Анатомия гортани и голосообразование

Анатомия гортани и голосообразование охватывают структуру гортани и процесс фонации, посредством которого выдыхаемый воздух преобразуется в озвученный звук. Гортань содержит голосовые складки, слоистая ткань которых приводится в самоподдерживающуюся вибрацию потоком воздуха, генерируя акустический источник, который затем формируется голосовым трактом в речь и пение.

Definition

Фонация — это производство озвученного звука посредством колебаний голосовых складок в гортани, вызванных потоком воздуха и регулируемых мышцами гортани, свойствами тканей и подскладочным давлением воздуха.

Scope

Эта тема охватывает хрящевой и мышечный каркас гортани, слоистую (покровно-телесную) структуру голосовых складок, миоэластично-аэродинамический механизм фонации, а также контроль высоты, громкости и качества голоса. Она рассматривается как справочная анатомия и физиология в рамках речевого и слухового аппарата, а не как руководство по диагностике или лечению голосовых расстройств.

Core questions

• Какие хрящи, мышцы и слои тканей образуют гортань и голосовые складки?
• Как поток воздуха приводит голосовые складки в самоподдерживающуюся вибрацию?
• Как физиологически контролируются высота, громкость и качество голоса?

Key concepts

• Щитовидный, перстневидный и черпаловидный хрящи
• Внутренние и внешние мышцы гортани
• Слоистая структура голосовых складок (покров и тело)
• Подскладочное давление и эффект Бернулли
• Слизистая волна
• Основная частота, громкость и качество голоса

Key theories

Миоэластично-аэродинамическая теория фонации

Вибрация голосовых складок поддерживается взаимодействием мышечных и эластических сил тканей с аэродинамическими силами: подскладочное давление раздвигает приведенные складки, в то время как эластическая отдача и эффект Бернулли снова сближают их, производя повторяющиеся циклы без активного сокращения мышц для каждого цикла.

Покровно-телесная теория структуры голосовых складок

Голосовая складка моделируется как податливый слизистый покров, расположенный над более жестким мышечным телом, так что относительная жесткость этих слоев определяет вибрационное поведение, слизистую волну и качество голоса.

Mechanisms

Для фонации внутренние мышцы гортани приводят голосовые складки к средней линии. Выдох повышает подскладочное давление воздуха до тех пор, пока оно не раздвинет складки; по мере того как воздух проносится через сужающуюся голосовую щель, падение давления (эффект Бернулли) вместе с эластической отдачей тканей снова сближает складки, и цикл повторяется много раз в секунду. Этот миоэластично-аэродинамический процесс генерирует квазипериодический источник звука, частота которого определяет основную частоту. Основная частота регулируется главным образом изменением длины и натяжения голосовых складок; громкость — преимущественно подскладочным давлением; а качество голоса — тем, как складки смыкаются и вибрируют, включая степень смыкания голосовой щели, которая отличает придыхательный голос от напряженного. Слоистая структура складки поддерживает распространяющуюся слизистую волну, которая формирует спектр источника.

Clinical relevance

Понимание анатомии гортани и физиологии фонации является основой для рассуждений о голосе и о том, как он может изменяться. Оно описывает нормальное голосообразование и параметры, которые учитывают клиницисты; это не является основой для индивидуальной диагностики или лечения, и любое решение проблем с голосом должно осуществляться квалифицированным специалистом.

Evidence & guidelines

Знания по этой теме получены из биомеханических и акустических исследований голоса, а также из авторитетных текстов по науке о голосе, а не из клинических испытаний. Акустические исследования охарактеризовали, как конфигурация голосовой щели связана с воспринимаемым качеством голоса, поддерживая модели, связывающие физиологию гортани с голосовым сигналом.

History

Современное понимание фонации было консолидировано, когда ван ден Берг сформулировал миоэластично-аэродинамическую теорию в середине XX века, заменив более ранние нейрохронаксические концепции. Последующие работы по слоистой структуре голосовых складок и по количественной акустике голоса уточнили, как физиология гортани связана с источником голоса и его воспринимаемым качеством.

Key figures

• Janwillem van den Berg
• Ingo Titze
• Minoru Hirano
• Dennis Klatt

Seminal works

• vandenberg-1958
• titze-2000
• klatt-1990

Frequently asked questions

Что заставляет голосовые складки вибрировать?

Вибрация возникает в результате миоэластично-аэродинамического взаимодействия: подскладочное давление воздуха раздвигает сомкнутые складки, а эластическая отдача вместе с эффектом Бернулли снова сближает их, повторяясь много раз в секунду без отдельного сокращения мышц для каждого цикла.

Как контролируется высота голоса?

Высота голоса соответствует основной частоте вибрации голосовых складок, которая повышается главным образом за счет увеличения длины и натяжения голосовых складок, а также зависит от подскладочного давления.