סינטטי, רב שכבתיים, עצמי מתנודדת ווקאלי דגם Fold ייצור
Summary
המתודולוגיה בודה מודלים סינתטיים לקפל ווקאלית מתואר. הדגמים הם בגודל טבעי ו לחקות את המבנה רב שכבתיים של קפלי הקול האנושי. תוצאות מראים המודלים עצמית להתנדנד בלחצים דומים הלחץ הריאות להדגים זרימת המושרה התגובות התנודה כי הם דומים לאלה של קפלי הקול האנושי.
Abstract
סאונד עבור הקול האנושי מופק באמצעות רטט הזרימה המושרה על פי הקול. קפלי הקול מורכב ממספר שכבות של רקמות, כל אחד עם תכונות החומר שונות 1. הפקת קול רגיל מסתמך על רקמות בריאות לבין קפלי הקול, והוא מתרחש כתוצאה צימוד מורכב בין דינמי, אווירודינמי מבניות, תופעות פיסיקליות אקוסטי. הפרעות קול להשפיע על עד 7.5 מיליון דולר בשנה בארצות הברית בלבד ו – 2 לעיתים לגרום כספי משמעותי, חברתיים אחרים של איכות חיים קשיים. הבנת הפיזיקה של הייצור קול יש פוטנציאל להפיק תועלת משמעותית בטיפול קול, כולל מניעת אבחון קליני וטיפול של הפרעות קול.
השיטות הקיימות ללימוד הייצור קול לכלול ניסויים vivo תוך שימוש בבני אדם ובעלי חיים, ניסויים במבחנה באמצעות larynges נכרת מודלים סינתטיים, מודל חישוביing. בשל גישה מכשיר מסוכן וקשה, בניסויים vivo מוגבלות חמורה בהיקפה. ניסויים הגרון נכרת נהנים אנטומי וכמה ריאליזם פיזיולוגיים, אך מחקרים פרמטרית מעורבים משתנים רכוש גיאומטריות החומר מוגבלות. יתר על כן, הם בדרך כלל מסוגלים רק כדי להיות רטט לתקופות זמן קצר יחסית (בדרך כלל בסדר גודל של דקות).
התגברות על כמה מן המגבלות של הניסויים הגרון נכרת, סינתטי מודלים לקפל ווקאלית הם מתעוררים ככלי משלים ללימוד הייצור קול. מודלים סינתטיים יכול להיות מפוברק עם שינויים שיטתיים מאפייני גיאומטריה חומר, המאפשר לחקר בריא ולא בריא אווירודינמיקה phonatory אנוש, דינמיקה מבנית, ואקוסטיקה. לדוגמה, הם שימשו במחקר משמאל לימין לקפל ווקאלית אסימטריה 3,4, פיתוח כלי קליני 5, אווירודינמיקה בגרון 6-9, VOC אל פי הלחץ מגע 10, ואקוסטיקה subglottal 11 (רשימה מקיפה יותר ניתן למצוא Kniesburges ואח' 12).
קיימים מודלים סינתטיים פי הקול, לעומת זאת, היו גם הומוגנית (אחד שכבת הדגמים) או להיות מפוברק באמצעות שני חומרים של קשיחות שונות (שתי שכבות מודלים). גישה זו אינה מאפשרת ייצוג של מבנה רב שכבתיים בפועל של קפלי הקול האנושי 1 זה ממלא תפקיד מרכזי השלטון ווקאלית בתגובה פי תזרים-Induced הרטט. כתוצאה מכך, אחד ושני שכבת מודלים סינתטיים לקפל ווקאלית הפגינו חסרונות 3,6,8 כגון לחצים התפרצות גבוה יותר ממה אופייניים עבור phonation האנושי (לחץ התפרצות הוא הלחץ הריאות המינימלי הנדרש כדי להפעיל רטט), גדול באופן לא טבעי נחות, תנועה מעולה, והיעדר "גל הרירית" (גל אנכית נסיעה האופיינית רטט אדם בריא לקפל ווקאלית).
