Parametry hlasového pole v diagnostice a výzkumu hlasu


Voice Range Profile Parameters in Diagnostics and Voice Research

The measurement of the voice range profile (VRP) is a basic acoustic method used for the evaluation of dynamic and frequency ranges of the voice. The study provides an overview of knowledge about measurement and parameterization of VRP and their relationship with voice disorders, voice training, gender and age. In the study there are schematically shown typical phenomena observed on VRPs of voice professionals and beginning students of acting from the previous study (10) of the author. The study is also a theoretical introduction to the follow-up study investigating the manifestations of voice disorders on the VRP measurement in men.

Keywords:
voice range profile, acoustic method, voice training


Autoři: M. Frič
Působiště autorů: Výzkumné centrum hudební akustiky, Hudební a taneční fakulta Akademie múzických umění v Praze vedoucí Ing. Z. Otčenášek, Ph. D.
Vyšlo v časopise: Otorinolaryng. a Foniat. /Prague/, 62, 2013, No. 4, pp. 201-208.
Kategorie: Přehledové články

Souhrn

Měření hlasového pole (voice range profile, VRP) patří k základním akustickým metodám vyšetření hlasu, slouží pro hodnocení dynamického a výškového rozsahu hlasu. V studii je uvedený přehled poznatků o měření a parametrizaci hlasového pole a jejich souvislost s poruchami hlasu, hlasovým tréninkem, pohlavím a věkem. Ve studii jsou schematicky znázorněny typické pozorované jevy na hlasových polích hlasových profesionálů a studentů herectví z předchozí studie (10) autora. Studie je zároveň teoretickým úvodem k navazující studii o zjištěných projevech poruchy hlasu u mužů na hlasovém poli.

Klíčová slova:
hlasové pole, akustické metody, hlasový trénink

ÚVOD

Vyšetření hlasového pole patří mezi základní metody pro popis vlastností hlasu pacientů. V literatuře se setkáme s velkým počtem odborných publikací popisujících normativní hlasové pole, studií porovnávajících různé skupiny trénovaných a netrénovaných osob nebo se snažících ukázat efekt terapie hlasu pomocí měření hlasového pole. Je relativně málo studií, které se snaží přiblížit diagnostický význam (diferenciální diagnostiku) vyšetření hlasového pole nebo jej propojují s hodnocením kvalitativních vlastností hlasu pacienta.

Cílem tohoto článku je sumarizovat zásadní poznatky o interpretaci vyšetření hlasového pole.Tato přehledová práce je dále rozpracována na navazující experimentální studii hodnocení patologických vlastností hlasu u mužů.

V článku jsou uvedeny názorné příklady, parametrizace a porovnání vlastností hlasových polí na datech publikovaných v předchozí práci autora (10), kde byla porovnána hlasová pole 19 žen (6 profesionálních zpěvaček, 4 herečky a 9 začínajících studentek herectví) a 21 mužů (7 herců, 3 zpě-váci a 11 studentů). Hlasová pole byla analyzována z nahrávek hlasových úkolů čtení standardizovaného textu ve dvou úrovních hlasitosti: A) normální hlasitost (habitual), B) hlasitě, C) volání slova „máma“ s postupnou gradaci hlasitosti do maxima. A vyšetření zpěvního hlasového pole při zpěvu stupnic v celém rozsahu hlasu pro střední mf a nejtišší pp a nejhlasitější ff intenzitu.

HLASOVÉ POLE (PHONETOGRAM, VOICE RANGE PROFILE, VRP)

Hlasové pole je akustická metoda popisující vztah tónové výšky a intenzity hlasu a jejich rozložení při různých hlasových úkolech. Na dvourozměrném grafu jsou zobrazeny parametry měřených akustických segmentů fonace. Na x-ové ose je zobrazována výška hlasu, na y-ové ose intenzita hlasu, čímž je možné sledovat dynamické a rozsahové kapacitní možnosti hlasu.

Samotné měření hlasového pole bylo původně vymezeno jenom na měření obrysů (kontur) tzv. zpěvního hlasového pole (v literatuře označováno: fyziologické, maximální nebo celkové, v práci bude označováno jako celkové (zpěvní) VRP). Pro celý tónový rozsah hlasu subjektu byly hledány fyziologické hranice dynamiky, tedy minimální a maximální dosažitelné hladiny akustického tlaku (SPL) při prodloužené fonaci vokálů – proto také přívlastek zpěvní. Nejvíce studií používá při měření VRP fonaci vokálu „a“, ostatní vokály mají významný vliv na dosažitelnou maximální intenzitu v modálním rejstříku (22).

S rozvojem techniky se začaly měřit i řečové úkoly (čtení, počítání, hlasité čtení a volání). Tyto úlohy jsou podkladem pro hodnocení řečového hlasového pole (speech range profile, SRP) a porovnávání vzájemné polohy hlasu při jednotlivých úlohách.

V odborné literatuře byly sledovány vztahy parametrů měření hlasového (jak řečového tak celkového) a jejich charakteristické znaky v závislosti na pohlaví, věku, hlasové kategorii, poruše hlasu, efektu tréninku a terapie.

