Ano: 2001 Vol. 67 Ed. 2 - Março - Abril - (2º)
Seção: Artigos Originais
Páginas: 148 a 151
Visualização de Movimentos Vibratórios das Pregas Vocais em Condição de Assimetria com um Aparelho de Detecção a Laser.
Visualization of Vibrators Movements of the Vocal Folds with a Laser Detector.
Autor(es):
Mamus A. F. Fernandes*,
Stephane Ayache*,
Renaud Garrel*,
Maurice Ouaknine**,
Antoine Giovanni***.
Palavras-chave: vibração laríngea, optoreflexômetro, assimetria de vibração
Keywords: larynx vibration, optoreflexometer, larynx assimetry
Resumo:
Introdução: Neste estudo, apresentamos um novo dispositivo de medida do sinal vibratório laríngeo, que possibilita a visualização da vibração de cada corda vocal de uma laringe de porco in vitro, seguindo um princípio de medida óptica à distância. Forma de estudo: Pesquisa experimental em animais. Material e método: O banco experimental utilizado na experiência apresenta uma turbina de ar, um dispositivo para a fixação da laringe, dois microposicionadores destinados a criar pressões mecânicas na região do ventrículo laríngeo e um sistema de captação dós dados coletados por um dispositivo de detecção a laser dos movimentos vibratórios: o optoreflexômetro (ORM). Todo o sistema é controlado por um computador. As medidas foram realizadas em condição normal e de assimetria de tensão entre as cordas vocais de sete laringes de porco dissecadas para a experiência. Resultados: A medida da vibração separada de cada corda vocal mostrou que o período transitório do início da vibração (vocal onset) é influenciado de maneira importante pelo grau de assimetria. Em condições de assimetria extrema, o movimento das cordas vocais parece aberrante, mas não aleatório, devido ao fenômeno de interação entre as cordas vocais, que provocam uma "sincronização forçada", gerando estratégias vibratórias como uma corda vocal que vibra ao dobro da freqüência da outra. Conclusão: A técnica desenvolvida nesse trabalho permite o melhor entendimento do mecanismo vibratório laríngeo, que parece ir contra vários pontos do modelo vibratório harmônico que está atualmente "em vigor".
Abstract:
Introduction: The analysis of the vocal signal is a very important subject of research nowadays. This article analyses the vocal folds separately in normal conditions and in asymmetric conditions, with one laser detector (optoreflexometer). Study design: Experimental research in animals. Material and method: Seven porcine-excised larynxes were studied. The signal was captured by an optoreflexometer. An experimental bench, which allows the control of aerodynamics parameters, was utilized. The condition of asymmetry was made by a micropositionner placed at the larynx. RESULTS: The vocal onset was detected very precisely. It was show that the asymmetry level changes the vocal onset period. The extreme conditions of asymmetry creates a strategy of vibration abnormal, with one vocal fold that has the double of the frequency of the other. Conclusion: The possibility of measurement of each vocal fold separately allows the visualization of vibratory strategies that was only theoretic. The study of the power of the couplage shows that her study must be done for one better understanding of the physiology of the larynx.
INTRODUÇÃO
Após a modelização anátomo-histológica das cordas vocais proposta por Hirano9 e a modelização mecânico-funcional proposta por Flanagan e Ishizaka10, o estudo da fisiologia da vibração laríngea baseada em um modo de funcionamento harmônico foi objeto de vários trabalhos de pesquisa. Entretanto, a análise do sinal vocal mostra a existência de fenômenos complexos que não podem ser explicados por esse modelo, como modulações de amplitude, de freqüência ou a presença de sub-harmônicas e bifurcações7, 16. Esses fenômenos foram descritos como sendo o resultado da interação dos sistemas aerodinâmicos da laringe. Porém, os dados analisados são obtidos de modo indireto, pois vêm do sinal vocal, que é, ele próprio, resultado da interação de fenômenos mecânicos e aerodinâmicos. Daí, o interesse de estudar esses fenômenos com uma aparelhagem capaz de detectar as vibrações de cada corda vocal isoladamente.
