语音声学测试分析

　　目的重点介绍嗓音声学检测分析方法的分类及其临床意义。方法嗓音声学检测分析主要分为主观心理听觉评估和客观声学检测分析两种。主观心理昕觉评估方法应用最多的是GRBAS评估标准，包括：音哑总分度G(ove陷¨g陷de degree)，粗糙R(∞ugh)，
　　气息型B(breath)，无力型A(asthenic)，紧张型S(straIned)；客观检测分析方法主要包括：嗓音声学分析，声带形态及运动检测，喉空气动力学检测，喉肌电图分析。结果嗓音声学检测分析方法可检查喉病治疗效果及喉功能恢复改善情况。对用喉者的发音状况进行监测，对喉病作辅助诊断。结论嗓音声学检测分析是喉发音功能评估主要方法之一，采用多参数综合检测分析将会更全面地反皮喉的生理功能状况。
　　言语是人类信息交流的重要工具，嗓音是言语形成的基础，是在中枢神经系统的控制下由发声器官共同形成的。人类的发音器官包括动力部分(肺、膈肌)，振动部分(声带、假声带)，共鸣部分(咽腔、喉腔)和构语部分(唇、齿)等。声带的振动是产生嗓音的关键，当肺部呼出的气流到达关闭的声门时产生的一种声门下压力，在压力达到能够吹开闭合的声门时，空气动力学能量转换成声能，声带产生振动发出声音，当声音振动频率达到人耳的感知范围时就形成我们熟悉的嗓音。嗓音包括音调、音强和音色。音调与声带振动的频率有关，音强与声带振动的幅度有关；频率快则音调高，幅度大则声音强。音调又与声带的长度、厚度、紧张度有关，声带短、薄而紧张则振动频率快、音调高，相反声带长、厚而松弛则振动频率慢，音调低。音色是指人在听觉上区别同样响度和音调的两个声音所以不同的特性”1。嗓音音色主要与嗓音共振峰的包络形状、频率位置有密切关系。总之由于每个人声带的长度、质量、紧张度、共鸣腔形状、流经声门气流量、声门下压力均有一定差别，故每个人的嗓音都不可能完全一致，不同性别及不同年龄之间嗓音差别更明显一些。
　　随着喉部分切除手术及保留喉发音功能的显微喉手术的广泛开展，临床中对嗓音分析越来越重视。虽然目前国际上尚未制定出统一的评估标准，但借助微机及各种仪器对嗓音信号中各种参数进行定量分析无疑成为研究喉的发声功能和喉科疾病的一种无损伤无痛苦的客观分析方法，国际嗓音医学和言语医学联合会(1 nternalional Association oflogopedics and Phoniatr．cs，IALP)1 924年在维也纳成立，该学会促进了嗓音医学研究在世界范围内广泛开展，欧洲各国先后开展了对发音器官的生理和声学研究，学会定期组织学术会议交流嗓音医学和言语医学领域的最新成就，出版嗓音、言语方面国际性杂志，主办嗓音医学和言语医学方面科学研究项目。嗓音医学在大多数国家是耳鼻咽喉科的一个分支，只有在少数国家嗓音医学和其他医学专业一样成为独立专业。
　　嗓音医学研究的发展过程是随着电子学、光学和计算机技术的出现而逐渐深人，它又与物理、化学、生物化学等基础科学关系紧密，与生理学、病理学、解剖学、语言学、心理学等基础医学息息相关。异常的嗓音作为声学信号反映了喉的病理性改变，它往往是由于呼吸道气流异常和声带振动异常所造成p“。以往多数耳鼻咽喉科医师一直凭听觉印象和经验以音哑的程度估计喉病的治疗效果，然而这种分类是主观的，并且在耳鼻咽喉科没有共同的评估标准。上世纪四十年代美国贝尔电话实验室发明的语图仪使嗓音变成“可见语言”。Yanagihara在此实验基础上提出声嘶在语图仪上的分类方法，经应用证明该方法可检查喉病的治疗效果及功能恢复改善情况；监测歌唱家、演员和职业用喉者的发音状况。其缺点是不能定量地表示频率和共振峰结构和嘶哑度的变化；依视觉进行判断，难免受主观因素影响瞄’…。六十年代以后电子计算机的出现拓宽了嗓音分析的范围，人们利用频谱分析仪等声学仪器抽取嗓音中各种共有和特有的参数，客观地评估正常和病态嗓音的声学特征，为临床医生提供了一种客观的、非侵害性的辅助诊断方法。
　　嗓音声学检测分析主要分为主观心理听觉评估和客观声学检测分析两种。
　　1、主观心理听觉评估方法
　　目前国际上应用最多的是1979年日本音声语言医学会制定的GRBAS评估标准。它包括：音哑总分度G(overaIlgrade degree)；粗糙型R(rough)，是声带由于各种病因导致振动不规则而产生的，声带息肉患者易出现此型：气息型B(breath)，由于发音时声门闭合不全，呼出的气流增大引起，沟状声带及声带麻痹者多见此型；无力型A(asthenic)，当声带变薄，质量减轻，紧张力下降易出现A型嗓音，声带麻痹者多见于此型；紧张型S(slrained)，当声带变硬、变重时易产生S型嗓音，中晚期声带癌者多为S型嗓音。每一型又分为四个等级，正常为0级，轻度为1级，中度为2级，重度为3级。由于GRBAS评估是主观评估方法，各评估人之间难免有一定差异，因此在临床应用中一定由有经验的嗓音专业医生或言语病理学家、嗓音治疗师进行评估，最好由三人对同一声样进行各自独立评估，再取三人的平均值作为评估结果。国内杂志中应用主观心理听觉评估的实验报道并不多pJ。相信随着嗓音医学研究的深入，主观心理听觉评估作为喉发音功能评估的一个重要组成部分将会被广泛应用。
