一种嗓音分析系统的设计与实现

介绍了一种应用LabWindows/CVI虚拟仪器开发语言编程实现的嗓音分析系统。系统软件包括声信号采集与储存、数据提取、数据分析和三维声图分析模块。可对声音信号进行频率微扰商、振幅微扰商、谐噪比等参数的提取分析。三维声图可显示时间、频率与声强的关系 ,可以选择彩色或灰度显示 ,并设一可移动光标 ,可任选显示某时刻频率与声强二维分析图。应用本系统可对声音信号进行采样和分析处理 ,功能完善 ,经测试使用效果良好。     

计算机嗓音测试参数的特点及临床意义

电子计算机嗓音测试及频谱分析已成为嗓音客观检查的重要手段。其测试参数为喉部疾病诊断、疗效评价的主要指标。但嗓音的声学参数是一种多维函数，与声带振动的生物力学密切相关。为了更好的理解和掌握嗓音的声学参数，对嗓音测试的参数进行详细的分析。以便于准确地选用和科学、客观地评价嗓音。     

等离子射频消融术治疗老年早期声门型喉癌的远期疗效及其对嗓音声学影响

目的　探究等离子射频消融术治疗老年早期声门型喉癌（early glottic cancer,EGC）的远期疗效及其对嗓音声学的影响。 方法 回顾性分析2010年5月~2011年5月河南省人民医院耳鼻咽喉头颈外科收治的95例EGC患者临床资料,根据治疗方案的不同将其分为研究组和对照组,对照组46例行CO2激光切除术,研究组49例行等离子射频消融术治疗,比较两组视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）、临床疗效总有效率、嗓音学指标（基频微扰、标准化噪声能量、振幅微扰）、术后生活质量（躯体疼痛、生理功能、生理职能、总体健康评分）及远期疗效（5年生存率、局部复发率）。 结果 VAS评分研究组较对照组无统计学差异（P>0.05）;总有效率研究组高于对照组（P<0.05）;术后6个月嗓音学指标研究组低于对照组（P<0.05）;术后生活质量评分研究组略高于对照组,差异无统计学意义（P>0.05）;5年生存率、局部复发率研究组较对照组无统计学差异（P>0.05）。 结论 等离子射频消融术治疗老年早期声门型喉癌临床疗效较好,具有嗓音恢复快、术后疼痛感轻的优势,值得临床推广应用。     

传统声学特征和非线性特征用于病态嗓音的比较研究

本文通过分析嗓音的发音机制,提取正常与病态嗓音的传统声学参数[基频、Mel倒谱系数(MFCC)、线性预测系数(LPCC)、频率微扰、振幅微扰]与非线性动力学特征参数[熵(样本熵、模糊熵、多尺度熵)、计盒维数、计维截距和Hurst参数],作为病态嗓音识别的特征矢量集。应用支持向量机(SVM)对/a/音的78例正常嗓音与73例病态嗓音和/i/音的78例正常嗓音与80例病态嗓音进行建模与识别。结果表明,相对于传统的声学特征参数,非线性特征参数能更好地区分正常与病态嗓音;实验提取的所有参数中,除了多尺度熵,/a/音的正常与病态嗓音的识别率均高于/i/音,因此为了达到识别病态嗓音的目的,国内外相关研究大多采用/a/音数据;多尺度熵特征对/i/音的正常与病态嗓音的识别率较/a/音高,它或能为评价声带代偿功能状态的研究提供有益的启发。     

疑难诊断的答案

(临床资料见上期 )诊断 :声带功能不良讨论 :ＣＴ检查未见声门下狭窄的证据 ,发现与病人声带内收时同时发生的声门裂缝———声带功能不良的特征 .在ＣＴ扫描过程中 ,病人没有呼吸困难 ,并且用正常的呼吸力度进行呼吸 .要求她不要讲话、吞咽或屏气 ,在成像过程中接近对合的声带     

研究基于IMB模型的发声量化训练对声带息肉术后患者声带功能恢复的作用

目的:观察声带息肉术后患者应用基于信息-动机-行为技巧模型(Information-Motivation-Behavioral Skills Model,IMB)的发声量化训练后对声带功能恢复的影响.方法:选取我科2019年3月至2020年12月期间95例声带息肉手术患者作为研究对象,随机分为对照组47例,给予基于IMB模型的干预;观察组48例在此基础上实施发声量化训练,术后4周对比两组患者嗓音质量,嗓音声学参数,发声能力.结果:两组患者术前嗓音嘶哑分级(Grade,roughness,breathi-ness,asthenia and strain scale,GRBAS)、发声能力及嗓音障碍指数评分对比无明显差异;术后4周观察组患者GRBAS评分均明显低于对照组,基础音频与最长发声时间均有提升,观察组各项指标改善更明显;观察组发声能力及嗓音障碍指数评分明显优于对照组同时期评分(均P<0.05).结论:基于IMB模型为基础的发声量化训练可促进患者定时定量完成发声训练,有效恢复声带功能.     

