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Biology

तीन आयामों में मुखर गुना कंपन का अध्ययन करने के लिए Hemi-स्वरयंत्र सेटअप

Published: November 25, 2017 doi: 10.3791/55303
Automatic Translation
1,2, 1, 2,3, 2, 1
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

Summary

यह कागज hemi की तैयारी के लिए एक प्रोटोकॉल का परिचय-गला मुखर गुना कंपन के एक बहु आयामी दृश्य को सुविधाजनक बनाने के नमूनों, क्रम में मानव और गैर मानव स्तनधारियों में आवाज उत्पादन के विभिंन भौतिक पहलुओं की जांच करने के लिए ।

Abstract

मनुष्य और सबसे गैर मानव स्तनधारियों की आवाज आत्म मुखर परतों की दोलन बनाए रखने के माध्यम से गला में उत्पन्न होता है । मुखर गुना कंपन के प्रत्यक्ष दृश्य प्रलेखन विशेष रूप से गैर मानव स्तनधारियों में, चुनौतीपूर्ण है । एक विकल्प के रूप में, आबकारी गला प्रयोगों को नियंत्रित शारीरिक और शारीरिक स्थितियों के तहत मुखर गुना कंपन की जांच करने का अवसर प्रदान करते हैं । हालांकि, एक पूर्ण गला का उपयोग महज मुखर परतों के एक शीर्ष दृश्य प्रदान करता है, बेधड़क बलों के साथ बातचीत के दौरान अवलोकन से दोलन संरचनाओं के महत्वपूर्ण भागों को छोड़कर । इस सीमा एक hemi-गला सेटअप जहां गला के एक आधे मध्य sagittally हटा दिया है, दोनों एक बेहतर और शेष मुखर आत्म निरंतर दोलन के दौरान गुना के एक पार्श्व दृश्य प्रदान करने के उपयोग से दूर किया जा सकता है ।

यहां, hemi-स्वरयंत्र संरचनाओं और उनके प्रयोगशाला बेंच पर बढ़ते की संरचनात्मक तैयारी के लिए कदम दर कदम गाइड दिया जाता है । hemi के अनुकरणीय phonation-गला तैयारी उच्च गति वीडियो दो सिंक्रनाइज़ कैमरों (सुपीरियर और पार्श्व विचारों) द्वारा कब्जा कर लिया डेटा के साथ प्रलेखित है, तीन आयामी मुखर मोड़ गति और इसी समय-अलग संपर्क क्षेत्र दिखा । इस प्रकाशन में hemi-गला सेटअप के प्रलेखन प्रयोगात्मक अनुसंधान में आवेदन और विश्वसनीय दोहराने की सुविधा होगी, आवाज उत्पादन के यांत्रिकी बेहतर समझने की क्षमता के साथ आवाज वैज्ञानिकों प्रदान.

Introduction

आवाज आम तौर पर स्वरयंत्र ऊतक हिल द्वारा बनाई गई है (मुख्य रूप से मुखर परतों), जो एक स्थिर airflow धर्मांतरित, फेफड़ों द्वारा आपूर्ति, airflow दालों के एक दृश्य में. ध्वनिक दबाव तरंग (यानी, प्राथमिक ध्वनि) प्रवाह दालों के इस अनुक्रम से उभरते ध्वनिक मुखर पथ जो उन्हें फिल्टर उत्तेजित करता है, और जिसके परिणामस्वरूप ध्वनि मुंह से विकीर्ण है और (एक निश्चित डिग्री करने के लिए) नाक से1 . उत्पंन ध्वनि के वर्णक्रमीय संरचना मुख्यतः मुखर गुना कंपन की गुणवत्ता से प्रभावित है, स्वरयंत्र यांत्रिकी और सांस airflow2के साथ बातचीत द्वारा नियंत्रित । दोनों एक नैदानिक और एक अनुसंधान के संदर्भ में, प्रलेखन और मुखर गुना कंपन का आकलन इस प्रकार सबसे अधिक ब्याज की है जब आवाज उत्पादन का अध्ययन ।

मनुष्यों में, vivo में ध्वनि उत्पादन के दौरान गला के प्रत्यक्ष इंडोस्कोपिक जांच चुनौतीपूर्ण है, और यह लगभग असंभव है मानव स्तनधारियों में, वर्तमान तकनीकी साधनों को देखते हुए । इसलिए, और आदेश में सावधानी से नियंत्रित शारीरिक और/या शारीरिक प्रयोगात्मक सीमा शर्तों, एक्साइज larynges3,4 के उपयोग की गारंटी के लिए कई मामलों में है vivo में जांच के लिए एक पर्याप्त प्रतिस्थापन आवाज उत्पादन तंत्र ।

