Este trabalho foi apoiado por uma concessão de APART da Academia Austríaca de Ciências (CTH), a agência de tecnologia da República Checa projeto n. TA04010877 (CTH, VH e JGS), e a Fundação de ciência Checa (GACR) projeto não GA16-01246S (para JGS). Agradecemos a W. Tecumseh Fitch para sua sugestão de usar creme fixador de dentadura e Ing. P. Liska do serviço de floresta de exército Checa por sua ajuda na aquisição de larynges o veado extirpado.

Os espécimes animais analisados neste trabalho foram tratados em conformidade com as exigências do padrão éticas da Universidade Palacky em Olomouc, República Checa. Eles derivam de red deer descontroladamente vivendo em florestas, que foram caçadas pelo exército checo floresta serviço durante uma temporada de caça regular.
1. preparação da amostra Hemi-laringe
Nota: Só os espécimens correctamente preparados devem ser usados, como indicado na4 . Rápido congelamento da laringe25 imediatamente após a excisão e armazenamento a-80 ° C minimiza o potencial de degradação do tecido e alteração das propriedades biomecânicas e permite a realização dos experimentos em qualquer momento conveniente.
<ol><li>
Descongelação a laringe
	<ol>
<li>Inserir a laringe congelada em dois sacos de autoclave ou qualquer outros sacos de plástico com vedação impermeável. Selar os sacos e colocá-los em um banho de água aquecido a 30 ° C até a laringe é completamente descongelada. A duração necessária varia de algumas horas a mais do que um dia, dependendo do tamanho da laringe e da temperatura de congelamento.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Limpeza da laringe
	<ol>
<li>Depois que a laringe é descongelada, removê-lo do saco e limpe-a completamente com solução salina (0,9% NaCl).</li>
		<li>Remova cuidadosamente o tecido supérfluo como aplicável (músculos do pescoço ou seja, externo, osso hioide, etc.) sem danificar as principais estruturas da laringe e encurtar a traqueia de um comprimento adequado para a montagem da laringe, um tubo de alimentação de ar (geralmente ca. 4-5 cm).</li>
		<li>Verifique se o tecido laríngeo para potenciais anomalias de tecido, tais como feridas, deformações orgânicas ou rachaduras potencialmente ocorrendo desde o processo de congelamento, o que poderia fazer com que a laringe inadequado para o experimento.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Exposição de cartilagens tireoide e cricoide
	<ol>
<li>Remova partes do tecido do músculo laríngeo externo ao redor da cartilagem tireoide e cricoide, usando um bisturi, expondo assim as cartilagens em preparação para o corte médio sagital, criando a hemi-laringe. Nesta fase de preparação é retratada na figura 1A e 1B.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Corte médio-sagital através da cartilagem tireoide
	<ol>
<li>Faça um corte vertical inicial através da parte anterior da cartilagem tireoide.</li>
		<li>Coloque cuidadosamente o corte um pouco mais para o lado que está prestes a ser removido, para não danificar a prega vocal que precisa permanecer preservada. Se possível, use um bisturi para cortar. Se a cartilagem é ossificada, use uma pequena serra.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Corte a cartilagem cricoide
	<ol>
<li>Levar o corte verticalmente (inferiormente) de entre as cartilagens aritenoide e, em seguida, através da cartilagem cricoide para um nível de aproximadamente horizontal do entalhe da tireoide inferior.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Remoção de uma prega vocal, criando uma incisão em forma de L na laringe
	<ol>
<li>Faça uma horizontal corte começando da extremidade inferior do corte vertical feito anteriormente na cartilagem cricoide e levar o novo corte para a ranhura inferior da tireoide. Anteriormente, dobre o lado da laringe que vai ser removido.</li>
		<li>Fazer um vertical cortar o tecido mole no lado interno da cartilagem tireoide - cuidado quando liderava o corte entre o anexo anterior das pregas vocais para a cartilagem tireoide, evitando assim danos a prega vocal.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Refinamento do corte através da cartilagem tireoide
	<ol>
<li>Uso um bisturi, uma serra ou um arquivo, a fim de aplicar um corte reto precisamente na cartilagem tireoide e obter como perto possível para a parte anterior da prega vocal previamente inspecionada.</li>
		<li>Remover também uma pequena parte da cartilagem tireoide posterior, a fim de criar espaço para inserir o pino para adducting a aritenoide a cartilagem e, assim, o vocal dobram (veja abaixo). Nesta fase de preparação é retratada na Figura 1 e 1 D. Nota: Dependendo da questão de investigação, exposição completa da prega vocal toda pode ser necessária para permitir sua visibilidade de cima. Nesse caso, devem ser removidas as estruturas acima da prega vocal (verdadeira) (ou seja, a ventricular ou vestibular dobra, conforme aplicável, tendo em conta a anatomia da amostra). Em algumas amostras de tecido mole interno da laringe acima das pregas vocais pode perder sua conexão com a cartilagem tireoide e interfere com a prega vocal durante a vibração, potencialmente causando espúrios padrões oscilatórios (principalmente irregular). Nesse caso a remoção cuidadosa de que o tecido é inevitável.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55303/55303fig1.jpg"> Figura 1 : Montagem e preparação de Hemi-laringe. (A) e (B) limpo espécime de laringe, vista medial e posterior, antes da remoção da prega vocal esquerda; (C) e (D) preparado hemi-laringe com incisão em forma de L (esquerda prega vocal removida), medial e posterior exibição. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55303/55303fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

