唱音音域和话音音域在声带息肉患者术后疗效评估中的应用

朴美兰 王小琴 魏凡竣

人类的嗓音与乐器一样，有音域范围，2000年欧洲喉学会(ELS)声医学委员会的语音病理功能评估的基本方案中提出对病理嗓音制定多维测量方法，其中音域图为声学指标之一[1]。音域图能够测量受试者发声功能的极限范围(Dejonckere, 2001)，音域图有两种形式，即唱音音域(voice range profile，VRP)和话音音域(speech range profile，SRP)。VRP是表示嗓音频率和声压级强度范围的二维图形，通过受试者发出舒适而持续的元音而获取[1]。VRP能反映嗓音发声功能的极限，也称之为嗓音生理极限[2]，其作为嗓音疾病损伤严重程度变化的量化指标，目前被国内外多数研究选用[3,4]。SRP是通过受试者日常话音的嗓音频率和声压级范围而获取，能更好地反映患者真实的嗓音言语功能，不需要音乐基础，比VRP信号稳定，在实际临床工作中实用性强[1,2,5]。对于正常嗓音来说，唱音音域代表嗓音的生理极限，比日常的话音音域范围广[6]。嗓音功能障碍具有音域变窄的特点，在音域图中表现为低频区域的最低频率及声压级增高，高频区域的最高频率及声压级降低[7]。声带息肉是常见的嗓音疾病，主要病理改变是声带固有层间质充血水肿、血管增生、炎症[2,8]，其主要治疗方式为显微镜下声带息肉切除及术后嗓音训练[9]。声带息肉患者因声带的质量变化及不规则的运动使低气流发声的声带黏膜振动受到限制，很难发出持续而稳定的嗓音信号，导致频率及声压级范围变小[8]。声带息肉患者手术前后的音域图测量不仅能评估手术治疗效果，也可为术后的嗓音训练提供依据；故本研究通过应用VRP和SRP评估比较声带息肉患者手术前后的发声功能，分析VRP与SRP各指标之间的相关性及临床价值。

1 资料与方法

1.1研究对象及分组 以2018年2月至2019年9月良乡医院耳鼻喉科确诊并行手术治疗的28例声带息肉患者为研究对象(声带息肉组)，男12例，女16例，年龄25～49岁，平均41.68±7.68岁；均为广基息肉，单侧23例，双侧5例。均于全身麻醉支撑喉镜联合显微镜下行声带息肉摘除术，术后病理明确为声带息肉。术后3天内用布地奈德雾化吸入治疗，术后严格禁声1周，相对禁声1个月。术后1个月复查频闪喉镜，28例均痊愈。所有对象既往未经过专业的嗓音训练，自愿并积极配合各项检查，签署知情同意书并送医院伦理委员会备案。排除了合并声带任克氏水肿、喉肿瘤、有头颈部手术史、听力障碍、有呼吸系统、内分泌、神经系统等全身疾病者；排除有功能性发音障碍、有专业嗓音训练史、无法配合音域检测的患者。随机选取未经嗓音训练且嗓音正常的健康成人30例为对照组，男15例，女15例，年龄18～50岁，平均38.47±8.32岁。

1.2VRP和SRP检查方法 声带息肉组患者分别在手术前1～2天及术后1个月进行VRP和SRP测试，正常对照组仅测试1次。采用德国XION 公司的DiVAS 嗓音分析系统，测试环境噪声小于40 dB，用内置声卡的头戴式麦克风进行嗓音录制。麦克风倾斜向下45°，距口30 cm，测试前先对患者讲解测试方法并进行指导，先行三次音调上下滑动练习，使受试者能够充分配合检查。每个受试者分别测试VRP与SRP，测试中区分胸声和假声发音，当出现高音部分频率明显升高而声压级及共振波明显降低时，可视为假声发音。在不引起受试者咽喉不适的情况下激励他们发挥最大能力，对于发声困难的音调，重复测试三次，排除假声发音及不稳定嗓音，确保能够获取稳定的胸声区发音的真声。

1.2.1VRP测试方法 首先，使受试者随意唱出舒适元音“啊(/a/)”，在钢琴键上找出相应的音调，在这同一音调频率下逐步降低声压级至最低音，持续发出3秒钟，得出此频率中的最低声压点，由计算机记录。然后，从钢琴键上找出降低1～2个半音的钢琴声音调，给予提示，使受试者发出相应音调下逐渐降低声压级强度，记录最低声压级；同样依次降低音调，至最低频率，得出每个音的最低声压点。之后逐步升高频率至最高频率，测出最小声歌唱时的最小声压级下限值及频率范围，将得出的标点进行连线。同样方法，以舒适元音“啊(/a/)”的音调为基准点，提高声压级，记录此频率段的最高声压级。继续先降低频率至最低频率，之后逐步升高频率至最高频率，测出每个音调频率中的最大声压级，进行连线。测试过程中对最低音调和最高音调需要反复测量，选取持续而稳定嗓音信号的极点。

