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Artículo de método

Investigación De La Separación De Flujo Tridimensional Inducida Por Un Pólipo Modelo De Pliegue Vocal

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DOI:

10.3791/51080

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3 de febrero de 2014

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En este artículo

Resumen

Los pólipos del doblez vocal pueden interrumpir dinámica del doblez vocal y pueden tener así consecuencias devastadoras en un patient' capacidad de s de comunicarse. La separación tridimensional del flujo inducida por un pólipo modelo montado en la pared y su impacto en la carga de la presión de la pared se examinan usando velocimetría de la imagen de la partícula, visualización de la línea de fricción de la piel, y medidas de la presión de la pared.

Resumen

El proceso del intercambio de energía de la líquido-estructura para el discurso normal se ha estudiado extensivamente, pero no se entiende bien para las condiciones patológicas. Los pólipos y los nódulos, que son las anormalidades geométricas que forman en la superficie intermedia de los dobleces vocales, pueden interrumpir dinámica del doblez vocal y pueden tener así consecuencias devastadoras en un patient' capacidad de s de comunicarse. Nuestro laboratorio ha divulgado medidas del velocimetry de la imagen de la partícula (PIV), dentro de una investigación de un pólipo modelo situado en la superficie intermedia de un modelo in vitro conducido del doblez vocal, que demuestran que tal anormalidad geométrica interrumpe considerablemente el comportamiento glótica del jet. Este ajuste del campo del flujo es una razón probable de la degradación severa de la calidad vocal en pacientes con los pólipos. Una comprensión más completa de la formación y de la propagación de estructuras vorticales de una protuberancia geométrica, tal como un pólipo del doblez vocal, y de la influencia resultante en los cargamentos aerodinámicos que conducen la dinámica del doblez vocal, es necesaria avanzar el tratamiento de esta condición patológica. La actual investigación se refiere a la separación tridimensional del flujo inducida por un hemisferoide montado en la pared del prolato con un cociente de aspecto del 2:1 en flujo cruzado, es decir un polyp modelo del doblez vocal, usando una técnica de la visualización de la aceite-película. La separación de flujo inestable y tridimensional y su impacto de la carga de presión de la pared se examinan utilizando la visualización de la línea de fricción de la piel y las mediciones de presión de la pared.

Introducción

Los pliegues vocales son dos bandas de tejido que se extienden a través de las vías respiratorias vocales. El habla con voz se produce cuando se logra una presión pulmonar crítica, forzando el aire a través de pliegues vocales aducidos. Los pliegues vocales están compuestos por muchas capas de tejido y a menudo están representados por un sistema simplificado de cubierta corporal de doscapas 1. La matriz extracelular, que constituye la mayor parte de la capa de cobertura, está compuesta por fibras de colágeno y elastina, proporcionando características no lineales de tensión-deformación, que son importantes para el correcto movimiento de los pliegues vocales<....

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Protocolo

En este trabajo, un hemisferoide de prolato montado en la pared, es decir, un pólipo de pliegue vocal modelo, se coloca en el piso de la sección de prueba de un túnel de viento tipo succión con una relación de contracción de 5:1. La separación de flujo inestable y tridimensional y su efecto en la carga de presión de pared se investigan utilizando la visualización de flujo de aceite, mediciones de presión de pared y velocimetría de imagen de partículas. Las mediciones de presión inestable se adquieren utilizando un transductor de presión de barrido de dieciséis canales con sensores de presión piezorresistivos. Los sensores de presión tienen una respuesta de fr....

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Resultados

El trabajo anterior usando un modelo dinámico dinámicamente conducido del doblez de 7,5 veces ha demostrado que la presencia de una protuberancia geométrica, pólipo del doblez vocal del modelo, interrumpe la dinámica normal del jet glótico a través del ciclo phonatory. Los resultados representativos del estudio anterior del modelo de pliegues vocales impulsados se muestran en la Figura 2 y el Video 2. El video muestra el movimiento de los pliegues vocales impulsados a medida que cambian .......

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Discusión

La comprensión de la formación y propagación de estructuras vorticales de una protuberancia geométrica y su efecto subsecuente sobre las cargas aerodinámicas que impulsan dinámica del doblez vocal, es necesaria proporcionar la penetración y los modelos para avanzar el tratamiento de los pólipos y de los nódulos del doblez vocal. Se espera que las variaciones en las cargas aerodinámicas causadas por el pólipo modelo en este experimento contribuyan a la dinámica irregular del pliegue vocal observada en pacientes con pólipo.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Esta labor cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional para la Ciencia, Grant No. CBET-1236351 y GW Center for Biomimetics and Bioinspired Engineering (COBRE).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Objet Objet24prototipador rápido(X xY x Z): 240 x 200 x 150 mm
Espesor de la capa de construcción =  28 µ m 
Precisión = 0,1 mm
Resolución de construcción: Eje X: 600 ppp, Eje Y: 600 ppp, Eje Z: 900 ppp
Material del modelo de prototipado rápidoObjetVeroWhite Plus Fullcure 835
Material de soporte del prototipadorrápido ObjetFullCure 705
TónerXerox
KeroseneSunnyside
Aceitepara bebésPapel adhesivo Johnson's
Marca Con-Tact Cubiertablanca Tubo
Tygon TuboPVCTygon1/16 en diámetro interior, 3/16 en diámetro exterior
Escáner de presión (16 canales)ScanivalveDSA3217Se utiliza para mediciones de presión de gas
Rango de presión = ± 5 en H2O
Precisión de escala completa = ± 0,3 % de precisión a escala completa.
Velocidad máxima de escaneo = 500 Hz/canal
Tubulaciones de acero inoxidableScanivalveTUBN-063-1.00.063 de diámetro y 1 de longitud
Tamaño de la bandeja del Copia de soporte adhesiva de

Referencias

  1. Hirano, M., Kakita, Y. Cover-body theory of vocal fold vibration. Speech science--recent advances. , College Hill Press. San Diego, CA. 1-46 (1985).
  2. Gray, S. D., Titze, I. R., Alipour, F., Hammond, T. H. Biomechanical and histologic observations of vocal fold fibrous proteins. ....

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Reimpresiones y permisos

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