Hemi-laríngeo Setup para o estudo da vibração da prega Vocal em três dimensões

Para compreender como é produzido o som da voz humana e de mamíferos, é importante investigar as vibrações das pregas vocais. Como seu estudo no interior do corpo é difícil, laringes excisadas têm sido utilizadas para obter informações mais detalhadas sobre o comportamento e as propriedades das pregas vocais. Neste vídeo, demonstramos como criar uma configuração conhecida como hemilaringe.

Metade da laringe é removida para visualizar a vibração da prega vocal não apenas de cima, mas também de lado. Isso é benéfico para estudar características vibratórias que permanecem ocultas em uma configuração convencional que utiliza uma laringe inteira. Nesta demonstração, será utilizada a laringe de um veado-vermelho.

Como os espécimes de laringe utilizados geralmente são congelados rapidamente em nitrogênio líquido e armazenados no congelador, é necessário descongelar adequadamente o espécime escolhido para não alterar as propriedades biomecânicas do tecido. Primeiro, insira a laringe congelada em um saco autossuficiente duplo ou em qualquer outro saco plástico com vedação impermeável. Adicione também um peso, que ajuda a manter a laringe abaixo da superfície da água.

Feche o saco e coloque-o em um banho-maria com temperatura de cerca de 30 graus Celsius até que a laringe esteja completamente descongelada. Após a laringe estar totalmente descongelada, retire-a do saco e limpe-a cuidadosamente com solução salina. Se presentes, remova estruturas supérfluas, como os músculos cervicais externos ou o osso hióide.

Para algumas questões de pesquisa bioacústica, as estruturas supralaríngeas podem ser mantidas intactas, o que, no entanto, limita a visibilidade das pregas vocais a partir da parte superior. Encurte a traqueia para um comprimento de cerca de 45 centímetros, para que possa ser usada posteriormente para montar a laringe em um tubo de fornecimento de ar. Antes de prosseguir com o preparo, verifique sempre a laringe quanto a possíveis anomalias teciduais e fissuras ocasionais que possam ter surgido durante o processo de congelamento rápido.

O próximo passo envolve expor uma metade da cartilagem tireoide. Primeiro, remova os músculos laríngeos externos utilizando um bisturi. Inicie o procedimento de corte com um corte vertical inicial através da parte anterior da cartilagem tireoide.

Conduza cuidadosamente o corte mais para o lado que deve ser removido, a fim de evitar danos à prega vocal que precisa ser preservada e estudada. Se a cartilagem estiver muito rígida devido à ossificação, utilize uma serra pequena. Em seguida, corte a cartilagem cricóidea no plano médio-sagital.

Realize a incisão verticalmente entre as cartilagens aritenoides e pare aproximadamente no nível horizontal da incisura tireoidea inferior. Conecte ambas as incisões realizando um corte horizontal a partir da extremidade inferior da incisão vertical na cartilagem cricoide e direcione o corte em direção à incisura tireoidea inferior. Dobre o lado da laringe que será removido em direção ao extremo anterior e faça uma incisão vertical através do tecido mole na face interna da cartilagem tireoidea.

Este é o momento mais crucial de todo o procedimento. Portanto, tenha extrema cautela ao criar a incisão desde a inserção anterior das pregas vocais até a cartilagem tireoide. Se a cartilagem tireoide for seccionada corretamente, a glote resultante sempre apresentará uma pequena lacuna anterior.

Para expor as pregas vocais e obter uma boa visão superior, às vezes é útil remover também as estruturas acima das pregas vocais. Em alguns casos, os tecidos laríngeos moles internos perdem sua conexão com a cartilagem tireoide após o procedimento de corte e interferem nas pregas vocais. Nesse caso, a remoção desse tecido supérfluo é inevitável.

Por fim, remova uma pequena parte da cartilagem tireoide posterior para facilitar a adução das pregas vocais por meio dos aritenoides. A laringe agora possui uma morte em forma de L, compatível com o arranjo da placa de classe em forma de L utilizado na montagem. O lado esquerdo da hemilaringe fornece uma visão medial, onde as incisões na cartilagem tireoide e na cartilagem cricoide são visíveis, juntamente com a prega vocal remanescente e a cartilagem aritenóide.

