Hirano, M. (1974). Morphological Structure of the Vocal Cord as a Vibrator and its Variartions. Folia Phoniatrica, 26, 89-94.
Несколькими исследователями, такими как, например, И.Титце, Д.Фланаган, С.Хики, были предложены различные модели, имитирующие колебания голосовых связок. Степень сходства такой модели с реальными голосовыми связками должна зависеть от назначения модели. С физиологической или клинической точки зрения нам нужна модель с изменяющимися параметрами, необходимыми для моделирования различных состояний, возникающих в результате различных изменений в гортани или патологических изменений.
В этой статье мы обсудим:
1) как следует интерпретировать морфологическую структуру голосовых связок,
2) как механические свойства голосовых связок могут меняться при различных настройках гортани,
3) как патологические изменения влияют на механические характеристики голосовых связок.
Обсуждение основано, главным образом, на наших данных, полученных с помощью электромиографических, сверхскоростных кинематографических и стробоскопических исследований, а также на статьях некоторых других исследователей.
Морфологическая структура голосовых связок
На рисунке 1 можно видеть гистологическое строение голосовых связок человека на фронтальном срезе. Основная часть голосовых связок состоит из голосовой мышцы. Голосовая мышца - это многослойная произвольно сокращающаяся мышца, иннервируемая (возбуждаемая) возвратным гортанным нервом, ответвлением блуждающего нерва. Механический характер сокращения зависит от степени его сокращения. Чем степень сокращения выше, тем больше коэффициент эластичности мышцы.
Голосовая мышца покрыта эластическим конусом. Эластический конус заметно утолщается у края голосовой складки. Эта часть называется голосовой связкой. Эластический конус состоит из плотной волокнистой ткани, которая, в свою очередь, состоит из коллагеновых и эластических волокон, как показано на рисунке 1. Важно понимать, что волокна эластического конуса входят в голосовую мышцу во многих местах и сливаются в соединительной ткани между пучками мышечных волокон. Другими словами, эластический конус плотно связан с голосовой мышцей. Таким образом, во время колебаний кажется, что эти две структуры движутся как единое целое.
Эластический конус покрывает слизистая оболочка, которая состоит из очень тонкого слоя эпителия и собственной пластинки, которая содержит рыхлую волокнистую соединительную ткань. Слизистая оболочка неплотно прилегает к эластическому конусу. Таким образом, во время колебаний она может двигаться иначе, нежели эластический конус.
Описанные выше данные, указывают на то, что голосовые связки следует рассматривать, по меньшей мере, как вибратор с двойной структурой, в которую входит тело (body), состоящее из голосовой мышцы и эластического конуса, и покров (cover), состоящий из слизистой оболочки.
Во многих учебниках по анатомии или ларингологии описание строения голосовых связок вводит в заблуждение: эластический конус описывается как часть слизистой оболочки. Хотя с гистологической точки зрения эластичный конус может быть частью слизистой оболочки, его следует считать структурой, отдельной от поверхностного слоя слизистой оболочки, в случаях, когда мы рассматриваем голосовые связки как вибратор.
Физиологические изменения
Механические свойства голосовых связок, такие как положение, форма, масса, натяжение и эластичность, определяются внутренними и внешними мышцами гортани. Среди этих мышц наиболее важными, определяющими взаимосвязь между телом и покровом голосовых связок, являются голосовые и перстнещитовидные мышцы.
Четыре типичных настройки положения гортани с точки зрения взаимосвязи между телом и покровом представлены на рисунке 2, где схематично изображены фронтальные срезы голосовых связок в процессе колебаний; голосовые связки значительно деформируются по сравнению с состоянием покоя. Первые три изображения (рис. 2a, 2b, 2c) иллюстрируют работу голосовых связок в «тяжёлом» (грудном) или модальном регистре, которая связана с более или менее выраженным волнообразным движением слизистой оболочки вверх-вниз. Два «зубца» на этих изображениях представляют собой так называемые верхнюю и нижнюю губы соответственно.
