Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
-The diagnostic voice evaluation（聲學／氣動學）, 音量小，可能是open phase比close…
-The diagnostic voice evaluation（聲學／氣動學）
Diagnostic Methods
Patient Evaluation
Patient Interview
History of voice use, symptom onset, and occupational/medical background
Perceptual Evaluation
Assessment of pitch, loudness, and vocal quality using tools like GRBAS
Self-Evaluation
Questionnaires (e.g., Voice Handicap Index) to measure functional, physical, and emotional impacts
Instrumental Measurements
Purpose: Provide objective, noninvasive data for diagnosis and treatment planning
Tools
Acoustic Analysis: Measures vocal signal properties like frequency and intensity
Aerodynamic Analysis: Evaluates airflow and pressure for phonation
Laryngeal Imaging
Videostroboscopy: Visualizes vocal fold vibration
High-speed Videoendoscopy: Captures detailed motion
Electroglottography (EGG): Measures vocal fold contact area
Clinical Voice Measurement Parameters
Acoustic Measurements
Fundamental Frequency (Fo)
Definition: Rate of vocal fold vibration (Hz), perceptual correlate of pitch
檢測環境要求
Quiet Environment
Signal-to-Noise Ratio (SNR): ≥42 dB
Background noise: ≤30 dB
Microphone Setup
單指向電容性麥克風，心型濾波
Microphone-to-mouth distance: 3–8 cm
Room Acoustics
Minimize echo and reverberation using sound-absorbing materials
檢測算法
峰值檢測 (Peak-Picking)
檢測波形中的振幅峰值來確定振動週期。
限制: 對噪聲和不規則波形敏感，易在嗓音障礙情況下產生誤差。
零交叉法 (Zero Crossing)
計算波形穿越零軸的次數來計算頻率。
限制: 對於複雜或失真信號（如嗓音障礙）準確性較低。
波形匹配法 (Waveform Matching)
使用自相關方法分析整個波形並計算周期性。
優勢: 不易受振幅波動或零交叉失真的影響，結果更準確。
臨床意義
關鍵參數: 基本頻率是評估聲音功能的重要指標。如果不正常代表聲帶病變或過於緊張
應用
平均基本頻率 (Mean Fundamental Frequency)
反映說話者的基線音高和對發聲頻率的掌控性。
音域範圍 (Fundamental Frequency Range)
通過測量最高和最低音高來反映聲音靈活性。只能用連續性說話來測
標準化
將赫茲 (Hz) 轉換為音樂半音 (ST) 單位，用於感知分析，因人耳對音高的感知是對數性的
錄製聲音樣本
持續母音，F0比較高。因為舌位比較高，舌骨上抬比較高，導致發聲肌肉收縮比較緊
連續性話語：語調的變化有高有低，所以整體F0會比較低
Sampling Rate and Quantization
Definition
Sampling Rate: Frequency at which sound is digitized (≥44kHz for accuracy).
Quantization: Bit depth for amplitude resolution (≥16 bits).
Aliasing
Problem: Occurs when sampling rate is insufficient, causing signal distortion.
Solution: Use anti-aliasing filters to ensure accurate signal representation.
Clinical Significance
Ensures precision in digital signal processing.