मुखर गुना कंपन एक जटिल तीन आयामी घटना है5. जबकि पारंपरिक स्वरयंत्र एंडोस्कोपी की तरह जांच तरीकों (vivo में) या आबकारी गला तैयारी आम तौर पर हिल मुखर6के केवल एक बेहतर दृश्य प्रदान करते हैं, वे पूरा तीन आयामी विश्लेषण के लिए अनुमति नहीं देते मुखर मोड़ गति । विशेष रूप से, बेहतर दृश्य में निचले (caudal) मुखर परतों के हाशिए थरथानेवाला चक्र के एक प्रमुख हिस्से के दौरान अदृश्य हैं । यह अवर (caudal) और बेहतर (कपाल) मुखर परतों, एक घटना है जो आम तौर पर मुखर गुना दोलन5के दौरान देखा जाता है की बढ़त के बीच के चरण में देरी के कारण है । गणितीय और शारीरिक मॉडलों से निष्कर्षों का समर्थन करने के लिए प्रत्यक्ष अनुभवजंय सबूत के रूप में दुर्लभ है, ज्यामिति और कम मुखर मोड़ एज7की गति का ज्ञान, और इस प्रकार subglottal चैनल की ज्यामिति8,9 , 10 बेहतर स्वरयंत्र airflow, मुखर गुना ऊतक, और जिसके परिणामस्वरूप सेना और दबाब11,12के बीच बातचीत को समझने के लिए महत्वपूर्ण है । मुखर गुना कंपन है कि पारंपरिक बेहतर दृश्य से छिपा हुआ है का एक और पहलू ऊर्ध्वाधर (caudo-कपाल) दो मुखर परतों के बीच संपर्क की गहराई है । ऊर्ध्वाधर संपर्क गहराई मुखर परतों, जो मुखर गायन में इस्तेमाल किया रजिस्टर का एक संभावित संकेतक है की ऊर्ध्वाधर मोटाई से संबंधित है ("छाती" बनाम "falsetto" रजिस्टर)13,14।

आदेश में पारंपरिक की कमियों को दूर करने के लिए (पूर्ण) आबकारी गला तैयारी, एक तथाकथित hemi-गला सेटअप का उपयोग किया जा सकता है, जहां गला का एक आधा हटा दिया जाता है, इस प्रकार शेष की थरथानेवाला विशेषताओं के आकलन की सुविधा मुखर तीन आयामों में गुना । हैरानी की बात है, 1960 के दशक में इस सेटअप की शुरूआत के बाद से15 और १९९३ में अवधारणा के एक प्रारंभिक सत्यापन16, नहीं कई प्रयोगशालाओं इस होनहार प्रयोगात्मक दृष्टिकोण के साथ प्रयोग किया है17,18 ,19,20,21,22,23. इस के लिए एक विवरण एक व्यवहार्य hemi-गला तैयारी बनाने की कठिनाइयों में पाया जा सकता है । जबकि पारंपरिक एक्साइज (पूर्ण) गला तैयारी अच्छी तरह से4प्रलेखित है, कोई ऐसी में गहराई से निर्देश के रूप में अभी तक एक hemi-गला सेटअप बनाने के लिए उपलब्ध हैं । इसलिए यह इस कागज के प्रयोजन के लिए एक मज़बूती से प्रतिलिपि hemi-गला सेटअप, लाल हिरण नमूनों से प्रयोगात्मक परिणामों द्वारा पूरक स्थापित करने के लिए एक ट्यूटोरियल प्रदान करने के लिए है ।

एक hemi-गला सेटअप एक "पारंपरिक" एक्साइज गला सेटअप, जैसे माप उपकरण, उच्च गति या अंय इमेजिंग प्रौद्योगिकी के साथ कई सुविधाओं के लिए पर्याप्त रूप से ध्वनि उत्पादन, या उचित के दौरान स्वरयंत्र संरचनाओं के कंपन दस्तावेज़ गरम, humidified हवा की आपूर्ति । इन सामांय सेटअप विचार दोनों एक पुस्तक अध्याय4 और आवाज और भाषण24के राष्ट्रीय केंद्र से एक तकनीकी रिपोर्ट में विस्तार से वर्णित हैं । इन निर्देशों की पुनरावृत्ति इस पांडुलिपि के दायरे से बाहर होगा । यहां, केवल एक hemi-गला सेटअप पैदा करने के लिए विशेष निर्देशों प्रस्तुत कर रहे हैं ।

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Protocol

पशु इस पत्र में विश्लेषण नमूनों Olomouc, चेक गणराज्य में Palacky विश्वविद्यालय के मानक नैतिक आवश्यकताओं के अनुसार इलाज किया गया । वे जंगलों में बेतहाशा रहने वाले लाल हिरण से स्टेम करते हैं, जो एक नियमित शिकार के मौसम के दौरान चेक सेना वन सेवा द्वारा शिकार किए गए थे ।

