多維嗓音分析檢測(cè)兒童嗓音的臨床分析及應(yīng)用

毛華東 謝宏武 杜敬東 程杰

多維嗓音分析檢測(cè)兒童嗓音的臨床分析及應(yīng)用

毛華東1謝宏武2杜敬東1程杰1

目的 研究6～12歲正常兒童嗓音多維嗓音分析(Multi Dimensional Voice Program，MDVP)各項(xiàng)聲學(xué)參數(shù)閾值，有助于為小兒聲帶異常提供診斷依據(jù)，為兒童嗓音結(jié)果分析提供參考。方法運(yùn)用CSLmodel 4150系統(tǒng)嗓音分析軟件對(duì)130例6-12歲兒童檢測(cè)MDVP各項(xiàng)參數(shù)，經(jīng)纖維喉鏡確診的20例6～12歲聲帶小結(jié)患兒病例作為對(duì)照。結(jié)果正常兒童MDVP中基頻最為穩(wěn)定，與成人差異明顯；基頻微擾、振幅微擾、噪音參數(shù)穩(wěn)定性處于可接受范圍，兒童與成人之間沒有明顯差異；正常組和聲帶小結(jié)組基頻微擾，振幅微擾，噪音相關(guān)參數(shù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)差異明顯。結(jié)論MDVP是評(píng)估兒童發(fā)音障礙的重要手段之一；正常兒童嗓音數(shù)據(jù)庫的建立有利于提高嗓音評(píng)估的可靠性。

言語參數(shù)測(cè)量；正常值；兒童

在臨床上耳鼻咽喉科醫(yī)師對(duì)于兒童發(fā)音障礙的診斷往往比較困難，臨床判斷聲帶質(zhì)量普遍使用的主觀分級(jí)制度缺乏一致性和標(biāo)準(zhǔn)化，纖維內(nèi)窺鏡檢查對(duì)于檢查不合作的兒童往往不易成功，在這種情況下計(jì)算機(jī)輔助嗓音分析作為一個(gè)重要的診斷方式，顯得更有臨床參考意義。它提供了客觀的聲學(xué)測(cè)量，耐受性良好，重復(fù)性好，是一項(xiàng)無創(chuàng)性的衡量聲帶功能的客觀檢查。

Kay語言工作站（kay Elemetrics，美國(guó)）的多維嗓音分析（MDVP），是一種正在被普遍使用且較理想的嗓音頻譜分析軟件，MDVP提取了34個(gè)聲學(xué)參數(shù)，系統(tǒng)內(nèi)置正常人數(shù)據(jù)庫，提供正常閾值以供參考。但是此正常閾值為正常成年男女統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此我們通過測(cè)量正常兒童數(shù)據(jù)，有助于為小兒聲帶異常提供診斷依據(jù)。

資料與方法

1 測(cè)試對(duì)象

篩選無咽喉疾病史、無聽力障礙，發(fā)聲正常的6～12(9.05±1.39)歲兒童130例，其中男70例，女60例；本實(shí)驗(yàn)使用聲帶小結(jié)病例對(duì)照研究，經(jīng)纖維喉鏡確診的6～12(8.05±2.26）歲聲帶小結(jié)患兒20例，男12例，女8例。