2. experiência Hemi-laringe
<ol><li>
Instalação de Hemi-laríngeo
	<ol>
<li>Use um tubo de alimentação de ar que fornece ar aquecido e umidificado para a laringe.</li>
		<li>Construção de dois dispostas perpendicularmente placas transparentes como uma substituição para partes da laringe removidas.</li>
		<li>Uso de pinos 4 para aumentar a estabilidade da laringe e criando uma configuração adequada de laringe pre-phonatory por adducting a prega vocal restante para a placa de vidro vertical (ver Fig. 2A). Nota: Teoricamente, as pregas vocais podem também ser aduzidas por suturas e pesos em um sistema de polia-alavanca 26 . No entanto, essa abordagem, para melhor conhecimento desses autores, ainda não foi tentada por uma preparação de hemilarynx.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55303/55303fig2.jpg">
Figura 2 : Instalação de Hemi-laringe. (A) estruturas de apoio: tubo de alimentação, arranjo de placa de vidro em forma de L, pontas de adução de ar. (B) montado preparação hemi-laringe com pinos de adução. (C) e (D) close-ups de hemi-laringe-preparação, visto do lado e da parte superior, respectivamente. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/55303/55303fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<ol start="2"><li>
Montagem a hemi-laringe
	<ol>
<li>Cobrir o tubo de alimentação de ar com fixador de dentadura creme e montar a laringe usando a parte restante de sua traqueia. O creme fixador funciona como um adesivo e fecha potenciais lacunas, criando assim um selo hermético.</li>
		<li>Aperte a traqueia com uma cinta ou um grampo de aperto de plástico.</li>
		<li>Também cobrir as bordas do corte através da cartilagem tireoide com o fixador creme, evitando espalhar creme fixador sobre a prega vocal ou tecidos moles internos da laringe.</li>
		<li>Anexe as placas transparentes.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Estabilização da cartilagem tireoide, adução da prega vocal usando pinos
	<ol>
<li>Use os pinos para aduto a prega vocal à placa e estabilizar a cartilagem tireoide.</li>
		<li>Depois fixou-se o creme fixador, aplica o fluxo de ar a fim de estabelecer a oscilação da prega vocal e verificar possíveis vazamentos entre a hemi-laringe e as placas de vidro.</li>
		<li>Sele as lacunas eventualmente ocorrendo, adicionando mais creme fixador.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

A preparação de hemi-laringe compartilha as vantagens da instalação do "convencional" laringe extirpado (completo): em tal abordagem experimental, físicas e fisiológicas condições de contorno e parâmetros (como pressão subglottal ou alongamento de prega vocal) podem ser controlado razoavelmente bem. O comportamento do hemilarynx é homólogo para que de uma laringe completa com um perfeito lateral simetria, com a exceção que magnitudes de alguns parâmetros (ex., taxa de fluxo de ar, pressão sonora)...

