Геміларінгеальна установка для дослідження вокальної фольгації в трьох вимірах

Ілюстрації препарату hemi-larynx та його кріплення на трубці подачі повітря, про які йдеться у попередньому розділі, наведено на Фіг.1 і 2 , відповідно.

Документація вібрації голосових складових з двох кутів камери

Індуковане повітряним потоком самопідтримуване коливання голосової складки гемі-гортані було задокументоване зверху та збоку двома синхронізованими високошвидкісними відеокамерами (HSV), що працюють на 6000 кадрів / с, доповнені синхронними записами часу акустичних і електроглотографічні (див. нижче) дані, відібрані при 44,1 кГц. Більш детальну інформацію про установку збору даних, включаючи список використовуваного обладнання, можна знайти в попередніх публікаціях цієї групи авторів 27,28. Кадри з цих записів HSV показані в супровідному відео. Зображення, витягнуті в репрезентативних моментах у вібраційному циклі, наведені на малюнку 3. \ t Вид зверху (верхня половина кожної панелі) показує рух у середньо-латеральній голосовій складці, що вказує на відкриту голосову щілину на малюнку 3А , що дозволяє протікати повітря головою, тоді як на малюнку 3 BD голосова щілина закрита (голосова складка повністю контактує з вертикальна скляна пластина), тим самим затримуючи глотальний повітряний потік. Вид збоку (нижня половина кожної панелі) на Фігурах 3B-D передбачає різний ступінь контакту голосової складки зі скляною пластиною, а також змінюється геометрія і вертикальне розташування цього контакту.

Рисунок 3 : Вібрація голосових складових гемаринкса. ( AD ) Фотографії з високошвидкісного відеоматеріалу з верхньої (верхньої половини кожної панелі) і камери збоку (нижня половина кожної панелі), витягнуті в репрезентативних точках у вібраційному циклі. Зверніть увагу на відсутність контакту голосової складки в (А), а також змінюється (як в області, формі, так і положенні) контакт вокальної складки ( BD ). Натисніть тут, щоб переглянути більшу версію цієї цифри.

Кімографічний аналіз голосових рухів

Кількісний аналіз глотального руху показано на малюнку 4 . Глотиса - це змінний отвір між (вібруючими) голосовими складками29, створеними їх прогинами під час самостійного коливання. Сучасний аналіз топового зображення ВПГ дозволяє простежити бічні відхилення голосових складок30,31. Описаний тут препарат гемі-гортані додає засоби для оцінки також вертикальних (каудо-краніальних) аспектів вібрації голосових складових.

Рисунок 4 : Дослідження кімографічного глотального руху.
( A ) і ( B ) Відеопотоки, що показують верхній і бічний вигляд hemi-larynx, взяті з високошвидкісних відеозаписів (HSV) при 6000 кадрів / с. Жовті вертикальні лінії вказують позицію лінії кінографічного сканування для кімограм, показаних на панелях C і E для виду зверху, і панелі D і F для виду збоку. ( C ) і ( D ) Цифрові кімограми, витягнуті з кадру ВПГ зверху і збоку, відповідно. ( E ) Змінні у часі латерального зміщення голосової складки, витягнуті з кімограми і простежені лінією (короткі штрихи). ( F ) Змінні у часі відхилень нижнього і верхнього країв голосової складки, оцінені з кімограми і простежені відповідно пунктирною і пунктирною лінією. ( G ) Синоптичне зображення змінних у часі глотальних структур: відхилення локальної вокальної складки ("вершина", блідо-фіолетова) і вертикальне відхилення верхнього ("сторона", темно-червона) і нижня ("сторона inf.") , темно-зелені) краю голосової складки, витягнуті з кімограм, показаних на панелях E і F. ( H ) Швидкість руху, отримана з даних про зміщення глотальної структури, показаних на панелі G. ( I ) і ( J ) Реконструкція глоттального руху, отримана з даних переміщення верхнього та нижнього країв голосової складки, показаного на панелі G. Стрілки вказують напрямок обертального руху. Натисніть тут, щоб переглянути більшу версію цієї цифри.