Graf 1 zobrazuje porovnání obrysů hlasových polí konkrétních subjektů profesionálních zpěváků ze studie (10), kteří se kategorizovali jako soprán, alt, tenor a baryton. Mluvní hlasové úkoly habituální čtení a čtení nahlas ukazují postupné snižování výškové polohy obrysů a zejména průměrných výšek hlasu s prohlubující se hlasovou kategorií (od sopránu směrem k barytonu). U hlasitého čtení je zjevný i trend nárůstu intenzity hlasu s prohlubující se hlasovou kategorií. Zpěvní hlasová pole a hlasová pole při gradaci volání se v uvedených případech výrazně neodlišují mezi tenorem a barytonem.

Porovnání hlasových polí profesionálních operních pěvců soprán (červená), alt (oranžová), tenor (světle modrá), baryton (zelená) naměřených při: A) habituálním čtení, B) čtení nahlas, C) gradaci volání, D) zpěvní hlasová pole. Vodorovné a svislé čáry znázorňují půltónový a dynamický rozsah, jejich překřížení je v místě průměrných hodnot výšky a SPL daného úkolu, znaky diamantů (◊) u habituálního hlasu zobrazují nejčastěji se vyskytující polohu výšky a SPL. C4 – americká notace pro jednočárkové c´.
Graf 1. Porovnání hlasových polí profesionálních operních pěvců soprán (červená), alt (oranžová), tenor (světle modrá), baryton (zelená) naměřených při: A) habituálním čtení, B) čtení nahlas, C) gradaci volání, D) zpěvní hlasová pole. Vodorovné a svislé čáry znázorňují půltónový a dynamický rozsah, jejich překřížení je v místě průměrných hodnot výšky a SPL daného úkolu, znaky diamantů (◊) u habituálního hlasu zobrazují nejčastěji se vyskytující polohu výšky a SPL. C4 – americká notace pro jednočárkové c´.

PARAMETRIZACE VÝŠKY HLASU

Výška hlasu se opírá o měření základní frekvence – F0 v [Hz], nejčastěji bývá převedena na půltóny tónové výšky, např. [midi]. Nejvýznamnější parametry:

  • Průměrná výška mluvního hlasu (uváděna v [Hz] nebo půltónech).
  • Tónový (půltónový) rozsah hlasu (TR, uváděný v [Hz] nebo půltónech), bývá také specifikován:
    • vzhledem ke konkrétnímu úkolu (habituální mluvní hlas, celkový mluvní hlas, nebo pro měření celkového VRP);
    • vzhledem k použitému hlasovému rejstříku, děleného na rozsah modálního (hrudního) a falzetového rejstříku.
  • Poloha průměrného mluvního hlasu vzhledem k rozsahu VRP (uváděný v % celkového tónového rozsahu VRP, nebo tónové (intervalové) stupnici nad nejhlubším tónem celkového VRP.

Průměrná výška hlasu je v zásadě ovlivněna hlavně pohlavím (34) a věkem (38). Dětské hlasy mají porovnatelnou výšku pro děvčata i chlapce. Výrazný frekvenční i dynamický rozvoj hlasu chlapců začíná v 8. roku života, naopak u dívek je výrazný rozdíl dynamiky a rozsahu hlasu ovlivněn již v 7. roku života, hlavně hlasovou patologií (40). Po mutaci v dospělosti pravděpodobně souvisí výška hlasu s hlasovou kategorizací (soprán – bas), i když  u trénovaných žen se ukázaly rozdíly v minimálních a maximálních výškách VRP jenom mezi okrajovými hlasy (alty a soprány), mezzosoprány se na každém okraji blížily hlubšímu nebo vyššímu hlasu (21). Vyšší poloha mluvního hlasu byla pozorována u zdravých profesionálních mluvčích (žen i mužů) oproti zdravé netrénované skupině. U žen byla sledována vyšší poloha hlasu u zdravých profesionálních mluvčích i vůči dysfonické skupině (34). U dospělých žen před menopauzou bylo pozorováno snížení průměrné výšky mluvního hlasu i snížení horního i dolního okraje frekvenčního rozsahu VRP oproti mladým ženám (8). Zvyšovaní výšky hlasu žen při čtení je spojováno s dyšností a u mužů s napětím (24). Prohloubení nejnižší výšky ve VRP (35) je uváděno jako jeden ze zásadních faktorů změny hlasu v důsledku terapie.

Maximální dosahovaná výška hlasu a frekvenční rozsah jsou zásadní parametry pro rozlišení hlasové trénovanosti (4), resp. typu tréninku (9), a odlišení zdravé od dysfonické populace (27). Snížený tónový rozsah hlasu v modálním rejstříku  ukazuje poškození hlasu u dětí (40). Nižší maximální dosahované hodnoty výšky a zmenšení tónového rozsahu byly pozorovány u zdravých dospělých neprofesionálů vůči zdravé skupině hlasových profesionálů a také u hlasových profesionálů s poruchou hlasu oproti zdravé profesionální skupině (34). Ztráta vysokých tónů zpěvního VRP je charakteristická hlavně pro organické poruchy hlasu (14, 26). Studie (14) popisuje, že i malé organické nálezy, postihující volné okraje hlasivek, výrazně zmenšují nejvyšší polohy zpěvního hlasu, zatímco řečové a hlasové pole při volání mohou být beze změn. Ženy s insuficiencí glottis dosahovaly nižší maximální výšky při volání než ženy bez insuficience (31). Patologické ženy měly menší frekvenční rozsah modálního rejstříku v tiché a střední dynamice, kdežto falzetový rejstřík měly s menším rozsah jenom v hlasité dynamice, celkový frekvenční rozsah měly menší ve všech dynamikách v porovnání se zdravou netrénovanou skupinou žen (25).

