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Biology

Hemi-laringeo Setup per lo studio delle vibrazioni del popolare vocale in tre dimensioni

Published: November 25, 2017 doi: 10.3791/55303

Summary

Questo documento introduce un protocollo per la preparazione di campioni di hemi-laringe facilitando una vista multi-dimensionale di vibrazione del popolare vocale, al fine di indagare i vari aspetti biofisici della produzione vocale negli esseri umani e non umani mammiferi.

Abstract

La voce degli esseri umani e la maggior parte dei mammiferi non umani viene generata nella laringe attraverso self-sustaining oscillazione dei popolare vocali. Documentazione visiva diretta della vibrazione del popolare vocale è impegnativo, specialmente in mammiferi non umani. In alternativa, laringe asportata esperimenti forniscono la possibilità di indagare la vibrazione del popolare vocale in condizioni fisiologiche e fisiche controllate. Tuttavia, l'uso di una laringe completa fornisce semplicemente una vista dall'alto dei popolare vocali, escluse parti cruciali delle strutture oscillante da osservazione durante la loro interazione con le forze aerodinamiche. Questa limitazione può essere superata utilizzando un programma di installazione di hemi-laringe dove metà della laringe è metà-sagittally rimosso, fornendo sia una superior e una vista laterale del popolare vocale rimanente durante l'oscillazione autosostenuto.

Qui, una guida passo passo per la preparazione anatomica delle strutture hemi-laringeo e il loro montaggio su banco di laboratorio è dato. Fonazione esemplare della preparazione hemi-laringe è documentato con alta velocità dati video catturati da due telecamere sincronizzate (viste superiore e laterale), visualizzando tridimensionale del popolare vocale movimento e area di contatto corrispondente variabili nel tempo. La documentazione dell'installazione hemi-laringe in questa pubblicazione faciliterà l'applicazione e affidabile ripetibilità nella ricerca sperimentale, fornendo gli scienziati vocale con il potenziale per comprendere meglio la biomeccanica della produzione vocale.

Introduction

Voce viene in genere creato dalla vibrazione del tessuto laringeo (principalmente le corde vocali), che converte un flusso d'aria costante, fornito dai polmoni, in una sequenza di impulsi di flusso d'aria. La forma d'onda di pressione acustica (vale a dire, il suono primario) emergono da questa sequenza di impulsi di flusso acusticamente eccita il tratto vocale che li filtra, e il suono risultante è irradiato dalla bocca e (in una certa misura) dal naso1 . La composizione spettrale del suono generato è in gran parte influenzata dalla qualità della vibrazione del popolare vocale, sotto l'egida della laringe biomeccanica e interazioni con il flusso d'aria tracheale2. Sia in una clinica e un contesto di ricerca, documentazione e valutazione delle vibrazioni del popolare vocale è quindi di interesse soprattutto in quando si studia la produzione vocale.

In esseri umani, indagine endoscopica diretta della laringe durante la produzione del suono in vivo è impegnativo, ed è praticamente impossibile in mammiferi non umani, dati mezzi tecnologici attuali. Pertanto e in ordine alla garanzia attentamente controllato fisico e/o fisiologico sperimentale condizioni al contorno, l'uso di asportato larynges3,4 è in molti casi un'adeguata sostituzione per indagine su in vivo meccanismi di produzione di voce.

Vibrazione del popolare vocale è un fenomeno complesso tridimensionale5. Mentre i metodi di indagine convenzionali come endoscopia laringea (in vivo) o preparazioni laringe asportata in genere forniscono solo una superior vista dei popolare vocali vibrante6, non consentono per analisi tridimensionale completa di movimento del popolare vocale. In particolare, nella vista superiore i margini inferiori (caudali) dei popolare vocali sono invisibili durante una parte importante del ciclo vibratorio. Ciò è dovuto il ritardo di fase tra il inferior (caudale) e il bordo superiore (craniale) dei popolare vocali, un fenomeno che si verifica in genere durante popolare vocale oscillazione5. Come diretta evidenza empirica per il backup risultati da modelli matematici e fisici è scarso, conoscenza della geometria e movimento del canto inferiore piegare bordo7e quindi la geometria del canale subglottidale8,9 , 10 è cruciale per comprendere meglio l'interazione tra il flusso d'aria laringeo, il tessuto popolare vocale e la risultante delle forze e pressioni11,12. Un altro aspetto della vibrazione del popolare vocale che è nascosto dal consueta superior vista è la profondità verticale (caudo-craniale) del contatto tra le due corde vocali. La profondità di contatto verticale è relativo allo spessore verticale dei popolare vocali, che è un indicatore potenziale del registro vocale usato in canto ("petto" vs "falsetto" registro)13,14.

