嗓音聲學(xué)檢測對(duì)喉白斑患者嗓音評(píng)估的臨床價(jià)值

呂 倩彭 鑫王曉雨王 巍杜建群李 麗張圣池林 鵬△

應(yīng)用研究

嗓音聲學(xué)檢測對(duì)喉白斑患者嗓音評(píng)估的臨床價(jià)值

呂 倩1彭 鑫1王曉雨2王 巍2杜建群2李 麗2張圣池2林 鵬2△

目的 探討嗓音聲學(xué)檢測對(duì)喉白斑患者嗓音評(píng)估的臨床價(jià)值。方法采用Dr.Speech軟件對(duì)48例喉白斑患者（喉白斑組）和50例健康者（正常組）進(jìn)行嗓音分析和電聲門圖（EGG）檢測，比較2組基頻微擾（Jitter）、振幅微擾（Shimmer）、噪聲能量（NNE）、諧噪比（HNR）、信噪比(SNR)、最長發(fā)聲時(shí)間（MPT）6個(gè)嗓音分析參數(shù)和EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、EGG-HNR、EGG-SNR、接觸率微擾（CQP）、接觸冪微擾（CIP）7個(gè)EGG參數(shù)，并分析EGG波形。結(jié)果嗓音分析參數(shù)中，喉白斑組Jitter、Shimmer和NNE均高于正常組，HNR、SNR和MPT均低于正常組（均P＜0.05）；EGG參數(shù)中，喉白斑組EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、CQP和CIP均高于正常組，EGGHNR、EGG-SNR均低于正常組（均P＜0.05）。喉白斑組EGG波形漸開相速度加快，整個(gè)閉合相縮短，呈尖峰狀，波形規(guī)律，波形異常率占72.9％（34/48）。結(jié)論嗓音分析和EGG同步化測試可為聲嘶程度提供客觀指標(biāo)，為喉白斑的預(yù)防、療效評(píng)估、術(shù)后復(fù)發(fā)和發(fā)音矯治提供嗓音學(xué)依據(jù)。

喉白斑；嗓音聲學(xué)檢測；嗓音評(píng)估；電聲門圖；臨床價(jià)值

喉白斑（leukoplakia of the larynx）是用來描述白斑聲帶或喉黏膜的臨床術(shù)語，是指上皮的異常增生和角化，因異常增生的存在可使惡變的危險(xiǎn)性高達(dá)40％[1]。聲嘶是喉白斑患者的主要癥狀和主要就診原因，目前對(duì)聲嘶程度的評(píng)估尚缺乏客觀的標(biāo)準(zhǔn)。且相關(guān)研究多是針對(duì)喉白斑與癌變的關(guān)系以及喉白斑的治療，有關(guān)喉白斑患者嗓音學(xué)特征的報(bào)道較少，對(duì)嗓音聲學(xué)檢測在喉白斑臨床應(yīng)用中的價(jià)值缺乏客觀的評(píng)估。本研究采用嗓音分析和電聲門圖（electroglottography,EGG）對(duì)喉白斑患者進(jìn)行嗓音聲學(xué)檢測，分析喉白斑的嗓音學(xué)特征，并探討嗓音學(xué)檢測在喉白斑患者的嗓音評(píng)估和療效評(píng)價(jià)方面的價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 （1）喉白斑組。選擇2012年8月16日—2013年5月1日就診于我院耳鼻喉科的喉白斑患者48例，其中男39例，女9例，平均（47.6±14.1）歲；病程20 d～4年，平均（1.8±0.9）年；均有明顯咽部不適癥狀，伴有不同程度的聲音嘶啞。于間接喉鏡、喉動(dòng)態(tài)鏡或電子鼻咽喉鏡下可見聲帶邊緣白色斑塊狀隆起，病理報(bào)告均示喉黏膜上皮增生，并有不全角化，確診為喉白斑。檢查前均未經(jīng)手術(shù)及藥物治療。（2）正常組。選擇同期無聲帶病史的健康者50例，其中男40例，女10例，平均（42.5±11.1）歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：否認(rèn)發(fā)音系統(tǒng)缺陷障礙史，未受過專業(yè)嗓音訓(xùn)練；動(dòng)態(tài)喉鏡下可見聲帶運(yùn)動(dòng)正常，邊緣光滑；近1個(gè)月無上呼吸道感染史。所有研究對(duì)象均成功檢測出嗓音分析和EGG參數(shù)。2組間性別（χ2=0.024）、年齡（t=1.951）差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 測試方法 采用上海泰億格電子有限公司的Dr. Speech Science for Windows儀器進(jìn)行嗓音分析檢查。測試在隔音條件下進(jìn)行，環(huán)境噪聲控制在45 dB（A）以下。受試者正坐位，將EGG的兩個(gè)電極分別放置于受試者兩側(cè)甲狀軟骨板中點(diǎn)的皮膚上，固定電極，受試者保持頭部相對(duì)固定，口距話筒5～10 cm，發(fā)元音/a/，每次持續(xù)3～5 s。嗓音信號(hào)經(jīng)話筒輸入、放大、A/D轉(zhuǎn)換后顯示聲波。選取中間平穩(wěn)段聲樣聲學(xué)分析嗓音及EGG信號(hào)，經(jīng)放大輸入計(jì)算機(jī)，檢測3次，參數(shù)取平均值，于獲得的EGG聲波信號(hào)中選取一段平穩(wěn)的EGG波形。囑受試者最大程度吸氣后盡可能地長時(shí)間發(fā)元音/a/，記錄3次，選取時(shí)間最長的一次作為最長發(fā)聲時(shí)間（maximum phonation time，MPT）。

