libro faustino nunez batalla

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ESPECTROGRAFIA CLINICA DE LA VOZ Autores: Dr FAUSTINO NUÑEZ BATALLA Profesor Asociado del área de Otorrinolaringología. Universidad de Oviedo. Prof. Dr. CARLOS SUAREZ NIETO Catedrático de Otorrinolaringología. Universidad de Oviedo. SERVICIO DE PUBLICACIONES DE LA UNIVERSIDAD DE OVIEDO, 1999. Estimada Nora Cristina, te mando el libro en formato word con el ruego de que lo uses libremente y lo divulgues según tu necesidad haciendo mención a la siguiente referencia: Núñez Batalla F, Suárez Nieto C. Espectrografía Clínica de la Voz. Universidad de Oviedo, Servicio de Publicaciones, 1999. ISBN: 9788483171776. Un fuerte abrazo, Faustino Núñez Barcelona, España 2011

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Page 1: Libro Faustino Nunez Batalla

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ESPECTROGRAFIA

CLINICA DE LA

VOZ

Autores: Dr FAUSTINO NUÑEZ BATALLA

Profesor Asociado del área de Otorrinolaringología. Universidad de

Oviedo.

Prof. Dr. CARLOS SUAREZ NIETO

Catedrático de Otorrinolaringología. Universidad de Oviedo.

SERVICIO DE PUBLICACIONES DE LA UNIVERSIDAD DE

OVIEDO, 1999.

Estimada Nora

Cristina, te mando el

libro en formato word

con el ruego de que lo

uses libremente y lo

divulgues según tu

necesidad haciendo

mención a la siguiente

referencia: Núñez

Batalla F, Suárez Nieto

C. Espectrografía

Clínica de la Voz.

Universidad de

Oviedo, Servicio de

Publicaciones, 1999.

ISBN:

9788483171776.

Un fuerte abrazo,

Faustino Núñez

Barcelona, España

2011

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ESPECTROGRAFIA CLINICA DE LA VOZ

Autores: Dr FAUSTINO NUÑEZ BATALLA

Profesor Asociado del área de Otorrinolaringología. Universidad de Oviedo.

Prof. Dr. CARLOS SUAREZ NIETO

Catedrático de Otorrinolaringología. Universidad de Oviedo.

SERVICIO DE PUBLICACIONES DE LA UNIVERSIDAD DE OVIEDO, 1999.

INDICE:

Introducción.

I. Fisiología vocal.

II. Principios de la espectrografía de la voz.

III. Clasificación fisiopatológica de los trastornos de la voz.

IV.Espectrografía de las voces aéreas.

V. Espectrografía de las voces tensas o ásperas de forma contínua.

VI. Espectrografía de las voces tensas o ásperas con interrupciones intermitentes

arrítmicas.

VII. Espectrografía de las voces tensas o ásperas con interrupciones rítmicas y del

temblor vocal.

VIII. Espectrografía de las voces aéreas o cuchicheadas de forma intermitente.

IX. Espectrografía de las voces de tono bajo.

X. Espectrografía de las voces de tono elevado.

XI. Espectrogramas de casos clínicos.

XII. Bibliografía.

Page 3: Libro Faustino Nunez Batalla

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INTRODUCCION

En los últimos años, de la mano del desarrollo de la informática, han salido al mercado

diferentes programas de análisis de la voz. Estos paquetes por lo común integran

herramientas para poder realizar el análisis acústico de la voz y la espectrografía. El

análisis acústico se basa principalmente en la cuantificación de las perturbaciones de la

amplitud (Shimmer) y el tono (Jitter) y de la relación armónico/ruido. El uso de esta

herramienta presenta dos problemas: el primero de ellos es que no podemos comparar

los resultados obtenidos entre distintos programas debido a que los algoritmos de

cálculo que emplean suelen ser diferentes, el segundo es que los resultados que se

expresan numéricamente son difíciles de interpretar si no se comparan con una base de

datos de voces normales y patológicas que incluye el programa y que pertenecen a

sujetos que hablan otro idioma. Por el contrario, la espectrografía carece de estos dos

problemas: Por una parte crea un gráfico en el que se representan los armónicos y

formantes en el espectro y en el que el ruido añadido por la patología vocal se observará

de forma nítida, sin que tengamos que ayudarnos de bases de datos para su

interpretación, y por otra parte es absolutamente comparable entre los distintos

programas disponibles. En nuestra experiencia, creemos de mucha mayor utilidad para

la evaluación de los resultados terapéuticos el empleo del espectrograma de banda

estrecha que la clasificación de la voz que hace el programa basándose en su base de

datos de voces normales y patológicas.