強度 (Intensity, I0)
定義與基本特性
定義
聲音的音壓層級 (Sound Pressure Level, SPL) 的聲學對應值，測量波形的振幅高度。
單位
分貝 (dB)。
測量方式
使用對數尺度進行計算。
測量參數
平均強度 (Mean Intensity)
測量語音持續發聲時的平均振幅（如單個元音或連續語音）。
強度範圍 (Intensity Range)
最大強度與最小強度的差值，通常在連續語音中測量。說話語調靈活，則本參數比較大
反映特性
強度變化顯示語音語調的變化與聲帶關閉模式。
影響因素
背景噪音
高噪音環境會干擾強度測量。
口腔到麥克風的距離
每加倍距離，強度會下降約 6 dB。
語音任務的變化
單母音與連續性話語的切換會影響測量結果。
聲音範圍圖 (Voice Range Profile, VRP)
概念
VRP (亦稱 Phonetogram 或 PFRP) 是對聲音能力極限的圖形化評估。
表現形式
頻率在橫軸，音量在縱軸，結果呈卵圓狀。音量單位是sound pressure level(dB)
用途
適用監控專業聲音使用者的聲音頻率和強度極限。
為篩檢嗓音障礙提供基準。
測量方式
:one:在最低音測量最小聲到最大聲
:two: 提高半音測量最小聲到最大聲
花費3-40分鐘，中間要讓個案休息喝點水
臨床應用
病理聲音識別
透過強度變化判斷聲帶閉合的效率（如閉合不全或過度閉合）聲帶閉合越好，音量越大。
篩選工具
簡化版語音範圍測試 (Speech Range Profile, SRP)
快速構建基於短文朗讀的頻率與強度輪廓。
用於區分正常與病理語音。
測量挑戰
耗時與疲勞
完整的 VRP 測試耗時長，可能引起患者疲勞。
環境限制
背景噪音與設備校準等技術問題需控制以保證準確性。
Perturbation Measures
定義與基本概念
描述週期到週期變化的參數，反映聲帶穩定性和規律性。
適用於穩定的母音或提取的母音片段。
包括:
Jitter (頻率擾動)
Shimmer (振幅擾動)
Jitter (頻率擾動)
定義
描述頻率的週期性變化 (Frequency Perturbation)。
數學計算
Jitter Percent (% Jitt): 計算周期性頻率數據的變化百分比。
臨床應用
用於術前術後的聲音穩定性比較。
示例: 術前 Jitter = 2.3%，術後 Jitter = 0.4%。數值越小越好
測量挑戰
適用於正常或輕度語音障礙患者。
對重度嗓音障礙者準確性有限。
Shimmer (振幅擾動)
定義
描述振幅的週期性變化 (Intensity Perturbation)。
數學計算
Shimmer in dB (ShdB): 計算峰值到峰值振幅的變化。
臨床應用
評估振幅變化對聲音穩定性的影響。
示例: 術前 Shimmer = 1.3 dB，術後 Shimmer = 0.3 dB。
測量挑戰
不同實驗室間標準不一致，影響跨站點比較。
測量設備與工具
使用 Multi-Dimensional Voice Program (MDVP)。
紅色範圍:超出正常數值
綠色範圍:正常數值
測量條件與限制
假設信號為準週期性，來源需要穩定。
重度語音障礙患者的測量精度可能受影響。
測量結果應與其他數據（感知評估或儀器測量）結合使用。
HNR和 NHR
定義與計算
Signal-to-Noise Ratios (HNR)
衡量週期性信號能量與非週期性（噪聲）能量的比例。
公式: H/N = 平均波形振幅 / 噪聲分量振幅。
意義: HNR 越高表示聲音品質越好，週期性成分佔主導。
Noise-to-Harmonic Ratios (NHR)
衡量非週期性信號能量與週期性信號能量的比例。
公式: N/H = 噪聲分量振幅 / 和諧分量振幅。
意義: NHR 越高表示聲音中有更多非週期性成分，表現出病理特徵。
臨床意義
HNR
表明聲音品質，數值越高週期性成分越明顯。
NHR
用於鑑別正常聲音與病理性聲音，數值越高異常越大。
臨床應用
比較術前與術後的聲音變化，用於治療效果評估。
與聲譜圖和其他聲學參數結合使用，為嗓音障礙分析提供支持。
優勢
結果客觀
參數定義清楚
🉑協助區辨嗓音
有助於評估發聲行為
條件
測量結果🉑區分嗓音正常或異常
測量結果須穩定 🉑評估同個案的改善情形
測量接過需要
Aerodynamic Measurements
Airflow Measurement
Transglottic Flow
Technique: Measured using pneumotachographs during sustained vowels
Units: ml/s
Definition: Airflow through the vocal folds during phonation
Mean Airflow Rate (MFR)
定義: 聲門在穩定發聲期間的平均氣流速率。
測量方法: 持續母音 /a/ 維持5-10秒鐘 測量氣流輸出。
正常範圍: 80–200 ml/s。
臨床意義
過高: 表明聲門閉合不全（如氣聲）。
過低: 表明聲門過度緊張（如緊張性發聲）。
Flow Volume
定義: 在特定語音任務中的總氣流量。
測量方法: 測量完整語音任務的氣流輸出（如深吸後發聲）。
正常範圍: 成人約為 1500–4000 ml。
臨床意義: 異常可能反映聲帶閉合障礙或肺功能異常。🈶明顯的呼吸問題再調查
Phonatory Aerodynamic System (PAS)
功能: 提供整合氣流與氣壓數據。
用途: 評估氣流模式與聲門功能。
Calibration Techniques
Definition: Standardizing instruments for accurate airflow and pressure measurements.
