摘 要： 目的:探讨动态喉镜记波扫描图在评估声带术后声带振动精细特征方面的价值。方法:对7例喉显微镜下CO2激光声带肿物切除术后嗓音参数进行分析,同时动态喉镜检查生成动态喉镜记波扫描图,分析声带振动特征。结果:2例患者嗓音参数均较术前升高;2例患者嗓音参数较术前部分升高(其中1例Jitter较术前下降,其余参数较术前升高,另1例Shimmer较术前下降,其余参数较术前升高);其余患者嗓音参数均较术前下降。动态喉镜检查除1例复发外,其余病例声带表面光滑,未见明确新生物。进一步动态喉镜记波扫描图显示,嗓音参数升高的患者分别存在声带振动传递障碍、振动部分缺失、振动轴偏斜及振动相位差等异常。结论:通过动态喉镜记波扫描图可以发现动态喉镜视频影像中不易发现的微小改变,从而更精确地分析声带黏膜振动特性。
关键词： 动态喉镜; 喉记波扫描; 嗓音; 显微外科手术;
Abstract： Objective: To elucidate the value of videostrobokymography in the evaluation of the characteristics of vocal cord vibration after the surgery. Methods: To analyze the spectrum of the voice before and after the microsurgery of the vocal folds. Using the videostrobokymography to reveal the changes of vibration, especially in the cases with poor spectrum elevation but without obvious recurrence. Results: Two patients were with elevated vocal parameters; 2 patients were with partially elevated vocal parameters(one with Jitter decreased while others elevated; one with Shimmer decreased while others elevated); the other 3 patients were with decreased vocal parameters. The videostrobokynmography showed the recurrence in 1 patient, but not in others. In 4 cases with elevated vocal parameters, the videostrobokymography showed cycle-to-cycle variability of the amplitude, absence of vibration of vocal fold, glottal axis shift and phase difference.Conclusion: There are certain value of videostrobokymography in analyzing the minor changes of characteristic of vibration of vocal fold.
Keyword： videostroboscopy; kymography; voice; microsurgery;
声带振动是一个复杂且精细的过程,往往一些细微变化也会改变声带黏膜的振动状态,进而影响嗓音质量。声带微创手术是针对声带病变的重要手术方式,如何精确评估术前术后声带振动的变化是咽喉科医生不断追求的目标。动态喉镜检查通过视觉残留定律(Talbot定律)获得声带缓慢运动的假象,以便于肉眼观察声带的振动特征[1]。但在一些情况下,某些细微特征仍难以被观察到,例如对于声门闭合和垂直平面的特点评估和声音的快速的不规律的变化评估是比较困难的[2]。为解决这一问题,Sung等[3]基于记波扫描摄像(videokymography,VKG)的原理,运用计算机技术图像检测方法提出动态喉镜记波图(videostrobokymography,VSK)。它是以连续的动态喉镜图像为基础,选择声带上某一位点,通过计算机提取此位点上每一帧的图像信息,并将这些信息自上而下逐行排列,合成为一幅VSK。通过VSK可以进一步对动态喉镜图像进行分析,从而获得与声带振动有关的特征。本研究对我院于2017年10月—2018年2月间进行的7例喉显微镜下CO2激光声带肿物切除术患者复查,分析其VSK,旨在探讨VSK评估声带振动状态的应用价值。
1 、资料与方法
1.1 、临床资料