Trénovaní mladiství (20) i dospělí (5) využívají většího tónového rozsahu při čtení oproti netrénovaným (souvisí to s použitím výraznější melodie hlasu). Na druhé straně ale větší variabilita základní frekvence při prodloužené fonaci samotného vokálu je znakem nestability hlasu (tremor) (12). Celkový tónový rozsah dětských zdravých netrénovaných hlasů je podobný u dívek i chlapců a už ve věku 7 až 10 let dosahuje 29 půltónů (7). V dospělém věku může dosahovat až 40 půltónů u žen a 43 u mužů (24), je však závislý na typu tréninku a případné poruše hlasu. Trénovaní klasičtí zpěváci i zpěvačky s mírnou parézou n. lar. superior dosahovali vyšší tónový rozsah než netrénovaní zdraví. U žen dosahovaly klasické zpěvačky až o 10 půltónů větší tónový rozsah od neklasických zpěvaček a netrénovaných žen (9). Zpěvní trénink již po 9 měsících významně zvýšil tónový rozsah z 32 na 34 půltónů (23). Porucha hlasu u chlapců se projevovala snížením tónového rozsahu hlasu jak v modálním rejstříku, tak falzetu, u dívek jenom ve falzetu (40). U dysfonických dospělých byl snížen půltónový rozsah VRP v průměru o 8 půltónů na rozdíl od zdravé kontrolní skupiny (27). Na druhé straně se tónový rozsah hlasu významně nezměnil u dospělých pacientů s jednostrannou parézou n. lar. recurrens ani po augmentaci ani po tyroplastice (6) a ani při reedukaci profesionálních uživatelů hlasu (39).

Poloha mluvního hlasu vzhledem k celkovému VRP by se měla pohybovat ve spodní třetině celkového půltónového rozsahu VRP (5, 14, 34), avšak neukázaly se signifikantní rozdíly mezi trénovanou a netrénovanou populací.

Graf 2 ukazuje porovnání průměrných obrysů hlasových polí mužů (modrá) a žen (červená). Při porovnání habituálního hlasu je průměrná výška hlasu mužů (ve studii zjištěno velké A (A2)) významně nižší než u žen (malé g (G3)), a průměrná SPL jenom mírně vyšší u mužů (cca 1,5 dB). Zpěvní hlasová pole taky ukázala nejvýznamnější rozdíly mezi muži a ženami u průměrů maximální a minimální dosažené výšky hlasu (část A), nebyl však významný rozdíl v tónovém rozsahu, naopak trendové rozdíly byly zejména v nižších hodnotách nejtišších fonací a větších dynamických rozsazích u žen. Průměrné obrysy zpěvních hlasových polí (část B) se překrývají v relativně velké části, pro muže to představuje střední a vysokou tichou polohu hlasu, kdežto pro ženy hlasitou hlubší až střední polohu. Hlasová pole při gradaci volání se ve svých tónových i dynamických rozsazích relativně široce překrývají (část C), ale při zohlednění polohy v hlasovém poli se jenom dotýkají v nejvyšších polohách mužského volání. Statistika parametrů těchto hlasových polí ukázala nejvýznamnější rozdíly ve výškových parametrech, trendově však i v nižších hodnotách minimálních intenzit, menším frekvenčním rozsahu a větším dynamickém rozsahu u žen. (Další vysvětlení viz graf 3.)

Průměrné obrysy hlasových polí mužů (modrá) a žen (červená). A) habituální hlas při čtení textu, překřížení tenkých svislých a vodorovných čár (ve všech částech obrázku) označuje – základní polohu habituálního hlasu, tedy průměrné hodnoty výšky (v midi půltónech) a SPL habituálního hlasu (v dB), B) celková zpěvní hlasová pole při zpěvu stupnic, C) hlasová pole při gradaci hlasitosti volání slova „máma“. Vodorovné tlusté čáry představují půltónový rozsah výšky hlasu daného úkolu, svislé tlusté čáry dynamický rozsah. V části B je patrná průměrná poloha mluvního hlasu vzhledem k celkovému zpěvnímu hlasovému poli.
Graf 2. Průměrné obrysy hlasových polí mužů (modrá) a žen (červená). A) habituální hlas při čtení textu, překřížení tenkých svislých a vodorovných čár (ve všech částech obrázku) označuje – základní polohu habituálního hlasu, tedy průměrné hodnoty výšky (v midi půltónech) a SPL habituálního hlasu (v dB), B) celková zpěvní hlasová pole při zpěvu stupnic, C) hlasová pole při gradaci hlasitosti volání slova „máma“. Vodorovné tlusté čáry představují půltónový rozsah výšky hlasu daného úkolu, svislé tlusté čáry dynamický rozsah. V části B je patrná průměrná poloha mluvního hlasu vzhledem k celkovému zpěvnímu hlasovému poli.

