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방법 논문

3 차원에 보컬 배 진동 연구 반의 laryngeal 설치

10.4K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/55303

⸱

2017년 11월 25일

 ,  ,  ,  , 
1Voice Research Lab, Department of Biophysics, Faculty of Science, Palacky University Olomouc, 2Laboratory of Bio-Acoustics, Dept. of Cognitive Biology, University of Vienna, 3ENES Lab, NEURO-PSI,CNRS UMR 9197, Université Lyon/Saint-Etienne, France

이 논문에서

요약

이 종이 인간과 비 인간 포유동물에서 음성 생산의 다양 한 생물 측면을 조사 하기 위하여 보컬 배 진동의 다차원 보기를 촉진 하는 hemi-후 두 표본의 준비에 대 한 프로토콜을 소개 합니다.

초록

인간과 대부분 비 인간 포유동물의 음성 보컬 폴드의 자립 진동 통해 후 두에서 생성 됩니다. 보컬 배 진동의 직접적인 시각적 문서 비 인간 포유동물에서 특히 도전적 이다. 대신, 삭제 후 두 실험 보컬 배 진동 제어 생리 적, 육체적 조건 하에서 조사를 기회를 제공 합니다. 그러나, 전체 후 두를 사용 하 여 단순히 보컬 폴드, 진동 구조의 중요 한 부분을 제외 하 고 공기 역학적 힘과 그들의 상호 작용 하는 동안 관측에서의 상위 뷰를 제공 합니다. 이 제한 어디 절반 hemi-후 두 설치 프로그램을 이용 하 여 극복 될 수 있다 후 두의 중간 sagittally 제거, 자기 지속적인된 발진 동안 상사와 나머지 음성 겹의 측면 보기를 제공.

여기, 실험실 벤치에 반의 laryngeal 구조와 그들의 장착 해 부 준비에 대 한 단계별 가이드를 제공 됩니다. 모범적인 phonation hemi-후 두 준비의 두 개의 동기화 된 카메라 (우수 하 고 측면 뷰), 보여주는 3 차원 보컬 배 모션 및 해당 시간 가변 접촉 영역 잡혀 고속 비디오 데이터와 함께 설명 되어 있습니다. 이 출판물에 헤-후 두 설치 설명서 응용 프로그램 및 음성 과학자를 제공 하는 가능성이 더 나은 음성 생산의 역학을 이해 하는 실험 연구에서 신뢰할 수 있는 반복성을 촉진할 것 이다.

서론

음성 변환 꾸준한 공기, 공기 펄스의 시퀀스에는 폐가 제공한 후 두 조직 (주로 보컬 폴드), 진동에 의해 일반적으로 만들어집니다. 음향 압력 파형 (즉, 기본 사운드), 필터는 보컬로 흥분 음향 흐름 펄스의이 시퀀스에서 신흥 고 결과 소리 코1에서에서 입에서 그리고 (어느 정도)에 방사 . 생성 된 소리의 스펙트럼 구성 후 두 역학 및 tracheal 공기2와 상호 작용에 의해 지배 하는 보컬 배 진동의 품질에 의해 크게 좌우 된다. 모두는 임상 및 연구의 맥락에서 문서와 보컬 배 진동의 평가 때 따라서 제일 관심의 음성 생산을 공부.

인간에서는, vivo에서 사운드 생산 동안 후 두의 직접 내 시경 조사, 도전 이며 nonhuman 포유 동물, 현재 기술 의미 부여에 사실상 불가능 하다. 따라서, 그리고 신중 하 게 제어 보장 물리적 또는 생리 실험 경계 조건, 삭제 larynges3,4 의 사용 순서로 많은 경우에 의 조사에 대 한 적절 한 대체 vivo에서 음성 생산 메커니즘.

보컬 배 진동 복잡 한 3 차원 현상5입니다. 같은 기존의 조사 방법 (vivo에서) 후 두 내 시경 또는 삭제 후 두 준비 일반적으로 제공만 진동 보컬 폴드6의 우수한 보기의 완전 한 3 차원 분석에 대 한 허용 하지 않습니다. 보컬 폴드 모션입니다. 특히, 뛰어난 뷰에서 낮은 보컬 폴드 (꼬리) 여백 표시 되지 않습니다 진동 사이클의 주요 부분. 이것은 열 등 (꼬리)와 일반적으로 보컬 배 진동5동안 볼 수 있는 현상 보컬 폴드의 우수한 (두개골) 가장자리 사이의 위상 지연. 수학과 물리 모델에서 결과를 백업에 대 한 직접 경험적 증거 부족으로, 기하학의 지식 및 낮은 보컬의 모션 접어 모서리7, 그리고 이렇게 subglottal 채널8,9 의 형상 , 10 후 두 공기, 보컬 배 조직, 그리고 결과 힘 및 압력11,12사이의 상호 작용을 이해 하는 더 나은 결정적 이다. 관습 뛰어난 뷰에서 숨겨진 보컬 배 진동의 또 다른 측면은 두 성 주름 사이 접촉의 수직 (caudo-두개골) 깊이. 노래 ("가슴" "성" 등록 대)13,14에서 사용 하는 보컬 레지스터의 잠재적인 지표 성 주름의 수직 간격 수직 연락처 깊이 관련 있다.

