嗓音声学检测对喉白斑患者嗓音评估的临床价值

吕 倩彭 鑫王晓雨王 巍杜建群李 丽张圣池林 鹏△

应用研究

嗓音声学检测对喉白斑患者嗓音评估的临床价值

吕 倩1彭 鑫1王晓雨2王 巍2杜建群2李 丽2张圣池2林 鹏2△

目的 探讨嗓音声学检测对喉白斑患者嗓音评估的临床价值。方法采用Dr.Speech软件对48例喉白斑患者（喉白斑组）和50例健康者（正常组）进行嗓音分析和电声门图（EGG）检测，比较2组基频微扰（Jitter）、振幅微扰（Shimmer）、噪声能量（NNE）、谐噪比（HNR）、信噪比(SNR)、最长发声时间（MPT）6个嗓音分析参数和EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、EGG-HNR、EGG-SNR、接触率微扰（CQP）、接触幂微扰（CIP）7个EGG参数，并分析EGG波形。结果嗓音分析参数中，喉白斑组Jitter、Shimmer和NNE均高于正常组，HNR、SNR和MPT均低于正常组（均P＜0.05）；EGG参数中，喉白斑组EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、CQP和CIP均高于正常组，EGGHNR、EGG-SNR均低于正常组（均P＜0.05）。喉白斑组EGG波形渐开相速度加快，整个闭合相缩短，呈尖峰状，波形规律，波形异常率占72.9％（34/48）。结论嗓音分析和EGG同步化测试可为声嘶程度提供客观指标，为喉白斑的预防、疗效评估、术后复发和发音矫治提供嗓音学依据。

喉白斑；嗓音声学检测；嗓音评估；电声门图；临床价值

喉白斑（leukoplakia of the larynx）是用来描述白斑声带或喉黏膜的临床术语，是指上皮的异常增生和角化，因异常增生的存在可使恶变的危险性高达40％[1]。声嘶是喉白斑患者的主要症状和主要就诊原因，目前对声嘶程度的评估尚缺乏客观的标准。且相关研究多是针对喉白斑与癌变的关系以及喉白斑的治疗，有关喉白斑患者嗓音学特征的报道较少，对嗓音声学检测在喉白斑临床应用中的价值缺乏客观的评估。本研究采用嗓音分析和电声门图（electroglottography,EGG）对喉白斑患者进行嗓音声学检测，分析喉白斑的嗓音学特征，并探讨嗓音学检测在喉白斑患者的嗓音评估和疗效评价方面的价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 （1）喉白斑组。选择2012年8月16日—2013年5月1日就诊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）岁；病程20 d～4年，平均（1.8±0.9）年；均有明显咽部不适症状，伴有不同程度的声音嘶哑。于间接喉镜、喉动态镜或电子鼻咽喉镜下可见声带边缘白色斑块状隆起，病理报告均示喉黏膜上皮增生，并有不全角化，确诊为喉白斑。检查前均未经手术及药物治疗。（2）正常组。选择同期无声带病史的健康者50例，其中男40例，女10例，平均（42.5±11.1）岁。入选标准：否认发音系统缺陷障碍史，未受过专业嗓音训练；动态喉镜下可见声带运动正常，边缘光滑；近1个月无上呼吸道感染史。所有研究对象均成功检测出嗓音分析和EGG参数。2组间性别（χ2=0.024）、年龄（t=1.951）差异均无统计学意义。

1.2 测试方法 采用上海泰亿格电子有限公司的Dr. Speech Science for Windows仪器进行嗓音分析检查。测试在隔音条件下进行，环境噪声控制在45 dB（A）以下。受试者正坐位，将EGG的两个电极分别放置于受试者两侧甲状软骨板中点的皮肤上，固定电极，受试者保持头部相对固定，口距话筒5～10 cm，发元音/a/，每次持续3～5 s。嗓音信号经话筒输入、放大、A/D转换后显示声波。选取中间平稳段声样声学分析嗓音及EGG信号，经放大输入计算机，检测3次，参数取平均值，于获得的EGG声波信号中选取一段平稳的EGG波形。嘱受试者最大程度吸气后尽可能地长时间发元音/a/，记录3次，选取时间最长的一次作为最长发声时间（maximum phonation time，MPT）。

1.3 分析参数 以平稳发声时EGG信号及声带振动的特征为测试目标，检测分析患者的6个嗓音分析参数：基频微扰（Jitter）、振幅微扰（Shimmer）、噪声能量（normalized noise energy,NNE）、谐噪比（harmonic to noise ratio,HNR）、信噪比(signal to noise ratio,SNR)、MPT；7个EGG参数：EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、EGG-HNR、EGG-SNR、接触率微扰（contact quotient perturbation,CQP）、接触幂微扰（contact index perturbation,CIP）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，2组间比较采用独立样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组嗓音分析参数比较 喉白斑组Jitter、Shimmer和NNE均高于正常组，HNR、SNR和MPT均低于正常组（均P＜0.05），见表1。

2.2 2组EGG参数比较 喉白斑组EGG-Jitter、EGG-Shimmer、EGG-NNE、CQP和CIP均高于正常组，EGG-HNR、EGG-SNR均低于正常组（均P＜0.05），见表2。

Tab.1 Comparison of voice acoustic parameters between two groups表1 2组嗓音分析参数比较 （±s）

Tab.1 Comparison of voice acoustic parameters between two groups表1 2组嗓音分析参数比较 （±s）

＊P＜0.05

组别正常组喉白斑组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＊组别正常组喉白斑组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组EGG信号参数比较 (±s)

