上頜快速擴弓對語音及氣道的影響

張澤宇 陳再鴻 楊劍偉

溫州醫科大學附屬臺州醫院口腔正畸科，浙江臺州 317000

部分上頜橫向發育不足的患者佩戴上頜快速擴弓裝置，其發音受影響。該裝置可打開腭中縫使上頜橫向寬度增加，有助于牙列擁擠的解除，降低后續矯治難度。上氣道和口腔是發音器官中的共鳴腔。擴弓治療可使上下齒等被動發音器官移動，共鳴腔結構出現改變。共振峰反映共鳴腔的結構特征，通過分析單元音和鼻韻母的共振峰，研究患者的發音是否受上頜快速擴弓治療影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般情況

選擇2018 年7 月至2018 年9 月于中南大學湘雅二醫院口腔醫學中心正畸科就診的上頜寬度發育不足患者20 例，其中男7 例，平均（13.1±1.8）歲，女性13 例，平均年齡（12.5±0.9）歲。納入標準：①上頜寬度發育不足；②根據X 線頭顱側位片頸椎形態顯示患者具有生長發育潛力（不超過脊椎成熟分期Ⅳ期）；③全口天然牙列，口腔衛生良好；④能夠講普通話且無明顯方言語音；⑤無明顯聽力障礙且未接受過語音訓練。排除標準：①顱面部外傷史、顳下頜關節創傷史；②頜面部腫瘤、唇腭裂及其他頜面部骨性畸形；③口腔衛生狀況不佳；④有其他正畸治療史或發音帶有明顯方言語音；⑤影響骨代謝類疾病、精神類疾病及其他全身慢性疾病。本研究已通過醫院醫學倫理委員會審查[倫理審批號：（2018）倫審【科】第（064）號]，所有受試者及家屬均知情同意。

1.2 模型和影像資料收集與分析

在上頜快速擴弓裝置安放前（記作T0）和拆除后（記作T1）收集石膏模型進行尖牙牙尖間距、第一、二前磨牙頰尖間距和第一磨牙近中頰尖間距的測量，見圖1。

圖1 牙弓寬度測量

X 線頭顱側位片均由中南大學湘雅二醫院口腔醫學中心影像診斷室拍攝。上氣道研究方法同楊崇實研究，共6 個標志點。①PNS：后鼻棘點；②ad：過后鼻棘點做顱底點與蝶鞍中心連線的垂線，其與咽后壁的交點；③Ve：軟腭與咽后壁最狹窄處對應的軟腭點；④PVe：軟腭與咽后壁最狹窄處對應的咽后壁點；⑤Ph1：舌后根與咽后壁最狹窄處對應的舌后根點；⑥Ph2：舌后根與咽后壁最狹窄處對應的咽后壁點。分別進行鼻咽、腭咽、舌咽氣道的最小矢狀徑長度測量：①PNS-ad：后鼻棘點到ad 的距離；②Ve-PVe：軟腭距離咽后壁的最短距離；③Ph1-Ph2：舌后根距離咽后壁的最短距離，見圖2。

圖2 上氣道矢狀徑長度測量

1.3 語音資料收集與分析

在T0 和T1 進行單元音/a/、/o/、/e/、/i/、/u/、/ü/和鼻韻母/an/、/ang/、/en/、/eng/、/in/、/ing/的發音采集。錄音條件如下：①受試者口唇距麥克風約5cm；②錄音室安靜無噪聲；③患者在錄音前熟讀測試內容，必要時進行發音輔導，要求發音清晰準確。

1.4 質量控制與統計學方法

2 結果

2.1 質量控制

通過Dahlberg 公式計算的誤差值證明樣本的測量過程本身沒有引入明顯誤差，各線性項目的測量方法誤差均較小，測量中質量控制有效。見表1。

表1 各線性項目的測量方法誤差

2.2 上頜牙弓寬度分析

將治療前后上頜牙弓寬度和X 線頭顱側位片的測量結果進行配對檢驗，多數患者治療后上頜牙弓寬度增加，上氣道腭咽段矢狀徑長度Ve-Pve 增大，差異均有統計學意義（＜0.05），見表2；PNS-ad和Ph1-Ph2 治療前后的差異無統計學意義（＞0.05），見表3。

表2 上頜快速擴弓治療前后上頜牙弓寬度變化量（n=20）

表3 上頜快速擴弓治療前后上氣道矢狀徑長度變化量（n=20）

2.3 語音分析

單元音和鼻韻母共振峰數值變化率的平均值進行配對檢驗，各共振峰數值變化率的平均值均低于±10%，/a/F2 和/u/F1 在治療前后的差異有統計學意義（＜0.05）。

