基于非线性方法探讨病嗓音和病理声带振动的发生机制
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:81371080
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:H1402.咽喉及颈部疾病
- 结题年份:2017
- 批准年份:2013
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2014-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:张宇; 郭永清; 康莉萍; 马艳利; 刘鹏; 徐新林; 李琳; 罗晖晖; 潘晗;
- 关键词:
项目摘要
Pathological vocal fold vibrations often exist in patients with severe voice disorders. Traditional methods, including videostroboscopy, rely on linear relationships and are often invalid when evaluating patients with dysphonia. However, nonlinear methods have been shown to effectively quantify abnormal voice for a variety of disorders and severities of disorder, and have been shown by our previous experiments to reliably distinguish between normal and disordered voice production. There is a relationship between the nonlinear parameter values and the size of a vocal lesion. Therefore, it would be of great scientific and clinical value to determine the critical point at which linear methods are no longer valid and nonlinear methods must be employed. This critical point could be characterized by type of pathology, severity of pathology, or impact on laryngeal biomechanics. We will conduct a series of studies to investigate this phenomenon. First, we will build a nonlinear finite element model of the vocal folds to explore the nonlinear dynamic mechanism of vocal fold vibration. We will also explore the critical points of nonlinear parameters at the onset of chaos. Then, we will use an excised canine larynx model to investigate the relationships between lesion size, subglottal pressure driving force, nonlinear voice characteristics, and mucosal wave properties. We will also use the excised canine larynx model to evaluate treatments for vocal fold lesions and validate the nonlinear finite element model. Lastly, we will use nonlinear dynamic and perturbation methods to quantify voice production in patients with voice disorders. These three experiments will explore the mechanism of nonlinear dynamic voice production in patients with voice disorders. This project will have a great value and potential benefit in voice science and voice medical practice.
病嗓音和病理声带振动存在紊乱现象,传统的傅里叶方法和喉镜图像定性分析易致偏差,非线性方法能有效分析病嗓音和病理声带振动的紊乱特性。我们前期的嗓音非线性分析发现嗓音和声带振动的非线性参数的变化与声带病变程度具有相关性,因此探索病嗓音的非线性特性、声带病变(性质及程度)和生物力学变化导致嗓音及声带振动发生紊乱质变的非线性参数临界值极具重要性。我们拟通过以下方法验证:①采用有限元声带模型模拟声带发音,通过改变模型参数及边界条件,寻找条件改变引起声带振动及嗓音紊乱的非线性参数临界值。②采用离体狗喉发声实验,模拟疾病及治疗模型,定量分析不同狗喉模型的嗓音非线性特性和粘膜波紊乱动态规律,并验证数值模型。③临床测量入选声带疾病的病变程度,探讨声带病变程度对嗓音和声带振动非线性特性的影响,探索嗓音紊乱临界点。本课题尝试阐明病嗓音和病理声带振动的非线性动力学机理,具有重大的科学意义和潜在的临床应用价值。
