變聲期嗓音的聲學(xué)特征分析

李曉慧 單春光 郝芳

人類(lèi)嗓音在不同的年齡階段有所不同，其中尤以進(jìn)入青春期后變化最為顯著。由于青春期性激素水平的顯著變化，喉體在短時(shí)期內(nèi)迅速增大，嗓音發(fā)生顯著改變，由童聲轉(zhuǎn)變?yōu)槌赡耆寺曔@段時(shí)間稱(chēng)為變聲期［1］。關(guān)于變聲期的年齡國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)［2～4］報(bào)道不一，目前認(rèn)為國(guó)人無(wú)論男女從10歲開(kāi)始進(jìn)入變聲期，即變聲前期，男性13～16歲、女性14～16歲為變聲中期，男女皆在17～20歲為變聲后期。本研究旨在了解變聲期各階段的嗓音聲學(xué)特點(diǎn)，為臨床嗓音疾病的診斷、治療效果的評(píng)估提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象及分組 選取1 028例10～20歲發(fā)育正常、無(wú)發(fā)音系統(tǒng)和構(gòu)音系統(tǒng)缺陷及發(fā)音功能障礙者為研究對(duì)象。根據(jù)年齡分組如下：變聲前期組259例，年齡10～12歲，男127 例，女132例；變聲中期組467 例，年齡13～16 歲，男234 例，女233例；變聲后期組302例，年齡17～20歲，男122例，女180例。

在環(huán)境噪聲小于45dB（A）、高保真的隔聲室內(nèi)，錄制變聲中期組受試者的嗓音聲樣。囑受試者距話筒約15cm（儀器自帶標(biāo)尺固定于麥克風(fēng)上，鼻部緊貼標(biāo)尺），以自然一致的音調(diào)和音強(qiáng)朗讀中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所制定的標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)朗讀樣本《父母心》中所選取的一段話：“爸爸、媽媽都特別喜歡我，如果我想要什么，他們就會(huì)買(mǎi)給我。這個(gè)月我看上了一件風(fēng)衣和一個(gè)足球，我當(dāng)然穿上了也玩上了”。中間不停頓，在15秒鐘內(nèi)讀完（采樣頻率為44.1KHz）。選取3名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的有經(jīng)驗(yàn)的嗓音醫(yī)學(xué)專(zhuān)家組成聽(tīng)評(píng)委，在隔聲室內(nèi)將變聲中期受試者朗讀嗓音樣本回放進(jìn)行主觀聽(tīng)感知評(píng)估，將變聲中期者再分為A組（聲音稍粗糙或輕度沙啞、音調(diào)不穩(wěn)定）與B 組（無(wú)明顯聲音沙啞及音調(diào)不穩(wěn)定），其中A 組男66例，女70例；B組男168例，女163例。

1.2 嗓音聲學(xué)分析 采用美國(guó)Kay公司的多維嗓音分析系統(tǒng)MDVP對(duì)各組對(duì)象進(jìn)行嗓音聲學(xué)分析。檢測(cè)在安靜的室內(nèi)進(jìn)行，環(huán)境噪聲在45dB（A）以下，受試者口距麥克風(fēng)約15cm，采取自然舒適位，平穩(wěn)發(fā)長(zhǎng)元音／a：／，持續(xù)至少4秒，連續(xù)測(cè)3次，取平均值。分析各組基頻（F0）、基頻微擾（jitter）、振幅微擾（shimmer）、振幅擾動(dòng)商（APQ）、噪／諧比（NHR）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0 版本進(jìn)行兩樣本t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

表1～3為變聲各期不同性別、年齡者嗓音聲學(xué)分析結(jié)果，表4為變聲各期不同性別者嗓音聲學(xué)分析結(jié)果。可見(jiàn)，女性F0高于同年齡段男性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），Jitt值除A 組外，其余組女性均高于男性（P＜0.05）；變聲中期同性別比較，A組NHR 高于B 組（P＜0.01），余差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 變聲前期各年齡男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