1. Hemi-गला नमूना की तैयारी

नोट: केवल ठीक से तैयार नमूनों का उपयोग किया जाना चाहिए, जैसा कि4 में दर्शाया गया है । गला25 की त्वरित ठंड के तुरंत बाद उत्पाद और भंडारण पर-८० ° c ऊतक क्षरण और यांत्रिक गुणों के परिवर्तन की क्षमता को कम करता है, और किसी भी सुविधाजनक समय पर प्रयोगों प्रदर्शन की अनुमति देता है ।

  1. गला को ठंढ
    1. दो आटोक्लेव बैग या निविड़ अंधकार सील के साथ किसी भी अंय प्लास्टिक बैग में जमे हुए गला डालें । बैग सील और उंहें एक पानी 30 ° c को गरम स्नान में डाल जब तक गला पूरी तरह से है । अवधि की आवश्यकता कुछ घंटों से अधिक एक दिन से पर्वतमाला, गला आकार और ठंड तापमान पर निर्भर करता है ।
  2. गला सफाई
    1. गला के बाद, यह बैग से हटाने और खारा समाधान (०.९% NaCl) के साथ अच्छी तरह से साफ है ।
    2. ध्यान से अनावश्यक ऊतक के रूप में लागू (यानी बाहरी गर्दन की मांसपेशियों, hyoid हड्डी आदि) मुख्य स्वरयंत्र संरचनाओं को नुकसान पहुंचाए बिना, और एक हवा की आपूर्ति ट्यूब पर गला बढ़ते के लिए पर्याप्त लंबाई के लिए श्वासनली कम (आमतौर पर सीए. 4-5 सेमी) ।
    3. संभावित ऊतक विसंगतियों के लिए स्वरयंत्र ऊतक की जांच करें, ऐसे घावों के रूप में, कार्बनिक विकृति, या संभावित ठंड प्रक्रिया से होने वाली दरारें, जो गला अनुपयुक्त प्रयोग के लिए कर सकता है ।
  3. थायराइड और cricoid उपास्थि का एक्सपोजर
    1. थायराइड और cricoid उपास्थि एक स्केलपेल का उपयोग कर के आसपास बाहरी स्वरयंत्र मांसपेशी ऊतक के भागों को हटाने, इस प्रकार hemi-गला बनाने के मध्य sagittal कटौती के लिए तैयार करने में उपास्थि को उजागर. यह तैयारी चरण चित्र 1a और 1bमें दर्शाया गया है ।
  4. मध्य sagittal थायराइड उपास्थि के माध्यम से कटौती
    1. थायराइड उपास्थि के पूर्वकाल भाग के माध्यम से एक प्रारंभिक ऊर्ध्वाधर कट बनाओ ।
    2. ध्यान से थोड़ा और पक्ष है कि के बारे में है हटाया जा करने के लिए, आदेश में मुखर गुना है कि संरक्षित रहने की जरूरत को नुकसान नहीं है पर जगह है । यदि संभव हो, काटने के लिए एक स्केलपेल का उपयोग करें । यदि उपास्थि ossified है, एक छोटे से देखा का उपयोग करें ।
  5. cricoid उपास्थि काटना
    1. खड़ी कटौती का नेतृत्व (हीन) से arytenoid उपास्थि के बीच में और फिर cricoid उपास्थि के माध्यम से एक लगभग क्षैतिज स्तर पर अवर थायराइड पायदान.
  6. एक मुखर मोड़ के हटाने, गला में एक एल के आकार का चीरा बनाने
    1. एक क्षैतिज cricoid उपास्थि में पहले से बनाया ऊर्ध्वाधर कटौती के अवर अंत से शुरू कटौती बनाओ, और अवर थायराइड पायदान की ओर नई कटौती का नेतृत्व । पूर्वकाल में गला कि हटाया जा रहा है की ओर गुना ।
    2. थायराइड उपास्थि के भीतर की ओर कोमल ऊतक के माध्यम से एक ऊर्ध्वाधर कट बनाओ-सावधान रहना है जबकि थायरॉयड उपास्थि को मुखर परतों के पूर्वकाल लगाव के बीच में कटौती अग्रणी, इस प्रकार मुखर गुना करने के लिए नुकसान से बचने ।
  7. थायराइड उपास्थि के माध्यम से कटौती का शोधन
    1. एक स्केलपेल, एक देखा, या एक फ़ाइल का प्रयोग करें, आदेश में थायराइड उपास्थि में एक ठीक सीधे कटौती लागू करने के लिए, और के रूप में संभव के रूप में पहले निरीक्षण मुखर गुना के पूर्वकाल भाग के लिए बंद हो ।
    2. निकालें भी पीछे थायराइड उपास्थि का एक छोटा सा हिस्सा है, ताकि adducting arytenoid उपास्थि के लिए शूल डालने और इस तरह मुखर गुना के लिए जगह बनाने के लिए (नीचे देखें) । यह तैयारी चरण चित्रा 1C और 1 डीमें चित्रित किया गया है ।
      नोट: अनुसंधान के सवाल पर निर्भर करता है, पूरे मुखर गुना की पूर्ण प्रदर्शनी के ऊपर से अपनी दृश्यता सक्षम करने के लिए आवश्यक हो सकता है । ऐसी स्थिति में, (सच) मुखर गुना ऊपर संरचनाओं (यानी, वेंट्रिकुलर या vestibular गुना, के रूप में लागू नमूना के एनाटॉमी दिया) हटा दिया जाना चाहिए । कुछ नमूनों में इनर नरम मुखर परतों के ऊपर कोमल स्वरयंत्र ऊतक थायराइड उपास्थि के साथ अपने संबंध खो सकते हैं और मुखर कंपन के दौरान गुना के साथ हस्तक्षेप, संभावित नकली (ज्यादातर अनियमित) थरथरानवाला पैटर्न के कारण. ऐसे मामले में है कि ऊतक के सावधान हटाने अपरिहार्य है ।