Voz é geralmente criado por vibração tecido laríngeo (principalmente as pregas vocais), que converte um fluxo de ar constante, fornecido pelos pulmões, uma sequência de pulsos de fluxo de ar. A forma de onda de pressão acústica (ou seja, o som principal) emergindo esta sequência de pulsos de fluxo acusticamente excita o trato vocal que filtra-los, e o som resultante é radiado da boca e (até certo ponto) o nariz1 . A composição espectral do som gerado é em grande parte influenciada pela qualidade da vibração da prega vocal, regulada por interações com o fluxo de ar traqueal2e biomecânica da laringe. Tanto em uma clínica e um contexto de pesquisa, documentação e avaliação da vibração da prega vocal é assim de maior interesse ao estudar a produção da voz.
Em humanos, direta investigação endoscópica da laringe durante a produção do som na vivo é um desafio, e é praticamente impossível nos mamíferos não-humanos, tendo em conta os meios tecnológicos atuais. Portanto e em ordem de garantia cuidadosamente controlada física e/ou fisiológicas limite condições experimentais, a utilização de extirpado larynges3,4 é em muitos casos uma substituição adequada para a investigação de in vivo mecanismos de produção de voz.
Vibração da prega vocal é um fenómeno tridimensional complexo5. Enquanto métodos de investigação convencionais como endoscopia laríngea (na vivo) ou laringe extirpado preparações geralmente fornecem somente uma vista superior da vibração de pregas vocais6, eles não permitem a completa análise tridimensional de movimento da prega vocal. Em particular, na vista superior as margens inferiores (caudais) das pregas vocais são invisíveis durante uma parte importante do ciclo vibratório. Isto é devido ao atraso de fase entre a inferior (caudal) e a borda superior (cranial) das pregas vocais, um fenômeno que é normalmente visto durante a oscilação de prega vocal5. Como evidência empírica direta para fazer backup de resultados de modelos matemáticos e físicos é escassa, conhecimento da geometria e do movimento o vocal inferior dobre borda7e, portanto, a geometria do canal subglottal8,9 , 10 é crucial para a melhor compreensão da interação entre o fluxo de ar na laringe, tecido de prega vocal e a resultante das forças e pressões11,12. Outro aspecto da vibração da prega vocal que é escondido do habitual vista superior é a profundidade vertical (anteriores-craniana) do contato entre as duas pregas vocais. A profundidade vertical de contato está relacionada com a espessura vertical das pregas vocais, que é um potencial indicador de registo vocal usado em canto ("peito" vs "falsetto" registo)13,14.
A fim de superar as deficiências das preparações convencionais laringe extirpado (completo), pode ser utilizada uma configuração chamada hemi-laringe, onde metade da laringe é removido, facilitando assim a avaliação das características vibratórias dos restantes prega vocal em três dimensões. Surpreendentemente, desde a introdução desta configuração na década de 1960 a15 e uma validação inicial do conceito em 199316, não há muitos laboratórios realizaram experimentos com esta promissora abordagem experimental17,18 ,19,20,21,22,23. Uma explicação para isso pode ser encontrada nas dificuldades da criação de uma preparação de hemi-laringe viável. Enquanto a preparação convencional extirpado (completo) laringe é bem documentada4, sem tais instruções detalhadas ainda estão disponíveis para a criação de uma configuração de hemi-laringe. É, portanto, o objetivo deste trabalho para fornecer um tutorial para estabelecer uma configuração confiável reprodutíveis hemi-laringe, complementada por resultados experimentais de espécimes de veado-vermelho.
Uma configuração de hemi-laringe compartilha muitas características com uma configuração de laringe extirpado "convencional", tais como equipamentos de medição, de alta velocidade ou outra tecnologia de imagem para documentar adequadamente as vibrações das estruturas da laringe durante a geração de som, ou adequada fornecimento de ar aquecido e umidificado. Estas considerações de configuração geral são descritas em detalhe em um capítulo do livro4 e um relatório técnico do centro nacional de voz e fala24. Reiteração destas instruções estaria além do escopo deste manuscrito. Aqui, apenas as directivas especializadas para gerar uma configuração de hemi-laringe são apresentadas.