La espectrografía se ha convertido en una técnica fácil, barata y potencialmente más útil

gracias a la sustitución de los antiguos métodos analógicos por los nuevos métodos

basados en la digitalización del sonido en ordenadores personales. Esto ha hecho que

podamos realizar un análisis en tiempo real en un entorno metodológico sencillo, sin

embargo, la utilidad clínica descansa principalmente en las modernas bases teóricas que

correlacionan el producto acústico con el comportamiento fisiológico, cuyo

conocimiento garantiza la correcta interpretación del espectrograma. En este trabajo se

pretende estudiar la utilidad clínica de la espectrografía basándose en la fisiopatología

de las disfonías.

Page 4: Libro Faustino Nunez Batalla

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I. FISIOLOGIA VOCAL

Para entender adecuadamente la espectrografía de la voz, se debe conocer la fisiología

de la producción vocal al nivel de la glotis. Esta producción fisiológica del sonido se

relaciona entonces con el gráfico del espectrograma que aparece en la pantalla. Si

asumimos, para simplificar, que la glotis se abre y cierra como un obturador en un tubo

uniformemente circular, cuando se abre y permite el paso del aire a través de la laringe

hacia arriba se produce una presión positiva justo encima de las cuerdas. Esta presión

positiva se comunica a la glotis y ayuda a separar lateralmente las cuerdas, este

movimiento lateral asistido de la cuerda vocal es equivalente a una transmisión de

energía desde el aire a las cuerdas. Cuando las cuerdas se están cerrando, su tejido se

mueve medialmente, no obstante todavía sigue pasando aire hacia arriba. Dado que pasa

menor cantidad de aire a través de la glotis, la presión justo por encima de las cuerdas

desciende y llega incluso a hacerse negativa debido a que sus moléculas se separan más

y más creando una rarefacción del medio aéreo. En efecto, cuando la glotis se cierra, se

crea una clara presión negativa por la falta de flujo aéreo que sale de la laringe, pero el

aire continúa fluyendo hacia arriba en el tracto vocal. Durante el movimiento medial de

las cuerdas, la presión subglótica desciende y se comunica a la glotis. Esta presión

negativa (que succiona) ayuda o asiste al movimiento que cierra las cuerdas en su

misma dirección y velocidad (Figura 1).

El concepto a resaltar es que el movimiento diferido de la masa aérea en el tracto vocal

(debido a su inercia) crea presiones supraglóticas que se comunican a la glotis para

asistir tanto al movimiento lateral como al medial de las cuerdas vocales.

Es importante destacar que las presiones en la glotis son asimétricas dado que son más

positivas durante el movimiento lateral que en el movimiento medial. Los

requerimientos básicos son que la fuerza dinámica sea menos positiva durante el cierre

de las cuerdas que durante su apertura y que la fuerza dinámica neta a lo largo del ciclo

entero sea suficiente para superar las fuerzas friccionales. La fuerza dinámica producida

por las presiones debe ser suficiente para vencer toda la propiedad amortiguadora

tisular, de otro modo la vibración no podría ser mantenida o quizá ni siquiera iniciada.

La presión subglótica mínima capaz de iniciar el movimiento vibratorio de las cuerdas

vocales se relaciona con varios factores como son el grosor de las cuerdas vocales,

fricción de las mismas y velocidad de la onda mucosa. Así, unas cuerdas con un grosor

adecuado expondrán una mayor superficie de su borde libre a interaccionar con las

presiones que acompañan a la columna aérea, con lo que requerirán una menor presión

Page 5: Libro Faustino Nunez Batalla

5

subglótica para comenzar a vibrar que unas cuerdas con un grosor reducido. Una menor

fricción o viscosidad de las cuerdas permitirá una mayor facilidad de los tejidos en

iniciar el movimiento con presiones bajas. La velocidad con que la onda mucosa viaja

desde la parte inferior del borde libre de la cuerda al superior se relaciona con una

mayor rigidez de la mucosa, situación que se observa en la fonación con tonos altos, con

lo que la emisión de sonidos con frecuencia fundamental alta se acompaña de presiones

subglóticas elevadas.