2 儀器

Kay語音實(shí)驗(yàn)室的硬件系統(tǒng)為CSLmodel 4150 (美國(guó)Kay Elemetrics公司)系統(tǒng)及一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式計(jì)算機(jī)，軟件系統(tǒng)為Kay Computer Speech Lab中的多維嗓音分析程序（Multi Dimensional Voice Program，MDVP），MDVP計(jì)算出34個(gè)參數(shù)。其檢測(cè)的34個(gè)參數(shù)按其性質(zhì)可分為8大類：①基頻測(cè)量相關(guān)參數(shù):平均基頻(F0)，平均音調(diào)周期(TO)，最高基頻(FHI),最低基頻(FLO)，F(xiàn)O標(biāo)準(zhǔn)差(STD)，半音階FO范圍(PFR)；②基頻微擾相關(guān)參數(shù):絕對(duì)音調(diào)微擾(Jita)，音調(diào)微擾百分比(Jitter)，相對(duì)平均擾動(dòng)(RAP),音調(diào)擾動(dòng)商(PPQ)，平滑音調(diào)擾動(dòng)商(sPPQ)，基頻變量(vF0)；③振幅微擾相關(guān)參數(shù):振幅微擾(ShdB),振幅微擾百分比(Shim)，振幅擾動(dòng)商(APQ)，平滑振幅擾動(dòng)商(sAPQ)，峰值振幅變(vAm)；④嗓音中斷相關(guān)參數(shù):嗓音中斷度(DVB)、嗓音中斷數(shù)(NVB)；⑤次諧波成份相關(guān)參數(shù)：次諧波度(DSH)、次諧波段數(shù)(NSH)；⑥嗓音不規(guī)則性參數(shù):無聲度(DUV)、非濁聲段數(shù)(NUV)；⑦噪聲相關(guān)參數(shù):軟發(fā)聲指數(shù)(SPI)，噪諧比(NHR),嗓音擾動(dòng)指數(shù)(VTI)；⑧顫動(dòng)相關(guān)參數(shù)：FO顫動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)(FTRI)、振幅顫動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)(ATRI)、FO顫動(dòng)頻率(Fftr)、振幅顫動(dòng)頻率(Fatr)。

3 檢測(cè)方法

在嗓音檢測(cè)室內(nèi)保持環(huán)境安靜，患者取自然舒適位，手舉麥克風(fēng)，距離患者口唇約10厘米，于患者正前方呈45°角，減少氣流噪聲，平穩(wěn)持續(xù)發(fā)/a/音 3秒，采樣頻率44．1kHz，棄去信號(hào)過小和信號(hào)超載的聲音樣本，保存發(fā)音持續(xù)平穩(wěn)的聲音樣本，行嗓音頻譜分析。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

兩組測(cè)試結(jié)果用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對(duì)正常兒童統(tǒng)計(jì)正常值范圍，基頻相關(guān)參數(shù)按雙側(cè)±1.96s計(jì)算，其余參數(shù)按單側(cè)± 1.64s計(jì)算。

結(jié)果

正常兒童多維嗓音分析的正常值范圍見表1，正常組和聲帶小結(jié)組基頻微擾相關(guān)參數(shù)，振幅微擾相關(guān)參數(shù)，噪音相關(guān)參數(shù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)差異明顯（圖1、2、3）。

圖1 正常兒童與聲帶小結(jié)兒童基頻微擾參數(shù)對(duì)比

圖2 正常兒童與聲帶小結(jié)兒童振幅微擾參數(shù)對(duì)比

圖3 正常兒童與聲帶小結(jié)兒童噪音相關(guān)參數(shù)對(duì)比

表1 多維嗓音分析（MDVP）參數(shù)正常值(按單側(cè)±1.64s,基頻相關(guān)參數(shù)按雙側(cè)±1.96s)

表1 多維嗓音分析（MDVP）參數(shù)正常值(按單側(cè)±1.64s,基頻相關(guān)參數(shù)按雙側(cè)±1.96s)

