25 Kasım 2017
Bu kağıt ses üretimde insan ve insan olmayan memeliler biyofiziksel çeşitli yönlerini incelemek için vokal kat titreşim, çok boyutlu bir görünümünü kolaylaştırmak hemi-gırtlak numunelerin hazırlanması için bir protokol tanıttı.
İnsan ve memeli sesinin nasıl oluştuğunu anlamak için ses tellerinin titreşimlerini incelemek önemlidir. Vücut içinde çalışmaları zor olduğu için, ses tellerinin davranışı ve özellikleri hakkında daha ayrıntılı bilgi edinmek amacıyla eksize edilmiş larinksler kullanılmıştır. Bu videoda, sözde hemi-larinks düzeneğinin nasıl kurulacağını gösteriyoruz.
Vokal kıvrım titreşimlerini sadece üstten değil, aynı zamanda yandan da gözlemleyebilmek için larinksin bir yarısı çıkarılır. Bu işlem, tüm larinksin kullanıldığı geleneksel bir düzenekte gizli kalan titreşim özelliklerinin incelenmesi açısından faydalıdır. Bu gösterimde, bir kızıl geyiğin larinksi kullanılacaktır.
Kullanılan larings örnekleri genellikle sıvı azot ile hızlıca dondurulup dondurucuda saklandığından, dokunun biyomekanik özelliklerini bozmamak için seçilen örneğin uygun şekilde çözdürülmesi gerekir. İlk olarak, donmuş laringsi çift katlı bir otoklav torbasına veya su geçirmez mühürlemeye sahip herhangi bir plastik torbaya yerleştirin. Ayrıca, laringsin su yüzeyinin altında kalmasına yardımcı olacak bir ağırlık ekleyin.
Torbayı kapatın ve larenks tamamen çözülene kadar yaklaşık 30 °C sıcaklıktaki bir su banyosuna yerleştirin. Larenks tamamen çözüldükten sonra torbadan çıkarın ve salin solüsyonu ile iyice temizleyin. Varsa, dış boyun kasları veya hyoid kemik gibi gereksiz yapıları uzaklaştırın.
Bazı biyoakustik araştırma soruları için supralaringeal yapılar bozulmadan bırakılabilir, ancak bu durum vokal kıvrımların üstten görünürlüğünü sınırlar. Trakeayı, daha sonra larinksin bir hava besleme tüpüne monte edilmesi için kullanılabilecek şekilde yaklaşık 45 santimetre uzunluğa kısaltın. Hazırlık aşamasına geçmeden önce, larinkste olası doku anomalilerini ve şok dondurma işlemi sırasında nadiren ortaya çıkan çatlakları her zaman kontrol edin.
Bir sonraki adım, tiroid kıkırdağının bir yarısının açığa çıkarılmasını içerir. Öncelikle, eksternal laringeal kasları bir skalpel kullanarak uzaklaştırın. Kesme işlemine, tiroid kıkırdağının anterior kısmından yapılan başlangıç dikey kesisi ile başlayın.
Korunması ve incelenmesi gereken ses kıvrımının zarar görmesini önlemek için kesiyi dikkatlice çıkarılması gereken tarafa doğru yönlendirin. Eğer kıkırdak kemikleşme nedeniyle çok sertse, küçük bir testere kullanın. Ardından, krikoid kıkırdağı midsagittal olarak kesin.
Kesi işlemini arytenoid kıkırdakların arasından dikey olarak başlatın ve yaklaşık olarak inferior tiroid çentiğinin yatay seviyesinde durdurun. Krikoid kıkırdaktaki dikey kesinin alt ucundan başlayarak yatay bir kesi yapın ve kesiyi inferior tiroid çentiğine doğru ilerleterek her iki kesiyi birbirine bağlayın. Larinksin çıkarılacak olan tarafını anterior uca doğru katlayın ve tiroid kıkırdağının iç tarafındaki yumuşak doku üzerinden dikey bir kesi yapın.
