嗓音声学分析在声带息肉手术疗效评估中的应用

陈召灵 石帅 尤昌俊

[摘要]目的探討嗓音声学分析在声带息肉手术疗效评估中的应用情况。方法选取2018年10月至2019年10月于宿迁市第一人民医院收治的行嗓音显微外科手术的40例声带息肉患者为研究组，以同一时期20例嗓音正常社会成年人作为对照组。利用 Divas 计算机嗓音分析软件进行嗓音分析，选取基频（F0）、基频微扰（Jitter）、振幅微扰（Shimmer）3个参数，对测得的参数进行定量评估以判断嗓音恢复情况。结果术后2周、术后1月 Jitter 及 Shimmer 值均小于术前，差异有统计学意义（ P <0.05）;全组病例术前 Jitter 及 Shimmer 值均大于对照组，差异有极显著性统计学意义（ P <0.01）;术后1、2周 Jitter 及 Shimmer 值均大于对照组，差异有统计学意义（ P <0.05）。术后1月 Jitter、Shimmer 较对照组差异无统计学意义（ P >0.05）。结论声带息肉患者的嗓音参数与正常嗓音者明显不同，两者相比具有显著性差异。嗓音外科术后，每个阶段患者嗓音质量的恢复程度是不同的。Jitter、Shimmer 可以用作评估声带息肉手术疗效的敏感指标，可以动态评估声带息肉手术治疗效果及嗓音功能恢复改善情况。

[关键词]声带息肉;嗓音显微外科手术;嗓音声学分析;基频微扰;振幅微扰

[中图分类号] R767.4  [文献标识码] A   [文章编号]2095-0616（2021）24-0225-04

Voice acoustic analysis in the evaluation of the efficacy of vocal cord polyp surgery

CHEN  Zhaoling    SHI  Shuai    YOU  Changjun

Department of Otolaryngology， Suqian First People's Hospital， Jiangsu， Suqian 223800， China

[Abstract] Objective To investigate the application of voice acoustic analysis in the evaluation of the efficacy of vocal cord polyp surgery . Methods A total lof 40 patients with vocal cord polyps who underwent voice microsurgery admitted to Suqian First People's Hospital from October 2018 to October 2019 were selected as the study group， and 20 social adults with normal voices in the same period were selected as the control group. The voice analysis was performed using Divas computerized voice analysis software， and three parameters including fundamental frequency （F0）， Jitter and Shimmer were selected for further analysis. The measured parameters were quantitatively evaluated to determine the voice recovery condition . Results At 2 weeks and 1 month after surgery， the Jitter and Shimmer values were lower than those before surgery， with statistically significant differences （P <0.05）. Before surgery， the Jitter and Shimmer values of all the patients were higher than those of the normal participants in the control group， with extremely significant differences （P <0.01）. At 1 week and 2 weeks after surgery， the Jitter and Shimmer values of all the patients were higher than those of the normal participants in the control group， with statistically significant differences （P <0.05）. There were no statistically significant differences between the two groups in the Jitter and Shimmer values at 1 month after surgery （P >0.05）. Conclusion The voice parameters of patients with vocal cord polyps were significantly different from those with normal voices， and there is significant difference between them. After voice surgery， it can be seen that patients with different voice quality recovery at different stages. The Jitter and Shimmer values can be taken as sensitive indexes to evaluate the efficacy of vocal cord polyp surgery and can be used to dynamically evaluate the efficacy of vocal cord polyp surgery and the improvement of voice function recovery.