　　2、客观检测分析方法
　　对喉功能的客观检测主要包含三个部分：①嗓音声学分析；②声带形态及运动检测；③喉空气动力学检测及喉肌电图分析。
　　2．1嗓音声学分析。嗓音声学分析现多采用装有对各种参数分析软件的电子计算机进行，各种类型的分析仪中可检测二十几种参数，但其中对临床最有价值的参数是：基频、音域、共振峰、最大发音时间、微扰值、谐噪比及标准化噪声能量检测值等。
　　做嗓音声学检测前要先详细地询问病史，进行常规查体，做喉外形、呼吸状态、颈部触诊、喉体活动度、喉镜(间接或纤维喉镜)检查，以及必要的化验室检查。对受试者做出初步临床诊断后制定检测方案，检测人员要求是经过训练的专业人员，以保证样本之间或同一样本不同时间测试的一致性。定期对实验仪器进行校准，以确保测试结果的精确可靠。检测时要求环境噪声低于45 dB，最好是在隔音室内进行，测试声样选择受口、舌干扰最小的“e”、“i"、“a”元音为好。在测试前先让受试者做短时间的发音练习，以保证发音的平稳”1’。受试者口距麦克风1 5 cm，取声样中段平稳的部分进行分析。临床嗓音分析参数主要有：①频率(frequency)。频率是声带振动的固有频率，以Hz表示，即每秒钟声带振动的次数。频率参数中最有代表性的是基频
　　(fundamental frequency， Fo)。F0受年龄和性别的影响较大，在实际应用中应根据不同的对照组正常值来作出判断，一般情况下老年男性71～75岁Fo值高于70岁以下者，老年女性F0变化不明显；②音域(vocaI range)。音域是指发最高和最低声之间的频率范围，因为最高声分为真声最高音和假声最高音，故人的音域也分为真声音域和假声音域，音域值用八度或半音(两个频率为二的十二次方根的频率间的频程)作单位。老年女性的真、假声音域随年龄增长变窄，另外老年人随着增龄真声音域变窄，假声音域变宽；③声强(Intensity)。声强是与嗓音的响度感觉有关的物理单位，用分贝(dB)表示。声门下压力越大，推动声带振动的幅度越大，产生的声强也越大；④共振峰(formant)。嗓音共振峰是由声带与口唇之间的共振腔产生，唇齿舌的位置可以控制共振腔的大小。共振峰包络所在的频率位置及共振峰包络中的泛音决定嗓音的音质和音色，故共振峰在艺术噪音研究中用途较大o”1；⑤微扰(perturbat．on)。微扰分为频率微扰(Jitter)和振幅微扰(shimmer)，Jitter代表着嗓音信号周期随时间出现的微小变异，在美国也有用频率微扰百分比(JR)来表示，在日本用频率微扰商(pitch perturbationquotient)PPQ和振幅微扰商(amplitude perturbation quotient)APQ来表示微扰。自Lieberman(1 961年)首次提出微扰的检测方法后频率微扰和振幅微扰就成为临床对病
　　态嗓音分析的一种重要参数。我国(1 989年)将该检测技术应用临床后经研究发现嗓音微扰与声带振动的规律、振幅、黏膜波、声门闭合状态呈正相关；⑥嗓音噪声测试。80年代初Kitajlma等o…1，、mmoto等㈣用谐噪比H，N(harmonIcto noise)分析嗓音中噪声成分，80年代中期Kasuya、Kikuchi等o…1提出标准化噪声能量级NNEa(normalized noise energies a)和NNEb(normalIzed noise energies b)测试方法。NNEa与NNEb分别代表0～4 kHz与1～4 kHz的噪声。我国自80年代临床应用以来发现H，N和NNE值与肌ter、Shimmer、APQ、PPQ一样是嗓音客观检测分析的最重要参数之一，临床中可将其作为对喉病治疗前后对比分析的一种客观定量评估指标。
　　2．2声带运动检测。利用频闪喉镜(Videostroboscopy)检查声带振动时的①对称性(symmet ry，SYM)；②规律性(reguIa rity，REG)；③振幅(amp…ude，AMP)：④声门闭合度(glottal cIosure，GLO)；⑤声带黏膜波(mucosal wave，MUC)；⑥声带振动的等质性(nonVibrating portion，NON)。
　　2．3喉的空气动力学(aerodynamics)检测。检测项目为①喉平均呼气流率(mean a．rflow rate，MFR)o…1；②最大发音时间(maximum phonation time，MPT)；③声门下压力(subgIollic pressu re，SP)；④声门阻力(glottaI resIstance，GR)。必要时还可以做喉肌电图(eIectromyog raphy，EMG)检查””“1和喉电声门图(eIectrogIottography，EGG)检查‘211。嗓音声学检测分析是喉发音功能评估主要方法之一，但是其分析结果尚不能全面地反应喉的功能状况，只有采用多参数综合分析，从主、客观不同角度进行检测分析，并将测试结果与相同年龄，性别的对照组进行对比才能比较准确地反应出喉的真正生理功能状况。