结项摘要
背景:前期研究显示病嗓音和病理声带振动存在紊乱现象,传统的傅里叶方法和喉镜图像定性分析易致偏差,非线性方法能有效分析病嗓音和病理声带振动的紊乱特性。.研究方向:探索病嗓音的非线性特性;声带病变和生物力学变化导致嗓音及声带振动发生紊乱质变的非线性参数临界值。.主要内容:1)采用非线性方法研究声门下压(SGP)对离体狗喉发声的影响,研究声带振动的非线性机制;2)构建离体狗喉声门闭合不全(GI)模型,探索声门闭合不全程度对发声的影响;3)构建离体狗喉声门上结构(含室带、喉室腔、会厌)挤压模型,探究声门上结构在发声中的反向作用。4)设计并定义声门下方收敛角度(SCA),结合气道及声带模型进行测量,研究SCA改变可能对嗓音功能的影响。.结果:1)离体狗喉发声信号的不规则性与SGP大小有关;非线性方法分析不规则信号较扰动方法更具敏感性。2)SGP和GI对声信号、黏膜波及PTP有显著影响,当声门闭合程度为2-3mm时,声信号及黏膜波紊乱出现明显变化。3)声带振动与SCA有关,GI增加导致该角度增大。4)室带肥厚对声音能量分布及质量改变具有显著影响。5)会厌角度在离体狗喉发声和共鸣中起着重要作用,会厌角度大时,气流率变大,F1及F4减小。.关键数据:1)离体狗喉SGP为4kpa时较SGP为2kpa时驱动声带振动时发声信号的相空间重构更为复杂,关联维D2在更大处出现收敛;2)SGP和GI的单一变化对jitter的影响具有统计学意义(P<0.05)。在SGP 1.5-3.0Kpa区间内,振幅随着声门闭合不全程度的增加而减低,有统计学意义(P<0.05)。3)三种狗喉室带不同肥厚模型与SGP对声带振动的影响,主效应均有统计学意义(P<0.0001);正常狗喉和Ⅱ度肥厚模型相比,声压级的增加具有统计学意义(P<0.05)。4)SCA可以通过模型准确测量,随声带闭合不全程度增加而增加,三组程度的均数分别为33.4°、55.03°及75.02°,差异具有统计学意义(P<0.01)。.科学意义:完善了声带振动机理的研究,揭示病嗓音和病理声带振动的病理现象及紊乱点,为嗓音疾病的治疗提供理论基础。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(8)
专利数量(2)
声带下方收敛角度在声门闭合不全发声困难中可能的作用机理
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:听力学及言语疾病杂志
- 影响因子:--
- 作者:邬晓力;徐新林;王勇;王金岸;庄佩耘
- 通讯作者:庄佩耘
支撑喉镜下声门暴露困难的相关影像学测量参数研究
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:中外医疗
- 影响因子:--
- 作者:马艳利;徐新林;庄佩耘
- 通讯作者:庄佩耘
声门下角的潜在作用与测量方法
- DOI:10.1016/j.jvoice.2016.03.009
- 发表时间:2017
- 期刊:Journal of Voice
- 影响因子:2.2
- 作者:Xinlin Xu;Jingan Wang;Erin Devine;Yong Wang;Hua Zhong;Maxwell R. Courtright;Li Zhou;PeiYun Zhuang;Jack J Jiang
- 通讯作者:Jack J Jiang
[Effect of extent of glottal incompetence on phonation in excised canine larynx models].
- DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-0860.2016.10.011
- 发表时间:2016-10-07
- 期刊:Zhonghua er bi yan hou tou jing wai ke za zhi = Chinese journal of otorhinolaryngology head and neck surgery
- 影响因子:--
- 作者:Hou, G H;Wang, R Q;Zhuang, P Y
- 通讯作者:Zhuang, P Y
声带息肉患者持续元音及连贯言语声的倒频谱声学分析
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:听力学及言语疾病杂志
- 影响因子:--
- 作者:余明强;周莉;徐新林;潘晗;庄佩耘
- 通讯作者:庄佩耘
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其他文献
非线性动力学方法在分析声带息肉、囊肿患者嗓音信号中的应用
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:听力学及言语疾病杂志
- 影响因子:--
- 作者:余明强;徐新林;张赛;张宇;郭永清;林生智;庄佩耘;蒋家琪
- 通讯作者:蒋家琪
非线性动力学分析方法在嗓音医学中的应用进展
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:听力学及言语疾病杂志
- 影响因子:--
- 作者:徐新林;郭永清;张宇;庄佩耘;蒋家琪
- 通讯作者:蒋家琪
非线性动力学方法在声带息肉和囊肿患者嗓音信号分析中的应用
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:听力学及言语疾病杂志
- 影响因子:--
- 作者:郭永清;林生智;庄佩耘;蒋家琪
- 通讯作者:蒋家琪
声带显微微瓣手术后发声功能恢复和嗓音训练时间的初步探讨
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:听力学及言语疾病杂志
- 影响因子:--
- 作者:洪拥军;徐新林;林生智;庄佩耘
- 通讯作者:庄佩耘
其他文献
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