Bu, tüm prosedürün en kritik anıdır. Bu nedenle, ses tellerinin anterior bağlantısından tiroid kıkırdağına doğru insizyon yaparken son derece dikkatli olun. Tiroid kıkırdağı uygun şekilde kesilirse, ortaya çıkan glottis her zaman hafif bir anterior boşluk içerecektir.
Vokal kıvrımları iyi bir süperior görüntü elde edecek şekilde açığa çıkarmak için, bazen vokal kıvrımların üzerindeki yapıların da uzaklaştırılması faydalı olabilir. Bazı durumlarda, iç yumuşak laringeal dokular kesme işleminden sonra tiroid kıkırdakla olan bağlantılarını kaybeder ve vokal kıvrımla etkileşime girer. Bu durumda, söz konusu fazla dokunun uzaklaştırılması kaçınılmazdır.
Son olarak, arytenoidler aracılığıyla vokal kord adduksiyonunu kolaylaştırmak için posterior tiroid kıkırdağının küçük bir kısmını çıkarın. Larinks, artık kurulumda kullanılan L şeklindeki sınıf plakası düzenine uygun L şeklinde bir yuva ile donatılmış olur. Hemi-larinksin sol tarafı; tiroid ve krikoid kıkırdaktaki insizyonların, kalan vokal kord ve arytenoid kıkırdakla birlikte görülebildiği medial bir görünüm sağlar.
Hemi-larinksler için deneysel düzenek üç temel bölümden oluşur. Larinkse ısıtılmış ve nemlendirilmiş hava ileten bir hava besleme tüpü. Ardından, çıkarılan larinks kısımlarının yerine kullanılan iki şeffaf plaka ve incelenen ses telinin addüksiyonu ile larinksin stabilizasyonu için kullanılan çatallar.
Şimdi, larinksi hava besleme tüpüne monte edeceğiz. Tüpü protez sabitleyici kremle kaplayın ve larinksi trakeasını kullanarak monte edin. Protez sabitleyici krem bir yapıştırıcı görevi görerek olası boşlukları kapatır.
Trakeyi plastik bir sıkıştırma kayışı veya başka bir uygun klemple sabitleyin. Kesinin kenarlarını da protez sabitleyici kremle kaplayın ve şeffaf plakaları yerleştirin. Tiroid kıkırdağını stabilize edin ve çatallar yardımıyla ses telini addükte edin.
Bu aşamada, hemi-laringeal düzenek kullanıma hazırdır. Hava akışını uygulayın ve herhangi bir sızıntı olup olmadığını kontrol edin. Hava yanlardan kaçıyorsa, biraz daha sabitleyici krem ekleyerek boşlukları kapatın.
Vokal kıvrım titreşimlerini gerçek zamanlı olarak görmek için stroboskopik ışık uygulanabilir. Hemi-larinks düzeneğinin temel amacı, vokal kıvrımların titreşimlerini sadece üstten değil, aynı zamanda yandan da gözlemlemektir. Bu amaçla, senkronize edilmiş iki adet yüksek hızlı video kamera kullanılır.
Biri üstten görünüm ve diğeri yandan görünüm için. Burada, saniyede 6,000 kare hızında çalışan iki senkronize kamera tarafından kaydedilmiş hemi-larinksin vokal kıvrım titreşimini görüyoruz. Sol panel üstten görünümü, sağ panel ise yandan görünümü göstermektedir.
Ses teli saniyede yaklaşık 70 döngü hızında titreşir ve kaydedilen videolar burada ağır çekimde gösterilmektedir. Ses teli ile cam plaka arasındaki boşluğa glotis denir. Glotis, zamanla değişen alanı ölçülerek nicelleştirilebilir.
Burada, bu glotis alanı piksellerle ifade edilmiştir. Ses teli cam plakaya temas ettiğinde sıfır, hava glotisten geçerken ise sıfırdan farklı bir değer alır. Hemi-larinksteki ses teli titreşim sürecinden kaynaklanan akustik sinyalin analizi, ana akustik uyarım olaylarının bir titreşim döngüsü sırasında iki farklı anda meydana geldiğini göstermektedir.
