Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

Hemi гортани установки для изучения вибрации голосовых связок в трех измерениях

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

Этот документ представляет собой протокол для подготовки образцов hemi гортани, облегчить представление многомерного вибрации голосовых связок, чтобы исследовать различные биофизические аспекты производства голос в организме человека и млекопитающих не человеческого.

Abstract

Голос людей и большинство не человеческого млекопитающих формируется в гортани путем самоподдерживающегося колебаний голосовых складок. Прямого визуального документации вибрации голосовых связок является сложной задачей, особенно в не человеческого млекопитающих. В качестве альтернативы подакцизным гортани эксперименты дают возможность расследовать вибрации голосовых связок в контролируемых условиях физиологические и физические. Однако использование полного гортани просто обеспечивает вид сверху голосовых складок, исключая важнейших частей осциллируя структур от наблюдения во время их взаимодействия с аэродинамических сил. Это ограничение можно преодолеть путем использования установки hemi гортани, где одна половина гортани середине sagittally снимается, обеспечивая превосходную и боковой вид остальных голосовых связок во время самостоятельного колебаний.

Здесь дается пошаговое руководство для анатомических подготовки hemi гортани структур и их монтаж на лабораторном столе. Образцовое фонации hemi гортани подготовки документально с высокоскоростной передачи видео данных, захвачен два синхронизированных камер (Улучшенный и боковых взглядов), показ трехмерной голосовых связок движения и соответствующего времени площадь контакта. Документация hemi гортани установки в настоящей публикации облегчит приложения и надежной повторяемости в экспериментальных исследованиях, обеспечивая потенциал, чтобы лучше понять биомеханики производства голос голос ученых.

Introduction

Голос обычно создается путем вибрируя гортани тканей (главным образом Голосовые складки), который преобразует устойчивый воздушный поток, поставляемых в легких, в последовательность импульсов воздуха. Акустическое давление сигнала (то есть, основной звук) выходящих из этой последовательности потока импульсов акустически возбуждает голосового тракта, который фильтрует их, и результирующий звук излучается от устья и (в определенной степени) из носа1 . Спектральный состав генерируемого звука в значительной степени влияют на качество вибрации голосовых связок, регулируется гортани биомеханики и взаимодействия с трахеи воздуха2. Как в клинических, так и в контексте исследований документации и оценки вибрации голосовых связок является таким образом прежде всего интерес при изучении голос производства.

В организме человека прямые эндоскопической Исследование гортани во время регистрации звукорежиссуры в естественных условиях является сложной задачей, и это практически невозможно в нечеловеческих млекопитающих, учитывая текущие технологические средства. Таким образом и в целях гарантирования тщательно контролируется физических или физиологических экспериментальных граничных условий, использование подакцизным larynges3,4 во многих случаях является адекватной заменой расследования в естественных условиях голос механизмов производства.

Вибрации голосовых связок является сложной трехмерной явление5. В то время как обычные следственные методы, как Эндоскопия гортани (в естественных условиях) или подготовка к подакцизным гортани обычно предоставляют только Улучшенный вид вибрации голосовых складок6, они не позволяют полностью трёхмерный анализ движения голосовых связок. В частности в представлении улучшенный более низкой маржей (хвостовой) голосовых складок являются невидимыми во время большая часть вибрационного цикла. Это обусловлено фазы задержка между нижней (хвостовой) и улучшенный (черепа) краем голосовых складок, явление, которое обычно видели во время колебаний голосовых связок5. Как прямой эмпирических данных для резервного копирования выводы из математических и физических моделей скудные, знание геометрии и движения нижней вокала сложить край7и таким образом геометрии8,subglottal канала9 , 10 имеет решающее значение для лучшего понимания взаимодействия между гортани воздуха, голосовых связок ткани и в результате силы и давления11,12. Другим аспектом вибрации голосовых связок, что скрыто от обычного Улучшенный вид является вертикальная глубина (caudo черепной) контакта между двумя голосовых складок. Вертикальная глубина контакта связана с вертикальной толщина голосовых складок, который является потенциальным показателем вокальные регистр, используемый в пении («грудь» против «falsetto» регистр)13,14.