[Key words] Vocal cord polyps; Voice microsurgery; Voice acoustic analysis; Jitter; Shimmer

随着社会发展，人们对言语交流的要求不断提高，嗓音显微外科技术迅速发展。声带息肉主要表现为声音嘶哑，为嗓音疾病中较为常见及多发的疾病，对患者的语言交流及社会交往造成极大的影响。声带息肉手术后的声音恢复程度和恢复时间已为患者和临床医生普遍关注。本研究通过对声带息肉患者手术前、术后的嗓音功能的动态检测，了解声带息肉患者术后嗓音功能恢复情况，为临床疗效评估提供一定的指导。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2018年10月至2019年10月江苏省宿迁市第一人民医院耳鼻咽喉科收治的40例声带息肉患者为研究组，男24例，女16例，年龄21～66岁，平均（42.28±8.42）岁;平均病程（8.50±2.40）个月;持续性声音嘶哑36例，声音嘶哑伴咽喉疼痛不适3例，咽部异物感1例;双侧15例，单侧25例。纳入标准：①经过保守治疗无明显效果;②术前喉镜考虑声带息肉且经过术后病理证实;③无后仰受限的颈椎病。排除标准：①保守治疗有效;②术后病理证实为其他，而非声带息肉;③有后仰受限的颈椎病;④全身麻醉有禁忌证。选取同一时期嗓音正常的社会成年人为对照组（ n=20），男12例，女8例，年龄21～62岁，平均（39.45±11.99）岁。与研究对象组间差异无统计学意义（ P >0.05），具有可比性，纳入标准：①听力及构音、共鸣、言语正常者;②未经过嗓音训练;③无喉科相关疾病;④无吸烟史。

1.2方法

该项研究应用语音分析系统（德国Xion），并通过声音分析软件 Divas v2.50对患者的声音进行分析。为减轻气流对嗓音的干扰，研究对象舒适站立位并进行舒适发音，检查室环境噪声要求小于45 dB，麦克风为头戴式与口唇距离保持30 cm 并采取下方下45°。采用元音声样/a：/音进行测量并持续3 s 以上，使用声音分析模块收集中间稳定段进行分析并计算出嗓音声学分析参数：F0、Jitter、 Shimmer。受试者在手术前、术后1、2周、1个月逐步接受此项检查。

1.3手术方法

经口气管插管，全身麻醉满意后采取平卧位、头后仰，插入支撑喉镜，充分暴露病变并固定支撑架。手术处理：窄蒂的声带息肉采用 CO2激光切除方法，在显微镜（s-8，Carl Zeiss，德国）支撑喉镜下用显微喉钳牵引息肉，用 CO2激光（科医人Acupulse 30）沿蒂基底部将病变切除，广基息肉者标定起始点应用 CO2激光连切，切开上表面黏膜，最后进行修整。布地奈德混悬液（阿斯利康制药有限公司，H20140474）术后雾化吸入及全身应用抗生素2～ 3 d，2 mg/次，2次/d，禁声。院外继续口服甲泼尼龙（pfizerltalia.s.r，lH20150244），出院时嘱休声15 d，避免受凉，禁烟酒。

1.4统计学方法

采用 SPSS 26.0统计学软件进行数据分析，计量资料用（ x ±s）表示，组间比较应用 t 检验，以 P <0.05为差异有统计学意义，以 P <0.01为差异有极显著性统计学意义。

2结果

2.1嗓音声学分析

40例患者术前嗓音声学检测参数 Jitter、 Shimmer 与对照组相比，差异有极显著性统计学意义（ P <0.01），术后1、2周嗓音声学检测参数 Jitter、Shimmer 高于对照组，差异均有统计学意义（P <0.05），术后1月嗓音声学检测参数 Jitter、 Shimmer 与对照组比较，差异无统计学意义（P >0.05）。术后1周、2周、1月嗓音声学检测参数 Jitter（术后1周除外）、Shimmerr较术前差异均有统计学意义（ P <0.05）。见表1。

2.2嗓音参数随时间变化趋势

术后1周、2周、1月 Jitter 及 Shimmer 值逐漸减小并接近对照组。见图1。

3讨论

声带息肉为嗓音疾病中较为常见及多发的疾病，其发生与长期不适当使用语音或过度使用语音等密切相关，其发生在声带固有层浅层，在过度用声人群中发病率较高[1-3]。主要表现为声嘶，对患者社会交往、语言交流造成极大的影响。声带息肉治疗关键在于彻底切除病变，恢复患者的嗓音功能。声带息肉切除范围不能超越声带被覆层，术中需减少上皮层及固有层浅层的损伤，损伤越小，越有利于术后嗓音功能的恢复。