健康和病变人声带振动特性声门图

本文用多功能声门图仪测定了健康受试者(男46名,女34名)和不同喉病患者(男134名,女87名)声门图的波形及其特征参数。根据测出的正常声门图及其参数分布研究了恶性喉病变、声带麻痹、喉内关节病变、功能性声门发声障碍、声带息肉、声带小结、喉炎和早期喉病的临床声门图表现及其与声带振动模式变异之间的关系,并探讨了上述病变声门图的鉴别诊断指标和用声门图对喉病手术治疗、药物治疗和功能治疗的疗效进行定性和定量评价。研究结果证实:声门图方法能准确、定量、灵敏地反映声带振动模式及其变异;在喉病诊治中具有重要的应用价值。     

内镜下低温等离子射频消融术与常规喉裂开术治疗早期声门型喉癌疗效的对比分析

目的：分析内镜下低温等离子射频消融术与常规垂直半喉切除术治疗早期声门型喉癌疗效。方法：选取本院2011年2月至2014年2月收治的100例早期声门型喉癌患者,参照抽签法分作对照组和治疗组,各50例,对照组采用常规喉裂开术治疗,治疗组采用内镜下低温等离子射频消融术治疗,比较两组的手术情况、语音变化、并发症、声带黏膜恢复情况、复发率。结果：治疗组术中出血量、手术时间、住院时间均优于对照组(P<0.05);术后1个月,治疗组语音情况(基频微扰、振幅微扰、谐噪比)[(1.15±0.12)%,(2.61±0.33)%,(22.30±3.74) dB]优于对照组[(1.27±0.16)%,(4.29±0.38)%,(20.12±3.22) dB],比较差异有统计学意义(P<0.05);治疗组总并发症率(3/50,6.00%)低于对照组(10/50,20.00%),比较差异有统计学意义(P<0.05);治疗组声带黏膜光滑率(47/50,94.00%)高于对照组(30/50,60.00%;P<0.05);两组复发率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论：内镜下低温等离子射频消融术治疗早期声门型喉癌的效果确切,能够显著改善患者的语音情况,同时术后并发症少,复发率低,值得推广。     

活体犬声带控制振动的声门图研究——Ⅱ、振动模式与声门图特征变化

本文以定义并由多功能声门图仪提取的一组特征参数为基础,对声门气流、喉上神经与喉返神经电刺激变化,活体犬声带控制振动模式的影响进行了定量研究。实验结果表明:(1)对相同发声方式,犬喉与人体声带振动模式是类似的,但也因声带尺寸与组织学上的差异而引起特征参数差别;(2)采用多功能声门图仪与活体犬模型,能对声带振动进行深入的研究;(3)本文的研究方法和结果为喉病临床诊断,发展新方法提供重要的基础。     

艺术嗓音的生物医学工程基础

艺术嗓音医学是传统医学中产生出来的一门新学科 ,其研究还处于发展完善阶段 ,特别是客观的、科学的研究还不够成熟。我们首次站在生物医学工程的角度 ,从声学和解剖生理学两方面探讨了艺术嗓音医学的研究基础 ,进行了艺术嗓音定量化研究的初步工作 ,通过实际的实验数据进一步说明了定量化测量分析在艺术嗓音医学中的作用。     

声门与小角结节及其相互关系的研究

对60具成人尸体喉标本进行了观察与测量,发现半数标本的双侧声带稍不对称,声带并非总是固定于尸状位.通过对声带、小角软骨和构状软骨及其相互关系的形态学分析,认为小角结节可能为声门运动的缓冲袋置,单侧小角结节病变,可引起两侧声带不在同一平面上闭合,双侧小结结节病变,可能导致喉接触性渍疡和声门闭合时后端出现三角形缝隙.     