Для того, чтобы преодолеть недостатки обычных (полная) подакцизным гортани препаратов, so-called hemi гортани установки могут быть использованы, где одна половина гортани удаляется, способствуя тем самым оценку вибрационных характеристик оставшихся голосовых связок в трех измерениях. Удивительно с момента введения этой установки в 1960-х15 и первоначальные проверки концепции в 1993 году16, не много лабораторий провели эксперименты с этой перспективной экспериментальный подход17,18 ,19,20,21,22,23. Объяснение для этого может быть найдено в трудности создания жизнеспособной hemi гортани подготовки. В то время как хорошо документированы4является подготовка обычных подакцизным (полная) гортани, нет такого углубленного инструкции пока еще не доступны для создания установки hemi гортани. Именно поэтому цель настоящего документа предоставить учебник для создания надежно воспроизводимые hemi гортани установки, дополняются экспериментальные результаты от оленя образцов.

Hemi гортани установки разделяет многие черты с «обычными» подакцизным гортани установки, такие как измерительное оборудование, высокоскоростной или другие технологии визуализации надлежащим образом документировать вибрации гортани структур во время генерации звука, или надлежащего Поставка с подогревом, увлажненный воздух. Эти соображения общей настройки подробно описаны в книге главы4 и технический доклад от национального центра голоса и речи24. Повторение этих инструкций будет выходит за рамки этой рукописи. Здесь представлены только специализированные директивы для создания установки hemi гортани.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Образцы животных, анализируются в настоящем документе рассматривались в соответствии с требованиями стандарта этические университета Палацкого в Оломоуце, Чехия. Они проистекают из оленя, дико живущим в лесах, которые охотились на лесной службы Чешской армии во время очередной охотничьего сезона.

1. Подготовка образца Hemi гортани

Примечание: Следует использовать только должным образом подготовленных образцов, как указано в4 . Быстрое замораживание гортани25 сразу после обрезания и хранения при температуре-80 ° C минимизирует возможности деградации ткани и переоборудование биомеханических свойств и позволяет проводить эксперименты в любое удобное время.

  1. Размораживание гортани
    1. Вставьте два автоклава сумки или любые другие пластиковые мешки с водостойкая запечатанная замороженных гортани. Уплотнение мешки и положить их в ванну с водой, нагретой до 30 ° C до тех пор, пока полностью разморожен гортани. Продолжительность требуется колеблется от нескольких часов до более чем на день, в зависимости от размеров гортани и температуры замерзания.
  2. Очистка гортани
    1. После размораживания гортани, удалите его из мешка и тщательно протереть физиологический раствор (0,9% NaCl).
    2. Осторожно удалите лишние ткани как применимые (то есть внешние шеи мышц, подъязычной кости и т.д.) без повреждения основных структур гортани и сократить трахеи для длиной достаточно для монтажа гортани трубу подачи воздуха (обычно ОК. 4-5 см).
    3. Проверьте гортани ткани для потенциальных аномалий ткани, например, РАН, органических деформаций или трещин, потенциально происходит от замораживания процесса, который может сделать гортани неподобающе для эксперимента.
  3. Облучения щитовидной железы и перстневидного хряща
    1. Удаление частей внешних гортани мышечной ткани вокруг щитовидной железы и перстневидного хряща с помощью скальпеля, таким образом подвергая хрящей в рамках подготовки к середине сагиттальной вырезать, создавая hemi гортани. Этот этап подготовки изображен на рисунке 1A и 1B.
  4. Середине сагиттальной прорезать щитовидный хрящ
    1. Сделайте первоначальный вертикальный разрез через переднюю часть щитовидный хрящ.
    2. Осторожно поместите вырезать немного больше на стороне, которая собирается быть удалены, чтобы не повредить голосовых связок, который должен оставаться сохранились. Если возможно используйте скальпеля для резки. Если хрящ окостеневший, используйте небольшие пила.
  5. Резка перстневидного хряща
    1. Привести резки вертикально (книзу) от между arytenoid хрящей, а затем через перстневидного хряща около горизонтальных уровня низкого щитовидной паз.
  6. Удаление одной голосовых связок, создавая L-образный разрез в гортани
    1. Сделайте горизонтальные вырезать, начиная от нижнего конца ранее сделанные вертикального разреза в перстневидного хряща и привести новый отрезок к выемку нижней щитовидной железы. Кпереди складывать на стороне гортани, что собирается быть удалены.
    2. Сделайте вертикальные прорезать мягких тканей на внутренней стороне щитовидный хрящ - будьте осторожны, ведя разрез между передней вложение голосовых складок щитовидный хрящ, таким образом избегая повреждения голосовых связок.
  7. Уточнение прорезать щитовидный хрящ
    1. Использование скальпель, пила или файл, для того чтобы применить именно отрубом в щитовидный хрящ и получить как можно ближе к передней части ранее проинспектированных голосовых связок.
    2. Удалить также небольшая часть задней щитовидный хрящ, с целью создания пространства для вставки пуговицы для adducting arytenoid хряща и таким образом вокал раз (см. ниже). Этот этап подготовки изображен на рисунке 1 c и 1 D.
      Примечание: В зависимости от исследования вопроса, полное изложение всего голосовых связок могут быть необходимы для включения видимости от выше. В таком случае должны быть удалены структур выше (истинной) голосовых связок (т.е., желудочковая или вестибулярных раза, в соответствующих случаях с учетом анатомии образца). В некоторых образцах внутренний мягкие ткани гортани выше голосовых складок может потерять свою связь с щитовидный хрящ и мешает во время вибрации голосовых связок потенциально вызывая ложные (основном) колебательного нерегулярной. В таком случае осторожного удаления ткани, что является неизбежным.

