Name: 3 つの次元で声帯振動を勉強のため片側喉頭セットアップ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 13 s
Description: 学ぶ片側喉頭セットアップによる声帯振動の三次元可視化手法。赤鹿の喉頭を用いて、従来の全体喉頭では見えない振動特性を多角的に観察し、音声生成メカニズムの理解を深める。

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この作品が支持されたオーストリアのアカデミー科学 (CTH) のアパートの付与、チェコ共和国の技術振興プロジェクトなし。TA04010877 (CTH、VH と国債)、およびチェコ科学財団 (GACR) プロジェクト (国債) に GA16 01246S のないです。義歯定着性のクリームを使用する彼の提案のためのテカムセ フィッチ w. と Ing に感謝しますP. リシュカ摘出鹿 larynges を取得するのに彼の助けをチェコ軍のフォレスト サービスから。

本稿で分析した動物の標本は、パラツキー大学オロモウツ、チェコ共和国での標準倫理的な要件に従って扱われました。彼らは赤いシカの通常の狩猟シーズン中にチェコ軍森林サービスによって捜された林で乱暴生活から生じる。
1. 片側喉頭標本の準備
注: 唯一の適切に準備された標本使わなければなりません、4に示すように。喉頭の凍結迅速な切除し-80 ° C で保存した直後に25組織分解の潜在性と力学的特性の変化を最小限に抑えるし、でいつでも実験を実行することができます。
<ol><li>
喉頭を解凍
	<ol>
<li>2 オートクレーブ バッグや防水シールと他のビニール袋に冷凍の喉頭を挿入します。袋を密封して喉頭を完全に解凍するまで 30 の ° C に加熱水のお風呂に入れます。必要な期間の範囲は、数時間から喉頭サイズおよび凍結温度によってより多くの日。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
喉頭をクリーニング
	<ol>
<li>バッグから削除し、徹底的にそれをきれいに生理食塩液を喉頭を解凍後 (0.9 %nacl)。</li>
		<li>慎重に必要に応じて、余分な組織を削除 (すなわち外部の首の筋肉、舌骨など) なしメインの喉頭の構造の損傷や気管、空気供給管に喉頭をマウントするために十分な長さを短縮 (ca. 通常 4-5 cm)。</li>
		<li>潜在的実験には不向き、喉頭を作ることができる凍結の過程から発生するクラックや有機の変形、傷などの潜在的な生体組織異常のため喉頭組織を確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
甲状腺と輪状軟骨の露出
	<ol>
<li>正中カット片側喉頭の作成の準備で軟骨を公開するので、メスを用いた甲状腺と輪状軟骨周囲の外喉頭筋組織の部分を削除します。この準備段階は、図 1 aおよび1 bで描かれています。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
正中甲状軟骨を切ってください。
	<ol>
<li>甲状軟骨の前部の初期垂直カットを作る。</li>
		<li>保存状態を維持する必要がある声帯に損傷を与えるために、削除される側に少しカットして慎重に置きます。可能であれば、切断用メスを使用します。軟骨が骨化すると場合、は、小さな鋸を使用します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
輪状軟骨を切断
	<ol>
<li>垂直方向にカットをリード (下方に) から披裂軟骨の間に放置して下甲状腺ノッチの約水平レベルに輪状軟骨。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
喉頭に L 字切開を作成する 1 つの声帯除去
	<ol>
<li>輪状軟骨で、以前作った垂直カットの下の端から始まってを切り取って、下甲状腺切り込みに向かって新しいカットを導く水平を確認します。前方削除する起こっている喉頭の側面を隠します。</li>
		<li>甲状軟骨の内側の軟部組織を切って、甲状軟骨、声帯への損傷を避けるために、声帯の前方の添付ファイルの間にカットをリードしながら注意してください - 垂直を確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
甲状軟骨のカットの絞り込み
	<ol>
<li>以前検査した声帯の前方部分にできるだけ近いメス、のこぎり、または甲状軟骨で正確にストレート カットを適用し、として取得するために、ファイルを使用します。</li>
		<li>また後部の甲状軟骨の一部を削除、披裂の内転の芯を挿入するためのスペースを作成するために軟骨そしてこうしてボーカル折り (下記参照)。この準備段階は、図 1と1 Dで描かれています。 注: 研究の質問によって声帯全体における博覧会は上からの表示を有効にするのに必要かもしれない。このような場合は、(真) の声帯 (すなわち、心室または前庭倍、解剖学標本の指定に応じて) 上の構造を削除してください。いくつかの標本は声帯より上内側の軟喉頭部甲状軟骨との接続を失う可能性があり、声帯振動時に干渉、スプリアスの (大抵不規則な) 振動パターンを引き起こして可能性があります。このようなケースでは、その組織を慎重に除去は避けられないです。</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55303/55303fig1.jpg"> 図 1: ヘミ喉頭準備および取り付け。(A) と (B) クリーニング喉頭片、左声帯; 削除する前に、内側と後部のビュー(C) と (D) 準備されたヘミ喉頭 L 字切開 (左声帯除去)、内側と後部のビュー。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55303/55303fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

