下压力无明显相关性(r=0.060，P>0.05)。

3 讨论

正常嗓音的产生依赖于喉部正常的组织结构、动力部分、共鸣腔及中枢部分协调完成，任何系统的功能障碍都可能影响发声[3]。声带息肉与声带小结导致声嘶的主要原因是声带质量改变、声带振动不规则、声门闭合不良等。据Hirano[4]、杨宝琦[5]、Wang等[6]学者的报道，正常人发声时平均气流率大约为80～170 ml/s，男女相仿；Södersten[7]和Granqvist等[8]研究发现口腔气流率与声门的闭合程度有关，当声门闭合缝隙增大时，气流率明显增高；Smitheran等[9]观察发现声带小结患者的声门阻力下降，可能系声门不能完全闭合所致。本研究中30例正常女性发声时MGA明显小于36例女性声带小结者(P<0.05)；50例正常男女发声时MGA明显小于35例声带息肉患者(P<0.05)，而息肉组发声时平均气流率明显高于上述报道的正常值，小结组的平均气流率亦较正常人上限偏高，说明声带息肉和小结患者发声时声门闭合不良。

频率微扰和振幅微扰是分别用来描述声波中相邻周期频率和振幅的变化，其数值越大，说明声带振动越不规律；谐噪比(HNR)反映嗓音中1 500～4 500 Hz频率范围内的非谐和谱能量与70～4 500 Hz范围内谐和谱总能量之比，其数值越小，噪声成分越多，声音嘶哑的程度越重。文中息肉组及小结组发声时MGA与各自的基频微扰、振幅微扰及平均气流率呈正相关，说明此类患者发声时MGA越大，其基频微扰、振幅微扰及平均气流率值越大，产生的噪声成分越多，提示可能声门闭合不全，声带振动及振幅均不规律；两组患者的MGA与谐噪比及声门阻力呈负相关，表明声门闭合良好时能减少嗓音的噪声成分；而声门闭合不良时，声门阻力减小则同等压力下平均气流率增加。息肉组发声时MGA与声门下压力呈正相关，即可能由于息肉影响声带振动，同时致声门闭合不全，声门阻力会下降，此时若要保持一定的声门阻力，需更大的声门下压力才能有助于发声；小结组的MGA与声门下压力无明显相关性，可能与声带小结病变表浅，仅限于黏膜层，对声带振动影响不大，且对声门闭合程度的影响小于息肉组有关。

总之，声带息肉及声带小结患者发声时MGA增大，且平均气流率、基频微扰及振幅微扰随MGA增大而增大，声门阻力及谐噪比随之增大而减小；声带息肉患者声门下压力随MGA增大而增大；声门闭合不良是声带息肉及声带小结患者声音嘶哑的重要原因之一。

4 参考文献

1 Jiang JJ，Tao C.The minimum glottal airflow to initiate vocal fold oscillation[J]. J Acoust Soc Am，2007，121:2 873.

2 魏春生，王薇，陈小玲.计算机图像处理技术对声门图像参数的检测及临床意义[J].临床耳鼻咽喉科杂志，2000，14：540.

3 黄选兆，汪吉宝，孔维佳．实用耳鼻咽喉头颈外科学[M]．第2版.北京：人民卫生出版社，2008.524～526.

4 Hirano M, Kurita S, Kiyokawa K,et al.Posterior glottis. Morphological study in excised human larynges[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol，1986,95:576.

5 杨宝琦,程俊萍.空气动力学在测试呼吸与发声关系中的临床应用[J].听力学及言语疾病杂志,2000,8:152.

6 Wang CC, Huang HT.Voice aerodynamic analysis of normal Taiwanese adults[J]. J Formos Med Assoc，2005，104:868.

7 Södersten M, Hertegård S, Hammarberg B.Glottal closure, transglottal airflow, and voice quality in healthy middle-aged women[J]. J Voice，1995,9:182.

8 Granqvist S, Hertegård S, Larsson H, et al.Simultaneous analysis of vocal fold vibration and transglottal airflow: exploring a new experimental setup[J]. J Voice，2003,17:319.

9 Smitheran JR, Hixon TJ.A clinical method for estimating laryngeal airway resistance during vowel production[J]. J Speech Hear Disord，1981,46:138.