Al fine di superare le carenze delle preparazioni convenzionali laringe asportata (completo), può essere utilizzato un programma di installazione di cosiddetto hemi-laringe, dove metà della laringe è rimosso, facilitando così la valutazione delle caratteristiche vibratorie delle rimanenti del popolare vocale in tre dimensioni. Sorprendentemente, dopo l'introduzione di questa configurazione nel 1960s15 una convalida iniziale del concetto nel 199316, non molti laboratori hanno eseguito esperimenti con questo promettente approccio sperimentale17,la18 ,19,20,21,22,23. Una spiegazione per questo potrebbe essere trovata nelle difficoltà di creazione di una preparazione valida hemi-laringe. Mentre la preparazione convenzionale asportato laringe (completo) è ben documentato4, nessun tali istruzioni approfondite sono ancora disponibili per la creazione di un setup di hemi-laringe. È dunque lo scopo di questa carta per fornire un tutorial per la creazione di una configurazione riproducibili in modo affidabile hemi-laringe, completata da risultati sperimentali da esemplari di cervo.

Un programma di installazione di hemi-laringe condivide molte caratteristiche con un setup di laringe asportata "convenzionali", come apparecchiature di misurazione, ad alta velocità o altra tecnologia di imaging per documentare adeguatamente le vibrazioni delle strutture laringee durante la generazione del suono, o corretto fornitura di aria riscaldata e umidificata. Queste considerazioni generali di setup sono descritte in dettaglio in un libro capitolo4 e una relazione tecnica dal centro nazionale di voce e discorso24. Reiterazione di queste istruzioni potrebbe essere oltre la portata di questo manoscritto. Qui, solo le direttive specializzate per la generazione di un programma di installazione di hemi-laringe sono presentate.

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Protocol

Gli esemplari di animali analizzati in questa carta sono stati trattati in conformità con i requisiti standard etici dell'Università Palacky in Olomouc, Repubblica Ceca. Essi derivano da red deer selvaggiamente vivono nelle foreste, che sono stati cacciati dal servizio forestale esercito ceco durante una stagione di caccia regolare.

1. preparazione del campione Hemi-laringe

Nota: Solo i campioni correttamente preparati devono essere utilizzati, come indicato in4 . Rapido congelamento della laringe25 immediatamente dopo l'asportazione e conservazione a-80 ° C riduce al minimo il potenziale di degradazione del tessuto e l'alterazione delle proprietà biomeccaniche e permette di eseguire gli esperimenti in qualsiasi momento conveniente.

