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Feb 15, 2024

Validação e aprimoramento de uma abordagem de reconstrução 3D da superfície medial da prega vocal para

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 10705 (2023) Citar este artigo 292 Acessos 1 Detalhes da Altmetric Metrics Na pesquisa laríngea, estudar o componente de oscilação vertical das pregas vocais é

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 10705 (2023) Citar este artigo

292 Acessos

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

Na pesquisa laríngea, o estudo do componente de oscilação vertical das pregas vocais é muitas vezes desconsiderado. No entanto, a oscilação das pregas vocais, por sua natureza, é um processo tridimensional. No passado, desenvolvemos um protocolo experimental in vivo para reconstruir a vibração tridimensional completa das pregas vocais. O objetivo deste estudo é validar este método de reconstrução 3D. Apresentamos uma configuração de hemilaringe canina in vivo usando gravação de vídeo de alta velocidade e um prisma de ângulo reto para reconstrução 3D das vibrações da superfície medial das pregas vocais. A superfície 3D é reconstruída a partir da imagem dividida fornecida pelo prisma. Para validação, foi calculado o erro de reconstrução para objetos localizados a uma distância de até 15 mm do prisma. A influência do ângulo da câmera, alteração do volume calibrado e erros de calibração foram determinadas. O erro médio geral de reconstrução 3D é baixo e não excede 0,12 mm a 5 mm de distância do prisma. A influência de um desvio moderado (5°) e grande (10°) no ângulo da câmera levou a um ligeiro aumento no erro para 0,16 mm e 0,17 mm, respectivamente. Este procedimento é robusto para alterações no volume de calibração e pequenos erros de calibração. Isto torna esta abordagem de reconstrução 3D uma ferramenta útil para a reconstrução de superfícies de tecidos acessíveis e móveis.

A voz humana audível é produzida na laringe, à medida que a corrente de ar que sobe dos pulmões excita a prega vocal em vibração, que novamente modula o fluxo de ar em ondas sonoras, gerando a frequência fundamental da voz1. Embora esse processo de produção da voz seja facilmente descrito em linhas gerais, ele apresenta muitas complexidades, pois pode ser modulado de diversas maneiras e pode ser afetado por diversos fatores, como nível de estimulação neuromuscular, elasticidade tecidual, pressão subglótica, etc.2, 3. Para obter uma melhor compreensão do controle da produção da voz, muitos sinais de entrada e saída são de interesse, como a ativação do nervo laríngeo, as alterações no fluxo e na pressão ou o sinal acústico produzido. Para compreender melhor este processo complexo, idealmente, é necessária uma configuração experimental que possa controlar ou pelo menos capturar todos os fatores relevantes simultaneamente e empregue algoritmos robustos que não introduzam outros fatores de confusão.

As pregas vocais são duas estruturas opostas na laringe que formam uma constrição das vias aéreas. Eles se estendem pela laringe no sentido ântero-posterior e sua postura exata pode ser ajustada pelo movimento de várias cartilagens da laringe, aproximando-as para a fonação4. Ao serem acionados pela corrente de ar que sobe dos pulmões, eles oscilam em média 235 Hz nas mulheres e 134 Hz ​​nos homens durante a fonação sustentada das vogais, fonte sonora da voz5. Essa fonte sonora é então modulada pelas ressonâncias acústicas do trato vocal, gerando a fala4.

Uma voz saudável geralmente é caracterizada por oscilações periódicas e simétricas esquerda-direita das pregas vocais que se fecham completamente ou quase completamente em cada ciclo6,7,8. Em contrapartida, a doença fonatória é frequentemente caracterizada por oscilações aperiódicas ou assimétricas das pregas vocais e fechamento glótico incompleto durante a fonação9,10,11. Respectivamente, muitas medidas diferentes estão em uso que tentam capturar as propriedades das oscilações das pregas vocais, como duração e proporções de abertura, fechamento e fases fechadas da forma de onda da área de abertura glótica1,12.

A superfície medial das pregas vocais (ou seja, a superfície onde as pregas vocais se encontram durante a oscilação) é uma área vibratória crítica que influencia a acústica13 e, portanto, de especial interesse. As pregas vocais não se fecham simplesmente ao mesmo tempo em todos os lugares ao longo desta superfície, mas exibem um padrão de fechamento de baixo para cima e abertura da mesma maneira. Mudanças nesse padrão, controladas pelas ativações da musculatura laríngea, podem ter grande influência no sinal acústico resultante13,14.