<table><tbody><tr><td>Surgical blades</td><td>Surgeon</td><td>Jai Surgical Ltd., New Delhi, India</td><td></td></tr><tr><td>Saw</td><td>Hand saw (Lux, 150 mm length)</td><td>Lux, Wermelskirchen, Germany</td><td></td></tr><tr><td>Thermometer</td><td>Testo 922</td><td>Testo Ltd., Hampshire, UK</td><td>K-type Probe, Operating temperature -20 to +50 &amp;deg;C</td></tr><tr><td>Autoclave bags</td><td>Autoclave bags</td><td>vwr.com, VWR International s.r.o., Stribrna Skalice, Czech republic</td><td></td></tr><tr><td>Conductive glass plates</td><td>Custom made</td><td>UPOL - Joint laboratory of Optics&lt;br/&gt; Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.</td><td></td></tr><tr><td>Fixative cream</td><td>Denture fixative cream</td><td>Blend-a-dent Natural</td><td></td></tr><tr><td>Prongs and fastening system</td><td>Customized Kanya Al eloxed profiles</td><td>Distributor: VISIMPEX a.s.. Seifertova 33, 750 02 Prerov, the Czech Rep.;</td><td>&amp;nbsp;Combination of Kanya RVS and PVS fastening systems (http://www.kanya.cz/) + custom made prongs</td></tr><tr><td>Mounting tube</td><td>Custom made</td><td>UPOL - Joint laboratory of Optics,&lt;br/&gt; Trida 17. listopadu 50A, 772 07 Olomouc, the Czech Rep.</td><td></td></tr><tr><td>LED Light</td><td>Verbatim 52204 LED Lamp</td><td>Mitsubishi Chemical Holdings Corporation, Tokyo, Japan</td><td></td></tr><tr><td>Camera</td><td>Canon EOS1100D</td><td>Canon Inc.</td><td>18-55 mm lens</td></tr><tr><td>Airpump</td><td>Resun LP100</td><td>Resun</td><td></td></tr><tr><td>Strobe light</td><td>ELMED Helio-Strob micro2</td><td>ELMED Dr. Ing. Mense GmbH, Heiligenhaus, Germany</td><td></td></tr><tr><td>Humidifier</td><td>Custom made</td><td>Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic</td><td></td></tr><tr><td>Subglottic tract</td><td>Custom made adjustable subglottic tract</td><td>Voice Research Lab, Dept. Biophysics, Faculty of Sciences, Palacky University Olomouc, Czech republic</td><td>Hampala, V., Svec, Jan, Schovanek, P., and Mandat, D. Uzitny vzor c. 25585: Model subglotickeho traktu. [Utility model no. 25585: Model of subglottal tract] (In Czech) Soukup, P. 2013-27834(CZ 25505 U1), 1-7. 24-6-2013. Praha, Urad prumysloveho vlastnictvi</td></tr></tbody></table>

hemi-laryngeal setup for studying vocal fold vibration in three dimensions

A voz dos seres humanos e maioria dos mamíferos não-humanos é gerada na laringe através da oscilação auto-sustentável das pregas vocais. Documentação visual direta da vibração da prega vocal é um desafio, especialmente em mamíferos não-humanos. Como alternativa, laringe extirpado experimentos fornecem a oportunidade de investigar a vibração da prega vocal em condições físicas e fisiológicas controladas. No entanto, o uso de uma laringe completa apenas fornece uma vista superior das pregas vocais, excluindo partes cruciais das estruturas oscilantes de observação durante sua interação com forças aerodinâmicas. Esta limitação pode ser superada através da utilização de uma instalação de hemi-laringe onde metade da laringe é meados-essas removido, fornecendo um superior e uma vista lateral da prega vocal restante durante oscilação auto-sustentado.
Aqui, um guia passo a passo para a preparação anatômica das estruturas do hemi-laríngeo e sua montagem na bancada do laboratório é dado. Fonação exemplar da preparação hemi-laringe é documentada com dados de vídeo de alta velocidade, capturados por duas câmeras sincronizadas (vistas superiores e laterais), apresentando movimento de prega vocal tridimensional e variáveis no tempo correspondente a área de contacto. A documentação da instalação do hemi-laringe nesta publicação irá facilitar a aplicação e repetibilidade confiável em pesquisa experimental, fornecendo os cientistas de voz com o potencial para entender melhor a biomecânica da produção da voz.

Ilustrações da preparação hemi-laringe e sua montagem do tubo de fornecimento de ar, como referenciado na seção anterior, são apresentadas na Figura 1 e Figura 2, respectivamente.
Documentação da vibração da prega vocal de dois ângulos de câmera
Induzida pelo fluxo de ar auto-sust...