7例患者中,男3例,女4例;年龄37～61岁,平均46.7岁。声带息肉4例,声带小结2例,声带白斑1例。随访时间为3～7个月,平均4.7个月,除1例(病例1)复发外,其余均未见复发。另外,例1和例5患者均为双侧声带小结患者,经长期保守治疗症状无明显缓解,故采取手术治疗。7例患者一般情况见表1,2。
1.2 、方法
1.2.1、 动态喉镜检查
应用高清动态喉镜系统(EV-NE)、DIVAS视频分析软件进行检查。1%丁卡因表面麻醉鼻腔、咽喉部黏膜后,取坐位,经鼻插入电子纤维喉镜并置于咽部,与声带平行。嘱患者以胸声区舒适音强发元音[a]。每次发声持续至少4 s以上,重复4～5次,摄录声带发声振动视频。
1.2.2 、嗓音频谱分析
检查应用MDVP软件(Ver2.4)对患者术前后嗓音进行频谱分析。检查于隔声室中进行,麦克风距离患者口唇30 cm。嘱患者以胸声区舒适音强发长元音[a]3次。记录并分析其频率微扰(Jitter)、振幅微扰(Shimmer)及噪谐比(noise to harmonic ratio,NHR)。正常值:Jitter<0.5%,Shimmer<3%,NHR:成年女性0.112±0.009,成年男性0.122±0.014。
1.2.3 、动态喉镜记波扫描检查
通过动态喉镜记录声带振动视频后,在回放模式下,分别选择声带前、中、后1/3及病变区域为观察点,各选择一段画面稳定并持续4 s以上的视频,合成相应的记波扫描图。并对动态喉镜记波扫描所显示的的声带振动特征进行分析。
表1 7例患者一般情况
表2 7例病变类型、侧别、大小及随访时间
2 、结果
随访复查时,例1、4、5患者诉自觉嗓音较术前改善,例2、3、6、7患者诉嗓音较术前无明显变化。以元音[a]为例,1例复发患者(例1),但嗓音频谱分析参数数值较前下降;其余6例未复发,2例嗓音参数数值较前下降(例4、5),2例数值较前升高(例3、6),2例较前部分升高部分下降,其中例2患者Jitter下降、其余升高,例7患者Shimmer下降、其余升高。动态喉镜记波扫描分析显示,2例嗓音参数升高者,其中1例为黏膜波传导受阻(例6),1例为闭合相振动轴偏斜(例3);2例嗓音参数部分升高者,其中1例为声带部分振动不良(例2),1例为存在双侧声带振动相位差(例7)。见表3。
3 、典型病例报告
3.1 、嗓音参数升高者
例6 患者,女,59岁。术后病理诊断为双侧声带前中1/3息肉。术后7个月复查,自觉声音较前改善不明显,嗓音频谱分析提示Jitter、Shimmer及NHR均较术前增加(术前Jitter 0.55%,Shimmer 2.46%,NHR 0.14,术后Jitter 1.27%,Shimmer 3.41%,NHR 0.148),但复查动态喉镜显示双侧声带未见明显肿物,表面光滑。进一步行动态喉镜记波扫描检查,发现术后双侧声带振动对称性和黏膜波较术前虽然有所改善,但仍然存在黏膜波传递受阻的现象。黏膜波自声带下表面向上传递,但未达到上表面时闭合相已结束。见图1。
表3 术前后嗓音声学参数对比
例3 患者,女,46岁。术后病理诊断为左侧声带前1/3息肉。术后6个月自觉声音较术前无明显变化,频谱分析提示Jitter、Shimmer及NHR均较术前增加(术前Jitter 1.38%,Shimmer 5.61%,NHR 0.154,术后Jitter 3.07%,Shimmer 6.37%,NHR 0.182)。复查动态喉镜显示双侧声带均未见明显肿物,表面光滑。进一步行动态喉镜记波扫描,声带病变区术后双侧黏膜波较术前有明显改善,但双侧声带振幅并非完全对称,右侧较左侧振幅增大,闭合相轴位偏斜。见图2。
图1 例6患者病例资料
1a：术前喉镜示双侧声带前中1/3息肉；1b：术后7个月喉镜示双侧声带未见明显肿物，表面光滑；1c：术前喉记波扫描图示双侧声带振动幅度减小，黏膜波明显减弱，右侧较左侧显着；1d：术后喉记波扫描图示双侧声带黏膜波自声带下表面向上传递，但未达到上表面时闭合相已结束（黄色箭头所示）；
图2 例3患者病例资料
2a：术前喉镜示左侧声带前1/3息肉；2b：术后6个月喉镜示双侧声带表面光滑；2c：术前喉记波扫描图示双侧声带黏膜波减弱；2d：术后喉记波扫描图示术后双侧黏膜波较术前有明显改善，但双侧声带振幅不完全对称，右侧较左侧增大，闭合相轴位偏斜。
3.2、 嗓音参数部分升高者
例2 患者,男,59岁。术前诊断右侧声带前1/3病变,术后病理为轻度不典型增生。术后4个月复查,自觉声音较术前无明显变化,嗓音频谱分析提示Jitter较术前下降,但Shimmer、NHR较术前增加(术前Jitter 1.05%,Shimmer 3.65%,NHR 0.12,术后Jitter 1.03%,Shimmer 4.55%,NHR 0.148)。复查动态喉镜未见病变复发。进一步行喉记波扫描,术后双侧室带代偿性收缩较术前明显改善,可观察到显着声带黏膜波,但右侧声带振动出现异常,开放相可观察到声带下缘振动不良,黏膜波产生于声带中部并向上表面传递。见图3。