1.2.2SRP测试方法 选胸声区言语音的四种模式，即言语音的轻声最小音、正常舒适音、大声演讲音、最大声喊叫的真声最大音，使受试者发出不带感情色彩的“十一、十二、十三……”音，在频率及声强的二维图上得出四种发音模式的平均言语音的频率及声压级四个点，得出话音中的最低频率及最高频率、最低声强及最高声强，即话音嗓音的极限值。

1.2.3观察指标 VRP:①唱音最高频率(VF-max):即大声歌唱的最高频率，以Hz表示；②唱音最低频率(VF-min)：即轻声歌唱的最低频率，以Hz表示；③唱音音调范围(I-V)：即最高频率与最低频率之间的距离，以国际上通用的半音(st)表示；④唱音最大声压级(VI-max)：即大声歌唱最大声压级，以dB表示；⑤唱音最小声压级(VI-min)：即轻声歌唱最小声压级，以dB表示；⑥唱音声压级范围(VI max-min)：即歌唱时的声压级范围。SRP:①话音最高频率(SF-max)：即最大声喊叫的最高频率，以Hz表示；②话音最低频率(SF-min)：即最小声说话的最低频率，以Hz表示；③话音音调范围(I-S)：轻声说话和大声喊叫频率之间的距离，以半音(st)表示；④话音最大声压级(SI-max)：即大声喊叫声压级，以dB表示；⑤话音最小声压级(SI-min)：即轻声说话的声压级，以dB表示；⑥话音声压级范围(SI max-min)：以dB表示。

1.3统计学方法 采用SPSS 20.0软件对数据进行统计学分析。对照组和声带息肉组之间VRP及SRP指标的比较采用Mann-WhitneyU秩和检验；声带息肉组手术前后VRP及SRP各指标的比较采用配对样本的t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。VRP与SRP各指标间采用pearson相关性检验，得出pearson线性相关系数r，-1

2 结果

2.1声带息肉组术前与对照组音域图测试比 VRP与SRP两种音域图均显示，与对照组相比较，声带息肉组平均最高频率(VF-max、SF-max)、平均最高声压级(VI-max、SI-max)、音调频率范围(I-V、I-S)、声压级范围(VI max-min、SI-max-min)均降低；平均最低频率(VF-min、SF-min)、平均最小声压级(VI-min、SI-min)增高，差异有统计学意义(P<0.05)(表1、2)。

表1 声带息肉组术前与对照组VRP音域图各指标的比较

2.2声带息肉组手术前后嗓音音域测试比较 与术前VRP比较，术后平均最高频率(VF-max)、平均最大声压级(VI-max)、音调频率范围(I-V)、声压级范围(VI max-min)均增高；平均最低频率(VF-min)、平均最小声压级(VI-min)减小，音域变宽，差异有统计学意义(P<0.05)(表3)。与术前SRP比较，术后平均最高频率(SF-max)、平均最高声压级(SI-max)、频率范围(I-S)、声压级范围(SI-max-min)均增高，平均最小声压级(SI-min)减小，差异有统计学意义(P<0.05)。平均最低频率(SF-min)均值由术前163.07±46.881Hz减小为术后157.11±43.081 Hz，差异无统计学意义(P>0.05)(表4)。

表2 声带息肉组术前与对照组SRP音域图各指标的比较

表3 声带息肉患者手术前后VRP各指标比较

表4 声带息肉患者手术前后SRP各指标比较

图1为一例女性声带息肉患者手术前后的音域图变化，结果显示患者术后VRP与SRP音域范围较术前变大。

图1 一例女性声带息肉患者手术前(a)和手术后(b)的音域图变化 蓝线与黑线之间为VRP，绿色线为SRP

2.3声带息肉组的VRP与SRP相关性分析 相关性分析显示，声带息肉患者手术前后VRP与SRP之间的6个指标均存在正性线性相关。手术前：VF-max与 SF-max、VI-max与SI-max高度相关；I-V与I-S、VI-min与SI-min、VI max-min 与SI max-min中度相关；VF-min与SF-min低度相关。手术后：VF-max与 SF-max、VF-min与SF-min、VI-min与SI-min高度相关；I-V与I-S、VI max-min 与SI max-min中度相关；VI-max与SI-max低度相关(表5)。