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Hemi-laryngeal Setup for Studying Vocal Fold Vibration in Three Dimensions

Este trabalho apresenta um protocolo para a preparação de espécimes de hemi-laringe facilitando uma visão multidimensional da vibração da prega vocal, a fim de investigar vários aspectos biofísicos da produção de voz em seres humanos e mamíferos não-humanos.

Hemi-laríngeo Setup para o estudo da vibração da prega Vocal em três dimensões

The voice of humans and most non-human mammals is generated in the larynx through self-sustaining oscillation of the vocal folds. Direct visual ...

hemi-laryngeal-setup-for-studying-vocal-fold-vibration-three

Research

JoVE Journal

Biology

10.9K visualizações.  Palacky University Olomouc. Este trabalho apresenta um protocolo para a preparação de espécimes de hemi-laringe facilitando uma visão multidimensional da vibração da prega vocal, a fim de investigar vários aspectos biofísicos da produção de voz em seres humanos e mamíferos não-humanos.

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Determining 3D Flow Fields via Multi-camera Light Field Imaging

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and observed phenomena in fluid flows. Thus, a need exists for an accessible method capable of resolving three-dimensional (3D) data sets for a range of problems. We present a novel technique for performing quantitative 3D imaging of many types of flow fields. The 3D technique enables investigation of complicated velocity fields and bubbly flows. Measurements of these types present a variety of challenges to the instrument. For instance, optically dense bubbly multiphase flows cannot be readily imaged by traditional, non-invasive flow measurement techniques due to the bubbles occluding optical access to the interior regions of the volume of interest. By using Light Field Imaging we are able to reparameterize images captured by an array of cameras to reconstruct a 3D volumetric map for every time instance, despite partial occlusions in the volume. The technique makes use of an algorithm known as synthetic aperture (SA) refocusing, whereby a 3D focal stack is generated by combining images from several cameras post-capture 1. Light Field Imaging allows for the capture of angular as well as spatial information about the light rays, and hence enables 3D scene reconstruction. Quantitative information can then be extracted from the 3D reconstructions using a variety of processing algorithms. In particular, we have developed measurement methods based on Light Field Imaging for performing 3D particle image velocimetry (PIV), extracting bubbles in a 3D field and tracking the boundary of a flickering flame. We present the fundamentals of the Light Field Imaging methodology in the context of our setup for performing 3DPIV of the airflow passing over a set of synthetic vocal folds, and show representative results from application of the technique to a bubble-entraining plunging jet.

A technique for performing quantitative three-dimensional (3D) imaging for a range of fluid flows is presented. Using concepts from the area of Light Field Imaging, we reconstruct 3D volumes from arrays of images. Our 3D results span a broad range including velocity fields and multi-phase bubble size distributions.

Determinar campos de fluxo 3D via multi-câmera de luz do campo de imagem

In the field of fluid mechanics, the resolution of computational schemes has outpaced experimental methods and widened the gap between predicted and ...

Engenharia

Synthetic, Multi-Layer, Self-Oscillating Vocal Fold Model Fabrication

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing material properties 1. Normal voice production relies on healthy tissue and vocal folds, and occurs as a result of complex coupling between aerodynamic, structural dynamic, and acoustic physical phenomena. Voice disorders affect up to 7.5 million annually in the United States alone 2 and often result in significant financial, social, and other quality-of-life difficulties. Understanding the physics of voice production has the potential to significantly benefit voice care, including clinical prevention, diagnosis, and treatment of voice disorders.
Existing methods for studying voice production include in vivo experimentation using human and animal subjects, in vitro experimentation using excised larynges and synthetic models, and computational modeling. Owing to hazardous and difficult instrument access, in vivo experiments are severely limited in scope. Excised larynx experiments have the benefit of anatomical and some physiological realism, but parametric studies involving geometric and material property variables are limited. Further, they are typically only able to be vibrated for relatively short periods of time (typically on the order of minutes).
Overcoming some of the limitations of excised larynx experiments, synthetic vocal fold models are emerging as a complementary tool for studying voice production. Synthetic models can be fabricated with systematic changes to geometry and material properties, allowing for the study of healthy and unhealthy human phonatory aerodynamics, structural dynamics, and acoustics. For example, they have been used to study left-right vocal fold asymmetry 3,4, clinical instrument development 5, laryngeal aerodynamics 6-9, vocal fold contact pressure 10, and subglottal acoustics 11 (a more comprehensive list can be found in Kniesburges et al. 12)
Existing synthetic vocal fold models, however, have either been homogenous (one-layer models) or have been fabricated using two materials of differing stiffness (two-layer models). This approach does not allow for representation of the actual multi-layer structure of the human vocal folds 1 that plays a central role in governing vocal fold flow-induced vibratory response. Consequently, one- and two-layer synthetic vocal fold models have exhibited disadvantages 3,6,8 such as higher onset pressures than what are typical for human phonation (onset pressure is the minimum lung pressure required to initiate vibration), unnaturally large inferior-superior motion, and lack of a "mucosal wave" (a vertically-traveling wave that is characteristic of healthy human vocal fold vibration).
In this paper, fabrication of a model with multiple layers of differing material properties is described. The model layers simulate the multi-layer structure of the human vocal folds, including epithelium, superficial lamina propria (SLP), intermediate and deep lamina propria (i.e., ligament; a fiber is included for anterior-posterior stiffness), and muscle (i.e., body) layers 1. Results are included that show that the model exhibits improved vibratory characteristics over prior one- and two-layer synthetic models, including onset pressure closer to human onset pressure, reduced inferior-superior motion, and evidence of a mucosal wave.