일반 (전체) 삭제 후 두 준비의 단점을 극복 하기 위해 소위 hemi-후 두 설치 이용 될 수 있다, 어디 절반 후 두의 제거, 나머지의 진동 특성 평가 촉진 3 차원에 보컬 접어입니다. 놀랍게도, 1960 년대15 에이 설치 프로그램의 소개 및 199316개념의 초기 유효성 검사, 이후 많은 실험실 실험이 유망한 실험적 접근17,18 수행 했습니다. ,19,20,21,,2223. 이 대 한 설명은 가능한 hemi-후 두 준비를 만들기의 어려움에서 찾을 수 있습니다. 기존의 삭제 (전체) 후 두 준비는 잘 문서화 되어4, 같은 깊이 있는 지침 있습니다 아직 hemi-후 두 설치 프로그램을 만들기 위한. 그러므로 드디어 표본에서 실험 결과 의해 보완 안정적으로 재현할 수 hemi-후 두 설치 설정에 대 한 자습서를 제공 하는이 논문의 목적 이다.

측정 장비, 고속 같은 "전통적인" 삭제 후 두 설치 또는 적절 하 게 후 두 구조의 진동 사운드 생성 하는 동안 또는 적절 한 다른 이미징 기술을 많은 기능을 공유 하는 hemi-후 두 설치 온수, 습도 공기의 공급입니다. 이러한 일반적인 설치 고려 장 책4 와 음성의 국가 센터 및 음성24에서 기술 보고서에 자세히 설명 되어 있습니다. 이러한 지침의 반복이이 원고의 범위는 것입니다. 여기, hemi-후 두 설치 프로그램을 생성 하기 위한 특수 지침만 제공 됩니다.

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프로토콜

이 논문에서 분석 동물 표본 Palacky 대학 츠, 체코 공화국의 표준 윤리적인 요구 사항에 따라 치료 했다. 그들은 드디어 일반 사냥 시즌 동안 체코 육군 숲 서비스에 의해 사냥 되었다 숲에 격렬 하 게 생활에서 줄기.

1. 헤-후 두 견본 준비

참고: 제대로 준비 된 표본만 사용 되어야 한다,4 에 표시 된 대로. 후 두의 동결 빠른 절단 및-80 ° C에 저장 후 즉시25 조직 저하의 잠재력과 biomechanical 속성의 변경 최소화 하 고 어떤 편리한 시간에 실험을 수행 수 있습니다.