El tono vocal es una función controlada por la longitud, tensión y amplitud del

movimiento de las cuerdas vocales y por la actividad del músculo tiroaritenoideo.

Las cuerdas vocales pueden modificar el tono de forma pasiva o de forma activa. De

forma pasiva lo consigue al aumentar la tensión por medio de dos factores que producen

una elongación dinámica de las mismas. El primero es la acción de los músculos

cricotiroideos, el epitelio que cubre las cuerdas presenta la mayor tensión cuando las

mismas se hallan elongadas por su acción, a semejanza de lo que ocurre con una cuerda

de un instrumento musical que a mayor tensión ejercida sobre ella producirá sonidos

más agudos. El segundo se consigue al incrementar la presión subglótica, las cuerdas

alcanzan su máxima separación con lo que aumenta su tensión.

La contracción del músculo tiroaritenoideo controla de forma activa el tono vocal de

forma compleja según sea la actividad simultánea de los músculos cricotiroideos.

La calidad de la voz depende del grado de adducción de las cuerdas vocales, si es débil,

la voz tendrá una calidad espirada, si es exagerado la tendrá áspera y si es normal será

una voz brillante, al ser armónicamente rica.

La intensidad de la voz se incrementa con los incrementos de la presión subglótica, de la

frecuencia fundamental y de la velocidad del flujo aéreo a través de la glotis. Al doblar

la presión subglótica se obtiene un aumento de 10 dB en el nivel de presión sonora de la

fonación. El grado de adducción vocal también afecta a la intensidad, demasiado débil o

demasiado fuerte producen una fonación inadecuada, en circunstancias normales el

grado óptimo de adducción que maximiza la intensidad resultante es cuando se observa

que las apófisis vocales de los aritenoides casi se tocan o lo hacen con suavidad.

Page 6: Libro Faustino Nunez Batalla

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Figura 1.- Representación esquemática y simplificada de la vibración vocal en un corte frontal de

las cuerdas, donde se ven tanto la mucosa como el músculo (Hirano, 1981)

Page 7: Libro Faustino Nunez Batalla

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II. PRINCIPIOS DE LA ESPECTROGRAFIA DE LA VOZ

Analizar la calidad o el timbre de la voz no es fácil. El análisis propiamente dicho se

realiza primero en el oído, en la mayoría de los centros foniátricos es lo que más se

utiliza, pero este método es cualitativo y subjetivo, por lo que se presta a errores y su

documentación no es posible más allá de la realización de una grabación de la voz. Por

ello es importante disponer de análisis objetivos que permitan una cuantificación y una

representación gráfica del timbre vocal.

ANALISIS SUBJETIVO DEL TIMBRE VOCAL

Se utilizan calificativos para definir la calidad de la voz tales como ESCAPE,

ASPEREZA O TENSION, RONQUERA y VOCAL FRY.

A) El término escape describe al aire audible durante la fonación causado por un cierre

glótico insuficiente (vibración asincrónica de las cuerdas, parálisis de una de ellas o

por disponerse en paréntesis).

B) La aspereza o tensión describe a la voz emitida con hipertensión de las cuerdas,

acústicamente corresponde a un sonido aperiódico en el transcurso del espectro y

resulta desagradable al oído. Puede estar causada por problemas neurológicos,

alteración de la masa o elasticidad de las cuerdas o bien por malos hábitos de la voz

como el ataque glótico duro.

C) La ronquera se utiliza cuando hay una disfonía bien marcada al combinarse los dos

componentes antes descritos, se suele ver en cuadros neurológicos, alteraciones de

la masa, configuración y elasticidad de las cuerdas y en los edemas laríngeos.