2. 片側喉頭実験
<ol><li>
ヘミ喉頭セットアップ
	<ol>
<li>喉頭に温め、加湿空気を提供する空気供給管を使用します。</li>
		<li>構造 2 は垂直に削除された喉頭部分の代替として透明板を配置しました。</li>
		<li>使用熊手が喉頭の安定性が向上し、縦のガラス プレートに残りの声帯の内転によって適切な pre-phonatory 喉頭構成を作成するため4 (図 2 a参照)。 注: 理論的には、声帯可能性がありますもが内転し縫合糸と滑車レバー システム26の重みで。しかし、このようなアプローチは、これらの著者の最高の知識にまだ試みられて hemilarynx 準備のため。</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55303/55303fig2.jpg">
図 2: ヘミ喉頭セットアップします。(A) 支持構造: 空気供給管、L 型のガラス プレート アレンジ、内転の熊手。(B) 片側喉頭内転の突起を持つ準備をマウントします。(C)、ヘミ-喉頭-準備の (D) クローズ アップ表示側からと、上からそれぞれ。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55303/55303fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="2"><li>
ヘミ喉頭をマウント
	<ol>
<li>義歯固定剤クリームを空気供給管をカバーし、喉頭、気管の残りの部分をマウントします。定着性のクリームは接着剤として働き、従って気密のシールを作成する、潜在的なギャップを閉じます。</li>
		<li>プラスチック製のストラップやホースのクランプを締めと気管を固定します。</li>
		<li>また定着剤の定着性声帯や喉頭生体組織の内部ソフト クリームを拡散を回避しながら、クリームと甲状軟骨のカットのエッジをカバーします。</li>
		<li>透明の板を取り付けます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
甲状軟骨の突起を使用して声帯の内転の安定化
	<ol>
<li>付加体をプレートに声帯、甲状軟骨を安定させる突起を使用します。</li>
		<li>定着性のクリームが設定後は、声帯振動とヘミ喉頭とガラス板の可能なリークのチェックを確立するために空気の流れを適用します。</li>
		<li>多く定着性のクリームを追加することによって、最終的に発生するギャップをシールします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