Porovnání SPL (první a druhý sloupec) a výškových (třetí a čtvrtý sloupec) kontur hlasových polí mužů (modrá) a žen (červená) u habituálního hlasu (horní řádek), gradace volání (střední řádek) a zpěvu stupnic (spodní řádek). Druhý a čtvrtý sloupec zobrazují porovnání normalizovaných obrysů SPL a výškových kontur vzhledem na průměrnou výšku a SPL habituálních hlasu subjektů. Naměřené statisticky významné rozdíly jsou znázorněny mezi jednotlivými průměrnými konturami černými hvězdičkami.
Graf 3. Porovnání SPL (první a druhý sloupec) a výškových (třetí a čtvrtý sloupec) kontur hlasových polí mužů (modrá) a žen (červená) u habituálního hlasu (horní řádek), gradace volání (střední řádek) a zpěvu stupnic (spodní řádek). Druhý a čtvrtý sloupec zobrazují porovnání normalizovaných obrysů SPL a výškových kontur vzhledem na průměrnou výšku a SPL habituálních hlasu subjektů. Naměřené statisticky významné rozdíly jsou znázorněny mezi jednotlivými průměrnými konturami černými hvězdičkami.

PARAMETRIZACE INTENZITY HLASU

Intenzita hlasu je odvozena od měření hladiny akustického tlaku – SPL. Podle původního doporučení UEP (33) by měla být SPL měřena váhovacím filtrem A [dB(A)], díky kterému je redukován vliv šumu v měřicím prostředí (původně doporučena jenom běžná, tichá místnost s okolním šumem menším než 40 dBA) a je zohleněna frekvenční závislost citlivosti lidského sluchu. Na druhé straně však studie (13, 18) ukázaly, že pro lepší fyziologickou interpretaci kontur hlasového pole a možnosti jejich vzájemného porovnávaní je lepší používat neváhovanou – lineární hodnotu SPL v dB. Proto je možné v literatuře najít měření hraničních SPL hlasového pole v dBA i v dB. Váhované hodnoty dBA se na rozdíl od neváhovaných hodnot dB projeví na konturách hlasového pole zejména v hluboké části (pod 500 Hz) tím, že sníží nejtišší část  spodní SPL kontury, a to až o 10 dB (13).

Zásadní parametry intenzity hlasu:

  • Průměrná, minimální a maximální intenzita.
  • Dynamický rozsah, DR.
  • Dynamika mluvního hlasu (rozdíl volání a habituálního hlasu).

Porovnání kontur hlasových polí je znázorněno na grafu 3. SPL kontury na grafu 3 ohraničují hlasové pole minimálními a maximálními naměřenými hodnotami SPL pro konkrétní tónovou výšku (první a druhý sloupec). Výškové kontury naopak ohraničují hlasové pole minimální a maximální výškou pro konkrétní hladinu akustického tlaku (třetí a čtvrtý sloupec). Porovnání absolutních naměřených SPL kontur je v prvním sloupci grafu 3. Protože mužské a ženské hlasy se odlišují zejména výškou hlasu, rozdíly v intenzitách se projeví jenom v překrývajících se částech hlasových polí, muži tam mají obecně vyšší hodnoty SPL kontur, protože v těchto oblastech to je pro ně už relativně vysoká poloha hlasu. Porovnání naměřených výškových kontur (třetí sloupec) dokumentuje zásadní rozdíl mezi mužskými a ženskými hlasy právě ve vyšší výšce hlasu žen, ve všech úkolech. Pokud se ale hlasová pole normalizují vzhledem na průměrnou výšku a intenzitu habituálního hlasu (druhý a čtvrtý sloupec), odečtou se od naměřených hodnot SPL kontur průměrné hodnoty SPL a od výškových kontur průměrné hodnoty výšky habituálního hlasu, je možné sledovat relativní vlastnosti hlasových polí, tedy zanedbá se výškový rozdíl mezi muži a ženami. Normalizované SPL kontury (druhý sloupec) dokládají, že obrysy habituálních hlasových polí (část B) mužů a žen mají podobný tvar. Normalizace gradace volání ale názorně ukazuje výraznější rozdíly mezi voláním mužů a žen. Část F ukazuje, že ženy zvyšují intenzitu hlasu při volání rychleji než muži, ale naopak normalizované výškové kontury (část H) prozrazují, že muži tvoří nejhlasitější volání v relativně vyšších tónech vůči své habituální poloze než ženy. Podobně je možné zjistit rozdíly mezi zpěvními hlasovými poli (část J), ženy v nejhlubších polohách tvořily trendově tišší tiché tóny nejhlubší části, ale naopak hlasitěji nejvyšší hlasité tóny. Normalizované výškové kontury (část L) ukazují trendově schopnost mužů tvořit hlubší tóny v tiché dynamice než ženy, ale naopak ženy trendově tvoří vyšší tóny v nejhlasitější poloze vzhledem k jejich průměrné poloze habituálního hlasu.

Průměrná hladina SPL ani v řečových ani ve VRP nebyla odlišná mezi pohlavími (34), na druhé straně minimální i maximální intenzita VRP byla vyšší u mužů (24). Trénovaní zpěváci měli signifikantně větší průměrnou intenzitu i dynamiku habituálního hlasu než netrénovaní (5).

Minimální intenzita ve VRP je spojována s hodnotou minimálního subglotického tlaku, a proto je považována za zásadní prediktor poruchy hlasu (čím tišší, tím zdravější) (26, 27), ale například  ve studii (34) nejtišší intenzita VRP byla podobná mezi dysfonickou i zdravou skupinou u žen.