Figure 1
Рисунок 1 : Подготовка Hemi гортани и монтажа. (A) и очищен от вирусов (B) гортани образца, медиальной и задний вид, до удаления левой голосовых связок; (C) и (D) подготовленный hemi гортани с L-образный разрез (слева голосовых связок удалены), медиальной и задний вид. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

2. Hemi гортани эксперимент

  1. Настройка Hemi гортани
    1. Используйте трубки подачи воздуха, которая обеспечивает утепленные и увлажненный воздух в гортань.
    2. Построить два перпендикулярно организовал Прозрачные пластины как замена для удалена гортань частей.
    3. Использование язычками 4 для повышения стабильности гортани и создание надлежащего pre-phonatory гортани конфигурации путем adducting оставшиеся голосовых связок вертикальной стеклянной пластиной (см. рис. 2а).
      Примечание: Теоретически, Голосовые складки могут также быть углубил швы и весов на шкив рычаг системы 26 . Однако такой подход чтобы лучшее знание этих авторов, пока не предпринята попытка для приготовления hemilarynx.

Figure 2

Рисунок 2 : Установки Hemi гортани. (A) поддержка структур: воздушные поставки труб, L-образный стеклянной пластины композиция, отведения зубцами. (B) смонтированы подготовка hemi гортани с зубцами, отведения. (C) и (D) крупным планом hemi гортани подготовка, рассматривать сбоку и сверху, соответственно. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

  1. Монтаж hemi гортани
    1. Обложка трубки подачи воздуха с протез фиксирующий крем и смонтировать с помощью оставшейся части его трахеи гортани. Фиксаторные крем работает как клей и закрывает потенциальных пробелов, таким образом создавая воздуха герметичное уплотнение.
    2. Закрепите трахеи с ужесточения ремень или Хомут пластиковый.
    3. Также охватывают края разреза через щитовидный хрящ с фиксатором, крем, избегая распространения фиксирующие крем на внутренние мягкие ткани гортани или голосовых связок.
    4. Прикрепите прозрачный пластины.
  2. Стабилизация щитовидный хрящ, отведения голосовых связок с помощью зубцов
    1. Используйте зубцов аддукт голосовых связок к пластине и стабилизировать щитовидный хрящ.
    2. После фиксирующие крем, примените поток воздуха для установления колебаний голосовых связок и проверьте возможные утечки между hemi гортани и стеклянные пластины.
    3. Печать в конечном итоге встречающихся пробелов, добавив дополнительные фиксирующие крем.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Иллюстрации подготовки hemi гортани и его крепления на трубе подачи воздуха, как указано в предыдущем разделе, представлены на рисунке 1 и на рисунке 2, соответственно.

Документация по вибрации голосовых связок с двух ракурсов

Воздушный поток индуцированной самоподдерживающегося колебаний hemi гортани голосовых связок было документально сверху и со стороны с двумя синхронизированы Высокоскоростные видеокамеры (HSV), работал на 6000 кадров/сек, дополняется время синхронной записи акустического и electroglottographic (см. ниже) данных выборки 44.1 кГц. Дополнительную информацию о настройки сбора данных, включая список оборудования, используемого можно найти в предыдущих публикациях этой группой авторов 27,28. Кадры из этих записей HSV показан в сопровождающих видео. Неподвижных изображений, извлечено на представителя моменты в рамках вибрационный цикла, показаны на рисунке 3. Вид сверху (верхняя половина каждой группы) показывает голосовых связок Медио боковое движение, указанием открытым глотки на рисунке 3A, позволяя глоттальный воздушного потока, в то время как в рисунке 3B-D глотки закрыт (голосовых связок находится в полный контакт с вертикальной стеклянной пластины), таким образом ареста глоттальный воздушного потока. Вид сбоку (Нижняя половина каждой группы) в мультфильмов 3B-D предполагает различной степени голосовых связок контакта против стеклянной пластины, а также различной геометрии и вертикальное расположение этого контакта.