著者が明らかに何もありません。

ヘミ喉頭準備を共有する「従来型」の (完全な) 摘出喉頭セットアップの利点: このような実験的アプローチ、物理的、生理的な境界条件とパラメーター (声門圧力や声帯伸長) などはすることができますかなりよく制御されます。Hemilarynx の動作は相同性と完璧な完全喉頭の横方向の対称性、例外とその大きさのいくつかのパラメーターの (e.g、風量、音圧) 約 50% 削減はまだまだ内にある。現実的な範囲は16。すなわち、完全摘出喉頭アプローチの主な欠点、上-下 (caudo 頭蓋) ディメンションに沿って声帯表面の可視性の欠如は振動のボーカルの側のビューを提供することによって片側喉頭セットアップで克服。フォールドします。片側喉頭のセットアップしたがってヒトとヒト以外の哺乳類の生物物理音発生機構の細部を理解する際に重要ですが複数の次元で声帯運動の評価を使用できます。
ここでは、ヘミ喉頭セットアップのいくつかの模範的なアプリケーションが実証されています。2 つのカメラ アングルから声帯振動のマニュアルには...

声は、空気パルス シーケンスに肺によって提供される安定した気流を変換する喉頭組織 (主に声帯ヒダ) を振動によって通常作成されます。音圧波形 (つまり、プライマリの音)、それらをフィルタ リングする声道音響流パルスこのシーケンスから新興興奮させるし、鼻1 から放射口からと (ある程度) に結果としての音.生成された音のスペクトル構成主、声帯振動、喉頭のバイオメカニクスと2気管気流との相互作用によって支配の質によって影響されます。臨床と研究のコンテキストの両方で、ドキュメントと声帯振動の評価は、何よりも興味の発声を学ぶとき。
ヒトでは、体内の健全な生産の間に喉頭の直接内視鏡調査は挑戦的なとは現在技術的な手段を与えられるヒト以外の哺乳類のほぼ不可能です。したがって、慎重に制御保証物理的および/または生理学的な実験的境界条件、摘出 larynges3,4の使用する順番は、多くの場合の調査のための適切な置換体内音声生成機構。
声帯振動は、複雑な 3次元現象5です。従来の調査法のような (体内) 喉頭内視鏡検査または摘出喉頭準備通常ビューを提供のみ優れた声帯の振動6、彼らはの完全な三次元解析を許可しません。声帯運動。特に、優れたビューで声帯の下 (尾) 余白は見えない振動サイクルの主要な部分の間に。これは劣る (尾) と (頭蓋) 縁声帯、声帯振動5中に通常見られる現象間の位相遅延が原因です。数理モデルから調査結果をバックアップするための直接経験的な証拠は乏しい、ジオメトリの知識と低い声の動きを折るエッジ7、およびこうして声門チャネル8,9のジオメトリ,10は喉頭・声帯組織・結果の荷重や圧力11,12間の相互作用の理解のために重要です。恒例の優れたビューから隠されている声帯振動の別の側面は、2 つの声帯間の接触の垂直 (caudo 頭蓋) 深さです。連絡先奥行き歌 (レジスタ「裏声」対「胸」)13,14で使うボーカル レジスタの潜在的な指標は、声帯ヒダの縦の厚さに関連しています。
ここで 1 つの半分は、いわゆる片側喉頭セットアップ従来 (フル) 摘出喉頭製剤の欠点を克服するために利用できる喉頭が削除されるため、残りの振動特性の評価が容易3 つの次元で声帯。驚いたことに、この 1960 年代15設定の導入、1993年16における概念の初期検証多くない所はこの有望な実験的アプローチと17,18 実験を実行しています。 ,,1920,21,22,23。これのための説明は、実行可能な片側喉頭準備の作成の難しさの発見可能性があります。従来の切除 (フル) 喉頭の準備は十分に文書化4が、このような詳細な手順がないまだ片側喉頭のセットアップを作成するため。したがって、このペーパー レッド ディアの標本から実験結果によって補われる確実に再現可能な片側喉頭セットアップを確立するためのチュートリアルを提供する目的です。
ヘミ喉頭セットアップは測定装置、高速などの「従来型」の摘出喉頭セットアップまたはサウンドの生成中または適切な喉頭の構造物の振動を適切に文書に他のイメージング技術と多くの機能を共有します。加熱、加湿空気の供給。これらの一般的なセットアップの考慮事項は、本章4国立センターの音声、音声24から技術的なレポートで詳細に説明します。この原稿の範囲を超えてこれらの指示の繰り返しになります。ここでは、ヘミ喉頭セットアップを生成するため特殊なディレクティブのみが掲載されています。

