动态喉镜下嗓音声学测试的研究进展

张丽媛　王斌全

【摘要】 嗓声学临床检测分为依赖于主观的听觉能力检测和客观性声学检测。两种检测方式所产生的检测效果有所区别，在很长时间一段时间内，由于先进诊断方式的缺乏，对于嗓音学的测试往往主要依靠主观检查。而主观检查靠测试者工作经验、主观感受等进行，虽可获得一定诊断价值，但仍有进步的空间。由此可见，嗓音检测很大程度上满足了嗓音医学发展的客观需求。伴随多媒体技术的快速发展，嗓音检测技术被逐渐应用于临床，为临床诊断提供客观参考依据。本研究检测和分析各种参数，对嗓音声学评价提供客观参考，先将其综述如下。

【关键词】 动态喉镜； 嗓音声学； 测试； 研究； 进展

嗓音声学分析或EGG的jitter指嗓音基音频率的变化情况[1-4]，主要用于评估特定周期机器相邻周期的变化情况；shimmer指声波振幅的变化率，相邻周期之间幅度的差异量；NNE表示声带不完全闭合时所产生的能量学检测。

目前，动态喉镜逐渐发展为喉功能检查中必不可少的检测仪器[5]，不仅能够显示其他喉镜无法显示或无法清晰显示的声带振动和黏膜波动情况， 还可以将上述资料通过录制存盘方式，进行永久保存，这为喉科疾病（尤其是早期喉癌）的诊断、鉴别诊断、疗效评估、疾病会诊、随访、教学及科研工作，均提供了重要的参考依据[2]。

嗓音质量的客观声学评估，包括基频（Fo），频率微扰，振幅微扰，噪音和谐噪比等[3]，现对其综述如下。

1 主要声学参数及意义

1.1 基频（fundamental frequency，Fo） 基频作为嗓音测试评估中的重要的基本性参数，不仅与声带的基本特征有关[6]，还与环甲肌、甲构肌，以及声门下压调节等因素有关。据国内外研究表明[7]，基频能够较为准确地反映声带的发育、成熟、老化等生理过程。基频正常值存在较大性别、年龄方面差异，其中女性基频相对较高，与成人相比，儿童的基频正常值相对更高[8-11]。基频检测一定程度上能够判定男女声调，以及假声发音情况，但对于正常嗓音、病理嗓音的鉴别，还有一定的难度和准确性[12-16]。基频检测作为喉癌功能性术后发声功能的重要指标，其中男性的基频范围为80～200 Hz，女性的基频范围为150～350 Hz，而儿童的基频范围为200～500 Hz[2]。

1.2 微扰（perturbation） 微扰包括频率微扰（Jitter）、振幅微扰（shimmer），Lieberman[17]提出随时间变化，嗓音信号相邻周期出现相应变化，即此称之为微扰。有研究通过频率微扰商、幅度微扰商，对嗓音频率和幅度的变化情况，进行有效判断。有研究表明，频率微扰和幅度微扰能够较为准确地反映，邻周期间的声波频率变化和幅度变化[18-19]。1989年我国逐渐将该检测技术应用于临床，并发现微扰与基础特性指标变化间的相关性。

频率微扰和幅度微扰作为喉部疾病诊断、鉴别诊断的重要参考指标。研究表明，在正常嗓音、病理嗓音间，频率微扰和幅度微扰的检测结果存在较大差异，对常见喉部疾病均有一定的检出率[20-23]。依据Dr.Speech软件参考值[13]，频率微扰参考值应<0.5%，幅度微扰参考值应<-3 B。

1.3 噪声谱

1.3.1 谐噪比 本世纪80年代，有学者通过谐噪比（harmonic to noise，H/N）方式，分析嗓音中的噪声成分。喉病嗓音嘶哑主要与嗓音中噪声相对增多、谐波成分减少所致。谐噪比作为嗓音嘶哑的客观性指标，是信号声与噪声的比值，在喉部疾病的诊断及鉴别诊断、疗效评估中，都具有非常重要的临床意义[24-26]。正常情况下，男性H/N范围为813～1710 dB（平均值为1212 dB），而女性H/N范围为710～1416 dB（平均值为1115 dB），H/N范围及平均值不存在性别和年龄差异[9]。