  1. Lo sbrinamento della laringe
    1. Inserire la laringe congelata in due sacchetti di autoclave o eventuali altri sacchetti in plastica con guarnizione impermeabile. Sigillare i sacchetti e metterli in una vasca di acqua riscaldata a 30 ° C fino a quando la laringe è completamente scongelata. La durata necessaria varia da poche ore a più di un giorno, a seconda della dimensione del laringe e temperatura di congelamento.
  2. Pulizia della laringe
    1. Dopo la laringe è scongelata, rimuoverlo dal sacchetto e pulirlo accuratamente con soluzione fisiologica (0,9% NaCl).
    2. Rimuovere attentamente il tessuto superfluo come applicabile (cioè esterno collo muscoli, osso ioide ecc.) senza danneggiare le strutture principali della laringe e accorciare la trachea a una lunghezza adeguata per il montaggio della laringe in un tubo di alimentazione aria (solitamente ca. 4-5 cm).
    3. Controllare il tessuto laringeo per potenziali anomalie del tessuto, quali ferite, deformazioni organiche o crepe potenzialmente che accade dal processo di congelamento, che poteva rendere la laringe inadatto per l'esperimento.
  3. Esposizione delle cartilagini tiroide e cricoide
    1. Rimuovere le parti del tessuto muscolo laringeo esterno intorno la cartilagine tiroidea e cricoidea usando un bisturi, esponendo così le cartilagini in preparazione per il taglio sagittale creando hemi-laringe. Questa fase di preparazione è raffigurata in Figura 1A e 1B.
  4. Taglio sagittale attraverso la cartilagine tiroidea
    1. Fare un taglio verticale iniziale attraverso la parte anteriore della cartilagine tiroidea.
    2. Posizionare con attenzione il taglio leggermente più sul lato che sta per essere rimosso, per non danneggiare il popolare vocale che deve rimanere conservato. Se possibile, utilizzare un bisturi per il taglio. Se la cartilagine è ossificata, utilizzare una piccola sega.
  5. Taglio della cartilagine cricoide
    1. Portare il taglio in verticale (inferiormente) da tra le cartilagini arytenoid e poi attraverso la cartilagine cricoide ad un livello circa orizzontale della tacca inferiore della tiroide.
  6. Rimozione di una piega vocale, creando un'incisione a forma di L nella laringe
    1. Rendere un orizzontale tagliare a partire dall'estremità inferiore del taglio verticale precedentemente fatto nella cartilagine cricoide e portare il nuovo taglio verso la tacca inferiore della tiroide. Anteriormente e piegare il lato della laringe che sta per essere rimosso.
    2. Fare una verticale tagliare attraverso i tessuti molli sul lato interno della cartilagine tiroidea - attenzione mentre conduceva il taglio tra l'attacco anteriore dei popolare vocali alla cartilagine di tiroide, evitando così danni al popolare vocale.
  7. Raffinatezza del taglio attraverso la cartilagine tiroidea
    1. Uso un bisturi, una sega o un file, al fine di applicare un taglio proprio dritto in cartilagine tiroidea e ottenere come vicino possibile alla parte anteriore del popolare vocale precedentemente ispezionato.
    2. Rimuovere anche una piccola parte della cartilagine tiroidea posteriore, al fine di creare spazio per inserire il Polo per avvicinare arytenoid cartilagine e così il vocal fold (Vedi sotto). Questa fase di preparazione è raffigurata in Figura 1 e D 1.
      Nota: A seconda della domanda di ricerca, esposizione completa del popolare complesso vocale può essere necessaria per consentire la visibilità dall'alto. In tal caso, le strutture sopra la piega vocale (vera) (cioè, la ventricolare o vestibolare piega, come applicabile dato l'anatomia dell'esemplare) dovrebbero essere rimosso. In alcuni esemplari il tessuto laringeo molle interno sopra le corde vocali potrebbe perdere la connessione con la cartilagine tiroidea e interferisce con il popolare vocale durante la vibrazione, causando potenzialmente spurie modelli oscillatorie (per lo più irregolari). In tal caso attenta rimozione di quel tessuto è inevitabile.

Figure 1
Figura 1 : Montaggio e preparazione di Hemi-laringe. (A) e (B) ripuliti laringe esemplare, Vista mediale e posteriore, prima della rimozione del popolare vocale di sinistra; (C) e (D) preparati hemi-laringe con incisione a forma di L (sinistra popolare vocale rimosso), mediale e dalla vista posteriore. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

2. esperimento Hemi-laringe

  1. Installazione di Hemi-laringeo
    1. Utilizzare un tubo di alimentazione dell'aria che trasporta l'aria riscaldata e umidificata nella laringe.
    2. Costrutto due disposti perpendicolarmente lastre trasparenti come una sostituzione per pezzi rimossi laringei.
    3. Punte di uso 4 per aumentare la stabilità della laringe e creazione di una configurazione corretta pre-phonatory laringe di avvicinare la piega vocale rimanente per la lastra di vetro verticale (Vedi Figura 2A).
      Nota: Teoricamente, le corde vocali anche potrebbe essere addotta da suture e pesi su una puleggia-leva sistema 26 . Tuttavia, tale approccio è, per la migliore conoscenza di questi autori, non ancora stato tentato per una preparazione hemilarynx.