针对患者嗓音功能的评估，嗓音声学分析是一种科学，有效、简单、无创的方法，它被越来越广泛地应用于言语疾病的临床实践和研究中[4]。目前国际上常采用持续稳态元音/a：/、/i：/、/ ?：/等声样进行分析。于萍等[5]认为，发音时元音/a：/具有最大的张口度，最舒适自然并且喉部的肌肉可以完全放松，从而减少声道对发音的影响。因此，本研究中的声音样本使用元音/a：/进行测量。为避免检测环境及检测过程的影响，确保数据的准确性，本研究声音样本的录制在环境噪声小于45 dB 的环境中进行。录音后，关于声音采样时间段的选取有不同的报道，但是大多数学者[6-7]认为声样中间的平稳部分才可以反映嗓音的内在质量，开始和结尾均不能反映患者的真实嗓音情况，因此，进行声音样本分析时，本研究选取的时段为中间平稳片段。

嗓音声学参数为评估嗓音质量较为常用的指标[8]。在嗓音声学评估中 Jitter、Shimmer、F0是最基本、最常见的声学参数，反映嗓音规律性、强弱及频率高低[9]。Jitter 及 Shimmer 代表声带振动的稳定特性，为相邻周期嗓音信号的短时间变化[10]。Jitter 为反映声音嘶哑程度的重要参数，为相邻周期间频率的变化，Shimmer 与主观感知的气息声密切相关，代表相邻周期声波间波幅的变化[11]，声带息肉患者 Jitter、Shimmer 值升高是因为声带息肉病变使声带气流和振动不稳定，声波振幅和频率发生了变化[12]。与正常嗓音相比，一般病理性嗓音有更高的 Jitter 值和 Shimmer 值，Jitter 值和 Shimmer 值越小，说明发音功能越好。Jitter <0.5%， Shimmer <3%为Dr.Speech软件提供的参考值范围[13]。之所以术前患者 Jitter 及S h i m m e r 值与正常对照组具有极显著性差异（ P <0.01），是因为息肉病变的存在，使得声带结构失去对称，气流动力学发生了紊乱、声带黏膜僵硬以及声带振动的节律遭到破坏，最终导致了声带振动紊乱。

声带息肉术后不仅存在声带功能的恢复还存在手术创伤的恢复。声带息肉术后声带黏膜上皮通过迁延、移行、增殖、分化进行修复。刘兆华等[14]发现：豚鼠喉黏膜创伤后再生上皮10 d 后停止增殖，21 d 后完全分化并达到成熟。本研究发现：40例声带息肉患者术后1周、2周、1月嗓音声学参数 Jitter、Shimmer（声带息肉术后1周 Jitter 值除外）较术前差异均有统计学意义（ P <0.05）。术后1周、2周、1月 Jitter、Shimmer 逐渐减小，提示声带息肉患者术后嗓音状况逐渐好转，这是因为病变切除后声带质量减轻，柔韧性渐渐恢复，声带振动节律性渐渐恢复，术后可以获得较好的发音。本研究发现声带息肉患者术后1周、2周 Jitter、Shimmer 较对照组差异有统计学意义（ P <0.05），提示声带息肉患者术后1周、2周的嗓音状况尚未恢复正常，而术后1月 Jitter、Shimmer 较对照组差异无统计学意义（ P >0.05），说明术后1月嗓音已恢复正常。这些改变与徐文等[15-17]的研究结果基本相符，但存在一些微小差别，其原因与嗓音分析过程中测试要求、采样程序、采用设备及手术方式相关。

F0主要与声带的以下物理特性有关，如声带长度、张力和质量等，反映音调的高低，为声带振动的最低固有频率[18]。F0与声带振动部分长短、声带质量成反比，与声带组织张力成正比。F0还受声门下压、环甲肌、甲杓肌的调节[19]。不同的发音方式 F0不同，其不能用于鉴别病理和正常噪音。本研究发现声带息肉术前 F0与正常对照组无明显统计学差异（ P >0.05），这是因为 F0大小受多因素的影响，本研究中术后 F0的变化无明显规律性。

声带息肉患者术后嗓音质量恢复情况随着时间的变化而变化。Jitter、Shimmer 为声带息肉手术治疗效果评估的重要参数。声带息肉患者术后嗓音功能恢复情况可以借助嗓音声学分析进行动态评估。由于时间及软件使用的限制，本研究选用参数有限且缺乏主观角度分析，以后将进一步进行研究。

[参考文献]

[1]刘波，周长华，熊虹全，等.不同内镜下手术治疗声带息肉110例疗效分析[J].实用临床医药杂志，2016，20（7）：150-151.