Figure 3
Рисунок 3 : Вибрации голосовых связок Hemi гортани. (A-D) Неподвижных изображений из высокоскоростной видео кадры из верхней (верхняя половина каждой группы) и боковой вид камеры (Нижняя половина из каждой группы), извлечено на представителя очков в рамках вибрационный цикла. Обратите внимание на отсутствие контакта голосовых связок в (A), и различных (как в районе, форму и положение) вокальный раз контакт в (B-D). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Анализ kymographic глоттальный движения

Анализ количественных глоттальный движения иллюстрируется на рисунке 4. Глотки переменная открытия между (вибрационные) голосовых складок29, созданные их отклонения во время самостоятельного колебаний. Анализ современных вид сверху HSV кадры позволяет проследить бокового отклонения голосовых складок30,31. Подготовка hemi гортани, описанные здесь добавляет возможность оценить также вертикальные (caudo черепной) аспекты вибрации голосовых связок.

Figure 4
Рисунок 4 : Анализ kymographic глоттальный движения.
(A) и (B) видео кадры показаны верхней и боковой вид hemi-гортани, взятые из высокоскоростной записи видео (HSV) на 6000 кадров/сек. Желтый вертикальные линии показывают положение линии kymographic сканирования для kymograms, показан в панели C и E для вид сверху и панели D и F для вид сбоку. (C) и (D) цифровой kymograms, извлеченные из HSV кадры сверху и сбоку, соответственно. (E) времени боковое смещение голосовых связок извлекаются из kymogram и проследить с линией (короткое тире). (F) время различные прогибы уступает и Улучшенный краев голосовых связок, оценку от kymogram и проследить с пунктирной и пунктирная линия, соответственно. (G) Синоптические изображением нестационарных глоттальный структур: боковые голосовых связок прогиб («Топ», Бледно фиолетовый) и вертикальное отклонение Улучшеный («sup. Сторона», темно-красный) и уступает («сторона inf.», темно-зеленый) вокальный Сложите края, извлеченные из kymograms показан в панели E и F. скорости движения (H), производные от глоттальный структуры перемещения данных, отображаемых в панели г. (я) и (J) глоттальный движения реконструкции производным от перемещения данных начальника и уступает голосовых связок поля, отображаемые в панели G. Стрелки указывают направление вращательного движения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Два цифровых kymograms были получены от верхней и боковой вид данных HSV (цифры 4 c и 4 D). В цифровой kymogram (DKG)32,33,34,35, пиксельных данных из одной строки (обычно точке вибрационный амплитуда максимальная голосовых связок), взяты из ряда последовательных высокоскоростной видео кадры, объединяются для формирования временной оси на абсциссе. Перемещение времени структур, охватываемых линии сканирования ДКГ виден на ординате. В примере, показанном на рисунке 4 c-F, ДКГ сканировать линии позиции сверху и сбоку были отобраны на полпути вдоль Антеро задняя (Вентро спинной) измерение голосовых связок, используя подход, описанный в Hampala et al., Уравнение 127.

Боковые и caudo черепной прогибы глотки, разграничены по краям уступает и Улучшенный голосовых связок, были прослежены в течение данных ДКГ (4E цифры и 4F) и в метрических единицах, основанный на кадр видео курс и калибровки сведения, встроенные в видео (Рисунок 4 g и H). Реконструкция двумерных (боковое и вертикальное) глоттальный движения в середине голосовых связок (т.е. место, вибрационный максимальной амплитуды) за три полных цикла глоттальный показан на рисунке 4E и F. В ходе большинства глоттальный цикла голосовых связок был контакт с стеклянной пластиной (представляющих глоттальный закрытия), но с различной глубиной контакта. Во время этапа open (т.е., когда голосовых связок не соприкасается с стеклянной пластины), следы уступает и Улучшенный вокал сложить край предохранитель, и они проявляют шаблон сложных циклических движений в частичное соглашение с результатами других исследований 5 , 20 , 36 , 37 (движение шаблон найден в организме человека, как правило, быть более эллиптических, чем у олень образец расследование здесь). Интересно, что вертикальное смещение достигли вибрационный амплитудой около 10 мм, то есть, почти на порядок больше, чем то, что было найдено в организме человека.