Figure 1
चित्र 1 : Hemi-गला तैयारी और बढ़ते । (क) और (ख) गला नमूना साफ, औसत दर्जे का और पीछे देखने, वाम मुखर गुना हटाने से पहले; (ग) और (घ) hemi-गला एल के आकार का चीरा के साथ (वाम मुखर हटा गुना), औसत दर्जे का और पीछे देखने के लिए तैयार । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

2. Hemi-गला प्रयोग

  1. Hemi-स्वरयंत्र सेटअप
    1. एक हवा की आपूर्ति ट्यूब जो गला में गर्म और humidified हवा बचाता का प्रयोग करें ।
    2. हटा स्वरयंत्र भागों के लिए एक प्रतिस्थापन के रूप में दो सीधा व्यवस्थित पारदर्शी प्लेटों का निर्माण ।
    3. गला की स्थिरता बढ़ाने और ऊर्ध्वाधर ग्लास प्लेट के लिए शेष मुखर गुना adducting द्वारा एक उचित पूर्व phonatory गला विंयास बनाने के लिए 4 शूल का प्रयोग करें ( चित्रा 2a) देखें ।
      नोट: सैद्धांतिक रूप से, मुखर परतों भी एक चरखी-लीवर सिस्टम पर टांके और वजन द्वारा adducted जा सकता है 26 . हालांकि, इस तरह के एक दृष्टिकोण है, इन लेखकों की सबसे अच्छी जानकारी के लिए, अभी तक एक hemilarynx तैयारी के लिए प्रयास नहीं किया गया है ।

Figure 2

चित्र 2 : Hemi-गला सेटअप । (A) समर्थन संरचनाओं: एयर आपूर्ति ट्यूब, एल के आकार का ग्लास प्लेट व्यवस्था, adduction शूल । (ख) घुड़सवार hemi-adduction शूल के साथ गला तैयारी । (ग) और (घ) hemi-गला-तैयारी के बंद-अप, पक्ष से देखा और ऊपर से, क्रमशः । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

  1. hemi बढ़ते-गला
    1. दांतों निर्धारण क्रीम के साथ हवा की आपूर्ति ट्यूब कवर और गला अपने श्वासनली के शेष भाग का उपयोग कर माउंट । निर्धारण क्रीम एक चिपकने के रूप में काम करता है और संभावित अंतराल बंद कर देता है, इस प्रकार एक हवा तंग सील बनाने ।
    2. एक प्लास्टिक कस पट्टा या एक नली दबाना के साथ श्वासनली जकड़ना ।
    3. इसके अलावा, निर्धारण क्रीम के साथ थायराइड उपास्थि के माध्यम से कटौती के किनारों को कवर, जबकि मुखर गुना या भीतरी नरम स्वरयंत्र ऊतकों पर निर्धारण क्रीम के प्रसार से परहेज ।
    4. पारदर्शी प्लेटें लगायेंगे ।
  2. थायराइड उपास्थि का स्थिरीकरण, मुखर शूल का उपयोग गुना के adduction
    1. थाली के लिए मुखर गुना adduct और थायराइड उपास्थि को स्थिर करने के लिए शूल का प्रयोग करें ।
    2. के बाद निर्धारण क्रीम सेट है, airflow मुखर गुना दोलन स्थापित करने के लिए और hemi-गला और कांच प्लेटों के बीच संभव लीक के लिए जांच करने के लिए लागू होते हैं ।
    3. अधिक निर्धारण क्रीम जोड़कर अंत में होने वाले अंतराल सील ।

