喉頭機能外科 : II 発声のメカニズム : II-1 声帯の2質量モデル
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Aerodynamic theory では声門部という狭窄部を気流が高速で通過する際, べルヌーイ効果により声帯が吸引されるという. べルヌーイ (Bernoulli) の効果とは式で表わせば次の如くなる.
従って流速が早い所では圧カは下降する.
この陰圧は生理的条件下では, 測定しようとする条件負荷による影響が大きく, 正確には測定できない. 石坂は喉頭モデルについて理論式からこれを求めた. その結果は図3に示す如くで声帯が―質量と仮定すると, 声門部で平均圧カが負になるのは声門間隙が 0.05cm 以上であって, それ以上狭い間隙では急速に正圧カになる. 陰圧も -2〜-3cm H2O 程度である. 所が声門部を上下2唇に分け別々の間隙巾を有すると考えると (2質量モデル図4), 声門部にかなり大きな陰圧を生ずる. 図5に示す如く声門下圧 8cm H2O, 下部声門間隙巾 h1 = 0.08cm で上部声門間隙巾h2 を 0.2cm と広げると, Pm1 (下部での圧) は -17cm H2O という大きな陰圧となる. つまり上部声門の開大が流速を通じて下部声門の閉鎖を促す様に働く. これにより上下声帯振動の位相のづれ――上唇が常に遅れる (図1) 事が良く理解できる. 最近では Gupta らも2質量モデルが, より生理的モデルであるとその妥当性を認めている.
やや詳しい説明は補遺にゆずり, 2質量理論の要点 (1質量モデルとの差) を列記すると,
以上, 要するに “2質量モデルの方が1質量モデルより, はるかに振動しやすい , ”という事である.
さてこの様に声帯が上下2部分に分れて振動するためには, 声帯粘膜の移動性が良い事が必須であり, 粘膜と声帯靭帯, 声帯筋との結合が疎であるのみならず, 粘膜のスチフネス (硬さ) が声帯筋, 靭帯のそれらより小さい事が必要条件となる. 声帯が振動し難い状態では声帯が one mass になっている事が多い.
喉頭モデルで圧を正確に測定する事はできないが (圧を測るための穴などで気流が変化し, そのための誤差を出ずる) 声門部陰圧についての概略の傾向を知るため次のモデル実験を行なった.
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