脱细胞真皮基质黏膜补片填充治疗单侧声带麻痹

背景：脱细胞真皮基质黏膜补片作为一种新型的组织填充修复材料,具有良好的生物和结构相容性。 目的：观察脱细胞真皮基质黏膜组织补片作为填充材料应用于声带内移的近远期疗效。 方法：选择2009-01/2010-01解放军第三军医大学大坪医院野战外科研究所耳鼻咽喉-头颈外科收治的单侧声带麻痹患者20例,局麻下患侧甲状软骨板开窗,观察脱细胞真皮基质黏膜补片患侧声带下填充对改善声嘶等症状的疗效,术后1 d、3,6,12个月各随访1次,通过纤维喉镜观察发音时声门闭合情况,嗓音分析评估音质,包括标准化噪声能量和最长声时。 结果与结论：经患者主观评价及治疗前后各阶段嗓音声学参数分析(标准化噪声能量,最长声时),证实手术近远期疗效满意,无特殊手术风险及不良反应。提示脱细胞真皮基质黏膜补片具有良好的组织相容性和易操作性,可作为声带麻痹手术治疗中声带内移的新型填充材料,临床应用疗效满意。     

喉组织切片与喉CT图像的对照研究及三维重建

目的对喉部MSCT和组织切片图像及其三维重建的比较研究。方法 30例(21男,9女)结构完整的喉标本,全喉连续大切片,HE染色,专业微距照相系统拍照,专业图像分析;30名(12男,18女)健康志愿者经64排高分辨率薄层MSCT扫描,得到喉部CT图像。在用3D-Doctor软件进行MSCT三维重建。测量组织切片和MSCT三维重建喉甲状软骨、环状软骨和6个切面会厌前间隙和声门旁间隙的面积,进行两组独立样本的t检验。结果 MSCT图像中甲状软骨、会厌软骨和环状软骨能清晰显示,但杓状软骨显示不全。会厌前间隙和声门旁间隙内容结构无法显示,而组织切片清晰显示间隙内容。组织切片和MSCT甲状软骨、环状软骨的测量结果无显著性差异(P0.05)。除了甲状软骨声带附着处至上、下切迹距离等四项数据无性别差异(P0.05)以外,其他数据均有性别差异(P0.05)。MSCT切割平面与组织切片会厌前间隙和声门旁间隙面积的测量结果无显著性差异(P0.05)。结论 MSCT对超过其分辨率的细微结构显示欠佳,其三维重建的细节效果不如组织切片完整清晰。组织切片能对MSCT起到良好的补充作用,使得MSCT及其三维重建作为临床医疗诊断和影像学检查的辅助工具,更适合于临床应用。     

自我效能护理对声带息肉术后发声障碍患者训练期间心理障碍和认知行为的影响

目的:探讨自我效能护理对声带息肉术后发声障碍患者训练期间心理障碍和认知行为的影响。方法:选取于我院行声带息肉切除术后拟行发声训练的64例患者为受试对象,按照随机数表分为观察组(n=32)与对照组(n=32)。对照组患者术后仅实施声带息肉切除术围术期常规护理干预,观察组患者则在其基础上予以自我效能护理模式进行干预。比较术后5d及15d时,两组患者自我效能感[一般自我效能感量表(GSES)]、负性情绪[Hamilton抑郁量表(HAMD)、Liebowitz社交焦虑量表(LSAS)]、疾病认知明确率(发声障碍诱因、康复训练程序、嗓音保健措施)、行为反应形式[A型行为问卷(TABQ)]、发声障碍程度[最长发声时间(MPT)、嗓音障碍指数量表(VHI)评分]、嗓音声学指标[基频微扰(jitter)、振幅微扰(shimmer)、噪谐比(NHR)]变化。结果:术后15d时,两组患者GSES评分、MPT水平、VHI评分均较术后5d时有显著提升(P0.05),且观察组明显高于同期对照组(t=3.182,2.685,2.455;P=0.002,0.009,0.017);两组HAMD评分、LSAS评分、jitter水平、shimmer水平、NHR水平均较术后5d时有明显下降(P0.05),且观察组明显低于同期对照组(t=-2.571,-2.299,-2.656,-2.427,-2.500;P=0.013,0.025,0.010,0.018,0.015);两组患者发声障碍诱因、康复训练程序、嗓音保健措施明确率均较术后5d时有明显提升(P0.05),且观察组明显高于同期对照组(χ~2=4.267,5.143,4.433;P=0.039,0.023,0.035);两组患者TABQ分型A型率均较治疗前有显著下降(P0.05),且观察组明显低于同期对照组(χ~2=4.654;P=0.031)。结论:自我效能护理可有效改善声带息肉术后发声障碍患者训练期间心理障碍和认知行为,有利于其预后康复。     