聲學(xué)參數(shù)正常值Fundamental Frequency Information Measurements Average fundamental frequency Hz（Fo）Average pitch period,ms（To）Highest fundamental frequency,Hz（Fhi）Lowest fundamental frequency,Hz（Flo）Standard deviation of the fundamental frequency,Hz（STD）Phonatory fundamental frequency range,semitones（PFR）Fo tremor frequency,Hz（Fftr）Amp litude tremor frequency,Hz（Fatr）Frequency Perturbation Measurements Absolute jitter,μs（Jita）Jitter,%（Jitt）Relative average perturbation,%（RAP）Pitch period perturbation quotient,%（PPQ）Smoothed pitch period perturbation quotient,%（sPPQ）Fundamental frequency variation,%（vFO）Amplitude Perturbation Measurements Shimmer,dB（ShdB）Shimmer,%（Shim）Amplitude perturbation quotient,%（APQ）Smoothed amplitude perturbation quotient,%（sAPQ）Peak amplitude variation,%（vAM）Noise and Tremor Evaluation Measurements Noise-harmonic ratio（NHR）Voice turbulence index score（VTI）Soft phonation index score（SPI）Fo tremor intensity index score,%（FTRI）Amp litude tremor intensity index score,%（ATRI）Voice Break,Subharmonic,and Voice Irregularity Measurements Degree of voice breaks,%（DVB）Degree of subharmonics,%（DSH）Degree of voiceless,%（DUV）No.of voice breaks（NVB）No.of subharmonic segments（NSH）No.of unvoiced segments（NUV）287.68±40.76 3.55±0.54 309.76±52.46 270.31±38.83 4.37±1.72 3.29±1.68 3.49±1.53 3.51±1.51 36.85±20.42 1.05±0.59 0.63±0.36 0.60±0.33 0.72±0.31 1.51±0.51 0.31±0.18 3.49±2.05 2.38±1.33 3.38±1.89 12.49±8.49 0.12±0.02 0.05±0.02 6.81±5.78 0.41±0.42 3.06±3.58 0 2.10±5.77 0.07±0.61 0 1.93±5.33 0.06±0.59

討論

目前病理性嗓音評(píng)估可分為主觀評(píng)價(jià)和客觀儀器檢測(cè)，主觀評(píng)價(jià)如GRBAS分級(jí)等都是基于臨床醫(yī)生的主觀判斷，缺乏一致性和無法標(biāo)準(zhǔn)化是其臨床評(píng)估的主要問題?？陀^檢測(cè)如動(dòng)態(tài)喉鏡，空氣動(dòng)力學(xué)檢查，聲學(xué)分析等已經(jīng)成為嗓音評(píng)估中不可或缺的方法之一。

在臨床上兒童患者的檢查往往很困難，例如纖維內(nèi)窺鏡檢查等對(duì)于檢查不合作的兒童往往不易成功，在這種情況下計(jì)算機(jī)輔助嗓音分析作為一個(gè)重要的診斷方式，有一定的臨床參考意義。它提供了客觀的聲學(xué)測(cè)量，能在很短的時(shí)間內(nèi)完成，耐受性及重復(fù)性良好，是一項(xiàng)無創(chuàng)性的衡量聲帶功能的客觀檢查。

目前嗓音聲學(xué)分析研究使用的系統(tǒng)國(guó)內(nèi)常運(yùn)用Dr.speech，其相關(guān)研究報(bào)道甚多，本研究使用的Kay語言工作站的多維嗓音分析(MDVP)系統(tǒng)作為較成熟的檢測(cè)系統(tǒng)之一，尚缺乏正常兒童的相關(guān)測(cè)量資料以作為參考，本文旨在通過檢測(cè)正常兒童以探討此類人群Kay系統(tǒng)各聲學(xué)參數(shù)的測(cè)量值范圍，為本系統(tǒng)在臨床檢測(cè)及研究中的進(jìn)一步使用提供參考。

基頻測(cè)量時(shí)，12歲及以上男孩急劇下降，接近成人，因此對(duì)12歲以上兒童未納入統(tǒng)計(jì)分析范圍。本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)6～12歲基頻正常值為287.68±40.76Hz，國(guó)內(nèi)其他軟件檢測(cè)研究4～7歲兒童基頻正常范圍在300～320Hz[4]，差異不明顯；國(guó)外學(xué)者報(bào)道兒童基頻范圍在279.05±5.79Hz[5]，結(jié)果亦較一致，表明基頻在嗓音分析檢測(cè)中相對(duì)比較穩(wěn)定[6]。

本研究測(cè)得Jitt為1.05±0.59，Shim為3.49± 2.05，NHR為0.12±0.02，Kent[7]統(tǒng)計(jì)各家研究成年男性Jitt為0.68～2.15，Shim為2.45～5.54，NHR為0.12～0.19之間，可以看出基頻微擾、振幅微擾、噪音參數(shù)穩(wěn)定性處于可接受范圍[6]，上述檢測(cè)值在兒童與成人之間沒有明顯差異。