1.3 分析參數(shù) 以平穩(wěn)發(fā)聲時(shí)EGG信號(hào)及聲帶振動(dòng)的特征為測試目標(biāo)，檢測分析患者的6個(gè)嗓音分析參數(shù)：基頻微擾（Jitter）、振幅微擾（Shimmer）、噪聲能量（normalized noise energy,NNE）、諧噪比（harmonic to noise ratio,HNR）、信噪比(signal to noise ratio,SNR)、MPT；7個(gè)EGG參數(shù)：EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、EGG-HNR、EGG-SNR、接觸率微擾（contact quotient perturbation,CQP）、接觸冪微擾（contact index perturbation,CIP）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組嗓音分析參數(shù)比較 喉白斑組Jitter、Shimmer和NNE均高于正常組，HNR、SNR和MPT均低于正常組（均P＜0.05），見表1。

2.2 2組EGG參數(shù)比較 喉白斑組EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、CQP和CIP均高于正常組，EGG-HNR、EGG-SNR均低于正常組（均P＜0.05），見表2。

Tab.1 Comparison of voice acoustic parameters between two groups表1 2組嗓音分析參數(shù)比較 （±s）

Tab.1 Comparison of voice acoustic parameters between two groups表1 2組嗓音分析參數(shù)比較 （±s）

＊P＜0.05

組別正常組喉白斑組t n 50 48 Jitter(％) 0.16±0.05 0.34±0.24 4.95＊Shimmer（％）1.28±0.47 2.06±1.15 4.26＊NNE（dB）-14.06±5.00 -10.62±3.38 3.98＊組別正常組喉白斑組t n 50 48 HNR（dB）27.15±3.06 24.15±5.46 3.37＊SNR（dB）26.71±3.53 23.50±4.54 3.90＊MPT（s）16.70±6.26 7.69±3.89 8.60＊

Tab.2 Comparison of EGG signal parameters between two groups表2 2組EGG信號(hào)參數(shù)比較 (±s)

Tab.2 Comparison of EGG signal parameters between two groups表2 2組EGG信號(hào)參數(shù)比較 (±s)

＊P＜0.05

組別正常組喉白斑組t n 50 48 EGG-Jitter (％) 0.44±0.47 0.68±0.58 2.29＊EGG-Shimmer （％）4.74±2.72 6.41±2.69 3.06＊EGG-NNE （dB）-16.19±5.23 -11.71±5.22 4.25＊組別正常組喉白斑組t n 50 48 EGG-HNR （dB）25.32±4.49 22.72±5.02 2.70＊EGG-SNR （dB）23.35±4.09 21.11±4.65 2.53＊CQP (％) 0.97±0.84 2.67±1.83 5.87＊CIP (％) 5.22±2.74 7.66±3.07 4.17＊