D) El vocal fry describe a un sonido semejante a la fritura, chasquido o crujido,

escuchado en la frecuencia más baja de la voz. En la voz normal se puede escuchar

cuando la entonación decae demasiado al final de las frases. Solamente se considera

un problema si aparece de forma frecuente. La etiología es diversa y con frecuencia

desaparece al elevar la altura e intensidad de la voz.

Page 8: Libro Faustino Nunez Batalla

8

ANALISIS OBJETIVO DEL TIMBRE. ESPECTROGRAMA.

La presencia de lesiones en las cuerdas vocales altera la calidad de la voz al impedir un

buen cierre glótico y al alterar el equilibrio biomecánico de las cuerdas vocales. La

turbulencia aérea generada por un cierre glótico incompleto se manifiesta en la voz por

la aparición de un ruido blanco, que es más evidente en la región de las altas

frecuencias, pero que penetra igualmente en la región de las frecuencias formánticas.

El sonido se define como un disturbio causado en el aire. Es una vibración, entendiendo

como tal el movimiento de vaivén de un cuerpo. La fuente de sonido vibra y transmite

el sonido al aire que es un medio elástico donde se propaga. En este medio se origina un

patrón de compresiones y rarefacciones de las partículas que lo componen. Lo que el

humano oye es la respuesta del oído a las vibraciones del medio, pudiendo detectar

excursiones de partículas tan pequeñas como de 0.0001 cm. Conocido esto, el sonido se

describe como una onda o un movimiento ondulatorio.

El sonido se mueve como una onda longitudinal, o sea, que las partículas se mueven

hacia atrás y hacia delante en el sentido de la propagación del sonido. Si atamos un lápiz

a una de las ramas de un diapasón (Figura 2) y lo hacemos vibrar se registra sobre un

papel en movimiento una vibración sinusoidal. Como el diapasón vibra a una única

frecuencia, el patrón registrado en el papel es un SINUSOIDE.

DIAPASON

PAPEL

Figura 2.- Lápiz fijado a una de las ramas de un diapasón. Su vibración

hace que se registre una onda sinusoidal sobre un papel en movimiento.

Page 9: Libro Faustino Nunez Batalla

9

El gráfico que se originó se denomina ONDA y es la representación gráfica del sonido

en dos dimensiones: AMPLITUD Y TIEMPO (Figura 3).

La onda así representada es especialmente importante puesto que el sinusoide es la onda

básica que puede ser usada como una especie de unidad en el análisis acústico.

Esta onda representa un sonido puro, armónicamente simple, pero en la naturaleza es

raro encontrar sonidos de estas características, lo más frecuente es encontrar sonidos

complejos que se forman por la suma de múltiples sonidos simples, incluyendo en esta

categoría a la voz humana. La espectrografía lo que aporta es la descomposición de los

sonidos complejos en una serie de componentes sinusoidales unitarios. Para ver cómo es

posible esto necesitamos examinar algunos hechos relacionados con las ondas sonoras.

PERIODO

Figuras 3 y 4.- Curva de amplitud versus

tiempo de un periodo vocal.

A

tiempo

Un ciclo completo de la vibración del diapasón está representado gráficamente por la

secuencia del movimiento hacia arriba y luego hacia abajo (Figura 4). El tiempo que

emplea en completar este ciclo es el denominado PERIODO. El número de ciclos que se

observan en un segundo de tiempo es la FRECUENCIA:

Si un diapasón vibra a 256 ciclos/seg tiene una frecuencia de 265 Hz.

El periodo o duración de un ciclo es su recíproco, P = 1/Hz.

Page 10: Libro Faustino Nunez Batalla

10

La frecuencia se correlaciona estrechamente con el fenómeno perceptivo del tono, el

sonido también varía en volumen cuya correlación física es la amplitud, a mayor

amplitud, mayor volumen.

El sonido puede ser representado en el espacio puesto que se propaga de forma

longitudinal y cada ciclo cubre una distancia en el espacio. Esta distancia se llama

longitud de onda, que viene determinada por el cociente entre la velocidad del sonido y

su frecuencia:

L.O. = Vsonido/Frecuencia = m/ciclo

Un sonido con una alta frecuencia tiene una longitud de onda corta y un sonido de baja

frecuencia tiene una longitud de onda larga.