Nosso estudo teve como objetivo analisar de forma direta a mecânica vibratória das cordas vocais em condição normal e de assimetria, com dispositivo capaz de analisar os componentes horizontal e vertical da vibração laríngea.
Os meios de análise utilizados pelas diferentes equipes até agora não convinham à nossa necessidade.
O sinal microfônico e a eletroglotografia (EGG) possibilitam apenas análise global do fenômeno acústico (variação da pressão vibratória) e mecânico (contato entre as cordas vocais), não dando informações sobre o movimento cordal isolado2.
A videoestroboscopia cria uma imagem artificialmente lentificada da vibração das cordas vocais, não permitindo análise direta da ação. A videografia em grande velocidade possibilita a aquisição de grande número de imagens (8.000 imagens/s); porém, além de seu grande custo, a dificuldade de interpretação das informações colhidas através dela diminui sua importância como forma de instrumento de análise do sinal vocal1, 8, 10.
A videoquimografia é um método videográfico dos movimentos cordais que utiliza uma freqüência de 7.812,45 Hz12, 13. Oferece dados sobre a abertura glótica e não sobre a vibração - pois, como todos os métodos videográficos, mede apenas a componente horizontal do movimento glótico.
O procedimento descrito na literatura capaz de medir a componente vertical da vibração foi demonstrado por Nakagawa e colaboradores11. Tal procedimento consiste em aplicar pequenas placas rádio opacas na superfície das cordas vocais de laringe de cães seccionadas para estudo e acompanhamento do movimento cordal por raios X e por estroboscopia. Porém, essa técnica dificilmente apresentará aplicações clínicas devido à agressividade do ato, além da necessidade de aplicação de materiais exógenos na superfície laríngea, que podem modificar suas características mecânicas, alterando as medidas.
Devido a essa dificuldade, colocamos ao ponto um mecanismo laser baseado na optometria, o optoreflexômetro (ORM)12, que é capaz de medir separadamente as cordas vocais, com informações sobre o componente horizontal e vertical. O ORM permite analisar à distância o movimento de um alvo (cordas cocais). A intensidade do raio refletido é inversamente proporcional à distância entre a origem do raio e o alvo. O sinal recolhido, analisado, dá informações sobre o deslocamento e a deformação do alvo. Variando o ângulo e local pelos quais o raio laser entra em contato com as cordas vocais, pode se analisar o componente horizontal ou vertical da vibração13.
MATERIAL E MÉTODO
O trabalho foi realizado utilizando laringes de porco seccionadas e colocadas em vibração em um banco de análise experimental5. O banco é constituído por uma turbina de 320 watts (girando a 2.800 voltas por minuto), capaz de gerar débito de ar de até 101/s. Um computador assegura o controle dos parâmetros mensuráveis na experiência: débito de ar, temperatura e higrometria. O ar, umidificado e aquecido a 37° C, é impulsionado em direção à traquéia por uma sonda de intubação. O tratamento do sinal vocal é realizado por um software criado especificamente para a experiência.
Um microposicionador é colocado verticalmente, na região ventricular, no seu terço posterior. Esse dispositivo permite exercer a pressão necessária à adução das cordas vocais, modificando a tensão no músculo vocal (teoria do body-cover)9, possibilitando a criação de situações de assimetria controláveis. Seu deslocamento é realizado por micromotor controlado pelo computador, com uma precisão de 10° de mm. Esses dispositivos são munidos de captadores de força que informam a todo momento a intensidade da pressão exercida sobre o tecido laríngeo.
Dois ORM foram utilizados para recolher os dados da vibração das cordas vocais. Cada ORM apontava para a mucosa da parte superior de cada corda vocal (Foto 1).
As medidas foram realizadas em sete laringes de porco recém-abatido. Foram registradas as ondas dos ORMs, com débito de ar diferentes, e consideradas as medidas que apresentavam menos artefatos.
As condições experimentais foram efetuadas seguindo um protocolo:
1) Realização de simetria das cordas vocais obtidas através de pressão equilibrada dos dois microposicionadores.
2) Realização, por ação dos microposicionadores, de assimetria de tensão moderada.
3) Realização de assimetria severa, produzindo sinal acústico instável.