Devices
Flow Meter: Measures airflow rates.
U-tube Manometer: Monitors pressure changes.
Steps
Inject controlled airflow and compare against expected values.
Regularly calibrate under stable temperature and humidity conditions.
Glottal Flow Waveform
Definition: Describes airflow patterns during vocal fold vibration.
Parameters
Open Quotient (Qo): Ratio of open phase to total cycle duration.
Skewing Quotient (Qs): Symmetry of opening and closing phases.
Clinical Significance
Low Qo: Associated with a pressed voice.
High Qo: Associated with a breathy voice.
優勢
高精確性
提供定量化數據，有助於治療前後的客觀比較。
多維分析
同時涵蓋氣壓、氣流與阻力的參數。
非侵入性
測量方法避免對患者造成額外不適。
注意事項
校準 (Calibration)
定期校準氣流測量設備（如 pneumotachograph）。
確保測試條件穩定，避免溫度等環境變量影響。
測量條件
測試者需保持自然舒適的音高和音量。
測試環境需安靜，避免噪聲干擾。
臨床用途
診斷聲音障礙
高氣流速率 (High MFR)
表明聲門閉合不全，例如氣聲。
高聲門下壓力 (High Ps)
表明聲門過度緊張，例如過度使用聲音。
術後評估
用於觀察術後數據變化，例如氣流速率降低或聲門阻力恢復。
病因鑑別
區分結構性（如聲帶結節）、功能性或神經性（如聲帶麻痺）障礙。
補充
逆濾波技術 (Inverse Filtering)
定義: 去除聲道共振效應，得到聲門氣流波形。
用途: 評估聲帶振動模式，如開合相的速率和幅度。
Subglottal Pressure (Ps)
定義: 聲門下方的驅動壓力，用於幫助聲帶振動。
測量方法
直接測量: 利用侵入性感應器。
間接測量: 通過口腔壓力測試估算。
正常範圍
成人女性: 4.28–6.51 cmH₂O。
成人男性: 5.81–5.91 cmH₂O。
兒童: 9.7 cmH₂O。
臨床意義
過高: 表明聲門緊張或阻力過大。
過低: 表明聲門閉合不全（如氣聲）。
Intraoral Pressure
定義: 聲門下壓力的間接測量，通過檢測口腔內壓力來估算。
測量方法
使用舒適的音高和音量進行 /pi/ 或 /pa/ 音的重複測試。
壓力讀數來自連續壓力峰值的平均值。
臨床意義: 評估發聲期間與非發聲期間的壓力變化。
Phonation Threshold Pressure (PTP)
定義: 激發聲帶振動的最低壓力。
測量方法: 在最低音量條件下，重複發音 /pa/ 至多 7 次。
臨床意義
用於分析聲帶黏彈性與聲音疲勞。
PTP 增高可能與炎症或張力不良相關。
Laryngeal Resistance
定義: 聲門氣流阻力，表示為聲門下壓力與平均氣流速率的比值。
計算公式: Z = Subglottal Pressure / Mean Airflow Rate。
單位: cmH₂O/ml/s。
臨床意義
過高: 表明聲門過度閉合（如緊張性發聲）。
過低: 表明聲門開放過度（如氣聲）。
Reflects glottal efficiency
應用場景
鑑別緊張性與鬆弛性發聲障礙。
評估治療前後的阻力變化。