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Representative Results

hemi के चित्र-गला तैयारी और उसके हवा की आपूर्ति ट्यूब पर बढ़ते, के रूप में पिछले अनुभाग में संदर्भित, चित्रा 1 और चित्रा 2, क्रमशः में प्रदान की जाती हैं ।

दो कैमरा कोण से मुखर गुना कंपन के प्रलेखन

Airflow-प्रेरित स्व-hemi के बनाए दोलन-गला मुखर गुना ऊपर से प्रलेखित किया गया था और साथ में दो सिंक्रनाइज़ उच्च गति वीडियो (एचएसवी) ६,००० फ्रेम/एस, समय से पूरित कैमरों में संचालित ध्वनिक की तुल्यकालिक रिकॉर्डिंग और electroglottographic (नीचे देखें) ४४.१ kHz पर नमूना डेटा । उपयोग उपकरणों की एक सूची सहित डेटा अधिग्रहण सेटअप पर अधिक जानकारी के लेखक के इस समूह द्वारा पिछले प्रकाशनों में पाया जा सकता है 27,28। इन एचएसवी रिकॉर्डिंग से फुटेज के साथ वीडियो में दिखाया गया है । अभी भी छवियों, थरथानेवाला चक्र के भीतर प्रतिनिधि क्षणों में निकाले गए, चित्रा 3में दिखाया गया है. शीर्ष दृश्य (प्रत्येक पैनल के ऊपरी आधे) medio-पार्श्व मुखर मोड़ो आंदोलन से पता चलता है, चित्र3 ए में एक खुला उपजिह्वा का संकेत है, glottal हवा के प्रवाह की अनुमति, whilst में चित्राबी डी उपजिह्वा बंद कर दिया है (मुखर गुना के साथ पूरा संपर्क में है ऊर्ध्वाधर कांच की थाली), इस प्रकार glottal हवा के प्रवाह को गिरफ्तार । पक्ष को देखने (प्रत्येक पैनल के निचले आधे) अंक में बी-डी कांच की थाली के खिलाफ मुखर गुना संपर्क के एक अलग डिग्री, साथ ही साथ एक अलग ज्यामिति और उस संपर्क के ऊर्ध्वाधर स्थान का सुझाव है ।

Figure 3
चित्र 3 : Hemi-गला मुखर मोड़ कंपन । (A-D) ऊपर से उच्च गति वीडियो फुटेज से अभी भी छवियों (प्रत्येक पैनल के ऊपरी आधे) और साइड व्यू कैमरा (प्रत्येक पैनल के निचले आधे), थरथानेवाला चक्र के भीतर प्रतिनिधि बिंदुओं पर निकाले गए । (ए) में मुखर गुना संपर्क के अभाव नोट, और (दोनों क्षेत्र, आकार, और स्थिति में) मुखर गुना संपर्क में (B-D). कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Kymographic glottal मोशन एनालिसिस

मात्रात्मक glottal गति विश्लेषण चित्रा 4में सचित्र है । उपजिह्वा के बीच चर खोलने है (हिल) मुखर29गुना, स्व-निरंतर दोलन के दौरान उनके विक्षेपन के द्वारा बनाई गई । शीर्ष दृश्य एचएसवी फुटेज के कला विश्लेषण के राज्य मुखर30,31परतों के पार्श्व विक्षेपन अनुरेखण की अनुमति देता है । hemi-गला तैयार यहां वर्णित भी ऊर्ध्वाधर (caudo-कपाल) मुखर गुना कंपन के पहलुओं का आकलन करने की सुविधा कहते हैं ।

Figure 4
चित्र 4 : Kymographic glottal मोशन एनालिसिस.
(A) और (B) वीडियो hemi-गला, उच्च गति वीडियो (एचएसवी) रिकॉर्डिंग से लिया ६,००० फ्रेम्स/एस के ऊपर और पक्ष विचार दिखा रहा है । पीले ऊर्ध्वाधर लाइनों पैनल सी और ई शीर्ष देखने के लिए में दिखाया kymograms के लिए kymographic स्कैन लाइन स्थिति का संकेत है, और पैनल डी और पक्ष को देखने के लिए एफ । (ग) और (घ) डिजीटल kymograms को क्रमशः ऊपर और सुसाइड व्यू के एचएसवी फुटेज से निकाला गया. (ई) kymogram से निकाले गए मुखर मोड़ के समय बदलती पार्श्व विस्थापन और एक लाइन (छोटी डैश) के साथ पता लगाया । (च) मुखर गुना के अवर और श्रेष्ठ किनारों के समय-भिन्न विक्षेपों, kymogram से मूल्यांकन और एक डैश्ड और एक डॉटेड रेखा के साथ क्रमश: traced । (G) समय-भिन्न glottal संरचनाओं का संक्षिप्त चित्रण: पार्श्व मुखर गुना विक्षेपन ("ऊपर", पीला वायलेट), और सुपीरियर के ऊर्ध्वाधर विक्षेपन ("पक्ष समर्थन.", गहरे लाल) और अवर ("साइड inf.", डार्क ग्रीन) मुखर गुना किनारों से निकाले पैनलों ई और एफ में दिखाया kymograms (एच) गति glottal संरचना विस्थापन पैनल जी (मैं) और (जम्मू) glottal गति पुनर्निर्माण में दिखाया गया डेटा से व्युत्पंन गति बेहतर और के विस्थापन डेटा से व्युत्पंन पैनल जी में दिखाया गया अवर मुखर गुना मार्जिन तीर रोटेशनल आंदोलन की दिशा का संकेत देते हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