Дві цифрові кімограми були отримані з даних ВПГ зверху і збоку (Фігури 4С і 4D). У цифровій кімограмі (DKG) 32, 33, 34, 35, піксельні дані з однієї лінії (як правило, в точці максимальної вібраційної амплітуди голосової складки), взяті з ряду послідовних високошвидкісних відеокадрів, об'єднуються в утворюють скроневу вісь на абсцисі. Зміни в часі змінюваних структур, що покриваються лінією сканування DKG, видно на ординаті. У прикладі, показаному на малюнку 4C - F , положення лінії сканування DKG зверху і збоку були обрані на півдорозі вздовж передньо-заднього (вентро-дорсального) розміру голосової складки, використовуючи підхід, описаний Hampala et al ., Eq. 127.

Латеральні і каудо-краніальні відхилення голосової щілини, окреслені нижньою та кращою краями голосових складових, простежуються в межах даних DKG (рисунки 4E та 4F) і виражаються в метричних одиницях на основі частоти кадрів відео та інформації про калібрування, вбудованої в відео ( Малюнок 4G і H ). Реконструкція двовимірного (бічного і вертикального) глоттального руху в середині голосової складки (тобто місце максимальної вібраційної амплітуди) протягом трьох повних глотальних циклів показана на рис . Під час більшої частини голосового циклу голосові складки контактували зі скляною пластинкою (що представляє собою глоттальне закриття), але з різною глибиною контакту. Під час відкритої фази ( тобто , коли голосна складка не контактує зі скляною пластинкою), сліди нижнього і верхнього країв голосової складки зливаються, і вони демонструють складну циклічну картину руху, в частковому узгодженні з результатами від інші дослідження 5,20,36,37 (картина руху, виявлена ​​у людей, має тенденцію бути більш еліптичною, ніж у досліджених тут видів червоних оленів). Цікаво, що вертикальне переміщення досягало вібраційної амплітуди близько 10 мм, тобто майже на порядок більше, ніж було знайдено у людей.

Оцінка площі контакту голосової складки

Електроглоттографія (EGG) 38 є широко використовуваним неінвазивним методом для вимірювання змін площі контакту вокальної складки (VFCA) під час фонації. Низька інтенсивність, високочастотний струм проходить між двома електродами, розміщеними на рівні голосової складки на кожній стороні гортані. Варіації адмітансу, що виникають в результаті контакту голосової складки (de) під час виробництва звуку гортані, значною мірою пропорційні змінній площі контактної площі39. Сигнал EGG вважається надійним фізіологічним корелятом вібрації голосових складових, що відображає основну частоту і коливальний режим (нерегулярний або періодичний, включаючи біфуркації). Незважаючи на широке застосування, можливе пряме відношення між VFCA і формою хвилі EGG донедавна було випробувано лише в одному дослідженні17, що свідчить про приблизно лінійну залежність між VFCA і величиною сигналу EGG. Проте в даному дослідженні не було досліджено вібрації голосових складових. Тому досі необхідна сувора емпірична оцінка EGG як міра відносної VFCA в належних фізіологічних умовах.

При вирішенні цієї проблеми автори цієї групи нещодавно дослідили три зав'язки червоних оленів у виділеному препараті гемі-гортані з використанням провідної скляної пластини27. Час, коли змінюється контакт між голосовою складкою і скляною пластиною, контролювався за допомогою високошвидкісних відеозаписів, виконаних у сагітальній площині при 6000 кадрів в секунду, синхронізованих з сигналом EGG з точністю ± 0,167 мс. Репрезентативні результати цього дослідження показані на малюнку 5 , що вказує на середню добру узгодженість між сигналом EGG і VFCA - див.

Рисунок 5 : Порівняння площі контакту голосової складки (VFCA) і форми сигналу електроглоттографії (EGG). ( AD ) Відеопотоки від високошвидкісних відеоданих, що показують вигляд збоку гемі-гортані оленя на чотири моменти в глотальному циклі. Вручну оцінена контактна область голосової складки ( тобто область, де голосові складки контактували з вертикальною скляною пластинкою в установці hemi-larynx) накладається на блакитний колір. ( E ) Порівняння нормованих даних EGG і VFCA для фази контакту голосової складки одного глотального циклу. Дані VFCA випливають з оцінки площі контакту голосових складових (розрахована в пікселях) протягом голосового циклу. Натисніть тут, щоб переглянути більшу версію цієї цифри.