1～3期帕金森病患者的嗓音特征研究

刘杰 李利 余波 黄昭鸣

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一种老年人常见的神经系统变性疾病，有较高的发病率、患病率和致残率。PD患者不仅有典型的运动症状如静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势平衡障碍等，还有感觉、睡眠障碍、自主神经功能障碍和精神障碍等非运动症状，二者都对患者的日常生活能力造成一定的影响[1]。既往研究指出PD患者具有明显的的言语障碍(包括嗓音障碍)，近90%的帕金森患者有不同程度的嗓音障碍[2]。研究者对帕金森病患者的嗓音从主观和客观测量的角度都进行了一定的研究，但结果不尽相同。故本研究拟通过对1～3期(即偏早期)帕金森病患者的嗓音分别进行主观评估和客观分析，以进一步探讨该病患者嗓音障碍的特征。

1 资料与方法

1.1研究对象及分组 以年龄在60～69岁的30例无嗓音障碍主诉的PD患者(PD组，男女各15例，左右侧各15例)为研究对象，以与之年龄匹配的28例健康人为正常对照组(男女各14例)，PD组入选标准：①诊断符合《中国帕金森病的诊断标准(2016版)》；②H-Y分期为1～3期；③未受过专业发声或歌唱训练及言语治疗；④无鼻炎、鼻窦炎等呼吸系统疾病史，无反流性食管炎、咽喉炎等消化系统疾病史；⑤近5年内无吸烟、酗酒史；⑥无认知功能障碍；⑦无PD引起的喉麻痹以外的其他喉部病变及嗓音疾病史，无与发声系统有关的外伤及手术史。对照组入选标准同PD组的③～⑦项。所有研究对象均签署了知情同意书。

1.2研究方法 所有研究对象在正式实验的前一天及当天避免摄入辛辣刺激性食物，适度饮水，注意休声，避免熬夜。PD患者在嗓音检测前停药12小时[3]。患者先行电子鼻咽喉镜(奥林巴斯，型号：ENF-VT2)检查以排除PD引起声带麻痹以外的其他喉部病变；对照者明确无镜下病变。

1.2.1嗓音障碍指数(voice handicap index,VHI)评估 研究者与研究对象以交谈的方式完成VHI评分[4]，分数越高，表示受试者发声障碍主观评估越严重。

1.2.2嗓音声学分析和电声门图检测 在测试室(背景噪声低于45 dB A)内，嗓音声学信号和电声门信号通过两套设备同步采集。声学信号采集选用单向麦克风(SHURE，型号：SV100C)，前置低通滤波放大器(泰亿格，型号：LA01)设置采样频率为44 100 Hz，采样位数为16位，麦克风放大选择为25 dB，滤波选择为20 kHz，由嗓音功能检测仪(泰亿格，型号：Dr.Voice-1)和笔记本电脑(Acer，型号：KALG0)实施，测试时研究对象面向麦克风，嘴唇与麦克风距离10 cm，麦克风顶端对准嘴唇且与身体矢状面成45°，研究对象坐姿端正，尽可能平稳且气息均匀、响度均匀、音调自然地发3～5秒的/ɑ/音，采集3次，每次间隔1分钟。电声门信号采集时外接电极置于甲状软骨两侧声带振动处，接另一套配置相同的前置低通滤波放大器(设置采样频率为44 100 Hz,采样位数为16位,EGG放大选择为低档)，嗓音功能检测仪和笔记本电脑。

将声学信号导入实时言语测量仪(泰亿格，型号：Dr.Speech-1c)对信号的响度进行分析；将嗓音声学信号和电声门信号分别导入嗓音功能检测仪对信号的音调、音质以及声带振动功能进行分析。对实时言语测量仪分析报告的平均强度、最大强度和最小强度三个值进行实际强度校准。使用声级计(爱华，型号：AWA6291)Z计权对实施言语测量仪平均强度参数的报告值进行校准。将每例研究对象的3次嗓音声学信号分析结果及3个电声门信号分析结果分别计算平均值，作为该例研究对象的最终分析结果。

1.3统计学方法 采用SPSS Statistics 23分析数据，对所有数据先行正态分布检验和方差齐性检验，对同时符合正态分布和方差齐性的数据行单因素方差分析，不符合正态分布或者方差不齐的数据将进行非参数检验。均采用双侧检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1两组VHI评分结果 两组VHI评分结果不符合正态分布，采用百分位数(P25，P75)表示，PD组为(1.75，30.00分)，对照组为(0.00，11.50分)；PD组中，有5例(16.67%，5/30)VHI评分为0分。曼-惠特尼U检验结果表明，PD组与对照组VHI评分的差异有显著统计学意义(P<0.001)。