The methodology for fabricating synthetic vocal fold models is described. The models are life-sized and mimic the multi-layer structure of the human vocal folds. Results show the models to self-oscillate at pressures comparable to lung pressure and demonstrate flow-induced vibratory responses that are similar to those of human vocal folds.

Sintéticos, Multi-Layer, auto-oscilante Fabricação Modelo Vocal Fold

Sound for the human voice is produced via flow-induced vocal fold vibration. The vocal folds consist of several layers of tissue, each with differing ...

Bioengenharia

fMRI Mapping of Brain Activity Associated with the Vocal Production of Consonant and Dissonant Intervals

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance production. The most straightforward manner of musical production is singing, but, from an imaging perspective, it still presents more challenges than listening because it involves motor activity. The accurate singing of musical intervals requires integration between auditory feedback processing and vocal motor control in order to correctly produce each note. This protocol presents a method that permits the monitoring of neural activations associated with the vocal production of consonant and dissonant intervals. Four musical intervals, two consonant and two dissonant, are used as stimuli, both for an auditory discrimination test and a task that involves first listening to and then reproducing given intervals. Participants, all female vocal students at the conservatory level, were studied using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) during the performance of the singing task, with the listening task serving as a control condition. In this manner, the activity of both the motor and auditory systems was observed, and a measure of vocal accuracy during the singing task was also obtained. Thus, the protocol can also be used to track activations associated with singing different types of intervals or with singing the required notes more accurately. The results indicate that singing dissonant intervals requires greater participation of the neural mechanisms responsible for the integration of external feedback from the auditory and sensorimotor systems than does singing consonant intervals.

The neural correlates of listening to consonant and dissonant intervals have been widely studied, but the neural mechanisms associated with production of consonant and dissonant intervals are less well known. In this article, behavioral tests and fMRI are combined with interval identification and singing tasks to describe these mechanisms.

Mapeamento fMRI da atividade cerebral associada à produção vocal de intervalos de consonância e dissonante

The neural correlates of consonance and dissonance perception have been widely studied, but not the neural correlates of consonance and dissonance ...

Comportamento

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. Polyps and nodules, which are geometric abnormalities that form on the medial surface of the vocal folds, can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Our laboratory has reported particle image velocimetry (PIV) measurements, within an investigation of a model polyp located on the medial surface of an in&#160;vitro driven vocal fold model, which show that such a geometric abnormality considerably disrupts the glottal jet behavior. This flow field adjustment is a likely reason for the severe degradation of the vocal quality in patients with polyps. A more complete understanding of the formation and propagation of vortical structures from a geometric protuberance, such as a vocal fold polyp, and the resulting influence on the aerodynamic loadings that drive the vocal fold dynamics, is necessary for advancing the treatment of this pathological condition. The present investigation concerns the three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted prolate hemispheroid with a 2:1 aspect ratio in cross flow, i.e. a model vocal fold polyp, using an oil-film visualization technique. Unsteady, three-dimensional flow separation and its impact of the wall pressure loading are examined using skin friction line visualization and wall pressure measurements.

Vocal fold polyps can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted model polyp and its impact on the wall pressure loading are examined using particle image velocimetry, skin friction line visualization, and wall pressure measurements.

