舌癌術后患者口腔共鳴與元音聲學特征分析*

袁馮 梁悅悅 白雅雯 宋馳 張晨晨 張凱

頭頸部諸多解剖結構作為終端效應器,共同參與語音的直接調控,口腔是最重要的共鳴和構音調節器官,其中舌對發音起到重要作用[1]。舌癌是口腔頜面部最常見的惡性腫瘤,手術是其主要治療方式。術后由于舌部和/或口底組織肌肉、神經的損傷、缺失及修復重建后解剖結構的改變等,患者常有語言功能障礙。正常的口腔共鳴和元音產出是保證構音準確的前提[2]。目前通常使用元音共振峰及其相關的客觀聲學指標判斷構音障礙患者的口腔共鳴及元音產出特征[3,4],包括第一共振峰(F1)、第二共振峰(F2)、構音運動類參數、元音集中類參數等。目前,我國對口腔癌術后患者語音評估的研究較少。本研究選取元音共振峰、構音運動類及元音集中類參數作為測量指標,探討口腔癌術后患者口腔共鳴情況和元音聲學特征,為患者術后功能評估和康復治療提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對象及分組 選擇2021年6月至2022年5月在蚌埠醫學院第一附屬醫院口腔頜面外科手術治療的舌鱗狀細胞癌患者41例,其中男32例,女9例,年齡28～74歲,平均50.47±11.28歲;所有患者術前均經病理診斷為舌鱗狀細胞癌。根據手術切除部位和修復與否分為:半舌修復組11例,包括前臂游離皮瓣修復5例、股前外側皮瓣修復4例、腹部皮瓣修復2例;半舌拉攏縫合組10例,這兩組患者均為單側舌緣至舌中線部分切除,未過舌中線,不包括舌根;舌根口底修復組20例,舌根、口底組織及兩者同時切除,均行游離皮瓣修復,包括前臂游離皮瓣修復10例,股前外側皮瓣修復4例,腹部皮瓣修復2例,腓骨肌皮瓣修復4例。術后半年錄音評估語言功能。同期納入健康陪護20例為對照組,其中男15例,女5例,年齡30～73歲,平均51.74±13.46歲。各組年齡及性別差異無統計學意義(P>0.05)。所有研究對象均智力正常,無中樞神經系統疾病,無唇腭裂、無明顯聽力障礙、無嚴重牙合畸形,近2周內無感冒等上呼吸道感染癥狀、無長期吸煙、飲酒史,會說普通話。本研究取得蚌埠醫學院第一附屬醫院倫理委員會批準,所有受試者均簽署知情同意書。

1.2研究方法

1.2.1語音信號錄入 采用上?；勖翎t療器械有限公司生產的構音語音測量與訓練儀,在蚌埠醫學院口腔頜面外科語音康復室由一名語音治療師采集語音樣本,環境噪聲<40 dB A,采樣頻率44 100 Hz,濾波20 kHz,LPC階數為14。錄音前,由語音師帶讀/a/、/i/、/u/三個元音,待受試者熟悉后進行錄音。錄音時上身挺直,頭頸部放松,口唇距麥克風10 cm,每個音錄三遍,每遍持續3 s以上,通過線性預測譜提取/a/、/i/、/u/的第一共振峰(F1)、第二共振峰(F2),取三次錄音的平均值。

1.2.2元音產出特征 根據每個單元音F1和F2,計算元音聲學參數,包括表達元音運動范圍的下頜距、舌距和F2i/F2u,表達元音集中程度的元音清晰度指數(vowel articulation index,VAI)和共振峰集中率(formant centralization,FCR)。計算公式如下:

下頜距(△F1)=F1a-F1i[5]

舌距(△F2)=F2i-F2u[5]

F2i/F2u=F2i÷F2u[6]

VAI=(F2i+F1a)/(F1i+F1u+F2u+F2a)[7]