2.3 2組EGG波形比較 喉白斑組EGG波形漸開相速度加快，整個(gè)閉合相縮短，呈尖峰狀，波形規(guī)律，波形異常率占72.9％（34/48），見圖1。正常組EGG波形呈光滑有規(guī)律的類正弦曲線，漸閉相較漸開相速度快，曲線坡度陡，見圖2。

Fig.1 EGG waveform of laryngeal leukoplakia圖1 喉白斑組EGG波形

Fig.2 EGG waveform of normal圖2 正常組EGG波形

3 討論

目前國內(nèi)外嗓音分析數(shù)據(jù)多為喉部疾病的良性病變，對(duì)喉白斑等癌前病變?nèi)狈υ敱M報(bào)道，且臨床上在喉白斑患者術(shù)前和門診檢查中對(duì)聲嘶程度的評(píng)估缺乏明確的客觀指標(biāo)。

本研究結(jié)果顯示，喉白斑組嗓音分析和EGG參數(shù)的Jitter、Shimmer均高于正常組，與周瑩等[2]的研究結(jié)果一致，提示喉白斑患者的聲帶均有角狀增生性改變，常波及黏膜下固有層深層，使聲帶黏膜運(yùn)動(dòng)波形僵硬，致兩側(cè)聲帶運(yùn)動(dòng)的節(jié)律性改變。另外，本研究中喉白斑組嗓音分析和EGG參數(shù)的NNE均高于正常組，與陳小玲等[3]的研究結(jié)果一致，提示由于喉白斑患者的聲帶硬化導(dǎo)致聲帶閉合不嚴(yán)致從聲門縫隙中溢出的噪音增加，同時(shí)NNE與病理喉中的喘息密切相關(guān)[4]，而EGG檢測時(shí)其聲源是從甲狀軟骨板直接導(dǎo)出，不受聲道影響，故EGG-NNE增大程度較嗓音分析更明顯，也更為客觀，本研究采用的嗓音分析和EGG同步化測試，彌補(bǔ)了以往文獻(xiàn)報(bào)道中采用單一嗓音學(xué)檢測的不足。HNR和SNR是嗓音諧音成分和噪音成分的比值，是描述聲嘶的感知診斷和評(píng)估的有用的定量指標(biāo)[5]。喉白斑組嗓音分析和EGG參數(shù)的HNR和SNR均低于正常組，提示由于角化導(dǎo)致聲帶閉合不全產(chǎn)生的NNE增加，從而引起噪音成分比例的增加。MPT與肺活量、聲門 閉合、呼吸方法、氣息控制相關(guān)，和氣道阻力呈負(fù)相關(guān)[6]。本研究結(jié)果顯示，喉白斑組MPT較正常組減小，可能是由于喉白斑患者聲門閉合不嚴(yán)，發(fā)音困難導(dǎo)致氣息控制的紊亂，氣道阻力增大，導(dǎo)致MPT減小。

本研究中喉白斑組EGG參數(shù)的CQP、CIP均高于正常組，與但果等[7]研究結(jié)果一致，其原因可能是喉白斑患者的聲帶黏膜上片狀角化增生的病變構(gòu)成聲帶振動(dòng)體的一部分，使聲帶硬度變大，張力變大，聲帶振動(dòng)時(shí)兩側(cè)聲帶的接觸面積變小，兩側(cè)聲帶振動(dòng)的對(duì)稱性也發(fā)生改變。

EGG波形是通過對(duì)聲帶振動(dòng)時(shí)的不同阻抗引起的電流變化來描記出聲門開閉的曲線，不斷變化的電阻關(guān)系到聲帶的接觸面積[8]，并可彌補(bǔ)頻閃喉鏡檢查反映聲帶在每個(gè)發(fā)生周期中接觸情況的不足，更加客觀全面地反映出患者發(fā)聲周期的聲帶接觸面積及閉合情況。本研究中白斑患者波形異常率占72.9％，漸開相速度加快，關(guān)閉相縮短，波形呈尖峰狀，與但果等[7]的研究結(jié)果一致，提示由于患者聲帶黏膜硬度因病變而變大，黏膜波發(fā)生改變，張開速度加快，導(dǎo)致兩側(cè)聲帶的接觸時(shí)間變短，使喉白斑患者EGG波形主要表現(xiàn)呈尖峰狀。