Foto 1. Posicionamento dos dois ORM na laringe de porco dissecada.
Os sinais obtidos para cada corda vocal foram comparados e analisados.
RESULTADOS
O estudo mostrou que, em situação de assimetria de tensão, contrariamente à situação de simetria, o início da vibração das duas cordas vocais (vocal onset) não se faz de forma simultânea. Após uma assincronia transitória, os dois sinais tornavam-se sincrônicos e em fase. Essa transitoriedade era proporcional ao grau de assimetria imposto ao sistema (Gráficos 1A e 1B).
Em condições de assimetria extremas, foram observadas estratégias vibratórias aberrantes. As cordas vocais apresentavam, durante certos períodos, episódios de assincronia e de defasagem, durante os quais uma corda vocal vibrava a uma freqüência exatamente o dobro da outra (doubling period) (Gráfico 2).
DISCUSSÃO
Fenômenos não lineares como modulações, duplicação de períodos e bifurcações, que se orientam aleatoriamente, deram origem a um grande número de pesquisas3, 4, 5, 6, 7, 15. Esses fenômenos podem encontrar explicação possível nas interações das duas cordas vocais5. Entretanto, essa hipótese não podia ser verificada até agora por falta de meios de análise diretos dessa interação.
Nas condições de assimetria encontradas na experiência, as cordas vocais iniciam sua vibração em freqüência própria, regidas por suas características físicas diferentes (assimetria de tensão); porém, a intensidade da interação entre elas as sincroniza de forma abrupta. O resultado final dessa interatividade é um sinal marcado por acentuada não linearidade.
Gráfico 1. Início do movimento vibratório em condição norma (gráfico 1A) e em condição de assimetria acentuada (gráfico 1B). Notar 1o retardo do início à sincronização (flecha preta).
Gráfico 2. "Doubling period" em condições de assimetria extrema.
A experiência realizada em condições de fraca assimetria pode ser comparada ao caso fisiológico, pois as cordas vocais não têm exatamente as mesmas características físicas. Nesse caso, a assimetria é tão discreta que uma sincronização se faz de forma quase imediata.
Aumentando o grau de assimetria, as forças de interação são insuficientes para uma sincronização imediata das cordas vocais, que é traduzida por defasagem entre o início da vibração e a sincronização das cordas vocais. Esse período tem sua duração relacionada ao grau da assimetria.
Em casos de assimetria importante de tensão, encontramos a presença de fenômeno vibratório caracterizado por uma corda vocal que vibra a exatamente o dobro da freqüência da outra (doubling period). Esse fenômeno inédito observado testemunha a complexidade do mecanismo de interação que faz dois corpos com características físicas completamente distintas vibrarem de forma sincrônica.
Com o novo modo de medida isolada da vibração, evidenciamos fenômenos complexos como a modulação de freqüência, o doubling period e a existência de uma defasagem entre dois sistemas oscilantes unidos. O modo de funcionamento harmônico é insuficiente para descrever a complexidade da vibração laríngea.
CONCLUSÃO
Pela primeira, vez os fenômenos vibratórios de cada corda vocal separada puderam ser estudados na sua totalidade. A tendência da literatura que estuda a não linearidade dos movimentos glóticos foi colocada em evidência com a demonstração de estratégias vibratórias aberrantes como o doubling period. Com a possibilidade de medir as cordas vocais isoladamente, uma nova linha de estudo se abre sobre o papel da interação glótica na produção vocal.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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* Aluno do Mestrado, D. E. A. Langage et Parole, Mention Pathologie, Laboratoire de Phono-Audiologie Clinique, CHU La Timone (Marselha, França).
** Engenheiro Chefe do Laboratoire de Phono-Audiologie Clinique, CHU La Timone (Marselha, França).
*** Professor do Departamento de Otorrinolaringologia e Cirurgia de Cabeça e Pescoço da Université de La Mediterranée, CHU La Timone (Marselha, França).
Trabalho apresentado no 35° Congresso Brasileiro de Otorrinolaringologia. Recebendo Menção Honrosa.
Artigo recebido em 15 de agosto de 2000. Artigo aceito em 20 de outubro de 2000.
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