Development of vocal fold vibration analysis model considering effects of vocal fold elongation and voice disturbance

考虑声带伸长和声音干扰影响的声带振动分析模型的开发

• 批准号: 22H01431
• 负责人: 石川 諭
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01431/
• 关键词: 発声障害; 声帯振動; 嗄声; 自励振動; 構造・流体連成解析; 声帯の伸長; 声帯伸長

本研究課題では，声帯の伸長を考慮できる解析モデルを開発して，声帯伸長のさせ方（喉の筋肉の使い方）と声帯ポリープ，声帯結節の発症しやすさ（衝突力が強いと発症しやすい）の関係を推定することや，病変による声帯振動変化のメカニズムを解明することで，咽喉医療に有益な知見を提供することを目的としている．この目的を達成するため，2022年度は，声帯の伸長は考慮しない3次元解析モデルの開発を実施した．研究代表者らはこれまで，2次元の発声解析モデルを作成してきたが，声帯の伸長や発声障害を考慮する場合には3次元モデルが必要になるため，2次元モデルを3次元モデルに拡張した．3次元有限要素法により声帯の固有モードを算出し，モード解析による振動解析と1次元声門流体解析を連成させ，計算負荷の小さい3次元声帯振動解析モデルを考案した．解析方法を考案し，プログラムは作成したものの，自励振動が発生しない等の問題があり，問題点をまとめて早急に解決する予定である．さらに，伸長を考慮した人工声帯振動実験装置の製作を実施した．上述の3次元解析モデルの妥当性を確認するために，声帯の伸長を考慮した人工声帯の実験装置を設計した．実際のヒトの喉を模擬し，披裂軟骨の回転と壁面（甲状軟骨）の回転によって声帯の伸長を可能にする．声帯はシリコーンゴムで製作し，実際の声帯を模して柔らかいCover層と硬いBody層の2層構造にする．エアーコンプレッサにより空気を流し，声帯が自励振動する．設計はほぼ終了し，今後実験装置を製作する予定である．

This research topic is to analyze the relationship between acoustic band elongation and acoustic band dispersion, and to estimate the relationship between acoustic band dispersion and acoustic band nodule development. In order to achieve this goal, in 2022, the expansion of the acoustic band will be considered and the development of the three-dimensional analysis will be implemented. The representative of the research team is to establish the two-dimensional acoustic analysis model, to consider the extension of the acoustic band and the acoustic barrier, to establish the three-dimensional acoustic analysis model, to calculate the inherent acoustic band model by the three-dimensional finite element method, and to connect the vibration analysis model and the first-dimensional glottal fluid analysis model. Calculation of load and vibration analysis of 3-D acoustic band The analysis method is to examine the problem, to make the problem of self-excitation vibration, to solve the problem as soon as possible. In this paper, we consider the artificial sound band vibration control device fabrication and implementation. To confirm the appropriateness of the above three-dimensional analysis, the extension of the acoustic band is considered and the artificial acoustic band is designed. In practice, the larynx is simulated, and the cartilage and wall (thyroid cartilage) of the cartilage may be elongated. The acoustic band is made of two layers of soft Cover layer and hard Body layer. The sound waves are self-excited. Design is finished.