表1 變聲前期各年齡男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

年齡（歲）性別例數(shù)（例）F0（Hz）基頻微擾（%）振幅微擾（%）APQ（%）NHR 10男37 269.39±24.58 0.87±0.41 4.22±1.52 3.03±0.98 0.13±0.02女54 278.49±27.44 1.13±0.55 5.17±1.70 3.67±1.12 0.14±0.02 11男60 268.67±26.19 0.81±0.39 3.94±1.71 2.92±1.09 0.13±0.02女31 275.74±19.35 1.20±0.99 4.13±1.69 3.21±1.16 0.13±0.03 12男30 197.47±47.47 1.02±0.49 4.57±1.31 3.36±0.84 0.14±0.02女47 258.24±19.29 1.86±1.07 6.53±2.43 4.56±1.62 0.16±0.05

表2 變聲中期A、B兩組各年齡男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

表2 變聲中期A、B兩組各年齡男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

NHR 年齡（歲）性別例數(shù)（例）F0（Hz）基頻微擾（%）振幅微擾（%）APQ（%）A 組13男17 189.74±34.65 2.96±1.77 9.24±2.19 6.65±1.71 0.22±0.07女19 225.33±21.01 4.24±3.45 9.38±4.09 6.81±3.06 0.27±0.15 14男18 178.15±41.12 2.32±1.95 7.67±4.09 5.62±3.05 0.19±0.08女19 235.94±28.01 1.59±0.79 6.14±1.68 4.23±0.99 0.15±0.03 15男17 176.82±29.41 2.21±0.90 7.45±1.98 5.56±1.57 0.18±0.05女17 248.33±23.50 1.19±0.21 6.64±1.87 4.09±0.97 0.15±0.04 16男14 177.59±30.09 2.11±0.79 7.27±2.82 5.31±1.90 0.16±0.03女15 236.12±28.15 1.68±0.74 6.99±2.81 5.20±0.83 0.18±0.04 B組 13男46 162.53±42.38 1.51±0.98 5.94±2.75 4.33±1.81 0.16±0.04女42 255.41±26.69 1.29±0.73 5.33±1.97 3.79±1.33 0.15±0.30 14男52 166.34±43.17 1.02±0.69 4.79±1.92 3.66±1.25 0.16±0.04女60 253.09±23.56 1.36±0.76 5.29±1.91 3.70±1.23 0.15±0.29 15男39 171.57±45.64 1.41±0.96 5.57±1.79 5.68±1.29 0.16±0.03女34 254.54±20.55 1.47±0.94 5.45±2.04 3.92±1.41 0.14±0.06 16男31 176.36±48.60 1.29±0.62 5.90±2.31 4.32±1.53 0.12±0.01女27 259.29±25.00 2.89±1.45 7.68±1.89 5.43±1.19 0.17±0.02

表3 變聲后期各年齡組男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

表3 變聲后期各年齡組男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

年齡（歲）性別例數(shù)（例）F0（Hz）基頻微擾（%）振幅微擾（%）APQ（%）NHR 17男32 155.22±26.46 0.74±0.36 4.29±1.69 3.20±1.15 0.15±0.02女34 266.66±25.61 0.82±0.56 3.47±1.20 2.58±0.79 0.13±0.02 18男29 154.03±15.84 0.72±0.24 3.28±0.92 2.63±0.73 0.14±0.02女67 251.64±25.61 1.12±0.69 4.47±1.88 3.16±1.22 0.14±0.03 19男31 131.06±5.81 0.58±0.31 3.02±0.83 2.50±0.67 0.14±0.23女47 254.84±26.45 1.07±0.72 4.23±1.86 3.06±1.26 0.13±0.02 20男30 132.77±20.68 0.57±0.24 3.12±0.99 2.45±0.81 0.14±0.02女32 251.96±18.35 1.31±1.09 5.24±2.26 3.59±1.49 0.14±0.04