На рисунке 2а видно, что сокращение как голосовой, так и перстнещитовидной мышц очень слабое. Это происходит при тихой фонации на низких частотах. Коэффициенты эластичности как тела, так и покрова невелики, поскольку напряжение в голосовой связке или на её поверхности мало. Как тело, так и покров очень гибкие и почти в равной степени участвуют в деформации.
На рисунке 2b голосовая мышца сокращается гораздо сильнее, чем перстнещитовидная. Подобное имеет место у громких, тяжелых голосов на средних частотах. Тело жёсткое и обладает высоким коэффициентом эластичности. Покров расслаблен и имеет низкий коэффициент эластичности. Деформация во время колебания происходит, главным образом, в покрове; в частности, волнообразное движение затрагивает только покров. По-видимому, именно это состояние описал Эрих Шёнхерль (Erich Schönhärl) на основе стробоскопического исследования.
На рисунке 2с представлена группа состояний, при которых сокращение голосовой мышцы является немного более выраженным, чем сокращение перстнещитовидной мышцы, то есть промежуточных состояний, имеющих место между представленными на рисунках 2а и 2b. Предположительно, подобное происходит в большинстве видов фонации в тяжёлом (грудном) или модальном регистре. Деформация голосовых связок, особенно волнообразное движение, затрагивает как тело, так и покров, но более выражено - покров.
На последнем рисунке 2d представлены состояния, характерные для лёгкого регистра или фальцета. Голосовая мышца не активна или проявляет лишь незначительную активность, в то время как перстнещитовидная мышца сильно сокращается. И тело, и покров пассивно растянуты и напряжены; оба имеют высокий коэффициент эластичности. В этом состоянии изменения формы во время колебания меньше, чем в модальном регистре, и волнообразное движение отсутствует.
Излишне говорить, что сила выдоха является одним из наиболее важных факторов, определяющих характер изменений формы голосовых связок во время колебания. На рисунке 2 представлены состояния при оптимальной силе выдоха.
Патологические изменения
Существует несколько патологических состояний, связанных с типичными изменениями механических свойств голосовых связок, которые, в свою очередь, отражаются в виде изменений характера колебаний голосовых связок.
Лёгкий или умеренный отёк поверхностного слоя собственной пластины слизистой оболочки приводит к снижению коэффициента эластичности покрова голосовых связок. При стробоскопическом освещении или высокоскоростной видеосъёмке это выглядит как выраженное волнообразное движение. Деформация голосовых связок во время колебания, по-видимому, затрагивает в большей степени покров, чем тело.
Карциноматозное поражение голосовых связок, которое сначала развивается в покрове, а затем проникает в тело, вызывает повышение коэффициента эластичности ткани. Обычно это приводит к неподвижности поражённого участка при фонации. Папиллома или гиперкератоз вызывают похожее состояние. Источником обычно служит эпителиальный слой покрова.
При парезе (параличе) возвратного гортанного нерва голосовая мышца не сокращается. Поскольку перстнещитовидная мышца иннервируется не возвратным гортанным нервом, а верхним гортанным нервом, в результате может иметь место состояние, сходное с тем, которое наблюдается в фальцете. В типичных случаях при парезе возвратного гортанного нерва волнообразное движение не наблюдается, если только нет других патологий, таких как отёк. Если паралич сохраняется в течение длительного времени, голосовая мышца атрофируется, мышечная ткань замещается фиброзной, а голосовая связка истончается. Движение голосовой связки похожи на развевающийся на ветру флаг. Когда начинается реиннервация (процесс восстановления функции нерва) голосовой мышцы (на начальном этапе, обычно лишь части всех двигательных единиц мышцы), наблюдается постепенное восстановление волнообразного движения.
Резюме
Гистологические исследования голосовых связок человека показывают, что их следует рассматривать как вибратор с двойной структурой, состоящий из тела (body) и покрова (cover). Механические свойства этих двух структур могут различаться в зависимости от особенностей строения гортани или патологических состояний. Это отражается в изменениях характера колебаний и, как следствие, в акустических свойствах гортанного звука.
Если материал был интересен, вы можете поддержать канал лайком, подпиской или рублём на Boosty или ЮMoney