<table><tbody><tr><td>外科用ブレード</td><td>Surgeon</td><td>Jai Surgical Ltd., New Delhi, India</td><td></td></tr><tr><td>Saw</td><td>Hand saw (Lux, 150 mm length)</td><td>Lux, Wermelskirchen, Germany</td><td></td></tr><tr><td>温度計</td><td>Testo 922</td><td>Testo Ltd., Hampshire, UK</td><td>K-type Probe, 動作温度 -20 to +50 &deg;C</td></tr><tr><td>オートクレーブバッグ</td><td>オートクレーブバッグ</td><td>vwr.com, VWR International s.r.o., Stribrna Skalice, Czech Republic</td><td></td></tr><tr><td>導電性ガラスプレート</td><td>カスタムメイド</td><td>UPOL - Joint laboratory of Optics Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.Fixative</td><td></td></tr> <tr><td>cream</td><td>義歯固定クリーム</td><td>Blend-a-dent ナチュラル</td><td></td></tr><tr><td>プロングとファスニングシステム</td><td>カスタマイズされたKanya Alエロックスプロファイル</td><td>ディストリビューター:VISIMPEX as。Seifertova 33, 750 02 Prerov, チェコ共和国;</td><td>&nbsp;Kanya RVSとPVSの固定システムの組み合わせ(http://www.kanya.cz/)+カスタムメイドプロング</td></tr><tr><td>取り付けチューブ</td><td>カスタムメイド</td><td>UPOL - Joint laboratory of Optics, Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.LED</td><td></td></tr> <tr><td>Light</td><td>Verbatim 52204 LEDランプ</td><td>三菱ケミカルホールディングス株式会社, 東京, 日本</td><td></td></tr><tr><td>カメラ</td><td>キヤノン EOS1100D</td><td>キヤノン株式会社</td><td>18-55 mmレンズ</td></tr><tr><td>エアポンプ</td><td>Resun LP100</td><td>Resun</td><td></td></tr><tr><td>ストロボライト</td><td>ELMED Helio-Strob micro2</td><td>ELMED Dr. Ing. Mense GmbH, Heiligenhaus, Germany</td><td></td></tr><tr><td>加湿器</td><td>カスタムメイド</td><td>Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech Republic</td><td></td>声</tr><tr><td>門下管</td><td>カスタムメイド調整可能な声門下管</td><td>音声研究所、生物物理学部、パラツキー大学オロモウツ、チェコ共和国</td><td>Hampala, V., Svec, Jan, Schovanek, P., and Mandat, D. Uzitny vzor c. 25585: Model subglotickeho traktu.【実用新案第25585号:声門下路の模型】(チェコ語)スークップ、P. 2013-27834(CZ 25505 U1)、1-7。24-6-2013. プラハ、ウラド・プルミスロヴェホ・ヴラストニクトヴィ</td></tr></tbody></table>

3 つの次元で声帯振動を勉強のため片側喉頭セットアップ

Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions

ほとんどのヒト以外の哺乳類と人間の声は、声帯の自立振動を通して喉頭で生成されます。声帯振動の直接の映像記録は、ヒト以外の哺乳類で特に困難です。別の方法としては、摘出喉頭実験は管理された生理学的および物理的な条件の下で声帯振動を調査する機会を提供します。ただし、完全喉頭の使用は単空気力との相互作用観測による振動の構造の重要な部分を除く、声帯の平面図を提供します。ここで 1 つの半分にヘミ喉頭セットアップを利用してこの制限を克服できる喉頭の半ば矢削除、自励発振時に優れたと残りの声帯の横方向ビューを提供します。
ここでは、研究室のベンチに片側喉頭の構造と、取り付けの解剖学的な準備のためのステップ バイ ステップ ガイドが与えられます。ヘミ喉頭準備の模範的な発声は、2 つの同期カメラ (スーペリアーと横方向の眺め)、示す三次元声帯運動および対応する接触面積の時間変化を取り込んだ高速ビデオ データを記載されています。このパブリケーションでヘミ喉頭セットアップのドキュメント アプリケーションと再現性の実験的研究、発声のバイオメカニクスを理解する可能性のある音声科学者を提供することで容易になります。