表5 声带息肉组手术前后VRP与SRP的pearson相关性检验结果

3 讨论

音域图能测量受试者发声能力的极限，嗓音疾病早期可能表现为嗓音极限值的改变。目前国内外研究用音域图评价嗓音训练的治疗效果[10～12]，或研究嗓音疾病组和正常对照组的VRP和SRP的差别[1，2]，而将VRP和SRP用于嗓音疾病外科治疗效果的评估较少。因每个人的音域存在不同的个体差异，所以音域图在反映个体的治疗效果方面有较好临床意义。

多年来VRP不仅用在音乐专业的嗓音分类上，在非专业的嗓音功能障碍的评估方面也被广泛使用，可作为比较治疗前后嗓音变化的有用工具[13]。因为VRP能测量嗓音的轮廓范围及极限值，能反映个人嗓音的生理发音能力的极限[14]。严重声带病变患者的VRP形状可能与正常声音有很大的差异，能显示嗓音疾病的严重程度(Speyer,2003)。Tuomi等[15]用VRP来评估喉癌患者术后嗓音的恢复情况，强调了VRP测量在手术疗效评估中的临床应用价值。有研究报告声带息肉患者术后嗓音的VRP较术前有显著改善，强调VRP能作为评估嗓音功能的有效测量工具[4，10，16]。目前大多研究中的嗓音音域图测量方式选取的是单音节元音的唱音音域，并非实际语音的话音音域。Dalatri等[2]认为VRP是受试者通过发出元音获得的唱音音域，并不能反映日常真正的语音范围；而嗓音疾病患者大部分为非音乐专业人士，用VRP测量嗓音极限值时经常会遇到唱音走调等不稳定因素，很难获取持续稳定的声音信号。在胸声区，随着声音频率的升高声压级逐渐增大，而轻声讲话或大声喊叫时能达到发声能力的上、下界限，两者关系图显示了发声的上限和下限，该界限之间的区域称之为SRP[17]。有学者认为SRP是一个简单有用的工具，话音音域范围扩大表明语音能力得到改善，与VRP一样，可用于嗓音疾病治疗效果的评估[2]。因此本研究采用VRP和SRP这两种音域图，分析其对声带息肉患者手术疗效评估的应用价值，并分析两者的相关性。

当胸声区的最高音转为假声的最高音时,虽然频率显著升高,而声压级反而下降,说明真假声的发音机理是有差异的[18]。故本研究分辨出真声和假声，选取胸声区的真声范围进行研究。目前国内外测量SRP是通过数数或朗读等方式来获得SRP的频率和声压级的二维图[1，2，6]。本研究采取数数的方式，从轻声逐步递增强度，即经过舒适语音和大声语音的两次梯度，最终达到喊叫的言语音，获得轻声嗓音的最低频率及最小声压级，喊叫嗓音的最高频率及最大声压级，从而得出了话音音域的极限值。从文中结果看，声带息肉患者的VRP与SRP音域范围均小于正常对照组，说明VRP与SRP音域图均能体现出声带息肉患者音域变窄的特征，表明其发声功能减退。Hacki(1996)报道喉部疾病患者的VRP及SRP均显示音域减小，本研究结果与其相符。另外，本研究通过声带息肉患者手术前后嗓音音域图的对比，结果显示术后VRP与SRP频率范围和声压级范围均变大，说明患者术后发声功能得到改善；VRP与SRP相关性研究显示两者之间6个指标均存在正相关关系，说明VRP与SRP测量均能很好评估声带息肉患者手术治疗的效果。

Dalatri等[2]报告正常嗓音VRP与SRP结果无统计学差异。文中结果显示，声带息肉患者术后的VRP与SRP的最高频率相关系数r=0.851，为高度相关，而最低频率的相关系数r=0.380，为低度相关，与声带息肉术前及术后SRP的最高频率变化有统计学差异、最低频率变化无明显差异的结果相一致；说明声带息肉患者SRP的最高频率值对嗓音疾病造成的嗓音损伤比较敏感，而最低频率值并不能很好反映低频区言语功能的损伤；进一步说明VRP作为反映生理音域的重要测量工具，准确性更高。Ma等[1]研究得出在预测嗓音疾病方面，虽然SRP实用性强，能作为一种有价值的临床工具，但其精确度低于VRP(VRP96%，SRP93.6%)，与本文结果相似。

综上所述，对于未经过嗓音训练的声带息肉患者，VRP与SRP均能作为嗓音声学分析领域中的客观量化指标，能反映术后嗓音音域的恢复情况，也可为术后嗓音训练提供依据；VRP的测量虽然过程繁琐，但测量嗓音极限的准确性优于SRP；音域图有明显的个体差异，今后还需要大量的临床研究来提供数据。