聲帶小結(jié)是一種常見的小兒發(fā)音障礙。有研究表明38%～78%的慢性聲嘶兒童為聲帶小結(jié)[1]，其病因一般為濫用嗓音所致，常發(fā)生在聲帶前、中三分之一的交界處，一般為雙側(cè)。聲帶的過度振動(dòng)造成被覆層組織的廣泛損傷[2，3]，最后出現(xiàn)過度膠原沉積和纖維化。小結(jié)對(duì)聲帶振動(dòng)穩(wěn)定性有明顯的影響；在與正常組比較中可見，兩者基頻微擾相關(guān)參數(shù)、振幅微擾相關(guān)參數(shù)、噪音相關(guān)參數(shù)參數(shù)有明顯差異。

總之，MDVP作為一種客觀的，非侵入性的診斷方式，是評(píng)估兒童發(fā)音障礙的重要手段之一；正常兒童嗓音數(shù)據(jù)的研究有利于提高嗓音評(píng)估的可靠性。

1 Von Leden HV.Vocal nodules in children.Ear Nose Throat J，1985，64:473-480.

2 Gray SD,Hammond EH,Hanson D.Benign pathologic response of the larynx.Ann Otol Rhinol Laryngol，1995，104:8-13.

3 Courey MS,Shohet JA,Scott MA,Ossoff RH. Immunohistochemical characterization of benign laryngeal lesions.Ann Otol Rhinol Laryngol,1996,105:525-531.

4 周麗娟趙生全張鐵松.兒童嗓音基頻正常值檢測(cè)分析.聽力學(xué)及言語疾病雜志,2006,14(1)：67-68.

5 Campisi P,Tew fik T L,Manoukian J J,et al.Computerassisted voice analysis:Establishing a pediatric database. Archives of Otolaryngology—Head&Neck Surgery,2002, 128:156-160.

6 Gonzalez,J,Cervera T,Miralles JL.Acoustic voice analysis:Reliability of a set ofmulti-dimensional parameters. (Spanish)Acta Otorrhinolaringologica Espanola,2002,53: 256-268.

7 Kent RD.Voice dysfunction in dysarthria:application of the Multi-Dimensional Voice Program.Journal of Communication Disorders July-August,2003,36(4):281-306.

（收稿：2015-04-24）

The investigation of multi-dimensional parameters in normal children

MAO Huadong,XIE Hongwu,DU Jingdong,CHENG Jie
Department of Otolaryngology,Three Gorges university renhe hospital,yichang hubei,443100,China

ObjectiveTo investigate the normal values ofmulti-dimensional parameters in normal children by observing the changes of the acoustic parameters in normal children(6～12y)voice sample.MethodThe voice of 130 normal children(6～12y)was recorded by the Multi-Dimensional Voice Programme(MDVP)of CSLmodel 4150,compared with 20 vocal fold nodules patients(6～12y).ResultChildren data show a high stability of Frequency Fundamental parameters,the significant difference was observed between the childern and the adult.It is acceptable for parameters of frequency and amp litude perturbation,noise,having no significant difference compared with the adult.The voices of patients with vocal fold nodules had significantly elevated parameters of frequency,amplitude perturbation and noise compared with control subjects(P<0.01).ConclusionThe MDVP is an objective, noninvasive diagnostic tool that represents an important advancement in the assessment of pediatric dysphonia.The normative databasemay be used to reliably assess the voices of children.

speech production measurement;normol value;child

10.16542/j.cnki.issn.1007-4856.2015.03.009

1 三峽大學(xué)仁和醫(yī)院耳鼻咽喉科（湖北宜昌，443100）

2 安徽醫(yī)科大學(xué)附屬安慶醫(yī)院耳鼻咽喉科

謝宏武，主任醫(yī)師.Email:961236841@qq.com