雖然嗓音聲學(xué)參數(shù)不能準(zhǔn)確辨別聲帶疾病的種類，但是與發(fā)音障礙程度高度相關(guān)，并可以對(duì)疾病治療結(jié)果進(jìn)行檢測[4]。且嗓音分析不受頸部脂肪厚度等客觀因素影響，較EGG更易測得，具有較高的可靠性和敏感性[9]，而EGG參數(shù)彌補(bǔ)了嗓音分析受聲道影響的缺陷，Hosokawa等[10]認(rèn)為EGG-Shimmer對(duì)輕度聲音嘶啞的患者比傳統(tǒng)的嗓音分析有更高的準(zhǔn)確率。EGG波形的改變和特征反映了發(fā)聲過程中聲帶接觸面積的變化，聲帶有病變時(shí)，波形各有特點(diǎn)[7]。本研究將兩種測試同步化，較單一測試能更準(zhǔn)確地反映喉白斑患者發(fā)音障礙的程度，以及聲帶振動(dòng)的情況。結(jié)合病史、體征、電子喉鏡等檢查，可輔助診斷喉白斑，為聲音嘶啞程度提供客觀指標(biāo)，并為喉白斑疾病的預(yù)防、療效評(píng)估、術(shù)后復(fù)發(fā)和發(fā)音矯治提供嗓音學(xué)指導(dǎo)依據(jù)。

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（2014-04-01收稿 2014-08-12修回）

（本文編輯 陳麗潔）

Clinic Value of the Vocal Acoustics on Voice Evaluation in Patients with Larynx Leukoplakia

LYU Qian1,PENG Xin1,WANG Xiaoyu2,WANG Wei2,DU Jianqun2,LI Li2,ZHANG Shengchi2,LIN Peng2△
1 First Center Clinic College,Tianjin Medical University,Tianjin 300192,China;2 Department of Otorhinolaryngology Head and Neck Surgery,Tianjin First Center Hospital,Otorhinolaryngology Institute of Tianjin
△

E-mail：linpengf@sina.com

ObjectiveTo explore the clinic value of the vocal acoustics on voice evaluation in larynx leukoplakia patients.MethodsDr.Speech software was used to perform voice acoustic analysis and deduce EGG parameters in 48 subjects with larynx leukoplakia and 50 normal subjects.Voice acoustic analysis parameters(Jitter,Shimmer,NNE,HNR, SNR,MPT),EGG parameters(EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、EGG-HNR、EGG-SNR,CQP,CIP)and EGG waveform were compared between two groups.ResultsFor voice acoustic analysis,Jitter,Shimmer,NNE in larynx leukoplakia group were higher than those in normal group while HNR,SNR in larynx leukoplakia group were lower than those of normal group.What’s more，MPT in larynx leukoplakia group was obviously shorter than that in normal group with,statistically significant difference(P＜0.05).For EGG analysis,EGG-Jitter,EGG-Shimmer,EGG-NNE were higher in larynx leukoplakia group than those in normal group with significant difference(P＜0.05).EGG-HNR and EGG-SNR in larynx leukoplakia group were lower than those in normal group.Furthermore,CQP and CIP in larynx leukoplakia group were higher than those normal group with statistically significant difference(P＜0.05).Most patients’(72.9％)EGG waveform showed gradually accelerate phase velocity and fast close phase,which represent a spike-like shape.ConclusionVoice acoustic analysis combined with EGG provide objective indicators to assess degree of hoarseness,and to provide sonic evidences for prevention, recurrence,assessment and pronunciation correction of the larynx leukoplakia.

larynx leukoplakia;voice acoustic analysis;voice assessment;electroglottography;clinical application

R767.92

A

10.3969/j.issn.0253-9896.2014.12.021

國家自然科學(xué)基金青年基金（81102055）；天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計(jì)劃（11JCYBJC10700）

1天津醫(yī)科大學(xué)一中心臨床學(xué)院（郵編300192）；2天津市第一中心醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科,天津市耳鼻喉科研究所

△通訊作者 E-mail:linpengf@sina.com