  1. 후 두를 녹이는
    1. 2 압력솥 가방 또는 방수 씰링과 다른 비닐 봉투에 냉동된 후 두를 삽입 합니다. 부 대를 밀봉 하 고 후 두 완전히 녹여 때까지 30 ° C에가 열 물 욕조에 넣어. 기간 범위는 몇 시간에서 하루 이상, 후 두 크기 및 냉동 온도 따라 필요합니다.
  2. 후 두를 청소
    1. 후 두를 녹여 후 가방에서 그것을 제거 하 고 염 분 해결책으로 그것을 철저 하 게 청소 (0.9 %NaCl).
    2. 조심 스럽게 제거 하는 불필요 한 조직으로 (즉, 외부 목 근육, hyoid 뼈 등) 없이 주요 후 두 구조를 손상 하 고 기도 공기 공급 관에 후 두를 장착에 대 한 적절 한 길이를 단축 (보통 ca. 4-5 cm).
    3. 잠재적인 조직 변칙에 대 한 후 두 조직 검사, 상처, 유기 개 악, 또는 잠재적으로 동결 과정에서 발생 하는 균열, 등을 만들 수 있는 후 두 실험에 적합 합니다.
  3. 갑 상선과 반지 연골의 노출
    1. 따라서 중반 화살 컷 hemi-후 두를 만들기 위한 준비에 연골을 노출 하는 메스를 사용 하 여 갑 상선 및 반지 연골 주위 외부 후 두 근육 직물의 부분을 제거 합니다. 이 준비 단계 그림 1A 및 1B에 그려져 있습니다.
  4. 중순-화살 통과 갑 상선 연골
    1. 갑 상선 연골의 앞쪽 부분을 통해 초기 수직 컷을 확인 합니다.
    2. 신중 하 게 보존 유지 하는 보컬 배를 손상 하기 위하여 제거 하는 쪽으로 약간 더 잘라를 놓습니다. 만약에 가능 하다 면, 메스를 사용 하 여 절단. 연골 굳어진 작은 톱을 사용 합니다.
  5. 반지 연골을 절단
    1. 수직으로 컷을 리드 (inferiorly)에서 그리고 열 등 한 갑 상선 노치의 대략 수평 하 반지 연골 통해 arytenoid 연골 사이.
  6. 후 두에 L 자 모양의 절 개를 만드는 하나의 음성 겹의 제거
    1. 잘라 반지 연골에 이전 했다 수직 컷의 열 등 한 끝에서 시작 하 고 열 등 한 갑 상선 노치 향해 새로운 컷이 끌 수평을 확인 합니다. Anteriorly 제거 하는 것은 후 두의 측면을 접어.
    2. 갑 상선 연골의 안쪽에 부드러운 조직을 통해 잘라내기-보컬 폴드 앞쪽 부착 사이 컷 보컬 폴드에 손상을 피하는 따라서 갑 상선 연골을 선도 하는 동안 조심 수직을 확인 합니다.
  7. 갑 상선 연골 통해 컷의 구체화
    1. 메스, 톱, 또는 갑 상선 연골에 정확 하 게 직선 컷을 적용 하 고로 파일을 이전 검사 음성 겹의 앞쪽 부분에 최대한 가까이 사용 합니다.
    2. 또한 후부 갑 상선 연골의 작은 부분을 제거, adducting는 arytenoid 위한 단자를 삽입을 위한 공간을 만들기 위해 연골 그리고 이렇게는 성 배 (아래 참조). 이 준비 단계 그림 1C 및 1d에 그려져 있습니다.
      참고: 연구 문제에 따라 전체 음성 겹의 전체 박람회는 위에서 표시 유형을 사용할 수 있도록 필요할 수 있습니다. 이러한 경우 (true) 보컬 배 (즉, 심 실 또는 vestibular 배, 표본 분석 주어진 적용) 위의 구조를 제거 한다. 일부 표본 보컬 폴드 위에 내부 연 후 두 조직 갑 상선 연골과의 연결을 잃을 수도 및 보컬 배 진동 동안 방해, 스 퓨 리 어스 (주로 불규칙 한) 진동 패턴을 일으키는 잠재적으로. 이러한 경우에 그 조직의 주의 제거 불가피 하다.

figure-protocol-1
그림 1 : Hemi-후 두 준비 및 장착. (A)와 (B) 치료 후 두 표본, 왼쪽된 보컬 배;의 제거 하기 전에 중간과 후부 보기 (C)와 (D) L 자 모양의 절 개 (왼쪽 보컬 배 제거), 중간 및 후부 보기 준비 hemi-후 두. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

2. 헤-후 두 실험

  1. Hemi laryngeal 설치
    1. 후 두에 예 열 및 습도 공기를 제공 하는 공기 공급 튜브를 사용 합니다.
    2. 구문 2는 수직 제거 후 두 부분에 대 한 대체로 투명 한 접시를 배열.
    3. 사용 고정 후 두의 안정성을 증가 하 고 수직 유리 접시에 나머지 보컬 배 adducting 하 여 적절 한 pre-phonatory 후 두 구성 만들기 위한 4 ( 그림 2A참조).
      참고: 이론적으로, 보컬 폴드 수 또한 될 adducted 봉합 및 풀 리 레버 시스템 26 에 무게. 그러나, 이러한 접근 방식은, 이러한 작가의 최고의 지식, 아직 되었습니다 시도 hemilarynx 준비에 대 한.

figure-protocol-2

그림 2 : Hemi-후 두 설치. (A) 구조를 지 원하는: 공기 공급 관, L-모양의 유리 접시 배열, 예증 고정. (B) 예증 고정 hemi-후 두 준비를 탑재. (C) hemi-후 두-준비, (D) 클로즈업 볼 측면에서 그리고 위에서 각각. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

  1. Hemi-후 두를 장착
    1. 공기 공급 관 틀니 정착 액 크림으로 커버 하 고 그것의 기도의 나머지 부분을 사용 하 여 후 두를 탑재. 통 크림 접착제로 작동 하 고 따라서 공기 단단한 물개를 만드는 잠재적인 간격을 닫습니다.
    2. 스트랩 또는 호스 클램프 강화 플라스틱으로 기도 고정.
    3. 또한 크림 통 크림 보컬 배 또는 내부 부드러운 후 두 조직에 확산을 방지 하는 동안 고정 제와 갑 상선 연골 통해 컷의 가장자리를 커버.
    4. 투명 한 번호판을 부착 합니다.
  2. 갑 상선 연골, 접지 단자를 사용 하 여 음성 겹의 예증의 안정화
    1. 접지 단자를 사용 하 여 접시에 보컬 배 adduct 및 갑 상선 연골을 안정화.
    2. 후 통 크림 세트는 보컬 배 진동 그리고 hemi-후 두와 유리 접시 사이 가능한 누출에 대 한 확인을 설치 하기 위하여 공기를 적용 합니다.
    3. 더 많은 통 크림을 추가 하 여 결국 발생 간격을 밀봉 하십시오.