टॉप और साइड व्यू एचएसवी डेटा (आंकड़े 4c और 4d) से दो डिजिटल kymograms जनरेट किए गए थे । एक डिजिटल kymogram (DKG) में३२,३३,३४,३५, एक एकल पंक्ति से पिक्सेल डेटा (आमतौर पर अधिकतम मुखर गुना थरथानेवाला आयाम के बिंदु पर), लगातार उच्च गति के एक नंबर से लिया वीडियो फ़्रेम, abscissa पर एक लौकिक अक्ष बनाने के लिए श्रेणीबद्ध हैं । DKG स्कैन लाइन द्वारा कवर संरचनाओं के समय-बदलती विस्थापन के तालमेल पर दिखाई देता है । चित्र 4c-Fमें दिखाए गए उदाहरण में, शीर्ष और पार्श्व दृश्य के DKG स्कैन लाइन स्थितियां, Hampala एट अलद्वारा वर्णित दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, मुखर गुना के antero-पीछे (ventro-पृष्ठीय) आयाम के साथ आधी चुनी गईं । Eq .127.

पार्श्व और caudo-कपाल विक्षेपन उपजिह्वा, delineated अवर और सुपीरियर मुखर गुना किनारों द्वारा, DKG डेटा (आंकड़े 4E और 4F) के भीतर का पता लगाया गया और मीट्रिक इकाइयों में व्यक्त की वीडियो फ्रेम दर और अंशांकन में एंबेडेड जानकारी के आधार पर वीडियो (चित्रा 4g और एच) । मुखर गुना के बीच में दो आयामी (पार्श्व और ऊर्ध्वाधर) glottal गति का पुनर्निर्माण (यानी, अधिकतम थरथानेवाला आयाम की जगह) तीन पूरा glottal चक्र पर चित्रा 4E और एफमें दिखाया गया है. glottal चक्र के बहुमत के दौरान, मुखर गुना कांच की थाली के साथ संपर्क में था (glottal बंद करने का प्रतिनिधित्व), लेकिन अलग संपर्क गहराई के साथ. खुले चरण के दौरान (यानी, जब मुखर गुना कांच की थाली के साथ संपर्क में नहीं है), अवर के निशान और बेहतर मुखर गुना एज फ्यूज, और वे एक जटिल चक्रीय गति पैटर्न प्रदर्शन, अन्य अध्ययनों से परिणामों के साथ आंशिक समझौते में 5 , 20 , ३६ , ३७ (गति मनुष्यों में पाया पैटर्न के लिए है कि लाल हिरण नमूना यहां की जांच की तुलना में अधिक अंडाकार हो जाता है) । दिलचस्प है, ऊर्ध्वाधर विस्थापन के बारे में 10 मिमी का एक थरथानेवाला आयाम तक पहुंच गया, यानी, परिमाण के लगभग एक आदेश जो मनुष्यों में पाया गया था से भी बड़ा है ।