Figure 2

Figura 2 : Installazione di Hemi-laringe. (A) strutture di sostegno: aria tubo di alimentazione, arrangiamento di piastra di vetro a forma di L, rebbi di adduzione. (B) montata preparazione hemi-laringe con rebbi di adduzione. (C) e (D) primi piani di hemi-laringe-preparazione, visto dal lato e dalla parte superiore, rispettivamente. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

  1. Montaggio hemi-laringe
    1. Coprire il tubo di alimentazione dell'aria con fissativo protesi crema e montare la laringe utilizzando la parte restante della sua trachea. La crema fissante funziona come un adesivo e chiude gli spazi potenziali, creando così una tenuta ermetica.
    2. Fissare la trachea con una cinghia o una fascetta di serraggio di plastica.
    3. Anche coprire i bordi del taglio attraverso la cartilagine tiroidea con il fissativo crema, evitando di spalmare la crema fissante il popolare vocale o l'interno dei tessuti molle del laringeo.
    4. Fissare le piastre trasparente.
  2. Stabilizzazione della cartilagine tiroidea, adduzione del popolare vocale usando i rebbi
    1. Utilizzare i rebbi del complesso popolare vocale alla piastra e stabilizzare la cartilagine tiroidea.
    2. Dopo la crema fissante è impostato, è possibile applicare il flusso d'aria al fine di stabilire l'oscillazione del popolare vocale e controllare per eventuali perdite tra hemi-laringe e le lastre di vetro.
    3. Sigillare le lacune eventualmente presenti in natura aggiungendo più crema fissante.

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Representative Results

Illustrazioni della preparazione hemi-laringe e suo montaggio sul tubo di alimentazione dell'aria, come indicato nella sezione precedente, sono forniti in Figura 1 e Figura 2, rispettivamente.

Documentazione di vibrazione del popolare vocale da due angolazioni

Oscillazione autosufficiente indotta da flusso d'aria del popolare vocale hemi-laringe è stato documentato dall'alto e dal lato con due sincronizzati telecamere di video ad alta velocità (HSV) operati a 6.000 frame/s, completato da tempo-sincrono registrazioni di chitarra acustica e Electroglottographic (Vedi sotto) dati campionati a 44,1 kHz. Ulteriori informazioni sull'installazione di acquisizione di dati compreso un elenco delle attrezzature utilizzate possono essere trovati in precedenti pubblicazioni di questo gruppo di autori 27,28. Filmato da queste registrazioni di HSV è mostrato in accompagnamento dei video. Ancora immagini, estratte in momenti rappresentativi all'interno del ciclo vibratorio, sono mostrati in Figura 3. La vista dall'alto (metà superiore di ogni pannello) dimostra movimento popolare vocale medio-laterale, che indica una glottide aperta in Figura 3A, permettendo il flusso di aria glottal, mentre in Figura 3B-D la glottide è chiuso (il popolare vocale è a contatto con la la lastra di vetro verticale), arrestando così l'aria glottal flusso. La vista laterale (metà inferiore di ogni pannello) in figure 3B-D suggerisce un diverso grado di contatto popolare vocale contro la lastra di vetro, così come una geometria variabile e la posizione verticale di quel contatto.

Figure 3
Figura 3 : Vibrazione popolare vocale Hemi-laringe. (A-D) Immagini fisse da riprese video ad alta velocità dalla parte superiore (metà superiore di ogni pannello) e le telecamere di vista laterale (metà di ogni pannello inferiore), estratti a rappresentante punti all'interno del ciclo vibratorio. Si noti l'assenza di contatto del popolare vocale in (A), e la varia (sia in area, forma e posizione) vocal incorporarvi contatto (B-D). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Analisi del movimento glottal kymographic

Analisi del movimento glottal quantitativa è illustrata nella Figura 4. La glottide è la variabile di apertura fra i (vibrante) pieghe vocali29, creato dalle loro deviazioni durante l'oscillazione auto-sostenuta. Analisi dello stato dell'arte della vista superiore metraggio HSV permette l'analisi delle deformazioni laterali dei popolare vocali30,31. La preparazione di hemi-laringe descritta qui aggiunge la possibilità di valutare anche gli aspetti (caudo-craniale) verticali di vibrazione del popolare vocale.