Tab.2 Comparison of EGG signal parameters between two groups表2 2组EGG信号参数比较 (±s)

＊P＜0.05

组别正常组喉白斑组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＊组别正常组喉白斑组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组EGG波形比较 喉白斑组EGG波形渐开相速度加快，整个闭合相缩短，呈尖峰状，波形规律，波形异常率占72.9％（34/48），见图1。正常组EGG波形呈光滑有规律的类正弦曲线，渐闭相较渐开相速度快，曲线坡度陡，见图2。

Fig.1 EGG waveform of laryngeal leukoplakia图1 喉白斑组EGG波形

Fig.2 EGG waveform of normal图2 正常组EGG波形

3 讨论

目前国内外嗓音分析数据多为喉部疾病的良性病变，对喉白斑等癌前病变缺乏详尽报道，且临床上在喉白斑患者术前和门诊检查中对声嘶程度的评估缺乏明确的客观指标。

本研究结果显示，喉白斑组嗓音分析和EGG参数的Jitter、Shimmer均高于正常组，与周莹等[2]的研究结果一致，提示喉白斑患者的声带均有角状增生性改变，常波及黏膜下固有层深层，使声带黏膜运动波形僵硬，致两侧声带运动的节律性改变。另外，本研究中喉白斑组嗓音分析和EGG参数的NNE均高于正常组，与陈小玲等[3]的研究结果一致，提示由于喉白斑患者的声带硬化导致声带闭合不严致从声门缝隙中溢出的噪音增加，同时NNE与病理喉中的喘息密切相关[4]，而EGG检测时其声源是从甲状软骨板直接导出，不受声道影响，故EGG-NNE增大程度较嗓音分析更明显，也更为客观，本研究采用的嗓音分析和EGG同步化测试，弥补了以往文献报道中采用单一嗓音学检测的不足。HNR和SNR是嗓音谐音成分和噪音成分的比值，是描述声嘶的感知诊断和评估的有用的定量指标[5]。喉白斑组嗓音分析和EGG参数的HNR和SNR均低于正常组，提示由于角化导致声带闭合不全产生的NNE增加，从而引起噪音成分比例的增加。MPT与肺活量、声门 闭合、呼吸方法、气息控制相关，和气道阻力呈负相关[6]。本研究结果显示，喉白斑组MPT较正常组减小，可能是由于喉白斑患者声门闭合不严，发音困难导致气息控制的紊乱，气道阻力增大，导致MPT减小。

本研究中喉白斑组EGG参数的CQP、CIP均高于正常组，与但果等[7]研究结果一致，其原因可能是喉白斑患者的声带黏膜上片状角化增生的病变构成声带振动体的一部分，使声带硬度变大，张力变大，声带振动时两侧声带的接触面积变小，两侧声带振动的对称性也发生改变。

EGG波形是通过对声带振动时的不同阻抗引起的电流变化来描记出声门开闭的曲线，不断变化的电阻关系到声带的接触面积[8]，并可弥补频闪喉镜检查反映声带在每个发生周期中接触情况的不足，更加客观全面地反映出患者发声周期的声带接触面积及闭合情况。本研究中白斑患者波形异常率占72.9％，渐开相速度加快，关闭相缩短，波形呈尖峰状，与但果等[7]的研究结果一致，提示由于患者声带黏膜硬度因病变而变大，黏膜波发生改变，张开速度加快，导致两侧声带的接触时间变短，使喉白斑患者EGG波形主要表现呈尖峰状。

虽然嗓音声学参数不能准确辨别声带疾病的种类，但是与发音障碍程度高度相关，并可以对疾病治疗结果进行检测[4]。且嗓音分析不受颈部脂肪厚度等客观因素影响，较EGG更易测得，具有较高的可靠性和敏感性[9]，而EGG参数弥补了嗓音分析受声道影响的缺陷，Hosokawa等[10]认为EGG-Shimmer对轻度声音嘶哑的患者比传统的嗓音分析有更高的准确率。EGG波形的改变和特征反映了发声过程中声带接触面积的变化，声带有病变时，波形各有特点[7]。本研究将两种测试同步化，较单一测试能更准确地反映喉白斑患者发音障碍的程度，以及声带振动的情况。结合病史、体征、电子喉镜等检查，可辅助诊断喉白斑，为声音嘶哑程度提供客观指标，并为喉白斑疾病的预防、疗效评估、术后复发和发音矫治提供嗓音学指导依据。

[1]Xu J,Xue T,Bao Y,et al.Positive therapy of andrographolide in vocal fold leukoplakia[J].Am J Otolaryngol,2014,35(2):77-84.doi: 10.1016/j.amjoto.2013.12.006.

[2]Zhou Y,Li M,Zheng HL,et al.Analysis of curative effect of vocal cord shallow lamina propria resection on the treatment of vocal cord leukoplakia[J].Journal of Audiology and Speech Pathology,2013, 21(5):489-493.[周莹,李孟,郑宏良,等.声带浅固有层切除术治疗声带白斑的疗效分析[J].听力学及言语疾病杂志,2013,21 (5):489-493.]

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（2014-04-01收稿 2014-08-12修回）

（本文编辑 陈丽洁）

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

国家自然科学基金青年基金（81102055）；天津市应用基础及前沿技术研究计划（11JCYBJC10700）

1天津医科大学一中心临床学院（邮编300192）；2天津市第一中心医院耳鼻咽喉头颈外科,天津市耳鼻喉科研究所

△通讯作者 E-mail:linpengf@sina.com