Оценка голосовых связок контакт район

38 Electroglottography (яйцо) является широко используемым неинвазивный метод для измерения изменений в зоне контакта относительной голосовых связок (VFCA) во время звучания. Низкой интенсивности, высокочастотного тока передается между двух электродов, расположенных на уровне голосовых связок на каждой стороне гортани. Вариации допуска, результате голосовых связок (de), обратившись в гортанный звук производства основном пропорционален времени различной относительной голосовых связок контакт площадь39. Предполагается, что яйцо сигнал может быть надежной физиологических коррелируют вибрации голосовых связок, отражающие колебательного режима (нерегулярные или периодические, включая бифуркации) и фундаментальная частота. Несмотря на его широкое применение возможной прямую связь между VFCA и яйцо сигнала до недавнего времени, протестирована только в одном исследовании17, предлагая приблизительно линейной зависимости между VFCA и величины сигнала яйцо. Однако в этом исследовании вибрации голосовых связок, поток индуцированной не изучалось. Таким образом строгие эмпирические оценки яйцо как мера относительной VFCA надлежащих физиологических условиях, поэтому по-прежнему необходима.

В решении этой проблемы, эта группа авторов недавно исследованы три оленя larynges в подготовке подакцизным hemi гортани, используя ведение стеклянной пластины27. Время различной контакта между голосовых связок и стеклянной пластиной контролируется высокоскоростной видео записи, сделанные в сагиттальной плоскости на 6000 fps, синхронизированы с яйцо сигнала с точностью ± 0,167 г-жа представитель результаты исследования приведены в Рисунок 5, указывающее в среднем хорошее соглашение между яйцо сигнала и VFCA – см. ссылку27 для подробной информации).

Figure 5
Рисунок 5 : Сравнение голосовых связок контакта (VFCA) и electroglottographic (яйцо) сигнала. (A-D) Видео кадры из высокоскоростной видео-данных показаны боковой вид оленя hemi гортани на четыре мгновения в течение глоттальный цикла. Площадь контакта вручную начисленных голосовых связок (то есть, районе, где контакт с вертикальной стеклянную пластину в настройках hemi гортани голосовых связок) накладывается в голубой. (E) сравнение нормализованных яйцо и VFCA данных для этапа контакт голосовых связок глоттальный цикла. VFCA данных, вытекает из оценки вокальных сложите глоттальный цикла площадь контакта (насчитал в пикселях). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Подготовка hemi гортани разделяет преимущества установки «обычных» (полный) подакцизным гортани: В такой экспериментальный подход, могут быть физические и физиологические граничные условия и параметры (например, subglottal давления или удлинение голосовых связок) под контролем довольно хорошо. Поведение hemilarynx гомологично к, полный гортани с совершенным боковой симметрии, с исключением этой величины некоторых параметров (например., скорость потока воздуха, звукового давления) снижаются примерно на 50%, но оставаясь в рамках реалистичные диапазоны16. Главным недостатком подхода, полный подакцизным гортани, т.е., отсутствие видимости поверхности голосовых связок (caudo черепной) измерении Улучшенный плохонько, преодолеть в установки hemi гортани, предоставляя сбоку вибрирующий вокала сгиб. Установка hemi гортани таким образом позволяет оценки движения голосовых связок в нескольких измерениях, который имеет решающее значение, при попытке понять тонкости механизма биофизических генерация звука в людей и нечеловеческим млекопитающих.

Здесь были продемонстрированы несколько образцового приложения установки hemi гортани. Документация вибрации голосовых связок с двух ракурсов позволяет анализ дальнейших качественных и количественных данных. Анализ kymographic глоттальный движения в вертикальном направлении, недавно представил в этом документе, позволяет реконструкция височной геометрические вариации глотки вдоль выбранной позиции вдоль оси глоттальный Антеро задняя (dorso вентральной). Когда повторять этот анализ для нескольких точек расстоянии расположены вдоль оси глоттальный, глоттальный движения целиком может быть восстановлены. Обратите внимание, что этот подход обеспечивает сопоставимыми, но не идентичные результаты по сравнению с оценкой движения голосовых связок, маркировка и отслеживание отдельных «fleshpoints» в ткани голосовых связок (также на точках, не образуя глотки), например, с микро швы20 или карбид кремния частиц5,40. Точное знание о времени глоттальный геометрии в трех измерениях имеет решающее значение для дальнейшего расследования детали глоттальный поток воздуха и его взаимодействия с вибрирующей ткани гортани. Например, вычислительные модели самостоятельной вокала складывать вибрации может быть улучшена как больше эмпирических данных, касающихся точки струи воздуха разделения 41,42,,4344, 45,46,,4748 становятся доступными.