मुखर गुना संपर्क क्षेत्र का मूल्यांकन

Electroglottography (EGG)३८ एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गैर इनवेसिव विधि phonation के दौरान सापेक्ष मुखर गुना संपर्क क्षेत्र (VFCA) में परिवर्तन को मापने के लिए है । एक कम तीव्रता, उच्च आवृत्ति वर्तमान गला के प्रत्येक पक्ष पर मुखर गुना स्तर पर रखा दो इलेक्ट्रोड के बीच पारित कर दिया है. मुखर मोड़ (de) स्वरयंत्र ध्वनि उत्पादन के दौरान संपर्क करने के लिए बड़े पैमाने पर समय के लिए आनुपातिक कर रहे हैं के परिणामस्वरूप प्रवेश विविधताओं-अलग सापेक्ष मुखर गुना संपर्क क्षेत्र३९। अंडा संकेत एक विश्वसनीय शारीरिक मुखर गुना कंपन के सहसंबंधी माना जाता है, मौलिक आवृत्ति और थरथरानवाला शासन को दर्शाती है (अनियमित या आवधिक, bifurcations सहित). अपने व्यापक आवेदन के बावजूद, VFCA और अंडे तरंग के बीच संभव प्रत्यक्ष संबंध है, हाल ही में जब तक, केवल एक ही अध्ययन में परीक्षण किया गया है17, VFCA और अंडे संकेत परिमाण के बीच एक लगभग रैखिक संबंध का सुझाव । हालांकि, प्रवाह प्रेरित मुखर गुना कंपन है कि अध्ययन में जांच नहीं की गई । इसलिए, उचित शारीरिक स्थितियों के तहत रिश्तेदार VFCA के एक उपाय के रूप में अंडे की एक कठोर अनुभवजंय मूल्यांकन इसलिए अभी भी जरूरत थी ।

इस मुद्दे को संबोधित करते हुए, लेखकों के इस समूह ने हाल ही में एक आबकारी hemi-गला एक आयोजन ग्लास प्लेट का उपयोग तैयारी में तीन लाल हिरण larynges की जांच की है27। समय मुखर गुना और कांच की थाली के बीच संपर्क बदलती उच्च गति वीडियो ६००० एफपीएस पर sagittal विमान में किए गए रिकॉर्डिंग, ± ०.१६७ सुश्री प्रतिनिधि के एक सटीकता के साथ अंडे के संकेत के साथ सिंक्रनाइज़ द्वारा निगरानी की गई थी कि अध्ययन से परिणाम में दिखाया गया है चित्रा 5, अंडा संकेत और VFCA के बीच एक अच्छा समझौते के लिए एक औसत का संकेत है-विवरण के लिए संदर्भ27 देखें) ।

Figure 5
चित्र 5 : मुखर गुना संपर्क क्षेत्र (VFCA) और electroglottographic (अंडा) तरंग की तुलना. (A-D) एक glottal चक्र के भीतर चार पल में एक लाल हिरण hemi-गला के पक्ष को देखने दिखा उच्च गति वीडियो डेटा से वीडियो अब भी । मैन्युअल रूप से मूल्यांकन मुखर गुना संपर्क क्षेत्र (यानी, क्षेत्र जहां मुखर गुना hemi-गला सेटअप में ऊर्ध्वाधर कांच की थाली के साथ संपर्क में था) सियान में आरोपित है. (ई) एक glottal चक्र के मुखर गुना संपर्क चरण के लिए सामान्यीकृत अंडे और VFCA डेटा की तुलना. VFCA डेटा glottal चक्र पर मुखर गुना संपर्क क्षेत्र (पिक्सल में गिना) के आकलन से उपजी । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

hemi-गला तैयारी "पारंपरिक" (पूर्ण) आबकारी गला सेटअप के लाभ: इस तरह के एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण में, शारीरिक और शारीरिक सीमा शर्तों और मापदंडों (जैसे subglottal दबाव या मुखर गुना बढ़ाव) हो सकता है काफी अच्छी तरह से नियंत्रित । hemilarynx के व्यवहार के लिए है कि एक परिपूर्ण पार्श्व समरूपता के साथ एक पूर्ण गला के मुताबिक़ है, अपवाद है कि कुछ मानकों के परिमाण के साथ (उदा, वायु प्रवाह दर, ध्वनि दबाव) लगभग ५०% से कम कर रहे हैं, अभी भी भीतर जा रहा है यथार्थवादी16पर्वतमाला । पूर्ण एक्साइज गला दृष्टिकोण के प्रमुख नुकसान, यानी, बेहतर अवर (caudo-कपाल) आयाम के साथ मुखर गुना सतह की दृश्यता की कमी, hemi-गला सेटअप में दूर है हिल मुखर के एक पक्ष को देखने के द्वारा प्रदान करके गुना. hemi-गला सेटअप इस प्रकार कई आयामों में मुखर गुना गति के आकलन की अनुमति देता है, जो महत्वपूर्ण है जब मानव और गैर मानव स्तनधारियों में भौतिक ध्वनि उत्पादन तंत्र के महीन विवरण समझने की कोशिश कर रहा ।