ヘミ喉頭準備をし、前のセクションで参照している、空気供給管に取付部のイラストは、それぞれ図 1と図 2で提供されます。
2 つのカメラ アングルから声帯振動のドキュメント
片側喉頭の声帯の気流力自立振動上から記載され、2 つの側から同期高速ビデオ (HSV) カメラ 6,000 フレーム/秒、音響の時間同期録音によって補完で運営し、electroglottographic (下記参照) データを 44.1 kHz でサンプリングします。使用する機器のリストを含むデータ集録のセットアップの詳細については、著者27,...

本稿ではヒトとヒト以外の哺乳類における発声の様々 な生物物理学的側面を調査するために声帯振動の多次元ビューを促進するヘミ喉頭標本の準備のためのプロトコル。

The voice of humans and most non-human mammals is generated in the larynx through self-sustaining oscillation of the vocal folds. Direct visual ...

人間や哺乳類の音声がどのように生成されるかを理解するためには、声帯の振動を調査することが重要です。生体内で研究することは困難であるため、声帯の挙動や特性に関するより詳細な情報を得るために、摘出された喉頭が用いられてきました。このビデオでは、いわゆる半喉頭（hemi-larynx）セットアップの作成方法を実演します。声帯の振動を上方からだけでなく側面からも視覚化するため、喉頭の半分を摘出します。これにより、喉頭全体を用いた従来のセットアップでは隠れて見えない振動特性を研究することが可能になります。本デモンストレーションでは、アカシカの喉頭を使用します。使用される喉頭検体は通常、液体窒素で急速凍結され冷凍庫に保管されているため、組織の生体力学的特性を変えないように、選択した検体を適切に解凍させる必要があります。まず、凍結した喉頭を二重のオートクレーブ用バッグまたはその他の防水密封プラスチック袋に入れます。また、喉頭を水面下に保つための重りも一緒に入れます。バッグを密封し、喉頭が完全に解凍されるまで約 30 °C のウォーターバスに入れます。喉葉が完全に解凍されたら、バッグから取り出し、生理食塩水で十分に洗浄します。外頸筋や舌骨などの不要な組織がある場合は、それらを除去します。一部の生物音響学的研究課題では、喉頭上部の構造をそのまま維持する場合がありますが、その場合は上方からの声帯の視認性が制限されます。気管を約45 cmの長さに短縮し、後に喉頭を空気供給チューブに取り付けられるようにします。準備を進める前に、喉頭に組織的な異常がないか、また急速凍結の過程で時折発生するひび割れがないか、必ず確認してください。次のステップでは、甲状軟骨の半分を露出させます。まず、メスを用いて外喉頭筋を除去します。甲状軟骨の前方部分に垂直に切り込みを入れることから切開手順を開始してください。保存および研究が必要な声帯への損傷を避けるため、切開線は慎重に除去する側の方向へ寄せて進めてください。骨化により軟骨が硬すぎる場合は、小型の鋸（のこぎり）を使用してください。その後、輪状軟骨を正中矢状面で切断します。披裂軟骨の間から垂直に切開を加え、下甲状切痕の水平レベル付近で停止させます。輪状軟骨にある垂直切開の下端から下甲状切痕に向かって水平に切断し、両方の切開線を接続します。除去する側の喉頭を前方へ折り曲げ、甲状軟骨の内側の軟部組織を垂直に切開します。ここは全 procedure の中で最も重要な局面です。したがって、声帯の前方付着部から甲状軟骨にかけて切開を行う際は、細心の注意を払ってください。甲状軟骨が適切に切断されていれば、得られた声門には常にわずかな前方隙間が生じます。声帯を十分に上方から観察するためには、声帯上方の組織もあわせて除去することが有用な場合があります。切除処置後、喉頭内