2.4 相關性分析

將/a/F2、/u/F1 與牙弓寬度及上氣道矢狀徑長度變化量中差異有統計學意義的指標進行相關性分析，可認為上頜牙弓寬度及上氣道矢狀徑長度改變量與單元音發音的改變，差異無統計學意義（＞0.05）。見表6。

表4 上頜快速擴弓治療前后單元音/a/、/o/、/e/、/i/、/u/、/ü/共振峰數值變化量（n=20）

表5 上頜快速擴弓治療前后鼻韻母/an/、/ang/、/en/、/eng/、/in/、/ing/共振峰數值變化量（n=20）

表6 上頜牙弓和上氣道變化量對單元音共振峰產生顯著變化的統計分析（n=20）

3 討論

在語音學中，單元音可根據發音時舌體的位置及嘴唇的形態進行劃分，周殿福等對普通話發音時的口腔結構進行X 線成像。單元音的聲道舌位圖，反映單元音發音穩定時口腔容積的分布。前鼻韻母發音時由元音逐漸向鼻輔音過渡，通過軟腭下降使得鼻腔通路打開，舌面前部與硬腭前部閉合。而后鼻韻母發音時，通過舌根與軟腭接觸使口腔通路關閉后氣流在元音往鼻輔音過度時從鼻腔里透出。

由于共鳴作用，在頻譜中會產生一系列被增強的穩定頻率稱為共振峰。按照從低頻到高頻的順序，將前3 個共振峰依次記為第一共振峰、第二共振峰和第三共振峰，簡稱為F1、F2 和F3。元音的辨識中F1 和F2 較重要，F3 穩定性稍差。鼻韻母的共振峰可受其他語音特征影響導致動態性的產生，因此提取最能反映其特征的F1 和F2 進行分析。

發音時舌體將口腔分割的前腔對應于F2，后腔對應于F1。在其他條件相同時，共鳴腔越大則共振峰頻率越低，共鳴腔越小則共振峰頻率越高。前鼻韻母的F2 均大于相應后鼻韻母的F2，這與張磊等研究一致，即治療后因共鳴腔的增大而表現出發音時共振峰頻率的降低。

上頜骨的寬度和共振峰頻率有關聯。目前關于上頜快速擴弓治療影響發音的相關研究多與元音相關。Macari 等在對14 位上頜快速擴弓治療的患者進行追蹤觀察后，認為/a/的F1 和F2 在多數樣本上出現降低。上頜快速擴弓治療后鼻腔寬度的增加使得發音出現變化。

同一個體發音會產生共振峰偏差，語音鑒定學中不超過15%的共振峰頻率偏差不會對聲音的鑒別造成實質性的干擾。對雙胞胎發音的研究發現，不同個體間共振峰的偏差會明顯放大，通常可達30%以上。本研究中，單元音和鼻韻母共振峰頻率變化差異有統計學意義的僅有/a/F2 和/u/F1，共振峰變化率的平均值分別為-3.07%和-8.88%，均低于15%。從單元音和鼻韻母共振峰變化率的平均值來看，所有測量指標均低于10%，該數值沒有超過對同一個體進行多次測量的變化率范圍，即從語音鑒定學的角度無法區分為不同個體。較小的變化率平均值說明在治療前后單元音和鼻韻母的發音具有相對穩定性。

多數單元音及鼻韻母的共振峰在治療后降低，在較小變化率的情況下，僅有/a/F2 和/u/F1 改變有統計學差異，其指向性的變小，說明治療帶來的共鳴腔變化對發音有影響。治療后腭咽段氣道容積的增加導致/u/F1 降低。單元音/u/發音時舌面高點偏后，舌根與軟腭構成的間隙狹窄，因此其對腭咽段氣道矢狀徑長度的變化可能更敏感。/a/是舌位最低的單元音，/a/F2 的降低可能是上頜牙弓擴寬的表現，即口腔前部共鳴腔相對增大。/i/F1 測量所得的值與0.05 接近，這可能與其為口腔通道最窄的前元音有關。F3 與軟腭升降有關，治療前后差異沒有統計學意義，可認為軟腭活動未受影響，僅/u/F3 所得值與0.05 接近，這可能與其發音特點有關。鼻韻母共振峰的改變量在上頜快速擴弓治療前后差異無統計學意義，即治療對鼻腔共鳴的影響較小。在治療前后未見腭咽氣道矢狀徑長度及不同位置牙弓寬度的改變量和單元音發音的改變存在統計學相關性，/a/F2與尖牙牙尖間寬度相關性分析的值接近0.05，可推測某范圍內尖牙區寬度越寬，F2 可能越低。

綜上所述，上頜快速擴弓治療可改變患者的上氣道結構，影響部分單元音發音；上頜快速擴弓治療前后患者單元音和鼻韻母的發音具有相對穩定性。