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马尔文旋转流变仪用于声带治疗研究

导读: 了减轻声襞损坏或减少创伤,外科医生采用声带固有层注射进行治疗。这些用于提高语音质量的材料必须具有与原生组织相匹配的粘弹性。通过流变仪可以在生理频率范围内精确测量注射物对于声襞[声带]粘弹性的影响。

  美国爱荷华大学的通信科学与干扰系的研究人员模拟了影响人声的应力变化。该小组利用马尔文仪器公司的旋转流变仪和压电驱动器联用来测量软组织的粘弹性能,以研究振动对于喉癌细胞的影响。该小组还隶属于由来自美国各地的研究机构的语音研究人员和专业人员组成的协会—美国声音和语言国家中心(NCVS)

  助理研究员Sarah A. Klemuk博士说:“对于自己的声音,我们往往不予重视,直到有一天我们失去了它。而对于那些使用语言作为主要工具的人来说,他们知道,保护自己说话和交谈的能力是至关重要的。歌手、演员、牧师和教练都依靠声音开展日常工作。而学校的教师是最可能遇到问题的人 – 在工作中,他们的声音出现问题的可能性比其他行业高出两至三倍。我们研究的目的就是挽救他们的声音。

  当我们发声时,喉头肌肉将两侧声带(现在被称为声襞)拉紧,从气管和肺部的呼出气流不断冲击声带,引起振动从而发出声音。气流和组织器官之间的能量交换使得组织发生持续振动 – 这是声襞的一种轻微的、非肌肉层(称为声带固有层)的纯生物力学振动。因此,声襞振动的能力与其粘弹性能有直接的关系。结节、息肉、瘢痕或裂缝等病症是声带粘弹性变化的结果。硬化的组织使声音变得粗糙,使说话变得困难,难以听清。为了减轻声襞损坏或减少创伤,外科医生采用声带固有层注射进行治疗。这些用于提高语音质量的材料必须具有与原生组织相匹配的粘弹性。

  在最近的一篇论文(Klemuk et al, Laryngoscope 120: May 2010)中,Klemuk博士提供的结果表明,现在已经能够通过流变仪在生理频率范围内精确测量注射物对于声襞[声带]粘弹性的影响。

  她解释说:“我们的流变测量系统能测量咽喉细胞如何在特定频率下振动的粘弹性数据;模拟从普通对话 - 男性约125 Hz,女性约200 Hz - 220 Hz – 到过度使用的情况。我们的研究结果可以帮助医生在已经发生损害的情况下选择最佳的注射物。我们还希望能够进一步了解我们声带的功能,从而开发防治技术。”

  “我们使用Gemini高级旋转流变仪采集流变数据,在0.01 Hz – 100 Hz的低频率范围中具有极高的准确性和可靠性。然后,将流变仪与专用压电驱动单元联用,测量频率范围为1Hz – 2000 Hz的粘弹性数据,在1 Hz – 100 Hz的重叠范围内确认测量精度,” Klemuk博士继续说道。 “通过表征人类声襞的粘弹特性,工程师可以优化材料组分,以符合人类实际的言语频率。”

  马尔文流变仪产品系列包括应变和应力控制流变仪,在世界各地广泛用于研究、产品开发和质量控制中,能够全面的表征极稀液体到固体材料在不同应力、应变和温度范围下的粘弹性。

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