表4 變聲各期男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

表4 變聲各期男、女嗓音聲學(xué)分析結(jié)果（±s）

注：＊與同年齡段男性比較，P＜0.05，△與A 組同性別比較，P＜0.01

NHR 組別性別例數(shù)（例）F0（Hz）基頻微擾（%）振幅微擾（%）APQ（%）變聲前期男127 270.90±27.39 0.87±0.39 4.26±1.65 3.10±1.07 0.13±0.02女132 287.54±25.51＊1.03±0.52＊4.59±1.64＊3.28±1.11＊0.13±0.02變聲中期（A 組）男66 197.74±43.09 2.58±1.91 8.55±2.57 6.32±2.02 0.21±0.08女70 259.54±25.99＊2.44±2.25 7.06±2.88 5.23±2.11 0.18±0.08變聲中期（B組）男168 178.38±46.75 1.20±0.72 5.18±2.05 3.84±1.34 0.16±0.03△女163 254.91±22.24＊1.50±0.92＊5.63±2.11＊3.98±1.41＊0.15±0.04△變聲后期男122 148.97±25.08 0.67±0.31 3.59±1.37 2.79±0.97 0.14±0.02女180 255.45±25.01＊1.08±0.76＊4.34±1.89＊3.09±1.24＊0.14±0.03

3 討論

基頻（F0）具有性別特征，本研究結(jié)果顯示：F0從10歲始男性明顯小于女性，男、女的F0從10歲開(kāi)始都有一個(gè)下降的趨勢(shì)即隨年齡增加基頻下降；變聲中期B組男性在13歲時(shí)降到最低，女性在14歲時(shí)降到最低，隨后又上升，A 組則無(wú)此規(guī)律，分析原因可能是由于變聲中期聲帶不同程度的充血水腫，聲門(mén)閉合不全，部分處于該變聲旺盛期者會(huì)表現(xiàn)為嗓音粗糙，持久力差，聲調(diào)不穩(wěn)定所致；17歲后，男女的基頻又呈現(xiàn)一下降趨勢(shì)，到20歲后相對(duì)穩(wěn)定接近正常成人水平。這與楊式麟［5］等所報(bào)道的相符，因此認(rèn)為男性從13歲至16歲、女性從14歲至16歲應(yīng)為變聲中期（旺盛期），男女皆在17至20歲為變聲后期。本研究變聲期三個(gè)年齡段的F0正常參考值為變聲前期男270.90±27.39，女287.54±25.51；變聲中期A 組男197.74±43.09，女259.54±25.99；B組男178.38±46.75，女254.91±22.24；變聲后期男148.97±25.08，女255.45±25.01。可見(jiàn)，嗓音的變化與性激素水平高低有關(guān)［6］，而不同性別、年齡性激素水平有較大差距，因此，應(yīng)按年齡、性別進(jìn)行嗓音分析。

有文獻(xiàn)報(bào)道［7］jitter和shimmer與聲帶振動(dòng)的特性密切相關(guān)，主要反映嗓音粗糙程度，并非與聲帶的振動(dòng)頻率有關(guān)，因此性別因素對(duì)微擾值影響不大。王雙樂(lè)等［8］報(bào)道女性jitter值大于男性，而shimmer值則未見(jiàn)明顯差別，可能與女性嗓音較男性音調(diào)較高而音量較小有關(guān)。本研究結(jié)果與此相符，變聲各期同年齡段男、女組間比較，除變聲中期的A 組外，女性jitter值均高于男性（P＜0.05），shimmer、APQ值則無(wú)顯著性差異。可能與變聲期體內(nèi)激素水平變化導(dǎo)致聲帶出現(xiàn)不同程度的充血、水腫、發(fā)聲嘶啞等有關(guān)［9］，另外，上述結(jié)果的差異還可能與各研究者所采用的嗓音分析系統(tǒng)以及選擇的受試對(duì)象等因素有關(guān)。

De Krom 等［10］認(rèn)為嗓音障礙患者的嗓音噪聲成分的大小影響聲嘶的程度，言語(yǔ)信號(hào)中噪聲成分增多就會(huì)表現(xiàn)為不同程度的聲嘶。本研究結(jié)果顯示除變聲中期的A 組NHR 高于B 組外，各年齡段男、女間NHR 比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與上述觀點(diǎn)相符，說(shuō)明性別對(duì)噪諧比無(wú)明顯影響。

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