例7 患者,男,39岁。术前诊断右侧声带前1/3病变,术后病理为声带息肉。术后3个月复查,自觉声音较术前无明显变化,嗓音频谱分析提示Shimmer较术前下降但Jitter及NHR升高(术前Jitter 1.36%,Shimmer 8.75%,NHR 0.167,术后Jitter 2.64%,Shimmer 7.26%,NHR 0.179)。复查动态喉镜未见病变复发。进一步行动态喉镜记波扫描,可观察到双侧声带黏膜波,但声带振动幅度达到最大值的时间并不一致,存在相位差。见图4。
4 、讨论
目前,动态喉镜的评估主要从主观和客观两方面出发。客观评估包括发声相声门面积、声带长度、宽度等[1,4],但这些参数无法全面反映声带振动特性。除应用主观评估方法外,近年来VSK常被用来客观定量分析声带振动状态。VSK脱胎于高速摄影VKG。VKG虽然能够精确地反映声带振动状态,但是由于高速摄影设备昂贵、生成数据量大、检查时噪声较大等缺点,使其主要用于实验室研究,而很难在临床工作中应用[5,6]。因此,VSK在动态喉镜及高速摄影VKG的基础上被发展出来,它虽然不是声带运动的真实图像,但可以基本反映声带某个平面在振动时的形态特征,而记录下来的数据量又不是很大,使临床医生能够方便、快捷地在多个兴趣点上创建记波图,从而评价声带的精细振动特性。同时,也正是由于VSK以动态喉镜之影像为基础,使其不可避免地具有动态喉镜的固有缺陷:即由多张不同周期的图像叠加而成的声带“慢动作”振动,其成功合成依赖良好的振动周期性。但即使如此,VSK仍是精细分析声带振动的良好工具。
图3 例2患者病例资料
3a：术前喉镜示右侧声带前1/3黏膜增厚；3b：术后4个月喉镜示双侧声带肥厚，未见明确病变复发；3c：术前喉记波扫描图示双侧室带代偿性收缩，遮挡声带运动；3d：术后喉记波扫描图示声带下缘振动不良，黏膜波产生于声带中部并向上表面传递（黄色箭头所示）；
图4 例7患者病例资料
4a：术前喉镜示右侧声带前中1/3光滑息肉样新生物；4b：术前VSK示病变处双侧均无明显黏膜波；4c：例7术后喉镜示双侧声带表面光滑；4d：术后VSK示双侧声带振动存在相位差（黄色箭头所示）。
目前,常用的定量分析参数包括开放商(open quotient)、速度商(speedquotient)、相位对称指数(phaseasymmetryindex)及侧峰角等[7,8]。通过引入这些定量参数,可以应用计算机进行自动化客观分析[7],从而更全面地对动态喉镜图像进行分析。当然,在临床工作中,VSK仍会包含一些无法客观量化的信息,如振动周期变异性、双振动峰的存在以及振动轴偏移等。
在对例6患者的研究中,通过VSK捕捉到黏膜波在一个振动周期中无法从声带下表面传递至上表面的情形。虽然VSK无法像VKG一样反映真实的声带振动状态,因为VSK是相邻不同周期截取片段的合成[9],但这并不代表VSK无法显示声带振动周期的异常,反而由于它们能够被VSK捕捉到,说明这种异常并不是偶然现象。
例2患者体现的声带振动异常为部分声带振动缺失[10],这往往提示声带僵硬度增加或瘢痕形成,常见于声带癌、乳头状瘤术后。术前动态喉镜检查提示除右侧声带游离缘上表面前中1/3白斑样病变外,也显示声带游离缘下表面较上表面肿胀,存在假声带沟。术后复查喉镜,虽然白斑病变未见复发,但游离缘下表面肿胀仍未缓解,因此,声音质量未得到明显改善。
例3患者虽然左侧声带息肉切除术后复查喉镜显示双侧声带表面光滑,但存在闭合相振动轴向左侧倾斜的问题。Isshiki等(1977)将此现象总结为Ⅰ型声带振动不对称,即由于双侧声带张力存在轻微差异,发声时张力较高的一侧频率稍高于张力较低的一侧,造成闭合相张力较高侧声带相对早地结束离开,使张力较低侧声带被动向对侧移动,从而使振动轴倾斜;同时,由于这种频率差异很小,在经过闭合相双侧声带接触摩擦后,使频率再次同步,因此,往往不伴有显着声音嘶哑[11]。对于此类患者,传统动态喉镜仅能显示双侧声带表面光滑,无法进一步提供声带振动的精细特征。如果不进行VSK检查,很难发现双侧声带的张力存在差异。
另外,往往与振动轴倾斜伴随出现的异常是相位差[10]。如病例7所示,手术侧(右侧)声带振动相位提前于健侧。这种现象通常是由双侧声带振动速度不对称所导致的,振动速度快的一侧会首先达到振幅最大值。声带的振动速度与其张力及质量等因素存在关系。本例患者术后3个月手术侧声带振动相位提前于健侧,考虑可能与术后局部瘢痕形成所导致的声带张力、质量不对称有关。
综上所述,通过VSK检查可以发现动态喉镜视频影像中所不易观察到的声带振动精细特征,这是准确评价声带振动特性的一个重要补充手段。
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