[2]郭文俊，何霞，郝红丽，等.声带息肉诊断与治疗[J].国际耳鼻咽喉头颈外科杂志，2017，41（5）：254-257.

[3]吴小莹.视频支撑喉镜下手术治疗声带息肉的效果[J].基层医学论坛，2019，23（17）：2395-2396.

[4]黄永望，傅德慧.嗓音的声学分析[J].中国听力语言康复科学杂志，2016，14（5）：351-355.

[5]于萍，黄冬雁.不同的嗓音样本对嗓音听感知评估的影响[J].听力学及言语疾病杂志，2004，12（3）：164-167.

[6]Deary IJ，Webb A，Mackenzie K，et al. Short，self- report voice symptom scales： Psychometric characteristics o f t he v o i c e ha ndi c a p  inde x -10 a ndt he v o c a l performance questionnaire[J].Otolaryngol Head Neck Surg，2004，131（3）：232-235.

[7]Rosen CA， Lee AS，Osborne J， et al.Development and validation of the voice handicap index -10[J]. Laryngoscope，2004，114（9）：1549-1556.

[8]Cantor Cutiva LC，Fajardo A，BurdorfA.Associations between self-perceived voice disorders in teachers， perceptual assessment by speech-language patholo-gists and instrumental analysis[J].Int J Speech langPathol，2016，18：550-559.

[9]Roy N，Barkmeier-Kraemer J，Eadie T，et al.Evidence-based clinical voice assessment： A systematic review[J]. J Speech Lang Pathol，2013，22：212-226.

[10]徐芳，劉超，张帅，等.男声女调患者与正常男性嗓音参数的对比分析及临床意义[J].中国耳鼻咽喉颅底外科杂志，2018，24（5）：434-437.

[11]杨少峰，龚继涛.CO2激光喉显微手术治疗声门型癌和声带白斑疗效及对嗓音功能的影响[J].湖南师范大学学报（医学版），2017，14（4）：174-177.

[12]屈凤勤，李海霞，李梅生，等.声带息肉围手术期嗓音训练的临床疗效分析[J].中国耳鼻咽喉头颈外科，2017，24（3）：156-158.

[13]韩德民.微创外科手术在耳鼻咽喉-头颈外科中的研究进展[J].中华医学杂志，2002，82：1149-1151.

[14]刘兆华，李朝军，陈继川，等.豚鼠喉黏膜创伤愈合过程的电镜观察[J].中华耳鼻咽喉科杂志，1995，30（3）：132-134.

[15]徐文，韩德民，侯丽珍，等.喉良性增生性病变的嗓音学特点及治疗转归[J].临床耳鼻咽喉科学杂志，2004，18（9）：526-529.

[16]张玉富，王丽萍，杨怀安.CO2激光治疗各种喉部良性病变的近期嗓音学指标观察[J].中国激光医学杂志，2006，15（3）：179-182.

[17]毛华东，屈季宁，周涛，等.单侧声带息肉患者喉显微手术后嗓音特征的动态观察[J].听力学及言语疾病杂志，2009，17（2）：157-159.

[18]娄丹，单春光，徐鸥，等.重度感音神经性聋儿童的多维嗓音分析[J].听力学及言语疾病杂志，2016，24（1）：20-23.

[19]Manfredi C，Daniello M，Brus caglio P ，et al . A comparativeanalysis of fundamental frequency estimation  methods  with  application  to pathological voices[J].Med  Eng Phys，2000，22（2）：135-147.

（收稿日期：2021-05-13）