<p = הכיתה "jove_content"> במאמר זה, המצאה של מודל עם מספר שכבות של שונות תכונות החומר מתואר. שכבות מודל לדמות את מבנה רב שכבתיים של קפלי הקול האנושי, ובכלל, האפיתל השטחי lamina propria (SLP), בינוני lamina propria עמוק (כלומר, רצועה; סיב כלולה עבור קשיחות קדמית, אחורית), וכן (כלומר שריר ,) גוף שכבות 1. תוצאות כלולים המראים כי המודל מציג מאפיינים הרטט שיפור פני לפני אחד ושני שכבת מודלים סינתטיים, כולל לחץ התפרצות קרובה הלחץ הופעת האדם, מופחת נחות, תנועה מעולה, ועדויות של גל הרירית.Protocol
Discussion
שיטה זו של בודה מודלים סינתטיים ווקאלית פי התשואות דגמים הרטט התנהגות דומה לזו של קפלי הקול האנושי. רב שכבתיים מושג התוצאות יתרונות משמעותיים על פני אחד ושני שכבת עיצובים קודמים מודל 3,6,8,15, במונחים של הופעת לחץ מופחת ותנועה מודל משופר (מתכנסת-מסתעף פרופיל במהלך …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים בתודה מענקים R03DC8200, R01DC9616 ו R01DC5788 מן המכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות לתמיכה של פיתוח מודל סינתטי.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| High Vacuum Grease | Dow Corning | 01018817 | |
| Pol-Ease 2300 | Polytek | Pol-Ease2300-1 | Release agent |
| Smooth-Sil 950 | Smooth-On | Smooth-Sil 950 | Mold making material |
| Vacuum Pump | Edwards | E2M2 | |
| Vacuum Chamber | Kartell | 230 | |
| Pressure Gage | Marsh Bellofram | 11308252A | |
| Straight Razor | Husky | 008-045-HKY | |
| Ecoflex 00-30 | Smooth-On | Ecoflex 00-30 | |
| Silicone Thinner | Smooth-On | Silicone Thinner | |
| Dragon Skin | Smooth-On | Dragon Skin 10 FAST | |
| Thread | Omega | OmegaCrys | Use only clear fibers |
| Silicone Dye | Smooth-On | Silc Pig Black | |
| Silicone Glue | Smooth-On | Sil-Poxy | |
| Talc Powder | Western Family |
References
- Hirano, M., Kakita, Y. Cover-body theory of vocal fold vibration. Speech Science: Recent Advances. , 1-46 (1985).
- Pickup, B. A., Thomson, S. L. Influence of asymmetric stiffness on the structural and aerodynamic response of synthetic vocal fold models. Journal of Biomechanics. 42 (14), 2219-2225 (2009).
- Zhang, Z. Vibration in a self-oscillating vocal fold model with left-right asymmetry in body-layer stiffness. Journal of the Acoustical Society of America. 128 (5), EL279-EL285 (2010).
- Popolo, P. S., Titze, I. R. Qualification of a Quantitative Laryngeal Imaging System Using Videostroboscopy and Videokymography. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 117 (6), 4014-4412 (2008).
- Thomson, S. L., Mongeau, L., Frankel, S. H. Aerodynamic transfer of energy to the vocal folds. Journal of the Acoustical Society of America. 118 (3), 1689-1700 (2005).
- Neubauer, J., Zhang, Z., Miraghaio, R., Berry, D. A. Coherent structures of the near field flow in a self-oscillating physical model of the vocal folds. Journal of the Acoustical Society of America. 121 (2), 1102-1118 (2007).
- Drechsel, J. S., Thomson, S. L. Influence of supraglottal structures on the glottal jet exiting a two-layer synthetic, self-oscillating vocal fold model. Journal of the Acoustical Society of America. 123 (6), 4434-4445 (2008).
- Becker, S., et al. Flow-structure-acoustic interaction in a human voice model. Journal of the Acoustical Society of America. 125 (3), 1351-1361 (2009).
- Spencer, M., Siegmund, T., Mongeau, L. Experimental study of the self-oscillation of a model larynx by digital image correlation. Journal of the Acoustical Society of America. 123 (2), 1089-1103 (2007).
- Zhang, Z., Neubauer, J., Berry, D. The influence of subglottal acoustics on laboratory models of phonation. Journal of the Acoustical Society of America. 120 (3), 1558-1569 (2006).
- Kniesburges, S., et al. In vitro experimental investigation of voice production. Current Bioinformatics. , (2011).
- Titze, I. R. . The Myoelastic Aerodynamic Theory of Phonation. , 82-101 (2006).
- Murray, P. R. . Flow-Induced Responses of Normal, Bowed, and Augmented Synthetic Vocal Fold Models. , (2011).
- Baken, R. J., Orlikoff, R. F. . Clinical Measurement of Speech and Voice. , (2000).
- Titze, I. R. . Principles of Voice Production. , (2000).
- Pickup, B. A., Thomson, S. L. Flow-induced vibratory response of idealized vs. magnetic resonance imaging-based synthetic vocal fold models. Journal of the Acoustical Society of America. 128 (3), EL124-EL129 (2010).