2.2嗓音声学分析和电声门图检测结果 实时言语测量仪报告平均强度为66 dB SPL，声级计报告的平均声压级为92 dB(Z)SPL。两组嗓音声学分析和电声门图检测结果见表1～4。

表1 两组符合正态分布的主要嗓音声学分析指标检测结果

表2 两组不符合正态分布的主要嗓音声学分析指标检测结果(P25，P75)

表3 两组符合正态分布的主要电声门图指标检测结果

嗓音声学分析和电声门图检测结果中符合正态分布和方差齐性的检验结果表明，PD组和对照组声学测量结果中的基频震颤和振幅震颤的差异有统计学意义，PD组高于对照组(P=0.024<0.05，P=0.015<0.05)。对不符合正态分布或方差不齐的嗓音声学分析和电声门图检测结果进行曼-惠特尼U检验，PD组和对照组的基频标准差差异有统计学意义(P=0.031<0.05)，而两组电声门图各项检测结果差异无统计学意义(P>0.05)。

表4 两组不符合正态分布的主要电声门图指标检测结果(P25，P75)

3 讨论

由于皮质-基底节-丘脑-皮质环路受损、认知功能损害和运动障碍等原因，PD患者具有明显的言语障碍。PD患者的嗓音障碍是由于整个发声系统，包括：神经(喉上神经、喉返神经、舌下神经、面神经等)、肌肉(呼吸肌群、声带运动肌群、口唇舌运动肌群等)以及气道弹性及张力的异常改变导致。从文中结果看，PD患者的VHI评分显著高于正常对照组，提示患者存在明显的嗓音障碍，且患者对自身嗓音障碍有较强的主观感受，这与Bauer[5]的研究结果相同。

基频震颤和振幅震颤是从嗓音信号中获得的1～15 Hz的调制信号，它们是声带神经源或神经病学因素和生物力学因素相互作用的结果。基频标准差是基频偏差量的测量值，反映发声时各基频值的离散程度，可衡量基频的总体稳定性，整体反映声带振动的稳定性。基频标准差精细地反映了发声者对声带的控制能力。总体来说，基频震颤、振幅震颤和基频标准差的大小随嗓音障碍程度的加重而增大。文中结果显示PD患者的嗓音基频震颤、振幅震颤和基频标准差显著高于正常对照组，验证了PD患者的确存在因声带神经源性损伤而造成的的嗓音障碍。但本研究结果与张玉海等[6]的研究结果不同，其结果显示PD组嗓音频率微扰高于对照组，可能与研究对象的个体差异有关，本组对象的选择对年龄段和病情严重程度进行了限定，这可能也影响了与其他实验结果的可比性。值得注意的是，本文PD组中有5例(16.67%，5/30)患者VHI评分为0，表明这5例患者并未意识到自身存在嗓音障碍，而客观测量的结果却提示已存在基频震颤、振幅震颤和基频标准差的异常；而这5例患者的H-Y分期为1期3例，2期2例；基频震颤、振幅震颤和基频标准差的异常提示这几例患者可能已存在潜在的嗓音障碍。当PD患者出现躯体运动症状时，其脑内黑质多巴胺能神经元已经大量变性死亡，丢失已达60%～70%，多巴胺递质严重耗竭，其含量已下降80%以上[7]；言语障碍作为PD的症状之一，其早期发现和诊断对于PD的早发现、早诊断和早治疗有重要的临床意义，国内应用患者语音特征进行PD早期辅助诊断的研究也在日益增多[8，9]，而本研究应用基频震颤、振幅震颤、基频标准差等嗓音声学分析指标作为PD患者语音异常的早期诊断方法，可为PD的早期诊断提供借鉴。

于萍等[10]比较嗓音声学分析和电声门图检测在嗓音障碍患者客观测量中的意义，结果显示基频、基频震颤和振幅震颤的声学测试和电声门图测试之间没有明显的差异。而文中PD组嗓音声学分析显示基频震颤、振幅震颤和基频标准差与对照组的差异有统计学意义，电声门图检测结果PD组与对照组无差异，是否不同原因造成的嗓音障碍上述两种检测方式所获得的结果可能存在差异值得进一步探讨。

综上所述，PD患者嗓音基频震颤、振幅震颤和基频标准差显著增高，应用嗓音声学分析可以作为诊断PD患者的辅助检查项目之一。今后将进一步对PD患者的嗓音特征性客观指标与嗓音主观听觉评估进行相关性研究，探索PD患者嗓音障碍的特征。