Spectrum Analysis (頻譜分析)
定義與作用
定義: 用於分析聲門聲源與上聲門的交互影響。
作用: 提供聲音諧波與雜訊能量的頻率域分佈圖。
類型
聲譜圖 (Sound Spectrogram)
定義: 時域中頻率與強度的圖形化顯示。
特性
寬帶譜 (300Hz)
優勢
時間解析度高: 能清楚看到聲音隨著時間的變化，幫助區辨不同母音和子音
缺點
windows size小，頻率解析度低: 無法顯示聲音的諧波特徵。
適用場景: 分析一段時間內發聲的基頻、共振峰頻率、強度和時間節點，適用於分析說話或唱歌時的聲音轉換。
橫坐標時間，直座標頻率
窄帶譜 (45Hz)
優勢
頻率解析度高: 可以詳細顯示聲音的頻率結構，例如聲帶振動產生的諧波。
缺點
window size大，時間解析度低: 聲音快速的變化看不清楚。
適用場景: 分析單一聲音的諧波和噪音，推估HNR，可用來區分正常聲音或分析氣息聲或沙啞的特徵。
臨床應用
幫助分析病理聲音中的諧波能量分佈與噪聲特徵。
能譜圖/線譜圖 (Power/Line Spectrum)
定義: 頻率-振幅圖，橫坐標是頻率，直座標是振福。標是一個時間點的所有諧波
技術背景
FFT (快速傅立葉變換): 分析複雜波形中的諧波分量。
定義: 用於將時域信號轉換為頻域，分解信號中的諧波成分。
優勢
計算速度快，適合實時分析。
能準確反映聲音中的高頻與低頻能量分佈。
限制
無法區分聲門與聲道的貢獻。
臨床應用
分析基本頻率和諧波強度，harmony energy越好，聲帶閉合得越好，協助診斷嗓音障礙的病因。
中重度嗓音障礙個案可透過這個分析
LPC (線性預測編碼): 平滑諧波曲線以解析共振峰。
定義: 基於聲道模型的頻譜分析技術，用於估計共振峰頻率
優勢
能平滑頻譜線條，找出主要的formal freguency共振峰頻率，凸顯聲道共振特徵。
適合分析語音的聲道影響。
限制
對信號頻率精度要求高，有噪音就會影響結果
臨床應用
提取共振峰特徵，分析語音清晰度與嗓音障礙的產生機制。
共振峰peak點越高，代表聲帶閉合越好
中重度嗓音障礙個案可透過這個分析
倒頻譜 (Cepstrum)
特性
衡量聲音諧波能量。諧波energy越強，嗓音越好
適用於
無法準確檢測基本頻率
的嗓音障礙。
臨床應用
可評估沙啞、氣聲等嗓音病理具有臨床效度，並可判斷嚴重度
可量化嗓音音質，peak點越尖，音質越好
輕度重度嗓音障礙病人都適用，具有臨床效度
分析語料很有彈性，持續母音或連續性話語都能分析
限制
對信號頻率精度要求高，僅適用於語音信號。
近年臨床取代常用的Jitter/Shimmer，適用於檢測重度嗓音障礙
臨床應用
可觀察到聲帶閉合和共鳴的情形
聲帶閉合越好，諧波數量越多
Clinical Applications
Diagnosis: Combines perceptual and instrumental data to identify disorder type and severity
Treatment
Guides therapy using acoustic and aerodynamic metrics
Tracks outcomes with pre- and post-treatment comparisons
Research: Validates diagnostic tools and refines assessment techniques
Conclusion
Comprehensive evaluations integrate subjective and objective methods
Advances in technology improve precision in diagnosis and treatment outcomes
音量小，可能是open phase比close phase長，反之亦成立