El sinusoide es la onda elemental básica para el análisis acústico puesto que distintos

sonidos pueden ser analizados descomponiéndolos en los sinusoides que los componen

de frecuencia, amplitud y fase determinadas. La frecuencia y la amplitud miden la

vibración tanto en número como en magnitud, los sonidos de distinta frecuencia pero de

la misma amplitud se presentan en la figura 5, los sonidos de distinta amplitud pero

igual frecuencia se presentan en la figura 6.

Figura 5.- Sonidos de misma amplitud

y distinta frecuencia.

A

t

A

t

Page 11: Libro Faustino Nunez Batalla

11

A

t

A

t

Figura 6.- Sonidos de distinta amplitud

y misma frecuencia.

Una onda compleja es un tono que puede ser descompuesto en dos o más sinusoides o

ARMONICOS. Cada armónico es un sinusoide y los distintos armónicos de una onda

compleja están relacionados entre si como ENTEROS MULTIPLOS. Por ejemplo el

tercer armónico de un tono de 100 Hz es 300Hz:

F3 = F0 X 3 ; F3 = 100 X 3 = 300 Hz

Hasta ahora hemos representado el sonido en un gráfico de amplitud versus tiempo que

refleja el desplazamiento de una molécula del aire durante la propagación del sonido.

Otro método de representar el sonido es el ESPECTRO que es un gráfico de amplitud

versus frecuencia. El espectro nos indica la amplitud de cada componente sinusoidal de

un sonido complejo. En la figura 7 vemos varias ondas y su espectro. Debemos notar

que cada sinusoide solo viene representado por una línea en el espectro dado que la

energía sonora se concentra en una sola frecuencia. Cuantos más sinusoides se añadan al

sonido complejo más líneas aparecerán en el espectro.

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12

A

t

A

F

DESCOMPOSICION

EN ARMONICOS

F1

F2

F3

F4

A

FF1 F2 F3 F4

Figura 7.-

ARMONICO

SIMPLE

ARMONICO

COMPLEJO

La voz humana es un sonido complejo armónicamente rico y sus armónicos se hayan

espaciados por intervalos que corresponden a la frecuencia fundamental. Los armónicos

son múltiplos enteros de la fundamental, si el primero es de 100 Hz, el segundo es de

200 y el tercero de 300. No todos los sonidos son complejos armónicos, incluso en el

habla podemos identificar RUIDOS, o sea, sonidos que no presentan un patrón

vibratorio periódico. El ruido tiene una naturaleza más desordenada y su energía no se

concentra en puntos concretos del espectro sino que se extiende a muchas frecuencias

distintas. Este espectro (Figura 8) se denomina espectro contínuo.

Page 13: Libro Faustino Nunez Batalla

13

A

F

Figura 8.- Espectro de un ruido friccional. Ejemplo de un

espectro continuo.

El sonido se puede representan tanto en forma de onda (amplitud vs tiempo) como en

forma de espectro (amplitud vs frecuencia). Las dos representaciones están

matemáticamente relacionadas por una operación denominada la TRANSFORMACION

DE FOURIER. El análisis espectral de Fourier tiene como objetivo básico convertir un

patrón amplitud versus tiempo (onda) en un patrón que muestre la cantidad de energía

en los distintos componentes sinusoidales del sonido. Así un sonido complejo se puede

desintegrar en sus distintos componentes (armónicos) para su estudio. Un ESPECTRO

estará formado por la frecuencia en el eje horizontal y la intensidad en el eje vertical.

Las vocales son sonidos producidos por la vibración laríngea y por el efecto de filtrado

que produce patrones de resonancia particulares a nivel del tracto vocal (faringe, boca y

cavidad nasosinusal)(figuras 9 y 9-A). El efecto de filtrado se refiere a la capacidad de

transmisión selectiva de frecuencias.

Page 14: Libro Faustino Nunez Batalla

14

A

F

Primer formante

Segundo formante

500 2500

Figura 9.- Curva de resonancia del tracto vocal para la /i/

ia

uae

i a

uae

G L

GG

G

LL

L

Figura 9-A.- Distintas configuraciones del tracto vocal. G = glotis. L = Labios.