यहां, hemi-गला सेटअप के कई अनुकरणीय आवेदन प्रदर्शन किया गया है । दो कैमरा कोण से मुखर गुना कंपन के प्रलेखन आगे गुणात्मक और मात्रात्मक डेटा विश्लेषण की अनुमति देता है । ऊर्ध्वाधर दिशा में kymographic glottal गति विश्लेषण, नव इस पत्र में शुरू की, antero-पीछे (dorso-ventral) glottal अक्ष के साथ एक चयनित स्थिति के साथ उपजिह्वा के लौकिक ज्यामितीय रूपांतरों के पुनर्निर्माण की अनुमति देता है । जब कई बिंदुओं के लिए इस विश्लेषण दोहरा glottal धुरी के साथ स्थान equidistantly, पूरे glottal गति खंगाला जा सकता है । ध्यान दें कि इस दृष्टिकोण के रूप में अंकन और व्यक्तिगत "fleshpoints" मुखर गुना ऊतक में पर नज़र रखने के द्वारा मुखर गुना गति के आकलन की तुलना में, लेकिन नहीं समान परिणाम प्रदान करता है (उपजिह्वा बनाने नहीं अंक पर भी), उदा सूक्ष्म टांके20 या सिलिकॉन कार्बाइड कणों5,४०। समय के बारे में सटीक ज्ञान-तीन आयामों में glottal ज्यामिति अलग glottal airflow और हिल स्वरयंत्र ऊतक के साथ अपनी बातचीत के विवरण की जांच करने के लिए महत्वपूर्ण है । उदाहरण के लिए, स्व के अभिकलनी मॉडल मुखर गुना कंपन airflow जेट जुदाई के बिंदु के विषय में अधिक अनुभवजंय डेटा के रूप में सुधार किया जा सकता है ४१,४२,४३,४४, ४५,४६,४७,४८ उपलब्ध हो जाते हैं ।

के रूप में चित्रा 5में सचित्र, hemi-गला तैयारी मुखर गुना संपर्क क्षेत्र के मूल्यांकन में सक्षम बनाता है (VFCA) स्व के दौरान निरंतर मुखर गुना कंपन । एक के लिए, VFCA के सापेक्ष परिमाण अलग समय के ज्ञान के लिए electroglottographic माप से परिणाम को मांय करने के लिए उपयोगी है27, के रूप में अंडा vivo मेंमुखर गुना कंपन के गैर इनवेसिव मूल्यांकन के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल विधि है । इसके अलावा, सटीक VFCA ज्यामिति और समय के साथ अपनी भिन्नता का माप बेहतर मुखर गुना संपर्क गहराई ४९ और तथाकथित श्लैष्मिक वेव५० की गति के लिए अपने संभावित संबंध की धारणा को समझने के लिए महत्वपूर्ण साबित हो सकता है , ५१ , ५२ , ५३. वहां, एक airflow संचालित यात्रा लहर मुखर गुना ऊतक के सतह कवर परत के भीतर होता है । इस लहर के साथ शुरू में कदम ट्रांस-glottal airflow अवर से बेहतर मुखर गुना बढ़त के लिए, और फिर यह एक बार हर थरथरानवाला चक्र५४के ऊपरी मुखर गुना सतह के पार बाद में प्रचार.

सभी बातों पर विचार किया, hemi-गला दृष्टिकोण एक शक्तिशाली है, अभी तक व्यापक रूप से बुनियादी आवाज विज्ञान के लिए अनुभवजंय तरीकों के वर्तमान में उपलब्ध शस्त्रागार के घटक नहीं है । यहां, एक hemi-गला तैयारी बनाने के लिए एक ट्यूटोरियल प्रस्तुत किया है, और कुछ संभावित भविष्य अनुप्रयोगों पर चर्चा कर रहे हैं । दिए गए निर्देश विभिन्न प्रयोगशालाओं में प्रयोगों की पुनरावृत्ति में सुधार करने में मदद कर सकते हैं, इस प्रकार आवाज उत्पादन के यांत्रिकी बेहतर समझने की क्षमता के साथ आवाज वैज्ञानिकों प्रदान.

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

यह काम ऑस्ट्रिया के विज्ञान अकादमी (CTH), चेक गणराज्य परियोजना सं की प्रौद्योगिकी एजेंसी के एक अलग अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था । TA04010877 (CTH, VH and JGS), और चेक साइंस फाउंडेशन (GACR) परियोजना सं GA16-01246S (to JGS) । हम अपने सुझाव के लिए डब्ल्यू Tecumseh फिच धंयवाद दांतों निर्धारण क्रीम का उपयोग करें, और आईएनजी । Liska ने आबकारी हिरण larynges को प्राप्त करने में उनकी मदद के लिए चेक सेना वन सेवा से पी.

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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फिजियोलॉजी अंक १२९ आवाज उत्पादन hemi-गला आबकारी गला मुखर परतों kymographic glottal गति विश्लेषण मुखर गुना संपर्क VFCA electroglottography
तीन आयामों में मुखर गुना कंपन का अध्ययन करने के लिए Hemi-स्वरयंत्र सेटअप
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Herbst, C. T., Hampala, V., Garcia,… More

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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