Как показано на рисунке 5, подготовка hemi гортани позволяет оценить области контакта голосовых связок (VFCA) во время вибрации хозрасчетных голосовых связок. Для одного, знания о времени различной относительной величины VFCA полезен для проверки результатов измерений electroglottographic27, как яйцо является широко используется метод для неинвазивной оценки вокальных складывать вибрации в естественных условиях. Кроме того измерение точной геометрии VFCA и его изменения с течением времени может оказаться исключительно важное значение для лучшего понимания понятия голосовых связок контакт глубина 49 и его потенциальных связь скорость так называемой слизистой волны50 , 51 , 52 , 53. там, управляемый воздушный поток путешествия волны происходит в слое поверхности ткани голосовых связок. Эта волна перемещает первоначально вместе с транс глоттальный воздушный поток от нижней Улучшенный вокальные Сложите края, а затем она распространяет сбоку по всей поверхности верхней голосовых связок, один раз каждые колебательное цикла54.

Все вещи рассмотрел hemi гортани подход является мощный, но не широко используется в настоящее время Арсенал эмпирических методов для основной голос науки. Здесь представлены учебник для создания подготовка hemi гортани, и обсуждаются некоторые потенциальных будущих приложений. Данной инструкции может помочь улучшения повторяемости экспериментов в разных лабораториях, таким образом обеспечивая потенциал, чтобы лучше понять биомеханики голос производства голос ученых.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана грантом APART Австрийской академии наук (АС), агентство по технологиям Чешской Республики проекта без. TA04010877 (АС, VH и JGS), и Чешский фонд науки (GACR) проекта не GA16-01246S (для JGS). Мы благодарим W. Tecumseh Fitch за его предложение использовать фиксирующие крем протез и Ing. P. Liska от Чешской армии лесной службы за его помощь в приобретении larynges подакцизным оленей.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Story, B. H. An overview of the physiology, physics and modeling of the sound source for vowels. Acoust Sci Technol. 23 (4), 195-206 (2002).
  2. Titze, I. R. Principles of voice production (second printing). , National Center for Voice and Speech. Iowa City, IA. (2000).
  3. Cooper, D. S. Ch. 95. Otolaryngology - head and neck surgery. Cummings, C. W., Fredrickson, J. M., Harker, L. A., Schuller, D. E., Krause, C. J. 3, C. V. Mosby. St. Louis and Toronto. 1728-1737 (1986).
  4. Titze, I. R. The myoelastic aerodynamic theory of phonation. Titze, I. R. , National Center for Voice and Speech. Denver CO and Iowa City IA. 1-62 (2006).
  5. Baer, T. Investigation of phonation using excised larynxes (Doctoral dissertation). , Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, Mass. (1975).
  6. Bless, D. M., Patel, R. R., Connor, N. Ch. 11. The Larynx. Fried, M. P., Ferlito, A. I, Third Edition, Plural Publishing. San Diego, CA. 181-210 (2009).
  7. Berke, G. S., et al. Laryngeal modeling: theoretical, in vitro, in vivo. Laryngoscope. 97, 871-881 (1987).
  8. Scherer, R. C., Titze, I. R., Curtis, J. F. Pressure-flow relationships in two models of the larynx having rectangular glottal shapes. J Acoust Soc Am. 73 (2), 668-676 (1983).
  9. Sidlof, P., et al. Geometry of human vocal folds and glottal channel for mathematical and biomechanical modeling of voice production. J Biomech. 41 (5), 985-995 (2008).
  10. Scherer, R. C., Torkaman, S., Kuehn, D. P., Afjeh, A. A. Intraglottal pressures in a three-dimensional model with a non-rectangular glottal shape. J Acoust Soc Am. 128 (2), 828-838 (2010).
  11. Titze, I. R. The physics of small-amplitude oscillation of the vocal folds. J Acoust Soc Am. 83 (4), 1536-1552 (1988).