Para producir el HABLA, a las vocales se añaden ruidos como las consonantes

fricativas producidas por un estrechamiento en el tracto vocal donde se forma una

turbulencia que da lugar al ruido que las caracteriza, como las consonantes nasales que

necesitan de la energía de la voz como las vocales pero difieren de ellas en que la

energía sonora se filtra tanto en la boca como en la cavidad nasal.

La producción de las vocales se explica mediante la teoría de la FUENTE-FILTRO que

dice que la energía resultante (también llamada señal radiada del habla) es el producto

Page 15: Libro Faustino Nunez Batalla

15

de la energía de la fuente (laringe) y del resonador o filtro (tracto vocal). Cuando las

cuerdas vocales vibran se produce un espectro con una frecuencia fundamental que

puede variar y unos armónicos que son múltiplos enteros de la misma. Los cambios en

la F0 y en la intensidad no afectan al resonador, esta relativa independencia de la fuente

y el filtro nos permite producir una habla inteligible con una gran variedad de fuentes de

energía que pueden incluir vocales agudas o graves, susurro, etc.

El espectro laríngeo presenta una serie de armónicos cuya energía o amplitud declina

cuanto más agudo es el armónico en unos 12 dB por octava (12 dB cada vez que se

doblan los Hz), el espectro se representa en la figura 10.

A

F

Figura 10.- Espectro a nivel de la laringe. Se produce una pérdida de

12 dB por cada octava que aumenta la frecuencia.

Una vez producido el sonido en la laringe, viaja a lo largo del tracto vocal donde sufrirá

un filtrado. El espectro glotal se combina con la curva de resonancia correspondiente al

gesto articulatorio para emitir una vocal concreta dando lugar a máximos relativos de

intensidad en determinados armónicos, áreas que se denominan FORMANTES. El

tracto vocal presenta puntos de resonancia a lo largo del mismo que se denominan

FORMANTES y que van a modificar la energía sonora de la fuente glótica. Existe un

número infinito de formantes pero los más importantes son los tres o cuatro primeros.

Los valores de los formantes no son rígidos y pueden variar de locutor a locutor con

ciertos límites. El rango de variación del primer formante es el más limitado por el

Page 16: Libro Faustino Nunez Batalla

16

riesgo de deteriorar la inteligibilidad del habla. Las frecuencias de los dos primeros

formantes determinan la identidad de la mayor parte de las vocales. La frecuencia de los

formantes que le siguen y la frecuencia fundamental son más bien características del

locutor, mientras que la frecuencia formántica no se aparte más del 10% de los valores

correctos no se alterará la inteligibilidad de la palabra. Cada formante se describe por

dos características, la frecuencia formántica o frecuencia central y el ancho de banda

que es la medida de distribución de la energía alrededor de la frecuencia formántica

(Figura 11).

ANCHO DE BANDA

f1 fn

S dB

F

A

Figura 11.- Curva de resonancia que modifica el espectro según su forma,

creando un máximo relativo de intensidad o formante.

El ancho de banda se refiere a las frecuencias que se amplifican (S dB).

Frecuancias Graves = f1. Frecuencias Agudas = fn. Las frecuencias que

están fuera del ancho de banda se les reduce su amplitud.

FRECUENCIA

FORMANTICA

El conjunto de formantes constituyen la FUNCION DE TRANSFERENCIA del tracto

vocal que modifica la señal laríngea para dar como resultado la RADIACION

CARACTERISTICA que no es más que la vocal según la oímos (Figura 12).

Page 17: Libro Faustino Nunez Batalla

17

A

F F

A

A

F

F1 F2

F1

F2

Figura 12.- Efecto de la curva de resonancia

particular del tracto vocal sobre el espectro

formado a nivel de la glotis, dando lugar a la

radiación característica, o vocal que se oye a

nivel de los labios. Cada vocal tiene su propia

curva de resonancia.

CURVA DE RESONANCIAESPECTRO A NIVEL DE LA GLOTIS

RADIACION CARACTERISTICA (VOCAL)

(FUNCION DE TRANSFERENCIA)

Cada vocal se caracteriza por sus formantes, cuya posición en el espectro y su ancho de

banda distingue una vocal de las demás. Por tanto, para modificar la estructura

formántica del tracto vocal se debe modificar la forma del mismo, adaptándose a lo que

se quiera pronunciar. Por ejemplo, la configuración del tracto vocal para pronunciar la

/i/ consiste en una estrechez cerca de los labios y un ensanchamiento cerca de la laringe.