Maximální intenzita volání byla vyšší u zdravé skupiny (26, 27) a u profesionálních mluvčích (34). I u fyziologických hlasů (14) jsou popsány vyšší hodnoty maxim při volání (v průměru 100 dBA) než při zpěvu, což je zdůvodněno přechodem rejstříků. Optimem u dobře trénovaných zpěváků je dosažení stejné hladiny při obou hlasových úkolech. Dysfoničtí pacienti ve studii (26) ale dosahovali vyšších maximálních hodnot intenzity, na rozdíl od kontrolní – zdravé skupiny. Což autoři objasňovali jako obavu kontrolní skupiny před poškozením hlasu, a naopak nutným vyšším úsilím tvorby hlasu a neopatrností u dysfonické. Ve studiích (30, 32) byla považována neschopnost dosáhnout hladinu 90 dB za projev hypofunkce hlasu. Jedním ze zásadních činitelů oslabené schopnosti dosahovat větší maximální intenzitu a dynamický rozsah při volání byla insuficience glottis (31). Naproti tomu u mužů byla vyšší maximální SPL při volání spojována s výraznějším pozorováním subjektivně vnímaných problémů hlasu a únavou (24). Dynamické rozsahy SRP i VRP se snižují při poruše hlasu (26, 27), DR se změnil při měřeních před a po terapii v průměru o 10 dB (39).

PARAMETRIZACE TVARU HLASOVÉHO POLE

Společné parametry výšky i intenzity hlasu jsou zejména plocha hlasového pole a obrysové křivky (kontury) hlasového pole. Plocha VRP bývá vyjádřená její absolutní velikostí [půltón x dB], nebo relativně k referenční definované ploše [%] (37). Z ní odvozené jsou plochy dle hraničních kritérií (např. nad 90 dB (21), plocha rozsahu vysokých frekvencí: nad 349,2 Hz pro muže a nad 523.3 pro ženy (34)). Obrysové křivky – jejich tvary jsou většinou vyhodnocovány subjektivně hodnotitelem. Objektivní parametrizace byla navržena například v 10 % tónového rozsahu VRP (28), transformaci naměřených obrysů do 3 elips (1), nebo nejnověji se hranice hlasových polí porovnávají pomocí Fourierových deskriptorů (29).

Důležité parametry obrysů hlasového pole:

  • Nepravidelnost, zářezy a zlomy na obrysových křivkách.
  • Celková plocha hlasového pole (area).

Graf 4 zobrazuje naměřená hlasová pole při různých úkolech autora studie (část A). Je zřejmé, že obrysy a hlavně průměrná výška hlasu při počítání je v hlubší polovině habituálního hlasového pole, gradace volání dosahuje výškově maxima právě v oblasti, nad kterou subjekt byl schopný tvořit hlas jenom ve falzetovém rejstříku. Z uvedených příkladů je odvozené schematické znázornění zpěvního hlasového pole (část B), která znázorňuje oblasti (plochy) modálního a falzetového rejstříku (resp. M1 a M2 vibračního mechanismu hlasivek dle (15) a jejich překrývání při zpěvu. Schematicky jsou zobrazeny spodní a horní SPL kontura a hluboká a vysoká výšková kontura hlasového pole.

A) změřené SPL obrysové kontury autora při úlohách: habituální čtení (zelená), počítání (hnědá), gradace volání (šedá), zpěv vokálu „a“ v modálním rejstříku (modrá), zpěv vokálu „a“ ve falzetovém rejstříku (červená). Šipky znázorňuji výrazné zlomy v obrysech celkového hlasového pole, kde se setkávají hlasové rejstříky. B) schéma rozložení modálního a falzetového rejstříku při zpěvu, výškové a SPL kontury.
Graf 4. A) změřené SPL obrysové kontury autora při úlohách: habituální čtení (zelená), počítání (hnědá), gradace volání (šedá), zpěv vokálu „a“ v modálním rejstříku (modrá), zpěv vokálu „a“ ve falzetovém rejstříku (červená). Šipky znázorňuji výrazné zlomy v obrysech celkového hlasového pole, kde se setkávají hlasové rejstříky. B) schéma rozložení modálního a falzetového rejstříku při zpěvu, výškové a SPL kontury.

Plocha hlasového pole sumárně popisuje frekvenční a dynamický rozsah. Je úměrná celkové kvalitě a hlasové trénovanosti. Odlišuje trénovanou a netrénovanou populaci u zpěvu (4, 36) Diskriminační analýza ukázala plochu hlasového pole jako jediný parametr hlasového pole pro odlišení dysfonické a zdravé populace (27). U postižených hlasů byla průměrná plocha o 30 % menší než u zdravé populace, zejména bývá postižená část ve vysokých polohách. Ve studii (34) celková plocha hlasového pole a plocha nad 349,2 Hz nejlépe odlišily muže s poruchou hlasu od zdravé populace. Celková plocha VRP se zvětšovala v průběhu hlasové terapie (17, 39). Na druhé straně studie (19) ukázala signifikantní rozdíl v ploše VRP jenom mezi skupinou těžce postižených hlasů a zdravou populací. Ostatní zjištěné rozdíly plochy VRP se týkaly skupin pacientů (jak u mužů, tak u žen) s lehkou a střední poruchou, a jenom u žen mezi střední a těžkou poruchou. Rozdíly ve změně plochy VRP po terapii ale dobře ukázaly rozdíly mezi dobrým a vynikajícím zlepšením.

U klasických zpěvaček se fyziologické hlasové pole odlišovalo od muzikálně akceptovatelného (performance) zejména snížením frekvenčního rozsahu. Při zpěvu árie zpěvačky zpívaly v průměru 51 % plochy hlasového pole nad 90 dB, kdežto u měření fyziologického VRP bylo nad 90 dB jenom 31 % plochy hlasového pole. Hlasová kategorizace se projevila zejména mezi sopránovými a kontra-altovými hlasy v minimální a maximální výšce, a to jak u habituálního, tak zpěvního hlasu (21).