gammatone短时谱自相似度的病理嗓音检测EI北大核心CSCD

基于机器学习和信号处理的声学检测方法是目前病理嗓音检测的重要手段,嗓音特征的提取是其中至关重要的一环。目前广泛使用的特征,存在依赖基频提取、易受噪声影响、计算复杂度高等不足。针对这些不足,本文提出了一种基于多频带分析和混沌分析的病理嗓音检测方法。使用gammatone滤波器组模拟人耳听觉特性进行多频带分析,获取不同频带的信号;根据嗓音中的混沌现象带来的湍流噪声会恶化频谱收敛性的特点,对每个频带的信号进行短时傅里叶变换,提取特征gammatone短时谱自相似度(GSTS),分析每个频带信号的混沌程度,来区分正常和病理嗓音。实验结果显示,结合传统机器学习方法,GSTS在马萨诸塞州眼耳医院(MEEI)病理嗓音数据库中识别准确率达到99.50%,相比已有识别率最高的特征提升3.46%,同时特征提取时间相比传统非线性特征大幅减少。该结果表明,相比已有特征,GSTS具有更高的提取效率和更好的识别效果。     

冠状动脉的三维运动特征提取

提出一种根据X射线造影图像序列提取冠状动脉血管三维运动特征的方法.首先对由两个角度的造影图像重建得到的三维血管骨架进行运动估计,计算出两个时刻间骨架上各点的三维运动向量.然后结合心脏解剖和运动的先验知识,对血管运动进行定性分析,如位移方向、振幅及运动模式.提取、解释运动信息,并采用符号表达,方便医生进行观察和分析.最后给出了对临床得到的造影图像序列进行实验的结果.     

声门下吸引在预防呼吸机相关性肺炎中的应用

目的:探讨声门下吸引在预防呼吸机相关性肺炎(VAP)中的作用.方法:查阅近年来关于声门下吸引在预防呼吸机相关性肺炎中应用的相关文献,并对其进行综合分析.结果:应用声门下吸引以清除留在气囊上部的分泌物,可显著降低呼吸机相关性肺炎的发生率.结论:有人工气道的患者,在条件允许时,应尽量采用带有声门下吸引的气管导管进行声门下吸引,这在预防呼吸机相关性肺炎方面具有重要的临床意义.     

基于非线性动力学和高斯混合模型/支持向量机的病态嗓音识别与研究

传统的病态嗓音的识别研究中,通常采用线性分析技术分析嗓音的特性,将嗓音产生过程用一个经典的线性模型来近似,然而,这样却忽略了嗓音产生过程中的非线性特性。本文基于非线性动力学的分析方法,定量分析并提取了嗓音的7维非线性特征——Hurst参数、时间延迟、第二阶Rényi熵、香农熵、关联维、Kolmogorov熵(K熵)、最大Lyapunov指数。实验结果表明,非线性动力学的方法能够弥补传统分析方法的不足,较好分析正常与病态嗓音;应用高斯混合模型(GMM)和支持向量机(SVM)的模式识别方法,分别对测试集39例正常嗓音和36例病态嗓音进行识别,均得到较好的识别率,分别为97.22%和97.30%。     

一种电阻抗图像与CT图像融合方法研究

研究一种电阻抗功能图像与CT结构图像相融合的方法,获得既能反映电阻抗分布又能反映组织结构的医学图像.以人体呼吸过程的电阻抗图像及胸部CT图像的融合为例,首先采用disk算子对CT图像滤波,再用canny算子提取CT图像轮廓,将提取后的结构图像构建EIT正问题模型,并进行正问题求解,更新灵敏度矩阵,且基于共轭梯度算法重建EIT图像,然后用小波算法将EIT图像与CT结构图像进行融合.在融合图像中,电阻抗功能变化信息在结构图像中凸显出来,可实现电阻抗变化区域的初步定位.研究结果表明,电阻抗功能图像与CT结构图像的融合有效、可行.本研究为实现电阻抗成像技术与其他成像技术的信息互补、进一步发挥EIT功能成像技术的优势奠定基础.     

探讨SPECT断层图象重建的滤波函数推算方法

目的　探讨SPECT断层图象重建的滤波函数推算方法 .方法　通过不同实验模型在不同条件下进行断层显像 ,采用不同条件重建图像 ,分析SPECT采集信息量、处理因素等多种因素与断层重建参数的关系 .结果　在断层图象每帧采集计数量、放大倍数、象素大小、靶面积象素值、靶面积平方厘米值、单位象素的计数、每平方厘米的计数、靶总计数及最大计数等因素中 ,仅有单位象素计数 (KCp)变量与截止频率 (Fc)有显著直接相关关系 (p <0 .0 1) ,其它因素与Fc的关系均为简单相关关系 .回归方程为 :Fc =0 .14 0 .5×KCp ,两者的相关系数为 0 .99(p <0 .0 0 1) .根据据回归方程推算截止频率初步应用于临床 ,图像结果满意 .结论　根据断层图像象素计数可粗略推算图像重建的截止频率