Investigando a separação de fluxo tridimensional induzida por um polip de dobra vocal modelo

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To emulate the dynamic environment of vocal folds, a novel vocal fold bioreactor capable of producing vibratory stimulations at fundamental phonation frequencies is constructed and characterized. The device is composed of a function generator, a power amplifier, a speaker selector and parallel vibration chambers. Individual vibration chambers are created by sandwiching a custom-made silicone membrane between a pair of acrylic blocks. The silicone membrane not only serves as the bottom of the chamber but also provides a mechanism for securing the cell-laden scaffold. Vibration signals, generated by a speaker mounted underneath the bottom acrylic block, are transmitted to the membrane aerodynamically by the oscillating air. Eight identical vibration modules, fixed on two stationary metal bars, are housed in an anti-humidity chamber for long-term operation in a cell culture incubator. The vibration characteristics of the vocal fold bioreactor are analyzed non-destructively using a Laser Doppler Vibrometer (LDV). The utility of the dynamic culture device is demonstrated by culturing cellular constructs in the presence of 200-Hz sinusoidal vibrations with a mid-membrane displacement of 40 &#181;m. Mesenchymal stem cells cultured in the bioreactor respond to the vibratory signals by altering the synthesis and degradation of vocal fold-relevant, extracellular matrix components. The novel bioreactor system presented herein offers an excellent in vitro platform for studying vibration-induced mechanotransduction and for the engineering of functional vocal fold tissues.

A novel vocal fold bioreactor capable of delivering physiologically relevant, vibratory stimulation to cultured cells is constructed and characterized. This dynamic culture device, when combined with a fibrous poly(&#949;-caprolactone) scaffold, creates a vocal fold-mimetic environment that modulates the behaviors of mesenchymal stem cells.

Construção e Caracterização de um biorreator Fold Novel Vocal

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Coordinate Mapping of Hyolaryngeal Mechanics in Swallowing

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement whereas coordinate mapping of hyolaryngeal mechanics using Modified Barium Swallow (MBS) uses one set of coordinates to calculate multiple variables of interest. For demonstration purposes, ten kinematic measurements were generated from one set of coordinates to determine differences in swallowing two different bolus types. Calculations of hyoid excursion against the vertebrae and mandible are correlated to determine the importance of axes of reference.
To demonstrate coordinate mapping methodology, 40 MBS studies were randomly selected from a dataset of healthy normal subjects with no known swallowing impairment. A 5 ml thin-liquid bolus and a 5 ml pudding swallows were measured from each subject. Nine coordinates, mapping the cranial base, mandible, vertebrae and elements of the hyolaryngeal complex, were recorded at the frames of minimum and maximum hyolaryngeal excursion. Coordinates were mathematically converted into ten variables of hyolaryngeal mechanics.
Inter-rater reliability was evaluated by Intraclass correlation coefficients (ICC). Two-tailed t-tests were used to evaluate differences in kinematics by bolus viscosity. Hyoid excursion measurements against different axes of reference were correlated. Inter-rater reliability among six raters for the 18 coordinates ranged from ICC = 0.90 - 0.97. A slate of ten kinematic measurements was compared by subject between the six raters. One outlier was rejected, and the mean of the remaining reliability scores was ICC = 0.91, 0.84 - 0.96, 95% CI. Two-tailed t-tests with Bonferroni corrections comparing ten kinematic variables (5 ml thin-liquid vs. 5 ml pudding swallows) showed statistically significant differences in hyoid excursion, superior laryngeal movement, and pharyngeal shortening (p &#60; 0.005). Pearson correlations of hyoid excursion measurements from two different axes of reference were: r = 0.62, r2 = 0.38, (thin-liquid); r = 0.52, r2 = 0.27, (pudding).
Obtaining landmark coordinates is a reliable method to generate multiple kinematic variables from video fluoroscopic images useful in dysphagia research.

Coordinate mapping is a method of documenting salient features of hyolaryngeal biomechanics in the pharyngeal phase of swallowing. This methodology uses image analysis software to record coordinates of anatomical landmarks. These coordinates are imported into an excel macro and translated into kinematic variables of interest useful in dysphagia research.

Coordenar Mapeamento de hiolaríngeo Mecânica em engolir

Characterizing hyolaryngeal movement is important to dysphagia research. Prior methods require multiple measurements to obtain one kinematic measurement ...