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결과

Hemi-후 두 준비 및 공기 공급 관으로 이전 섹션에서 참조 된에 그것의 설치의 삽화는 그림 1 과 그림 2에서 각각 제공 됩니다.

두 개의 카메라 앵글에서 보컬 배 진동의 설명서

Hemi-후 두 음성 겹의 자립 진동 공기 흐름 유도 상단에서 문서화 했다와 두 측면에서 6000 프레임/s, 음향 시간 동기 녹음 하 여 보완에서 운영 하는 고속 비디오 (HSV) 카메라 동기화 및 electroglottographic (아래 참조) 데이터 44.1 k h z 샘플링입니다. 장비 사용의 목록을 포함 한 데이터 수집 설정에 자...

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토론

Hemi-후 두 준비 공유 "전통적인" (전체) 삭제 후 두 설치의 장점: 같은 실험 방법에서는 물리적, 생리 적 경계 조건 및 매개 변수 (예: subglottal 압력 또는 보컬 배 신장) 수 꽤 잘 제어. hemilarynx의 동작은 하 동종 완벽 한와 함께 전체 후 두의 예외와 함께 대칭의 일부 매개 변수는 크기 측면 (예., 공기 유량, 음압) 약 50% 감소는 아직 여전히 내 되 현실적인 범위16. 전체 삭제 후 두 방식, 즉의 중요 한 단점은., 우수한 열 등 (caudo-두개골) 차원 보컬 배 표면의 가시성의 부족 진동 보컬의 측면 보기를 제공 하 여 hemi-후 두 설치에서 극복 된다 접어. 따라서 hemi-후 두 설치 인간과 nonhuman 포유 동물에서 생물 음향 생성 메커니즘의 미세한 세부 사항을 이해 하려고 할 때 중요 한은 하 여러 차원에서 보컬 배 운동의 평가 수 있습니다.

여기...

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

이 작업을 지원 했다 오스트리아 아카데미 과학 (CTH)의 외에 그랜트에서 체코 공화국의 기술 기관 프로젝트 아니오. TA04010877 (CTH VH, JGS), 체코 과학 재단 (GACR) 프로젝트 (JGS)를 아니 GA16 01246S. 우리 Ing W. Tecumseh 피치 틀니 통 크림를 사용 하 여 그의 제안에 대 한 감사 합니다. P. Liska 삭제 사슴 larynges 인수에 그의 도움에 대 한 체코 육군 숲 서비스에서.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
외과블레이드 외과 의사Jai Surgical Ltd., 뉴 델리, 인도
톱핸드 톱 (Lux, 150mm 길이)Lux, Wermelskirchen, 독일
온도계Testo 922Testo Ltd., 햄프셔, 영국K 형 프로브, 작동 온도 -20 to +50 ° C
오토 클레이브 백클레이브 백vwr.com, VWR International sro, Stribrna Skalice, 체코 공화국
전도성 유리 플레이트맞춤형UPOL - Optics
Trida의 공동 연구소 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, 체코 Rep.Fixative
cream틀니 고정 크림Blend-a-dent Natural
Prongs and fastening system맞춤형 Kanya Al eloxed 프로필유통업체: VISIMPEX a.s.. Seifertova 33, 750 02 Prerov, 체코 공화국;  Kanya RVS 및 PVS 고정 시스템 (http://www.kanya.cz/) + 맞춤형 견인삭의 조합
장착 튜브맞춤형UPOL - 광학,
Trida 17의 공동 연구소 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, 체코 공화국
LED 조명축어적 52204 LED 램프Mitsubishi Chemical Holdings Corporation, Tokyo, Japan
CameraCanon EOS1100DCanon Inc.18-55mm 렌즈
AirpumpResun LP100Resun
스트로브 라이트ELMED Helio-Strob micro2ELMED Dr. Ing. Mense GmbH, Heiligenhaus, 독일
가습기맞춤형음성 연구소, 생물 물리학과, 과학부, Palacky University Olomouc, 체코 공화국
Subglottic tract맞춤형 조정 가능한 subglottic tract음성 연구소, 생물 물리학과, 과학 학부, Palacky University Olomouc, Czech RepublicHampala, V., Svec, Jan, Schovanek, P. 및 Mandat, D. Uzitny vzor c. 25585 : 모델 subglotickeho traktu. [실용신안 제 25585 호 : 성문하 모형] (체코어) 수컵, p. 2013-27834(CZ 25505 U1), 1-7. 24-6-2013. 프라하, Urad prumysloveho vlastnictvi
오토

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