Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 55021 10.29039/rusjbpc.2022.0521 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ METHODOLOGY FOR STUDYING THE VIBRATIONAL ACTIVITY OF THE VOCAL FOLDS Методика исследования вибрационной активности голосовых связок Беловолова Л. В. Belovolova L. V. est123321@mail.ru Беловолов М. И. Belovolov M. I. Парамонов В. М. Paramonov V. M. Беловолов М. М. Belovolov M. M. Свистушкин М. В. Svistushkin M. V. Луничева А. А. Lunicheva A. A. Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН Москва Россия Prokhorov General Physics Institute RAS Moscow Russian Federation Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН Москва Россия Prokhorov General Physics Institute RAS Moscow Russian Federation Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН Москва Россия Prokhorov General Physics Institute RAS Moscow Russian Federation Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН Москва Россия Prokhorov General Physics Institute RAS Moscow Russian Federation Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Москва Россия Sechenov University Moscow Russian Federation Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Москва Россия Sechenov University Moscow Russian Federation 25 06 2022 25 06 2022 7 2 314 319 20 06 2022 20 06 2022 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/55021/view

С целью разработки аппаратуры для диагностики состояния голосовых связок (ГС) человека и контроля их активности в процессе лечения выполнен комплекс исследований образцов ГС животных (кроликов). Создана высокочувствительная бесконтактная лазерно-оптическая аппаратура и методика регистрации вибраций ГС в потоке воздуха с регулируемым напором. Для группы кроликов одного возраста приводятся данные по регистрации вибрационных частот у здоровых ГС и полученных в результате лечебных воздействий («леченые» ГС). Обнаружено, что при пропускании через трахею воздуха под небольшим давлением ~ 10 – 20 мм рт. ст. проявляются три пика характерных частот собственных механических вибраций ГС в диапазоне ~ 200 – 1000 Гц. Как правило, это основная частота f1 и две ее гармоники f2 = 2 f1 и f3 = 3 f1. Лучше всего эти колебания возбуждаются на исходе вытекания воздуха под давлением 1 – 5 мм рт. ст. Обнаружено различие возбуждаемых вибраций на низких частотах у здоровых ГС и ГС, имеющих дефекты в виде рубца на одной связке. Частоты низших собственных вибраций у дефектной ГС несколько выше по сравнению с низшей частотой у здоровой ГС, что объясняется ростом ее жесткости при образовании рубцовой ткани. Методика отличается простотой регистрации, чувствительностью и информативностью при проведении лечения методами регенеративной медицины. Диагностика состояния ГС в процессе лечения в сравнении с данными для здоровой ГС представляется информативной и полезной для восстановления вибрационных свойств голосовых связок в процессе лечения.

In order to develop equipment for diagnosing the state of the human vocal folds (VF) and monitoring their activity during treatment, a complex of studies of animal VF samples (rabbits) was performed. A highly sensitive non-contact laser-optical equipment and a technique for recording VF vibrations in an air flow with controlled pressure have been developed. For a group of rabbits of the same age, data are given on the registration of vibrational frequencies in healthy VFs and received as a result of therapeutic effects ("treated" VFs). It was found that when air is passed through the trachea under a slight pressure of 10-20 mm Hg. three peaks of the characteristic frequencies of natural mechanical vibrations of the VF appear in the range of ~ 200 - 1000 Hz. As a rule, this is the fundamental frequency f1 and its two harmonics f2 = 2 f1 and f3 = 3 f1. Best of all, these oscillations are excited at the end of the outflow of air under a pressure of 1 - 5 mm Hg. A difference was found in the excited vibrations at low frequencies in healthy VF and VF with defects in the form of a scar on one ligament. The frequencies of the lowest natural vibrations in a defective VF are somewhat higher compared to the lowest frequency in a healthy VF, which is explained by an increase in its rigidity during the formation of scar tissue. The technique is characterized by ease of registration, sensitivity and informativeness during treatment by methods of regenerative medicine. Diagnosis of the state of the VF during treatment in comparison with the data for a healthy VF seems to be informative and useful for restoring the vibrational properties of the vocal cords during the treatment.

 голосовые связки собственные частоты вибраций волоконно-оптический зонд лазерный интерферометр амплитудно-частотная характеристика vocal folds natural vibration frequencies fiber optic probe laser interferometer frequency response

Ammar H. Quantitative analysis of healthy and pathological vocal fold vibrations using an optical flow based waveform. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 2019, vol. 10, no. 4, pp. 388-393. Ammar H. Quantitative analysis of healthy and pathological vocal fold vibrations using an optical flow based waveform. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 2019, vol. 10, no. 4, pp. 388-393. Titze I.R. Parameterization of the glottal area, glottal flow, and vocal fold contact area. Journal Acoustical Society America, 1984, vol. 75, no. 2, pp. 570-580. Titze I.R. Parameterization of the glottal area, glottal flow, and vocal fold contact area. Journal Acoustical Society America, 1984, vol. 75, no. 2, pp. 570-580. Wittenberg T., Tigges M., Mergell P., Eysholdt U. Functional imaging of vocal fold vibration: digital multislice high-speed kymography. Journal of Voice, 2000, vol. 14, no. 3, pp. 422- 442. Wittenberg T., Tigges M., Mergell P., Eysholdt U. Functional imaging of vocal fold vibration: digital multislice high-speed kymography. Journal of Voice, 2000, vol. 14, no. 3, pp. 422- 442. Qiu Q., Schutte H., Gu L.and Yu Q. An automatic method to quantify the vibration properties of human vocal folds via videokymography. Folia Phoniatrica et Logopeaedica, 2003, vol. 55, no. 3, pp. 128-136. Qiu Q., Schutte H., Gu L.and Yu Q. An automatic method to quantify the vibration properties of human vocal folds via videokymography. Folia Phoniatrica et Logopeaedica, 2003, vol. 55, no. 3, pp. 128-136. Belovolov M.I., Paramonov V.M., Belovolov M.M., Svistushkin M.V., Svistushkin V.M., Arkhipov M.V., Mokonyane Z.T., Timofeeva V.A., Kotova S.L., Timashev P.S., Timashev S.F. Vibration activity of the vocal folds and a new instrumental technique for their study. Optical Engineering, 2020, vol. 59, no. 6, p. 061611. Belovolov M.I., Paramonov V.M., Belovolov M.M., Svistushkin M.V., Svistushkin V.M., Arkhipov M.V., Mokonyane Z.T., Timofeeva V.A., Kotova S.L., Timashev P.S., Timashev S.F. Vibration activity of the vocal folds and a new instrumental technique for their study. Optical Engineering, 2020, vol. 59, no. 6, p. 061611.