Figure 4
Figura 4 : Analisi del movimento glottal kymographic.
(A) e (B) Video stills risultati viste superiore e laterale della laringe-hemi, tratto dalle registrazioni di video ad alta velocità (HSV) 6.000 immagini/s. Le linee verticali gialle indicano la posizione di riga di scansione kymographic per il kymograms mostrato in pannelli C ed E per la vista dall'alto e pannelli D e F per la vista laterale. (C) e kymograms (D) digitale estratte dal filmato HSV del piano e la vista laterale, rispettivamente. (E) lo spostamento laterale variabili nel tempo del popolare vocale estratti dalla kymogram e tracciato con una linea (brevi trattini). (F) le variabili nel tempo deformazioni dei bordi inferiore e superiore del popolare vocale, valutati dalla kymogram e tracciati con un tratteggiata e una linea tratteggiata, rispettivamente. (G) rappresentazione sinottica delle strutture glottale variabili nel tempo: laterale popolare vocale deflessione (viola "superiore", pallido) e la deflessione verticale del superiore ("lato sup", rosso scuro) e inferiore ("lato inf.", verde scuro) vocal piegare i bordi estratti da il kymograms mostrato in pannelli E e F. velocità di movimento (H) derivata dai dati di spostamento struttura glottal mostrati nel pannello G. (mi) e (J) ricostruzione di Glottal movimento derivato dai dati di spostamento del superiore e margini inferiori del popolare vocale mostrati nel pannello G. Le frecce indicano la direzione del movimento rotazionale. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Due kymograms digitale sono stati generati da superiore e laterale vista dati HSV (figure 4 e 4 D). In un kymogram digitale (DKG)32,33,34,35, i dati di pixel da una singola riga (in genere nel punto di massima popolare vocale vibratorio ampiezza), tratto da un numero di consecutivi ad alta velocità fotogrammi video, vengono concatenati per formare un asse temporale sull'ascissa. Lo spostamento di variabili nel tempo delle strutture coperta dalla linea di scansione DKG è visibile l'ordinata. Nell'esempio riportato in Figura 4-F, il DKG scansione posizioni della linea della parte superiore e vista laterale sono stati selezionati a metà strada lungo la dimensione (ventro-dorsale) antero-posteriore del popolare vocale, utilizzando l'approccio descritto da Hampala et al., EQ. 127.

Le deformazioni laterali e caudo-craniale della glottide, delineato dai bordi inferiore e superiore del popolare vocale, sono stati rintracciati all'interno dei dati DKG (figure 4E e 4F) ed espressa in unità metriche sulla base delle informazioni di tasso e calibrazione di frame video incorporate in i video (Figura 4 e H). Una ricostruzione di bidimensionale (laterale e verticale) glottal movimento al centro del popolare vocale (cioè, il luogo di massima ampiezza vibratoria) su tre cicli completi di glottal è mostrato in Figura 4E e F. Durante la maggior parte del ciclo glottal, popolare vocale era a contatto con la lastra di vetro (che rappresenta la chiusura glottal), ma con profondità variabile contatto. Durante la fase di apertura (cioè., quando il popolare vocale non è a contatto con la lastra di vetro), le tracce di inferiore e la voce superiore piegare fusibile di bordo, e si esibiscono un modello complesso movimento ciclico, in parziale accordo con i risultati di altri studi 5 , 20 , 36 , 37 (il modello di movimento trovato in esseri umani tende ad essere più ellittica di quella dell'esemplare di cervo rosso studiato qui). Interessante, lo spostamento verticale ha raggiunto un'ampiezza vibratoria di circa 10 mm, vale a dire, quasi un ordine di grandezza maggiore di quello che è stato trovato in esseri umani.

Valutazione del popolare vocale di area di contatto

Electroglottografia (uovo)38 è un metodo non invasivo ampiamente usato per misurare i cambiamenti nell'area di contatto relativa popolare vocale (VFCA) durante la fonazione. Un'intensità bassa, corrente ad alta frequenza è passata tra due elettrodi posizionati a livello popolare vocale su ogni lato della laringe. Le variazioni di ammissione risultanti da popolare vocale (de) contattare direttamente durante la produzione del suono laringeo sono in gran parte proporzionale al tempo-variante popolare vocale relativo Contatta zona39. Il segnale di uovo è presupposto per essere un affidabile correlato fisiologico della vibrazione del popolare vocale, che riflette la frequenza fondamentale e il regime oscillatorio (irregolare o periodico, tra cui biforcazioni). Nonostante la sua ampia applicazione, il possibile rapporto diretto tra la VFCA e la forma d'onda dell'uovo è, fino a poco tempo, stato testato solo in un singolo studio17, suggerendo un rapporto approssimativamente lineare tra VFCA e l'ampiezza del segnale di uovo. Tuttavia, la vibrazione indotta da flusso del popolare vocale non è stato studiato in quello studio. Di conseguenza, una rigorosa valutazione empirica di uovo come misura della relativa VFCA condizioni fisiologiche corretta quindi ancora era necessario.