1.3.2 标准化噪声能量级 上世纪80年代中期，有学者提出了标准化噪声能量级（normalized noise energies，NNE）[27]，以此反映声门噪声变化情况，并且指出相对于HNR，NNE灵敏性更高，有助于鉴别正常嗓音和病理嗓音。NNE能够反映声带振动时声门不完全关闭的状态和程度，有助于声嘶程度的评估[28]，并且声嘶程度越重，NNE值相应越高。NNE值与性别、年龄等因素呈相关性[11]。与男性标准化噪声能量值相比，女性舒适发声的标准化噪声能量值相对较高[15，29]，而老年人NNE值有所增加，参考值为<10 dB[3]。

自本世纪80年代，我国将其应用于临床诊断和疗效评估中，并发现嗓音检测和分析过程中的重要参数，对于喉部疾病的诊断、疗效评估，都具有非常重要的临床意义[30]。

2 嗓音检测中元音声样的选择

嗓音声样的选择对于嗓音检测结果是非常重要的[31]。目前常用的元音包括/?/、/a：/、/i：/，以及/u：/，其中前两者属于低元音（/?/为前元音，/a：/为后元音），后两者属于高元音[11-12]。有研究表明，由于不同元音发声时存在较大差异，声带振动往往对声学测试结果造成不同程度的影响，从而产生不同的检测灵敏度[32-34]。

2.1 Fo /i：/元音的基频最高，依次为/u：/音、/?/音和/a：/音；与低舌位元音/a：/和/?/相比，高舌位元音/i：/和/u：/的基频相对较高，而低舌位元音/a：/和/?/中，/?/元音的基频高于/a：/音[35]。

2.2 Jitter和Shimmer 元音/i：/ 和/u：/发声时，频率微扰、振幅微扰值分别为最小和最大，而发/?/和/a：/音时，其频率微扰、振幅微扰值介于两者之间。与/?/和/a：/发音相比，声门下压较大，声带振动相对规则[33-34]；在病理状态下，更容易受到代偿能力的影响，继而降低病理嗓音的检出率。/?/和/a：/声样分析能提供更多的Jitter和Shimmer相关信息。endprint

2.3 谐噪比（H/N） 谐噪比作为检测病态嗓音重要参数之一，在评价嗓音元素质方面具有重要的临床意义。谐噪比值依次为/i：/音、/u：/音、/?/音、/a：/音。

2.4 NNE 与其他元音相比，元音/u：/的NNE 值最高，而音/?/的NNE值最低，元音/i：/和/a：/的NNE值处于两者之间[12]。发/i：/音时，声带张力有所增加，更容易受到代偿能力的影响。

3 讨论

嗓音作为一种复杂的多维现象，它的评估是多参数的。嗓音声学检测为嗓音质量的客观评估提供了重要手段，但往往受到复杂的声带振动、精微的三维运动，以及振动时的随机因素影响；嗓音声学检查能够评估患者嗓音的状态，为喉部疾病的诊断和鉴别诊断，以及疗效评价等方面，提供了重要的参考依据。总而言之，建立一系列标准化的嗓音体系，开展专业性的嗓音及言语训练，深入流行病学调查等研究，有助于推动该学科的迅猛进步和发展。

参考文献

[1]冯彦，王斌全.嗓音声学分析和电声门图参数变化在喉癌中的应用[J].实用医技杂志，2008，15（5）：552-553.

[2]韩德民，Robert T，Sataloff.嗓音医学[J].2007，10（1）：63-64.

[3]徐文.嗓音声学分析在喉部疾病中的应用[J].中国医学文摘耳鼻咽喉科学，2011，26（5）：18-21.

[4]王丽华，沈伟.计算机嗓音声学检测研究进展[J].现代诊断与治疗，2009，20（1）：156-158.

[5]杨式麟.嗓音医学基础与临床[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2001：125-138.

[6]韩仲明.嗓音声学检测分析[J].中国耳鼻咽喉头颈外科，2006，13（5）：232-235.

[7]杜雅平，刘丽萍，刘畅.纤维喉镜下间接喉钳摘除较大息肉56例分析[J].中国误诊学杂志，2007，7（3）：339-342.

[8] Huang Z M.Measures of vocal funct ion during changes in vocal effort level[J].J Voice，2007，9（2）：429-438.

[9]刘光华.表麻支撑喉镜下声带息肉摘除56例报告[J].中国当代医药，2009，16（11）：252-254.