  12. Horacek, J., Svec, J. G. Ch. 2. Paidoussis, M. P. Proceedings of the 5th International Symposium on Fluid Structure Interaction, Aeroelasticity, Flow Induced Vibration and Noise (IMECE2002), Vol.3 ASME Int. Mechanical Engineering Congress, 17-22 November 2002, New Orleans, Louisiana, USA (CD-ROM)., New Orleans, Louisiana, USA, , 1043-1054 (2002).
  13. Vilkman, E., Alku, P., Laukkanen, A. M. Vocal-fold collision mass as a differentiator between registers in the low-pitch range. J Voice. 9 (1), 66-73 (1995).
  14. Herbst, C. T., Svec, J. G. Adjustment of glottal configurations in singing. J Singing. 70 (3), 301-308 (2014).
  15. Hiroto, I. Vibration of vocal cords: an ultra high-speed cinematographic study(Film). , Department of otolaryngology, Kurume University. Kurume, Japan. (1968).
  16. Jiang, J. J., Titze, I. R. A methodological study of hemilaryngeal phonation. Laryngoscope. 103 (8), 872-882 (1993).
  17. Scherer, R. C., Druker, D. G., Titze, I. R. Vocal physiology: voice production, mechanisms and functions. Fujimura, O. , Raven Press. New York. 279-291 (1988).
  18. Jiang, J. J., Titze, I. R. Measurement of vocal fold intraglottal pressure and impact stress. J Voice. 8 (2), 132-144 (1994).
  19. Alipour, F., Scherer, R. C. Dynamic glottal pressures in an excised hemilarynx model. J Voice. 14 (4), 443-454 (2000).
  20. Berry, D. A., Montequin, D. W., Tayama, N. High-speed digital imaging of the medial surface of the vocal folds. J Acoust Soc Am. 110 (5 Pt 1), 2539-2547 (2001).
  21. Döllinger, M., Tayama, N., Berry, D. A. Empirical eigenfunctions and medial surface dynamics of a human vocal fold. Methods Inf Med. 44 (3), 384-391 (2005).
  22. Döllinger, M., Berry, D. A., Berke, G. S. Medial surface dynamics of an in vivo canine vocal fold during phonation. J Acoust Soc Am. 117 (5), 3174-3183 (2005).
  23. Döllinger, M., Berry, D. A., Kniesburges, S. Dynamic vocal fold parameters with changing adduction in ex-vivo hemilarynx experiments. J Acoust Soc Am. 139 (5), 2372-2385 (2016).
  24. Durham, P. L., Scherer, R. C., Druker, D. G., Titze, I. R. Development of excised larynx procedures for studying mechanisms of phonation. Technical report. , Voice Acoustics and Biomechanics Laboratory, Department of Speech Pathology and Audiology, The University of Iowa. (1987).
  25. Chan, R. W., Titze, I. R. Effect of postmortem changes and freezing on the viscoelastic properties of vocal fold tissues. Ann Biomed Eng. 31 (4), 482-491 (2003).
  26. Berg van den, J. W., Tan, T. S. Results of experiments with human larynxes. Practica Oto-Rhino-Laryngologica. 21, 425-450 (1959).
  27. Hampala, V., Garcia, M., Svec, J. G., Scherer, R. C., Herbst, C. T. Relationship between the electroglottographic signal and vocal fold contact area. J Voice. 30 (2), 161-171 (2016).
  28. Herbst, C. T., et al. Glottal opening and closing events investigated by electroglottography and super-high-speed video recordings. J Exp Biol. 217 (6), 955-963 (2014).
  29. Zemlin, W. R. Speech and hearing science: Anatomy & physiology. , 3, Prentice Hall. New Jersey. (1988).
  30. Lohscheller, J., Toy, H., Rosanowski, F., Eysholdt, U., Döllinger, M. Clinically evaluated procedure for the reconstruction of vocal fold vibrations from endoscopic digital high-speed videos. Med. Image Anal. 11 (4), 400-413 (2007).
  31. Wittenberg, T., Moser, M., Tigges, M., Eysholdt, U. Recording, processing, and analysis of digital high-speed sequences in glottography. Mach Vis Appl. 8 (6), 399-404 (1995).
  32. Larsson, H., Hertegard, S., Lindestad, P. A., Hammarberg, B. Vocal fold vibrations: high-speed imaging, kymography, and acoustic analysis: a preliminary report. Laryngoscope. 110 (12), 2117-2122 (2000).
  33. Wittenberg, T., Tigges, M., Mergell, P., Eysholdt, U. Functional imaging of vocal fold vibration: digital multislice high-speed kymography. J Voice. 14 (3), 422-442 (2000).
  34. Deliyski, D., Petrushev, P. AQL 2003 Hamburg: Proceeding Papers for the Conference Advances in Quantitative Laryngology, Voice and Speech Research. (CD ROM). Schade, G., Müller, F., Wittenberg, T., Hess, M. , IRB Verlag. Stuttgart, Germany. 1-16 (2003).