Nell'affrontare questo problema, questo gruppo di autori ha recentemente studiato tre cervi rossi larynges in una preparazione di hemi-laringe asportata utilizzando un conduttore vetro piatto27. Il tempo di contatto varia tra il popolare vocale e la lastra di vetro è stata monitorata da registrazioni video ad alta velocità fatta nel piano sagittale a 6000 fps, sincronizzata con il segnale di uovo con un'accuratezza di ± 0,167 signora rappresentante risultati dal Studio vengono visualizzate in Figura 5, che indica una media di buon accordo fra il segnale di uovo e VFCA – vedere riferimento27 per i dettagli).

Figure 5
Figura 5 : Confronto dell'area di contatto del popolare vocale (VFCA) ed electroglottographic (uovo) forma d'onda. (A-D) Immagini fisse da alta velocità dati video mostrando la vista laterale di una Cervo hemi-laringe a quattro istanti all'interno di un ciclo di glottal. L'area di contatto manualmente valutati popolare vocale (cioè, l'area dove il popolare vocale era in contatto con la lastra di vetro verticale nel setup del hemi-laringe) si sovrappone in ciano. (E) confronto dei dati normalizzati di uovo e VFCA per la fase di contatto del popolare vocale di un ciclo glottal. I dati VFCA derivavano dalla valutazione di vocal piegare area di contatto (contato in pixel) nel corso del ciclo glottal. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

La preparazione di hemi-laringe condivide i vantaggi dell'installazione "convenzionali" laringe asportata (completo): tale approccio sperimentale, possono essere fisiche e fisiologiche condizioni al contorno e parametri (quali la pressione subglottidale o allungamento del popolare vocale) abbastanza ben controllata. Il comportamento della hemilarynx è omologo a quella di una laringe completa con una perfetta laterale simmetria, con l'eccezione che magnitudini di alcuni parametri (ad es., portata d'aria, pressione sonora) sono ridotti di circa il 50%, ma essendo a realistico gamme16. Il principale svantaggio dell'approccio completo laringe asportata, cioè., la mancanza di visibilità della superficie del popolare vocale lungo la dimensione (caudo-craniale) superiore-inferiore, è superare nel setup del hemi-laringe, fornendo una vista laterale del canto vibra piegare. L'impostazione di hemi-laringe così permette la valutazione di movimento del popolare vocale in più dimensioni, che è fondamentale quando si cerca di capire i dettagli più fini del meccanismo di generazione del suono biofisiche in esseri umani ed in mammiferi non umani.

Qui, sono state dimostrate diverse applicazioni esemplare del setup hemi-laringe. La documentazione di vibrazione del popolare vocale da due angolazioni permette l'analisi di ulteriori dati qualitativi e quantitativi. L'analisi del movimento glottal kymographic in direzione verticale, recentemente introdotta in questa carta, consente la ricostruzione delle variazioni geometriche temporale della glottide lungo una posizione selezionata nell'asse antero-posteriore (dorso-ventrale) glottal. Quando ripetere questa analisi per diversi punti equidistante spaziate lungo l'asse glottal, il movimento intero glottal potrebbe essere ricostruito. Si noti che questo approccio fornisce paragonabile ma non identici risultati rispetto alla valutazione del movimento del popolare vocale di contrassegnare e rilevare singoli "fleshpoints" nel tessuto popolare vocale (anche su punti non formando la glottide), ad esempio, con micro-suture20 o carburo di silicio particelle5,40. Una conoscenza precisa della geometria glottal variabili nel tempo in tre dimensioni è fondamentale per indagare ulteriormente dettagli di glottal flusso d'aria e la sua interazione con il tessuto laringeo vibra. Ad esempio, modelli computazionali di autosufficiente vocal fold vibrazione potrebbe essere migliorata come dati più empirici riguardante il punto del flusso d'aria getto separazione 41,42,43,44, 45,46,47,48 diventano disponibili.