[10]李正玉，李剑华，李慧.纤维喉镜下声带息肉摘除术269例[J].中国眼耳鼻喉科杂志，2008，8（1）：2-4.

[11]杨青.嗓音的声学检测结果与定量分析[J].中国医疗设备，2008，3（1）：104-107.

[12]侯丽珍，韩德民，徐文，等.嗓音检测中元音声样的选择[J].听力学及言语疾病杂志，2002，10（1）： 16-18.

[13]龚齐，沈伟，黄昭鸣，等.896例成人嗓音声学参数的计算机采集分析[J].听力学及言语疾病杂志，2000，8（1）：34-36.

[14] Horii Y.Jitter and shimmer in sustained vocal fry phonation [J].Folia Phoniat，1985，37（5）：81-84.

[15]雷科，杨旭，沈建中，等.成人嗓音声学参数正常参考值的研究[J].临床耳鼻咽喉科杂志，2000，14（6）：255-257.

[16]舒畅，陈建超，薛敏燕.内镜下声带微瓣技术在嗓音显微外科的临床应用[J].临床耳鼻咽喉科杂志，2006，20（6）：897-899.

[17]Liebernan P.Pertubation in voice pitch[J].J Acous Soc AN，1961，33（9）：593-596.

[18]姜泗长，阎承现.现代耳鼻咽喉科学[M].天津：天津科学出版社.1994：98-313.

[19] Kempster G B，Gerratt B R，Verdolin K，et al.Consensus auditory-perceptual evaluation of voice ： Development of a standardized clinical protocol[J].American Journal of Speech-Language Pathology，2009，18（1）：124-127.

[20] Karnell M P，Melton S D，Chides J M，et al.Reliability of clinician-based （GRBAS and CAPE-V ）and patient-based （VOL and IPVI） documentation of voice disorders[J].Journal of Voice，2006，21（6）：576-277.

[21]雷科，杨旭.嗓音疾病的声学多维分析及电声门图曲线的综合检测[J].听力学及言语疾病杂志，2008，6（4）：177-180.

[22]陈小玲，王薇，陈锋.电脑技术在声带息肉疗效评估中的作用[J].中国眼耳鼻喉科杂志，2006，1（1）：52-55.

[23]韩仲明，杨式麟.电子计算机在嗓音分析中的初步应用[J].临床耳鼻咽喉科杂志，2000，4（1）：36-39.

[24] Kitajima K，Gould W J.Vocal shimmer in sustained phonation of normal and pathologic voice[J].Ann Otol Rhinol Laryngol，1976，85（3）：377-381.

[25] Yumoto E，Gould W J，Baer T.Harmonics to noise ratio as an index of the degree of hoarseness[J].J Acoust Soc Am，1982，71（9）：1544-1549.

[26]刘雄光，杨强.嗓音声学检测中的常用指标及意义[J].中国中西医结合耳鼻咽喉科杂志，2004，12（6）：117-119.

[27] Kasuya H，Ogawa S，Kikuchi Y.An acoustic analysis of pathological voice and its application to the evaluation of laryngeal pathology[J]. Speech Communication，1986，5（2）：171-181.

[28]于萍，韩冰，杨伟炎，等.不同性别嗓音客观检测参数的对比分析[J].听力学及言语疾病杂志，2004，12（6）：390-392.

[29]魏春生，张天宇，蒋家琪.嗓音医学概述[J].听力学及言语疾病杂志，2008，16（7）：278-279.

[30]刘雄光.嗓音声学检测中的常用指标及意义[J].广西中医药大学学报，2004，7（2）：22-23.

[31]魏春生，陈锋，王薇.国际音标?和a的选择对声学测试参数的影响[J].临床耳鼻咽喉科杂志，2007，13（2）：102-103.

[32]王修信，胡维平，姚铁钧，等.嗓音频谱分析中/a/、/i/音采样比较[J].听力学及言语疾病杂志，2007，11（7）：319-320.

[33]叶青，杨毓梅，孙爱华，等.不同元音嗓音分析敏感性的观察[J].听力学及言语疾病杂志，2008，10（2）：82-83.

[34]郑智英，王斌全.电子喉镜下声带息肉手术前后的嗓音声学评估[J].医学研究杂志，2012，41（9）：171-173.

（收稿日期：2013-10-31） （本文编辑：蔡元元）endprint