O conjunto experimental para hemilaringes consiste em três partes básicas. Um tubo de suprimento de ar que fornece ar aquecido e umidificado para dentro da laringe. Em seguida, duas placas transparentes como substituição das partes laríngeas removidas e os pinos para adução da prega vocal estudada e estabilização da laringe.

Agora, vamos montar a laringe no tubo de fornecimento de ar. Cubra o tubo com creme adesivo para prótese dentária e monte a laringe utilizando sua traqueia. O creme adesivo para prótese dentária atua como um adesivo e selará possíveis lacunas.

Fixe a traqueia com uma braçadeira plástica apertada ou outro tipo de grampo útil. Cubra também as bordas do corte com creme adesivo para prótese dentária e fixe as placas transparentes. Estabilize a cartilagem tireoide e aduza a prega vocal utilizando as pontas.

Nesta etapa, a montagem hemi-laríngea está pronta para uso. Aplique o fluxo de ar e verifique a presença de vazamentos. Se o ar estiver escapando lateralmente, selar as lacunas adicionando mais creme fixador.

Para observar as vibrações das pregas vocais em tempo real, pode-se aplicar luz estroboscópica. A principal aplicação do modelo de hemilaringe é observar a vibração das pregas vocais não apenas de cima, mas também de lado. Para esse fim, utilizam-se duas câmeras de vídeo de alta velocidade sincronizadas.

Uma para a vista superior e uma para a vista lateral. Aqui observamos a vibração das pregas vocais do hémis-laringe registrada pelas duas câmeras sincronizadas operando a 6.000 quadros por segundo. O painel esquerdo mostra a vista superior e o painel direito mostra a vista lateral.

A prega vocal vibra a uma taxa de cerca de 70 ciclos por segundo e os vídeos capturados são mostrados aqui em câmera lenta. O espaço entre a prega vocal e a placa de vidro é chamado de glote. Ele pode ser quantificado medindo-se sua área à medida que ela muda ao longo do tempo.

Aqui, essa área glotal é expressa em pixels. É zero quando a prega vocal está em contato com a placa de vidro e não nula quando o ar está fluindo através da glote. A análise do sinal acústico resultante do processo de vibração da prega vocal no hemilaringe mostra que os principais eventos de excitação acústica ocorrem em dois momentos durante um ciclo vibratório.

No momento da abertura glotal, quando a prega vocal perde o contato com a placa de vidro, e no momento do fechamento glótico, quando a prega vocal novamente atinge o contato completo com a placa de vidro. Na próxima animação, a área de contato variável ao longo do tempo entre a prega vocal e a placa de vidro é mostrada em laranja para um ciclo vibratório. Aqui, o modelo de hemilaringe é utilizado para validar um método chamado eletroglotografia ou EGG.

O sinal de EGG adquirido simultaneamente é mostrado aqui em azul. Existe uma correlação razoavelmente boa entre a área de contato das pregas vocais e o sinal de EGG. Isso é documentado com maior detalhe em um estudo recente do nosso grupo.

Na última seção deste vídeo, apresentamos um novo método para avaliar a vibração das pregas vocais em três dimensões chamado análise quimográfica do movimento glótico. Em uma quimograma digital, a informação da imagem encontrada ao longo de uma linha dentro de um vídeo de alta velocidade é avaliada para cada quadro do vídeo e representada da esquerda para a direita. O quimograma resultante mostra o movimento da estrutura da prega vocal ao longo da linha de varredura conforme se desenvolve no tempo.

Os quimogramas são gerados tanto para a vista superior quanto para a lateral, com as linhas de varredura quimográfica posicionadas exatamente no meio da prega vocal. O deslocamento temporal das bordas das pregas vocais é traçado. O gráfico em azul claro mostra a deflexão lateral da prega vocal, enquanto os gráficos vermelho e verde mostram, respectivamente, a deflexão vertical das bordas inferior e superior da prega vocal.

As informações resultantes podem ser combinadas para sintetizar uma animação que mostre o movimento da glote em duas dimensões, conforme visto na linha média glotal. Neste vídeo, fornecemos um tutorial para a criação de um modelo de hemilaringe. Mostramos algumas aplicações potenciais para avaliar a vibração das pregas vocais não apenas de cima, mas também de lado, acrescentando assim dados empíricos cruciais para uma melhor compreensão de um aspecto fundamental da produção da voz.