Come illustrato nella Figura 5, la preparazione di hemi-laringe consente valutazione di zona di contatto del popolare vocale (VFCA) durante la vibrazione del popolare vocale auto-sostenuta. Per uno, conoscenza della grandezza relativa variabili nel tempo di VFCA è utile per convalidare i risultati dalle misure electroglottographic27, come uovo è un metodo ampiamente utilizzato per la valutazione non invasiva di vocal fold vibrazione in vivo. Inoltre, misurazione della geometria VFCA esatta e la variazione nel tempo potrebbe rivelarsi cruciale per comprendere meglio il concetto di popolare vocale contatto profondità 49 e la sua potenziale relazione alla velocità della cosiddetta onda mucosa50 , 51 , 52 , 53. lì, si verifica un'onda di viaggio basate su flusso d'aria all'interno dello strato di copertura della superficie del tessuto popolare vocale. Quest'onda si muove, inizialmente, con il flusso d'aria trans-glottal da inferiore al superiore vocal piegare il bordo, e poi si propaga lateralmente su tutta la superficie superiore del popolare vocale una volta ogni ciclo oscillatorio54.

Tutto considerato, l'approccio di hemi-laringe è un costituente potente, ma non ampiamente usato dell'arsenale di metodi empirici per la scienza di base voce attualmente disponibile. Qui è presentato un tutorial per la creazione di una preparazione di hemi-laringe, e alcune applicazioni future potenziali sono discussi. Le istruzioni possono aiutare a migliorare la ripetibilità degli esperimenti in laboratori diversi, fornendo così gli scienziati vocale con il potenziale per comprendere meglio la biomeccanica della produzione vocale.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione APART dell'Accademia austriaca delle scienze (CTH), l'agenzia di tecnologia della Repubblica Ceca nessun progetto. TA04010877 (CTH, VH e GDC), e la Fondazione di scienza ceca (GACR) nessun GA16-01246S (al GDC) del progetto. Ringraziamo W. Tecumseh Fitch per suo suggerimento di usare la crema fissante della protesi dentaria e Ing. P. Liska dal servizio di foresta dell'esercito ceco per il suo aiuto nell'acquisire la larynges di cervi asportato.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Surgical blades Surgeon Jai Surgical Ltd., New Delhi, India
Saw Hand saw (Lux, 150 mm length) Lux, Wermelskirchen, Germany
Thermometer Testo 922 Testo Ltd., Hampshire, UK K-type Probe, Operating temperature -20 to +50 °C
Autoclave bags Autoclave bags vwr.com, VWR International s.r.o., Stribrna Skalice, Czech republic
Conductive glass plates Custom made UPOL - Joint laboratory of Optics
Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.
Fixative cream Denture fixative cream Blend-a-dent Natural
Prongs and fastening system Customized Kanya Al eloxed profiles Distributor: VISIMPEX a.s.. Seifertova 33, 750 02 Prerov, the Czech Rep.;  Combination of Kanya RVS and PVS fastening systems (http://www.kanya.cz/) + custom made prongs
Mounting tube Custom made UPOL - Joint laboratory of Optics,
Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.
LED Light Verbatim 52204 LED Lamp Mitsubishi Chemical Holdings Corporation, Tokyo, Japan
Camera Canon EOS1100D Canon Inc. 18-55 mm lens
Airpump Resun LP100 Resun
Strobe light ELMED Helio-Strob micro2 ELMED Dr. Ing. Mense GmbH, Heiligenhaus, Germany
Humidifier Custom made Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic
Subglottic tract Custom made adjustable subglottic tract Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic Hampala, V., Svec, Jan, Schovanek, P., and Mandat, D. Uzitny vzor c. 25585: Model subglotickeho traktu. [Utility model no. 25585: Model of subglottal tract] (In Czech) Soukup, P. 2013-27834(CZ 25505 U1), 1-7. 24-6-2013. Praha, Urad prumysloveho vlastnictvi

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Herbst, C. T., Hampala, V., Garcia, M., Hofer, R., Svec, J. G. Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions. J. Vis. Exp. (129), e55303, doi:10.3791/55303 (2017).

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