Hranice maximální intenzity (horní SPL kontura VRP) je vysoce závislá na typu vokálů a vibračním mechanismu, zejména v M1 (modálním rejstříku), kde rozdíl mezi „á“ a „í“ může dosahovat o 10 dB vyšších hodnot než při M2 (falzetovém). Uvedený rozdíl souvisí s polohou prvního formantu, který je nejvyšší pro vokál „a“. V M2 mechanismu rozdíl horní kontury mezi vokály není významný, uvedený jev u něj souvisí s výraznějším poklesem zdrojového spektra. (Při M2,kde je výrazně větší koeficient otevření hlasivek, a tím pádem i podstatně silnější pokles zdrojového spektra. Následkem je, že v akustickém spektru výrazně dominuje první harmonická složka.) Studie (22) dále uvádí, že překryv M1 a M2 regionů dosahoval až 1,5 oktávy (do této doby byla dokumentována sexta až oktáva). Uvedená studie v závěru poukazuje, že dělení rejstříků z pohledu zpěváků nesouhlasí s vibračními mechanismy (M1 a M2).  

Výrazný zářez (zlom) v horní SPL kontuře VRP bývá spojován s přechodem hrudního a hlavového rejstříků – pozorováno na normativních datech (16). Studie (2, 4) ukazují rozdíly mezi trénovanými a netrénovanými zpěvačkami jenom v celkovém zesílení horní obrysové kontury VRP u zpěvaček, studie (3, 11, 13) dokumentují zesílení horní SPL kontury jenom ve vyšší polovině tónového rozsahu. Horní polovina tónového rozsahu dospělých zdravých žen byla hlasitější než u zdravých dětí (28). Signifikantní zesílení horní SPL kontury bylo pozorováno následkem hlasové terapie, ale také zátěžovým testem u učitelek (31). V (32) byl popsán podobný efekt ve skupině zaměstnanců „call-center“ po 4týdenním používání biofeedback systémů při telefonování. Systematické snižování horní SPL kontury bylo pozorováno u žen s narůstajícím stupněm insuficience glottis (30). Studie (13) ukázala rozdíly mezi „ne-organickými“ poruchami hlasu a zdravou populací ve zvýšení horní hranice u zdravých žen.

Naopak hranice minimálních intenzit (spodní SPL kontura) není závislá na vokálu, ale studie (22) naznačuje trend nižší minimální intenzity hlasu u M2 než u M1 vibračním mechanismu. Studie (4) dokumentuje zesílení spodní obrysové křivky u trénovaných zpěváků vzhledem k netrénované populaci. Naopak (23) ukazuje zeslabení spodní kontury po 9 měsících pěveckého tréninku. U mužů s „ne-organickými“ problémy bylo pozorováno zvýšení spodní kontury VRP oproti zdravým mužům (13). Vyšší hodnoty spodní SPL kontury měly zdravé děti v porovnání s dospělou populací nebo mutující chlapci v porovnání s dospělými (v celém rozsahu v porovnání s muži a hlubší polovině v porovnání s ženami) (28). Naopak snížení spodní SPL kontury ve vyšší polovině FR bylo pozorováno jenom u dětí s insuficiencí glottis v porovnání se zdravou populací (28). Efekt terapie hlasu na snížení křivky minimální intenzity VRP byl dokumentován v (17, 35).

Studie (35) ale také udává, že tvar VRP u pacientů není možno jednoduše idealizovat pomocí vyhlazených křivek, protože tvar jejich obrysů bývá velmi často nepravidelný a také může být i nekontinuální (oddělené falzetového a modálního VRP). Při hledání efektu terapie mezi jednotlivými typy patologie vyšlo, že jenom 70 % pacientů po terapii mělo změny na VRP. Větší efekt terapie hlasu se ukázal u mužů,  ale například pacienti s paralýzou nevykazovali žádný efekt na VRP. Prohloubení minimální výšky VRP, nárůst plochy hlasového pole pod průměrnou výškou hlasu, spolu se snížením minimální intenzity a zvýšením plochy habituálního hlasu byly zásadní projevy terapie hlasu. Dle studie souvisely s relaxovanou (tedy tichou) tvorbu hlasu v hrudním rejstříku.

ZÁVĚR

Výše uvedený přehled měřených a subjektivně vyhodnocovaných parametrů hlasových polí naznačuje jejich význam při popisu funkce hlasu subjektu. Ukazuje možnosti sledování vývoje hlasu při hlasové edukaci a tréninku, ale i v průběhu hlasové terapie. Významnou složkou je i možnost separátního hodnocení vibračních mechanismů hlasu, které společně s výškovými a rozsahovými parametry mohou sloužit pro určování hlasové kategorizace u zpěvu. Uvedené možnosti ale vyžadují specificky zaměřený výzkum.

Jenom malá část studií se věnuje diferenciální diagnostice na základě měření hlasového pole, respektive propojení s percepčním hodnocením vlastností hlasu, které by měly ulehčit diagnostiku a sledování průběhu terapie v klinické praxi.