En la figura 9 A se representa esquemáticamente las configuraciones del tracto vocal en

las distintas vocales, que aportan sus formantes para filtrar la energía sonora glótica.

El análisis acústico de la voz por medio de la espectrografía permite delinear las

concentraciones de energía del habla.

Al estar definida la vibración sonora por tres dimensiones: Amplitud, frecuencia y

tiempo, puede representarse gráficamente como si fuera un objeto real en un espacio de

tres dimensiones.

Page 18: Libro Faustino Nunez Batalla

18

Z

Y

X

Amplitud

frecuencia

tiempo

f1

f2

f3

Z

X

Z

Y

Y

X

A

t

A

f

f

t

f1

f2f3

f1

f2

f3OSCILOGRAMA ESPECTROGRAMA

SONOGRAMA

Figura 13.- A.-Representación tridimensional de un objeto. B.- Representación tridimensional (A, f y t)

de un sonido periódico complejo, que da lugar a tres métodos gráficos de documentarlo.

(Modificado de Bonavida, 1996).

A

B

En la figura 13 A y B (Bonavida, 1996) se representan tres sinusoides que representan

la vibración de tres diapasones al mismo tiempo dando lugar a un sonido complejo

formado por tres armónicos. La frecuencia más baja es considerada como el armónico

fundamental (frecuencia fundamental) y las otras dos el segundo y el tercer armónicos.

Según el plano de proyección se obtendrán del mismo objeto tres formas distintas de

representación bidimensional:

A) OSCILOGRAMA (Wave form).- El plano de proyección es el AMPLITUD versus

TIEMPO. La altura en cada instante de cada punto en la figura proyectada es la

suma de las elongaciones de cada una de las tres sinusoides que la componen en este

mismo instante (no la superposición). Esto da lugar a una forma de onda periódica

modificada de forma, pero con el mismo periodo que la frecuencia fundamental. El

periodo puede apreciarse por la separación temporal de los máximos. Esta gráfica

permite observar, por ejemplo, en el caso de una vocal el periodo glotal y por tanto

el tono o pitch (frecuencia de la vibración glotal) y la amplitud de la señal (valor

máximo), entre otras características.

B) ESPECTROGRAMA (Power spectrum).- El plano de proyección es el de

AMPLITUD versus FRECUENCIA. Las tres sinusoides proyectadas sobre este

plano aparecen como un conjunto de tres rayas verticales con sus correspondientes

amplitudes en su correcta posición y equidistantes en la escala de frecuencias. Una

Page 19: Libro Faustino Nunez Batalla

19

vez elegido el instante de la proyección, el espectro de rayas obtenido corresponde

solamente a la señal promediada, que está incluida dentro de un entorno de tiempo

alrededor de ese instante, no de todo el tiempo transcurrido. Por tanto, el

espectrograma solo tiene sentido para intervalos reducidos de tiempo o ventanas de

análisis de la señal. Esto explica el porqué en señales periódicas de régimen

estacionario como es una vocal sostenida puede elegirse cualquier ventana de

tiempo para el análisis sin alteración del espectro de la señal. El espectrograma se

puede comparar a una fotografía tomada con flash. Este tipo de representación

permite una visión solo dentro de un corto espacio de tiempo del número y paridad

de los armónicos, del perfil espectral y, por tanto, del número y posición de las

zonas del espectro de mayor amplitud de los armónicos, zonas que definen a los

formantes.