Glottal açıklık anında, yani ses kıvrımının cam plaka ile teması kestiği anda ve glottik kapanma anında, yani ses kıvrımının cam plaka ile yeniden tam temasa ulaştığı anda. Bir sonraki animasyonda, bir titreşim döngüsü boyunca ses kıvrımının cam plaka ile zamana bağlı olarak değişen temas alanı turuncu renkle gösterilmektedir. Burada, elektroglottografi veya EGG olarak adlandırılan bir yöntemi doğrulamak için hemi-larinks düzeneği kullanılmıştır.
Eşzamanlı olarak elde edilen EGG sinyali burada mavi renkle gösterilmiştir. Ses teli temas alanı ile EGG sinyali arasında makul düzeyde iyi bir korelasyon bulunmaktadır. Bu durum, grubumuz tarafından yürütülen yakın tarihli bir çalışmada daha ayrıntılı olarak belgelenmiştir.
Bu videonun son bölümünde, kemografik glottal hareket analizi adı verilen, vokal kıvrım titreşimini üç boyutlu olarak değerlendirmeye yönelik yeni bir yöntemi tanıtıyoruz. Dijital bir kemogramda, yüksek hızlı bir videodaki tek bir hat boyunca bulunan görüntü bilgileri her bir video karesi için değerlendirilir ve soldan sağa doğru çizilir. Ortaya çıkan kemogram, vokal kıvrım yapısının tarama hattı boyunca zamanla gelişen hareketini gösterir.
Kemografik tarama çizgileri tam olarak ses telinin ortasına yerleştirilerek hem üst hem de yan görünüm için kemogramlar oluşturulur. Ses teli kenarlarının zamansal kayması izlenir. Açık mavi grafik ses telinin lateral defleksiyonunu, kırmızı ve yeşil grafikler ise sırasıyla ses telinin inferior ve superior kenarının vertikal defleksiyonunu gösterir.
Elde edilen bilgiler, glottis orta hattında görüldüğü şekliyle glottisin iki boyutlu hareketini gösteren bir animasyon sentezlemek için birleştirilebilir. Bu videoda, yarı-larinks düzeneğinin kurulması için bir eğitim sunduk. Ses tellerindeki titreşimin sadece üstten değil, aynı zamanda yandan da değerlendirilmesine yönelik bazı potansiyel uygulamalar göstererek, ses üretiminin temel bir yönünün daha iyi anlaşılması için kritik ampirik veriler ekledik.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu makale, ses tellerinin titreşiminin çok boyutlu bir görünümünü kolaylaştıran hemi-larinks örneklerinin hazırlanması için bir protokol sunmaktadır. Bu yaklaşım, insanlarda ve insan dışı memelilerde ses üretiminin çeşitli biyofiziksel yönlerinin araştırılmasına olanak tanır.
Vokal fold biyomekaniğinin anlaşılması, özellikle nöromüsküler kontrol veya doku elastikiyeti ile ilgili bozukluklar için sesle ilgili terapötik geliştirmelerde hedef doğrulamanın risklerini azaltmak açısından kritik öneme sahiptir. Hemi-larinks düzeneği, vibrasyonel dinamiklerin üç boyutlu gözlemine olanak tanıyarak preklinik modellerde mekanistik risk azaltmayı destekleyen kantitatif ve tekrarlanabilir veriler sağlar. Bu yaklaşım, yapısal gözlemleri fonksiyonel çıktılara bağlayarak öngörü güvenini artırır ve erken keşif süreçlerindeki devam/dur kararlarına temel oluşturur.
Hemi-larinks düzeneği, sesle ilgili hedeflere yönelik fenotipik bir tarama aracı olarak erken keşif iş akışlarına entegre edilerek, öncü bileşik tanımlama ve preklinik ilerlemeye ışık tutan mekanistik veriler sağlar.