Prezentované příklady hlasových polí zejména dokumentují zásadní rozdíly mezi mužským a ženským hlasem, na hlasových polích se projevující rozdílnými výškovými konturami. Hlasové pole autora ukazuje konkrétní příklad, kde jsou zobrazeny různé hlasové úkoly, ale také rozlišení zpěvu v modálním a falzetovém rejstříku.

Navazující studie je zaměřena na hledání globálních vztahů mezi parametrizací řečových a zpěvních hlasových polí s percepčním hodnocením kvality hlasu na GRBAS škálách na diagnostických nahrávkách mužských hlasů s různou etiologií a stupněm poruchy hlasu.

Poděkování

Studie vznikla za podpory projektů Fondu rozvoje CESNET 423/2011, 465R1/2012 a institucionálního rozvojového plánu AMU.

Adresa ke korespondenci:

RNDr. Marek Frič

Výzkumné centrum hudební akustiky

HAMU

Malostranské nám. 13

118 00  Praha 1

e-mail: marekfric@centrum.cz


Zdroje

1. Airainer, R., Klingholz, F.: Quantitative evaluation of phonetograms in the case of functional dysphonia. J. Voice, roč. 7, 1993, č. 2, s. 136-141.

2. Akerlund, L., Gramming, P.: Average loudness level, mean fundamental frequency, and subglottal pressure: comparison between female singers and nonsingers. J. Voice, roč. 8, 1994, č. 3, s.263-270.

3. Akerlund, L., Gramming, P., Sundberg, J.: Phonetogram and averages of sound pressure levels and fundamental frequencies of speech: Comparison between female singers and nonsingers. J. Voice, roč. 6, 1-1-1992, č. 1, s. 55-63.

4. Awan, S. N.: Phonetographic profiles and Fo-SPL characteristics untrained versus trained vocal groups. J. Voice, roč. 5, 1991, č. 1, s. 41-50.

5. Awan, S. N.: Superimposition of speaking voice characteristics and phonetograms in untrained and trained vocal groups. J. Voice, roč. 7, 1993, č. 1, s. 30-37.

6. Bihari, A., Meszaros, K., Remenyi, A., Lichtenberger, G.: Voice quality improvement after management of unilateral vocal cord paralysis with different techniques. Eur. Arch. Otorhinolaryngol., roč. 263, 2006, č. 12, s. 1115-1120.

7. Böhme, G., Stuchlik, G.: Voice profiles and standard voice profile of untrained children. J. Voice, roč. 9, 1995, č. 3, s. 304-307.

8. D'haeseleer, E., Depypere, H., Claeys, S., Wuyts, F. L., Bau-donck, N., Van Lierde, K. M.: Vocal characteristics of middle-aged premenopausal women. J. Voice, roč. 25, 2011, č. 3, s. 360-366.

9. Eckley, C. A., Sataloff, R. T., Hawkshaw, M., Spiegel, J. R., Mandel, S.: Voice range in superior laryngeal nerve paresis and paralysis. J. Voice, roč. 12, 1998, č. 3, s. 340-348.

10. Frič, M.: Porovnání hlasových parametrů hlasových polí u hlasových profesionálu a zacínajících studentů herectví. Proceedings of the 4th International Symposium Materiál -Acoustics – Place 2008, roč. 2008, s. 47-52.

11. Frič, M., Kadlecová, K. A.: Porovnání vlastností a parametrů hlasu pěvecky trénovaných a netrénovaných žen. Akustické listy, roč. 18, 2012, č. 2-3, s. 5-24.

12. Fröhlich, M., Michaelis, D., Strube, H. W., Kruse, E.: Acoustic voice analysis by means of the hoarseness diagram. J. Speech Lang Hear. Res., roč. 43, 2000, č. 3, s. 706-720.

13. Gramming, P.: Vocal loudness and frequency capabilities of the voice. J. Voice, roč. 5, 1-1-1991, č. 2, s. 144-157.

14. Hacki, T.: Comparative speaking, shouting and singing voice range profile measurement: physiological and pathological aspects. Logoped. Phoniatr. Vocol, roč. 21, 1996, č. 3-4, s. 123-129.

15. Henrich, N., Doval, B., Castellengo, M.: On the use of electroglottography for characterisation of the laryngeal mechanisms. Proceedings of the Stockholm Music Acoustics Conference, August 6-9, 2003 (SMAC 03), Stockholm, SwedenON, roč. 2003, s. 455-458.

16. Heylen, L., Wuyts, F. L., Mertens, F., De Bodt, M., Van de Heyning, P. H.: Normative voice range profiles of male and female professional voice users. J. Voice, roč. 16, 2002, č. 1, s.1-7.

17. Holmberg, E. B., Ihre, E., Sodersten, M.: Phonetograms as a tool in the voice clinic: changes across voice therapy for patients with vocal fatigue. Logoped. Phoniatr. Vocol., roč. 32, 2007, č. 3, s. 113-127.

18. Hunter, E. J., Svec, J. G., Titze, I. R.: Comparison of the produced and perceived voice range profiles in untrained and trained classical singers. J. Voice, roč. 20, 2006, č. 4, s. 513-526.

19. Ikeda, Y., Masuda, T., Manako, H., Yamashita, H., Yamamoto, T., Komiyama, S.: Quantitative evaluation of the voice range profile in patients with voice disorder. Eur. Arch. Otorhinolaryngol., roč. 256, 1999, č. 1, s. S51-S55.