hemi-laryngeal-setup-for-studying-vocal-fold-vibration-three

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

合成声帯モデルを製造するための方法論が説明されています。モデルは等身大であり、人間の声帯の多層構造を模倣する。結果は、モデルは肺の圧力に匹敵する圧力で自己発振し、人間の声帯に似ている流動誘起振動応答を示すことを示しています。...

合成、マルチレイヤ、自己発振声帯モデルの作製

流体の流れの範囲のための定量的な3次元（3D）イメージングを行うための方法を提案している。ライトフィールドイメージングの領域から概念を使用して、我々は、画像の配列から3Dボリュームを再構築します。当社の3D結果は速度場および多相気泡サイズ分布を含む広い範囲にわたっています。...

マルチカメラライトフィールドイメージングを介して3D流れ場の決定

声帯ポリープは、声の折り目のダイナミクスを破壊することができ、したがって、患者の通信能力に壊滅的な結果をもたらすことができます。壁面取り付けモデルポリープによって誘導される3次元流れ分離と壁圧負荷への影響を、粒子画像の軌跡、皮膚摩擦線の可視化、および壁圧測定を用いて調べる。...

モデルの声帯ポリープによる三次元流分離の調査

培養細胞に生理学的に関連性のある振動刺激を与えることができる新しい声帯バイオリアクターが構築され、特徴付けられています。このダイナミックな培養装置は、繊維状のポリ(ε-カプロラクトン)足場と組み合わせることで、間葉系幹細胞の振る舞いを調節する声帯模倣環境を作り出します。...

新規声帯バイオリアクターの構築とキャラクタリゼーション

本論文の目的は、解剖学的および外科的知識とスキルを向上させるために、手頃な価格で類似した動物喉頭モデルの喉頭手術のための再現可能な実験室を組織する方法を説明することです。...

解剖学室での現代喉頭手術の学習

このプロトコルは、検査用神経筋研究のためのラットの声の折り目を準備するために使用される方法を記述します。...

神経筋解析のためのラット声帯の調製

このプロトコルは、マウスおよびラットの連続経口喉頭鏡検査アプローチについて説明しており、最適化された麻酔レジメンと微調整された内視鏡操作技術を使用して、呼吸および嚥下中の喉頭のクローズアップ、遮るもののないビデオイメージングを可能にします。...

呼吸および嚥下中の喉頭運動のクローズアップイメージングのための低侵襲マウス喉頭鏡検査

本研究では、声帯層の具体的な作成方法を紹介し、製造手順を詳細に説明し、モデルの特性を特徴付けることにより、非粘着性で超軟質の声帯モデルの製造を実証します。...

非粘着性超軟質ボーカルフォールドモデルの製造工程

ショウジョウバエの勉強攻撃（ミバエ類）

我々は、マイクロバイオリアクターにおける細胞の三次元培養のためのチップベースのプラットフォームについて説明します。一つのチップは10ミオまで収容することができる。流体の流れに関しては正確に定義された条件下で培養することができる細胞、滅菌、閉鎖循環ループ内の酸素分圧など。...

灌流マイクロバイオリアクターのチップベースの三次元細胞培養

学ぶ片側喉頭セットアップによる声帯振動の三次元可視化手法。赤鹿の喉頭を用いて、従来の全体喉頭では見えない振動特性を多角的に観察し、音声生成メカニズムの理解を深める。

3 つの次元で声帯振動を勉強のため片側喉頭セットアップ

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