FCR=(F1i+F1u+F2u+F2a)/(F2i+F1a)[8]

其中,F1a是指/a/音的第一共振峰;F2a是指/a/音的第二共振峰。/i/、/u/同/a/。

2 結果

2.1各組人群口腔共鳴指標比較 各組患者口腔共鳴指標結果見表1。單因素方差分析結果顯示:各組患者/a/音F1、F2差異均無統計學意義(P>0.05),各組患者/i/音、/u/音的F1、F2差異均有統計學意義(P<0.05),進一步采用LSD法進行兩兩比較,結果顯示:半舌拉攏縫合組、舌根口底修復組/i/音的F1均明顯高于正常組,舌根口底修復組/i/音的F1明顯高于半舌修復組;舌根口底修復組/i/音的F2均明顯低于正常組、半舌修復組、半舌拉攏縫合組;半舌拉攏縫合組、舌根口底修復組/u/音的F1、F2值均明顯高于正常組、半舌修復組,差異均有統計學意義(P<0.05)。

表1 各組患者口腔共鳴指標比較

2.2各組人群元音特征指標比較 各組患者元音特征指標結果見表2。單因素方差分析結果顯示,各組患者下頜距、舌距、F2i/F2u、VAI、FCR差異均有統計學意義(P<0.05),進一步采用LSD法進行兩兩比較,結果顯示,舌根口底修復組舌距、F2i/F2u、VAI均明顯低于正常組、半舌修復組,FCR均明顯高于正常組、半舌修復組,舌距、VAI均明顯低于半舌拉攏縫合組,FCR明顯高于半舌拉攏縫合組;半舌拉攏縫合組舌距、F2i/F2u、VAI均明顯低于正常組,FCR明顯高于正常組,半舌拉攏縫合組F2i/F2u、VAI均明顯低于半舌修復組,FCR明顯高于半舌修復組,舌根口底修復組下頜距明顯低于正常組,差異均有統計學意義(P<0.05)。

表2 各組患者元音特征指標比較

3 討論

言語的產生是通過呼吸系統、發聲系統和構音系統的協調運動來完成的[9]。氣體有規律地隨呼氣運動從呼吸系統排出,形成氣流,當氣流到達發聲系統的聲門處時,被轉變成一系列的脈沖信號,當脈沖信號通過咽腔、口腔、鼻腔等構音系統時,會產生不同的共鳴,形成具有適當形態的聲波,最終由口、鼻發出而產生言語。正常的共鳴是語音正常產生的基礎,舌是最主要的共鳴器官[2]。舌在口腔內的前后上下運動改變了共鳴腔的形狀,從而發出不同的元音。元音舌位模型理論指出:F1與舌位高低密切相關,舌位越高,F1越低;F2與舌位前后密切相關,舌位越靠前,F2就越高[10]。任何舌部腫瘤及相關手術治療都會對舌的形態、運動造成影響,使共鳴腔體積異常,言語聚焦點出現偏差,會導致構音障礙[11]。

3.1舌癌術后F1、舌體上下運動及開合功能分析 本研究結果顯示:半舌拉攏縫合組、舌根口底修復組/i/音、/u/音的F1均明顯高于正常組,且半舌拉攏縫合組/u/音的F1及舌根口底修復組/i/音、/u/音的F1明顯高于半舌修復組;差異均有統計學意義(P<0.05)?？赡芤驗?i/、/u/均是舌高位音,發音時舌體需緊張上抬,舌癌術后由于舌內肌及部分腭舌肌、莖突舌肌等肌肉的缺失,舌下神經受損,疤痕牽拉、縫合限制等因素,引起舌體上抬受限。這一現象在舌根口底修復組及半舌拉攏縫合組術后患者表現較為嚴重。而半舌修復組與正常組無明顯差異。下頜距的定量測量可以反映產生言語過程中下頜的運動范圍,對構音異常的定量評估起重要作用[11],用F1a和F1i的差值表示。本研究中舌根口底修復組下頜距明顯低于正常組,差異有統計學意義(P<0.05)?？赡芤驗椴≡罾奂翱诘讜r,手術引起下頜舌骨肌、二腹肌等開口肌群及舌下神經缺失損傷最為嚴重所致。