  35. Svec, J. G., Schutte, H. K. Kymographic imaging of laryngeal vibrations. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. 20 (6), 458-465 (2012).
  36. Doellinger, M., Berry, D. A. Visualization and quantification of the medial surface dynamics of an excised human vocal fold during phonation. J Voice. 20 (3), 401-413 (2006).
  37. Kusuyama, T., Fukuda, H., Shiotani, A., Nakagawa, H., Kanzaki, J. Analysis of vocal fold vibration by x-ray stroboscopy with multiple markers. Otolaryngol Head Neck Surg. 124 (3), 317-322 (2001).
  38. Fabre, P. Un procédé électrique percuntané d'inscription de l'accolement glottique au cours de la phonation: glottographie de haute fréquence; premiers résultats [A non-invasive electric method for measuring glottal closure during phonation: High frequency glottography: first results]. Bull. Acad. Nat. Med. 141, 66-69 (1957).
  39. Baken, R. J. Electroglottography. J Voice. 6 (2), 98-110 (1992).
  40. Baer, T. Vocal Fold Physiology. Stevens, K. N., Hirano, M. , University of Tokyo Press. Tokyo. 119-133 (1981).
  41. Pelorson, X., Hirschberg, A., van Hassel, R. R., Wijnands, A. P. J., Auregan, Y. Theoretical and experimental study of quasisteady-flow separation within the glottis during phonation. Application to a modified two-mass model. J Acoust Soc Am. 96 (6), 3416-3431 (1994).
  42. Alipour, F., Scherer, R. C. Flow separation in a computational oscillating vocal fold model. J Acoust Soc Am. 116 (3), 1710-1719 (2004).
  43. Zhang, Z. Influence of flow separation location on phonation onset. J Acoust Soc Am. 124 (3), 1689-1694 (2008).
  44. Kaburagi, T., Tanabe, Y. Low-dimensional models of the glottal flow incorporating viscous-inviscid interaction. J Acoust Soc Am. 125 (1), 391-404 (2009).
  45. Sidlof, P., Doaré, O., Cadot, O., Chaigne, A. Measurement of flow separation in a human vocal folds model. Exp Fluids. 51 (1), 123-136 (2011).
  46. Smith, S. L., Thomson, S. L. Effect of inferior surface angle on the self-oscillation of a computational vocal fold model. J Acoust Soc Am. 131 (5), 4062-4075 (2012).
  47. Khosla, S., Oren, L., Ying, J., Gutmark, E. Direct simultaneous measurement of intraglottal geometry and velocity fields in excised larynges. Laryngoscope. 124, S1-S13 (2014).
  48. Brücker, C., Kirmse, C., Triep, M. Feedback of the glottal jet flow with supraglottal wall oscillations. Acta Acustica United With Acustica. 102 (2), 240-243 (2016).
  49. Herbst, C. T., Fitch, W. T., Lohscheller, J., Svec, J. G. AQL 2013, Proceedings of the 10th International Conference on Advances in Quantitative Laryngology, Voice and Speech Research. Deliyski, D. D. , AQL Press. Cincinnati, Ohio, USA. 75-76 (2013).
  50. Berke, G. S., Gerratt, B. R. Laryngeal biomechanics: an overview of mucosal wave mechanics. J Voice. 7 (2), 123-128 (1993).
  51. Boessenecker, A., Berry, D. A., Lohscheller, J., Eysholdt, U., Doellinger, M. Mucosal wave properties of a human vocal fold. Acta Acustica United With Acustica. 93 (5), 815-823 (2007).
  52. Hirano, M. Clinical examination of voice. 5, Springer-Verlag. Wien, Austria. (1981).
  53. Jing, B., Tang, S., Wu, L., Wang, S., Wan, M. Visualizing the Vibration of Laryngeal Tissue during Phonation Using Ultrafast Plane Wave Ultrasonography. Ultrasound in Med BIol. 42 (12), 2812-2825 (2016).
  54. Herbst, C. T. Ch. 6. Vertebrate Sound Production and Acoustic Communication. Suthers, R. A., Fitch, W. T., Fay, R. R., Popper, A. N. , Springer International Publishing. Switzerland. 159-189 (2016).

Tags

Физиологии выпуск 129 голос производство hemi гортани подакцизным гортани голосовых складок анализ kymographic глоттальный движения голосовых связок контакт VFCA electroglottography
Hemi гортани установки для изучения вибрации голосовых связок в трех измерениях
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter