浅论悬雍垂腭咽成形术后的语音频谱变化的研究.docx

浅论悬雍垂腭咽成形术后的语音频谱变化的研究
【摘要】 【目的】 探讨悬雍垂腭咽成形术(UPPP)对语音频谱的影响。【方法】 对行UPPP的26例阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征成年患者，分别在术前1周内和术后2个月左右行嗓音声学分析，获取手术前后6个基本元音[a]、[o] 、[e]、[i]、[u]、[ü]的声学频谱，并对手术前后各声学分析参数值进行统计学对比。【结果】 术后有2例患者的[a]元音和1例患者的[u]元音出现鼻音共振峰;[o]、[e]及[u]元音的第3共振峰术后下降，而[i]元音的第2共振峰和[e]元音的第4共振峰术后升高(P　)。【结论】 UPPP术后患者共振峰有较明显变化，对从事歌曲、播音等职业用声者可以产生一定影响，对该类患者行UPPP需慎重。
【关键词】 悬雍垂腭咽成形术; 共振峰; 腭咽闭合不全
　Abstract： 【Objective】 To investigate the effect of uvulopalatopharyngoplasty (UPPP) on the vocal frequency spectrum. 【Methods】 Twenty-six adult patients diagnosed as obstructive sleep apnea hypopnea syndrome underwent the UPPP. Acoustic analysis of vowels was made 1 week before and about 2 months after UPPP including [a]， [o]， [e]， [i]， [u]， and [ü]. The pre- and post-operative articulation results were analyzed statistically. 【Results】 Nasal formants were found in two subjects’ vowel [a] and one subject?蒺s vowel [u]. The third formant frequencies (F3) in vowel [o]， [e]， and [u] decreased statistically， while the second formant (F2) in vowel [i] and the fourth formant (F4) in vowel [e] increased statistically (P　). 【Conclusion】 UPPP had significant impact on several formants， which was important in the management of patients with concerns about postoperative vocal quality， such as singers and professional speakers.
　　悬雍垂腭咽成形术(uvulopalatopharyngoplasty， UPPP)是治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome， OSAHS)最常见的手术，但手术主要部位为腭咽，可导致腭咽闭合不全，产生过高鼻音;另外，手术改变了共鸣腔咽腔的大小和形状，可能影响音色，国外对此研究较少并且结论不一[1-2]，而国内鲜少有这方面研究的报道。本文对26例成年OSAHS患者分别在术前、术后行嗓音声学分析，通过研究UPPP术后语音频谱的变化，探讨其对发声的影响。
　　1 材料与方法
　　病例资料
　　复旦大学附属眼耳鼻喉科医院2008年9月至2009年5月收治的26例成年患者，经睡眠中心美国产Alice4多导睡眠仪(polysomnography，PSG)监测符合OSAHS诊断标准，其中男性20例，女性6例;年龄18 ～ 59岁，平均为35(S = 10)岁;体质量指数(body mass index，BMI)　～　kg/m2，平均(S = ) kg/m2;呼吸暂停低通气指数(apnea hypopnea index，AHI)　～ 次/h，平均50(S = 14)次/h;最低血氧饱和度66% ～ 93%，平均80%(S = 9%)。所有患者术前经整夜持续上气道-食管压力测定判定主要阻塞平面为腭咽部，并且均无其他咽喉、口腔及鼻部疾病等可能影响发音的疾病，既往也无相关手术史。
　　研究方法
　　手术方法
　　采用Cobrator双极射频消融手术系统。手术皆在全身麻醉下进行。先用Cobrator剥离双侧腭扁桃体，再在悬雍垂两侧软腭作倒“V”形切口，夹角30° ～ 35°，上端距硬腭下缘 ～ 2 cm，片状消融腹侧黏膜及黏膜下组织，切缘前高后低，尽量避免损伤肌肉组织尤其是腭帆张肌和腭帆提肌。手术是保留悬雍垂的但如果悬雍垂明显肥厚低垂，则去除游离缘1/3。最后缝合双侧腭舌弓和腭咽弓，连同扁桃体窝内组织，以消除死腔。
　　嗓音声学分析方法
　　所有受试者在UPPP术前1周内和术后2个月左右(43 ～ 80 d)接受声学分析检查。所有患者测试时无鼻炎、咽喉炎等影响语音功能的疾病。检测在环境噪声低于45 dB SPL的隔音室内进行，受试者口距麦克风5 ～ 10 cm，测试前先做短时间的发音练习，以保证发音的平稳，然后平稳发元音[a]、[o]、[e]、[i]、[u]、[ü]的舒适音各3 s，取各声样中段平稳的部分进行分析，采样频率为11 025 Hz，将各声音信号直接输入计算机，采用版Dr. Speech软件(泰亿格电子有限公司，美国)进行分析。
　　统计学方法
　　采用SAS　统计软件分析手术前后各基本元音声学分析参数值，数据采用平均值±标准差表示，进行正态性检验、方差齐性检验和配对t检验。显着性检验水平以为差异有统计学意义。
　　2 结 果
　　术后各元音共振峰形态变化
　　所有患者手术前后各元音共振峰包络清晰、能量明显，术后有2例患者的[a]元音和1例患者的[u]元音出现鼻音共振峰(见图1)。
　　手术前后6个元音各声学参数值比较
　　[o]、[e]及[u]元音的第3共振峰(F3)术后下降，而[i]元音的第2共振峰(F2)和[e]元音的第4共振峰(F4)术后升高;基频、声强和微扰等其他参数手术前后无明显变化。其中基频和共振峰的变化见表1。
　　3 讨 论
　　软腭能关闭鼻咽腔，UPPP如果切除软腭过多则可引起腭咽关闭不全，患者术后可出现进食、饮水返流和过高鼻音，其中过高鼻音是由于腭咽过度开放时气流分流到鼻道所致。本研究中26例患者术后皆未诉出现鼻音或原有鼻音加重，但症状由患者判断，可能受到一定的主观影响。目前可采用鼻声图仪等定量检测鼻音，元音的频谱也可反映腭咽闭合功能。由于腭咽闭合功能不全，发元音时腭咽持续开放引入鼻腔共鸣可产生鼻化元音，因此术后是否产生鼻化元音可反映术后腭咽闭合功能。由于鼻腔表面积较大和鼻甲等结构对声能的阻滞吸收，鼻音在鼻腔衰减比较明显声学能量主要集中于低频区，因此鼻化元音的主要频谱特点为“低频区出现额外峰(鼻音共振峰)，高频区能量明显衰减”。本研究中26例患者术后3例出现鼻化元音，说明手术扩大了腭咽间隙，且这3例患者存在一定程度的腭咽闭合功能不全。但患者术后自觉发音未有改变，这可能是由于声音变化小，患者难以察觉，也可能与周围软组织尤其是腭帆张肌和腭帆提肌的代偿性收缩有关。另外，国外有研究[2，4]表明，UPPP术后患者鼻音可以基本上没有变化。因此，在UPPP中，如能掌握好软腭切除的范围，尽量减少切缘疤痕，尽量保留悬雍垂，是可以做到既解除腭咽后平面狭窄，又避免出现过高鼻音等并发症。
　　声音的音质取决于声带以上至口唇形似喇叭的声道的共鸣作用，声道的大小、形状和腔壁的硬度影响共鸣效果，它们的变化均可引起音色的改变。UPPP改变了咽腔的大小和形状，甚至咽腔壁的硬度，理论上将引起术后声学性质尤其是共振特征的变化。声道共鸣腔对不同频率声响的影响各不相同，只有某些特定频率才能与共鸣腔最佳整合并且产生共鸣效应，这种共鸣效应被称为共振峰(formant，F)。声音通过声道时一般能有4 ～ 5个共振峰，F1和F2决定元音的特色，而F3 ～ F5决定个人的独特音色，又称为歌唱共振峰。
　　从构语方面看，元音的共振峰频率大小存在以下情况：F1与舌的上下位呈负相关;F2主要与舌的前后位有关，舌位越靠前，F2就越高，另外也受其与腭之间距离的影响;F3与软腭位置和腭咽闭合有关;而F4、F5与声道形态结构之间的关系复杂，难以通过某一特定的结构来说明。UPPP并未牵涉舌本身，但改变了舌与周围结构的相对位置，改变了咽腔尤其是腭咽的形态。在本研究中，6个元音的F1值无明显变化，因为患者舌位的高低无变化。[i]元音的F2术后升高，可能是因为UPPP切除了部分软腭，扩大了腭与舌根的距离。至于其它元音的F2没有出现类似变化，可能是舌位的这些变化对它们没有影响，也可能是样本量不够，尚不足以反映它们的变化。F3与软腭的高低、紧张度和腭咽闭合有关，UPPP切除了部分软腭，增加了软腭的紧张度，扩大了腭咽口面积，所以术后[o]、[e]及[u]元音的F3值下降。但是[a]、[i]和[ü]元音手术前后F3值没有统计学意义上的变化，是因为即使是基频相同的同一声源，发不同元音时在口咽腔形成的狭窄带的位置及形态也不同，各元音对手术造成的咽腔变化的敏感性差异也较大。[e]元音的F4术后升高，F4可能很依赖于声道尤其是口咽腔的长度和形态。咽腔是歌唱共鸣的主要器官，也是歌唱共鸣训练的主要部位，歌唱共振峰的变化尤其是F3的下降是共鸣欠佳的表现，歌唱、戏曲等职业用声者对共鸣的要求很高，对该类患者行UPPP需慎重，必要时可以考虑其他对声道共振特征影响小的术式，如软腭射频减容术等。
【参考文献】
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