Medicina

Impressão 3D de modelos de pregas vocais de silicone multicamadas

Manufacturing Process for Non-Adhesive Super-Soft Vocal Fold Models

This study aims to develop super-soft, non-sticky vocal fold models for voice research. The conventional manufacturing process of silicone-based vocal fold models results in models with undesirable properties, such as stickiness and reproducibility issues. Those vocal fold models are prone to rapid aging, leading to poor comparability across different measurements. In this study, we propose a modification to the manufacturing process by changing the order of layering the silicone material, which leads to the production of non-sticky and highly consistent vocal fold models. We also compare a model produced using this method with a conventionally manufactured vocal fold model that is adversely affected by its sticky surface. We detail the manufacturing process and characterize the properties of the models for potential applications. The outcomes of the study demonstrate the efficacy of the modified fabrication method, highlighting the superior qualities of our non-sticky vocal fold models.&#160;The findings contribute to the development of realistic and reliable vocal fold models for research and clinical applications.

Autor em destaque: Avanços na fabricação de modelos sintéticos de pregas vocais para aplicações fonéticas e robóticas

This study demonstrates the manufacturing of non-sticky and super-soft vocal fold models by introducing a specific way to create the vocal fold layers, providing a detailed description of the manufacturing procedure, and characterizing the properties of the models.

Processo de Fabricação para Modelos de Pregas Vocais Supermacias Não Aderentes

This study aims to develop super-soft, non-sticky vocal fold models for voice research. The conventional manufacturing process of silicone-based vocal ...

Preparation of the Rat Vocal Fold for Neuromuscular Analyses

The purpose of this tutorial is to describe the preparation of the rat vocal fold for histochemical neuromuscular study. This protocol outlines procedures for rat laryngeal dissection, flash-freezing, and cryosectioning of the vocal folds. This study describes how to cryosection vocal folds in both longitudinal and cross-sectional planes. A novelty of this protocol is the laryngeal tracking during cryosectioning that ensures accurate identification of the intrinsic laryngeal muscles and reduces the chance of tissue loss. Figures demonstrate the progressive cryosectioning in both planes. Twenty-nine rat hemi-larynges were cryosectioned and tracked from the emergence of the thyroid cartilage to the appearance of the first section that included the full vocal fold. The full vocal fold was visualized for all animals in both planes. There was high variability in the distance from the appearance of the thyroid cartilage to the appearance of the full vocal fold in both planes. Weight was not correlated to depth of laryngeal landmarks, suggesting individual variability and other factors related to tissue preparation may be responsible for the high variability in the appearance of landmarks during sectioning. This study details a methodology and presents morphological data for preparing the rat vocal fold for histochemical neuromuscular investigation. Due to high individual variability, laryngeal landmarks should be closely tracked during cryosectioning to prevent oversectioning tissue and tissue loss. The use of a consistent methodology, including adequate tissue preparation and awareness of landmarks within the rat larynx, will assist with consistent results across studies and aid new researchers interested in using the rat vocal fold as a model to investigate laryngeal neuromuscular mechanisms.

This protocol describes methods used to prepare rat vocal folds for histochemical neuromuscular study.

Preparação da Dobra Vocal do Rato para Análises Neuromusculares

The purpose of this tutorial is to describe the preparation of the rat vocal fold for histochemical neuromuscular study. This protocol outlines procedures ...

Hemi-laríngeo Setup para o estudo da vibração da prega Vocal em três dimensões

Resumo

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Capítulos neste vídeo

Determinar campos de fluxo 3D via multi-câmera de luz do campo de imagem

Sintéticos, Multi-Layer, auto-oscilante Fabricação Modelo Vocal Fold

Mapeamento fMRI da atividade cerebral associada à produção vocal de intervalos de consonância e dissonante

Investigando a separação de fluxo tridimensional induzida por um polip de dobra vocal modelo

Construção e Caracterização de um biorreator Fold Novel Vocal

Coordenar Mapeamento de hiolaríngeo Mecânica em engolir

Processo de Fabricação para Modelos de Pregas Vocais Supermacias Não Aderentes

Processo de Fabricação para Modelos de Pregas Vocais Supermacias Não Aderentes

Processo de Fabricação para Modelos de Pregas Vocais Supermacias Não Aderentes

Preparação da Dobra Vocal do Rato para Análises Neuromusculares