3.2舌癌術后F2及舌體前后運動功能分析 /i/是舌前位音,/u/是舌后位音,發音時舌體需分別前伸、后縮。舌根口底修復組患者F2i顯著低于正常人和半舌組,說明舌根口底修復組患者發/i/音時,舌位明顯靠后,舌體向前運動障礙;舌根口底修復組和半舌拉攏縫合組F2u均顯著高于正常組和半舌修復組,說明這兩組患者發/u/音時,舌位明顯靠前,舌體向后運動障礙。即舌根口底修復組術后患者存在舌體前、后運動雙向障礙,半舌拉攏縫合組術后患者存在舌體向后運動單向障礙,而半舌修復組術后患者無明顯舌體前、后運動障礙。舌距反映構音器官前后運動時的變化范圍[12]。Sapir等[6]認為,使用比值的形式能夠更準確地反映構音器官的運動范圍。F2i/F2u減小說明構音運動不足(articulatory undershoot)。本研究顯示,舌根口底修復組患者術后舌距、F2i/F2u下降最為顯著。在半舌組中,拉攏縫合患者舌距低于修復組,無顯著性差異,但其F2i/F2u顯著低于修復組,提示舌根口底修復組術后患者舌體前后運動范圍下降最為嚴重。在半舌組中,拉攏縫合組較修復組存在明顯構音運動不足,采用F2i/F2u進行評估,可能更為敏感。以上結果可能因為手術不可避免地導致部分舌內肌群及頦舌肌等舌外肌的缺失,舌下神經受損,疤痕牽拉等原因引起。尤其累及口底的游離皮瓣移植修復術后,患者的舌頜溝缺失,口底軟組織延展性受限,導致舌體前后運動障礙最為明顯。

3.3舌癌術后元音集中類參數分析 VAI[13]表示受損元音的清晰情況,構音障礙患者的元音集中程度可通過VAI[7]測量。FCR表示元音集中的程度。VAI和FCR是兩個新元音聲學指標,隨著元音共振峰的集中化,VAI減小而FCR增加,優勢在于受不同說話者的語音變異性的影響較少[14]。Skodda等[7]研究發現在評估元音發音異常方面VAI優于元音空間面積(VSA)。Sapir等[14]研究表明FCR能有效識別正常語音和構音障礙。葛勝男等[4]研究發現帕金森病組VAI極顯著小于正常對照組,FCR極顯著大于正常對照組。本研究顯示:舌根口底修復組患者較正常組、半舌修復組和半舌拉攏縫合組VAI均顯著減小,FCR均顯著增大;可能因為舌根口底修復組患者的構音運動范圍減小最為嚴重,言語聚焦點出現明顯移位,元音發音呈現集中化的趨勢,元音清晰度和言語可懂度下降。半舌拉攏縫合組較正常組、半舌修復組VAI均顯著減小,FCR均顯著增大;分析原因可能因為皮瓣修復可以有效減輕術后疤痕,而拉攏縫合組患者疤痕較強的抗拉力,導致元音的發音較修復組更為集中,元音清晰度下降。

綜上所述,舌根口底修復組術后患者口腔共鳴及元音清晰度問題最為突出,半舌拉攏縫合組術后患者次之,半舌修復組無明顯口腔共鳴及元音清晰度問題。臨床中應加強舌根口底修復組術后及半舌拉攏縫合組術后患者語音康復訓練。通過對舌癌術后患者的元音聲學特征進行客觀評估,能夠對主觀評估中人為因素誤差進行補充。今后將不斷擴大樣本進一步研究舌癌術后患者其他聲學分析指標,為患者言語康復提供更多參考依據。