20. Kovacic, G., Budanovac, A.: Acoustic characteristics of adolescent actors' and non-actors' voices. Folia Phoniatr. Logop., roč. 54, 2002, č. 3, s. 125-132.

21. Lamarche, A., Ternstrom, S., Pabon, P.: The singer's voice range profile: female professional opera soloists. J. Voice, roč. 24, 2010, č. 4, s. 410-426.

22. Lamesch, S., Doval, B., Castellengo, M.: Toward a more informative voice range profile: the role of laryngeal vibratory mechanisms on vowels dynamic range. J. Voice, roč. 26, 2012, č. 5, s. 672-672.

23. LeBorgne, W. D., Weinrich, B. D.: Phonetogram changes for trained singers over a nine-month period of vocal training. J. Voice, roč. 16, 2002, č. 1, s. 37-43.

24. Leino, T., Laukkanen, A. M., Ilomaki, I., Maki, E.: Assessment of vocal capacity of Finnish university students. Folia Phoniatr. Logop., roč. 60, 2008, č. 4, s. 199-209.

25. Li, N. Y. K., Yiu, E. M.: Acoustic and perceptual analysis of modal and falsetto registers in females with dysphonia. Clinical Linguistics & Phonetics, roč. 20, 2006, č. 6, s. 463-481.

26. Ma, E., Robertson, J., Radford, C., Vagne, S., El-Halabi, R., Yiu, E.: Reliability of speaking and maximum voice range measures in screening for dysphonia. J. Voice, roč. 21, 2007, č. 4, s. 397-406.

27. Ma, E. P., Yiu, E. M.: Multiparametric evaluation of dysphonic severity. Journal of voice. Official Journal of the Voice Foundation, roč. 20, 2006, č. 3, s. 380-390.

28. McAllister, A., Sederholm, E., Sundberg, J., Gramming, P.: Relations between voice range profiles and physiological and perceptual voice characteristics in ten-year-old children. J. Voice, roč. 8, 1994, č. 3, s. 230-239.

29. Pabon, P., Ternstrom, S., Lamarche, A.: Fourier descriptor analysis and unification of voice range profile contours: method and applications. J. Speech Lang Hear. Res., roč. 54, 2011, č. 3, s. 755-776.

30. Schneider, B., Bigenzahn, W.: Influence of glottal closure configuration on vocal efficacy in young normal-speaking women. J. Voice, roč. 17, 2003, č. 4, s. 468-480.

31. Schneider, B., Bigenzahn, W.: How we do it: voice therapy to improve vocal constitution and endurance in female student teachers. Clin. Otolaryngol., roč. 30, 2005, č. 1, s. 66-71.

32. Schneider-Stickler, B., Knell, C., Aichstill, B., Jocher, W.: Biofeedback on voice use in call center agents in order to prevent occupational voice disorders. J. Voice, roč. 26, 2012, č. 1, s. 51-62.

33. Schutte, H. K., Seidner, W.: Recommendation by the Union of European Phoniatricians (UEP): standardizing voice area measurement/phonetography. Folia Phoniatr.(Basel), roč. 35, 1983, č. 6, s. 286-288.

34. Šiupšinskiene, N.: Quantitative analysis of professionally trained versus untrained voices. Medicina (Kaunas.), roč. 39, 2003, č. 1, s. 36-46.

35. Speyer, R., Wieneke, G. H., van Wijck-Warnaar, I., Dejoncke­re, P. H.: Effects of voice therapy on the voice range profiles of dysphonic patients. J. Voice, roč. 17, 2003, č. 4, s. 544-556.

36. Sulter, A. M., Schutte, H. K., Miller, D. G.: Differences in phonetogram features between male and female subjects with and without vocal training. J. Voice, roč. 9, 1995, č. 4, s. 363-377.

37. Sulter, A. M., Wit, H. P., Schutte, H. K., Miller, D. G.: A structured approach to voice range profile (phonetogram) analysis. J. Speech Hear. Res., roč. 37, 1994, č. 5, s. 1076-1085.

38. Verdonck-de Leeuw, I. M., Mahieu, H. F.: Vocal aging and the impact on daily life: a longitudinal study. J. Voice, roč. 18, 2004, č. 2, s. 193-202.

39. Wingate, J. M., Brown, W. S., Shrivastav, R., Davenport, P., Sapienza, C. M.: Treatment outcomes for professional voice users. J. Voice, roč. 21, 2007, č. 4, s. 433-449.

40. Wuyts, F. L., Heylen, L., Mertens, F., Du, Caju M., Rooman, R., Van de Heyning, P. H., De, Bodt M.: Effects of age, sex, and disorder on voice range profile characteristics of 230 children. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol., roč. 112, 2003, č. 6, s. 540-548.

Štítky
Audiologie a foniatrie Dětská otorinolaryngologie Otorinolaryngologie

Článek vyšel v časopise

Otorinolaryngologie a foniatrie

Číslo 4

2013 Číslo 4

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Kožní toxicita cílené terapie inhibitory EGFR a VEGF
nový kurz
Autoři: MUDr. Karolína Svobodová

Jak na psoriázu v každodenní ambulantní praxi?
Autoři: MUDr. Jan Šternberský, Ph. D.

Biologická léčba Crohnovy nemoci
Autoři: MUDr. Přemysl Falt, Ph.D.

Pacient na antikoagulační léčbě v akutní situaci
Autoři: MUDr. Jana Michalcová

Kopřivka a její terapie
Autoři: MUDr. Petra Brodská

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se