C) SONOGRAMA (Sound Spectrogram).- El plano de proyección es el de

FRECUENCIA versus TIEMPO. Las tres sinusoides representativas de la

frecuencia fundamental y del segundo y tercer armónico al ser proyectadas sobre

este plano se convierten en líneas paralelas al eje de tiempos. La intensidad de negro

de cada raya en el presente ejemplo es mayor al principio porque las senoides son de

mayor amplitud y se va debilitando a medida que la sinusoide proyectada se va

amortiguando en el transcurso del tiempo. La figura de las tres rayas paralelas es el

sonograma y cada una de ellas representa un armónico que mantiene la frecuencia a

lo largo del tiempo. Si las frecuencias fueran variables en el transcurso del tiempo se

perdería el paralelismo respecto al eje de tiempos. El timbre como característica

diferencial de una fuente de señal es un concepto muy complejo que se puede

simplificar por el carácter invariable de sus sonogramas puesto que depende

principalmente del contenido armónico de la señal y de su perfil espectral y

dinámico. La intensidad (en negro de cada línea) en cada instante depende del

promedio de la amplitud de la sinusoide proyectada dentro de un pequeño intervalo

de tiempo en el entorno del instante del análisis. Se ha convenido representar en los

sonogramas las líneas con mayor densidad de negro cuando la amplitud del

armónico que les corresponde es mayor. El sonograma es la representación más

completa de cualquier tipo de vibración, permite explorar el contenido espectral de

una señal en cada intervalo de tiempo y la presencia y evolución temporal de las

zonas de los formantes. Si el espectrograma se puede comparar a una fotografía con

flash, el sonograma se puede comparar a una grabación con vídeo. El sonograma

Page 20: Libro Faustino Nunez Batalla

20

puede definirse como un espectrograma evolutivo en el tiempo, en las figuras 14 y

15 se representan los espectrogramas y sus correspondientes sonogramas a nivel de

la glotis y tras producirse la función de transferencia del tracto vocal.

Page 21: Libro Faustino Nunez Batalla

21

ESPECTROGRAMAS A NIVEL DE LA GLOTIS

SONIDO GRAVE SONIDO AGUDO

SONOGRAMAS A NIVEL DE LA GLOTIS

Figura 14.- Espectrograma y sonograma a nivel de la glotis. No existen formantes hasta no pasar

por los órganos resonadores del tracto vocal (función de transferencia).

A A

F F

F F

100

500

10001000

500

100

CURVAS DE RESONANCIA PARTICULARES

SONIDO GRAVE SONIDO AGUDO

SONOGRAMAS A NIVEL DE LOS LABIOS

Figura 15.- Espectrograma y sonograma a nivel de la glotis. Existen formantes tras exponerse

por los órganos resonadores del tracto vocal (función de transferencia). La intensidad de negro en el

sonograma ha cambiado, la máxima se sitúa a nivel de los formantes.

A A

F F

F F

100

500

10001000

500

100

F1

F1F1

F1

F2

F2

F2

F2

Los sonogramas o espectrogramas (tiende a usarse el término espectrograma) utilizan el

filtrado de la señal sonora mediante filtros de diferente anchura de banda. Un filtro de

una determinada banda permite tan solo el paso de frecuencias para las que está

diseñado, eliminando las frecuencias que están por encima y por debajo de los límites

Page 22: Libro Faustino Nunez Batalla

22

que posee. Los límites superior e inferior al de un filtro se definen por aquellas

frecuencias donde la atenuación es de aproximadamente -3dB comparados con el centro

de la banda. Los filtros con un paso de banda estrecha (45 Hz) permiten la

discriminación de frecuencias muy próximas, pero su respuesta es lenta. Los filtros de

banda ancha (300 Hz) son rápidos, su resolución en el tiempo es buena, aunque su

resolución frecuencial es pobre. Tendremos siempre una mejor resolución frecuencial si

usamos los de banda estrecha (permite ver cada uno de los armónicos) o una mejor

resolución temporal si usamos los de banda ancha (permite ver la evolución de los

formantes).

En este trabajo se estudiará el sonograma (sound spectrogram) y utilizará el término

“espectrograma”, por ser el más extendido, para referirnos a él (representación

frecuencia versus tiempo de la voz).

En el trazado del espectrograma se debe tener en cuenta que en el eje de las X se

encuentra representado todo el espectro, desde 0 a 5000 Hz y en el eje de las Y se

encuentra representado el tiempo, por lo común, desde 0 a 3 segundos.

En un espectrograma de banda estrecha se observarán unas líneas horizontales paralelas

al eje de las Y, separadas siempre por una distancia constante e igual a la frecuencia

fundamental de la voz (que es la primera línea que observamos), por ello todas las

demás líneas o armónicos serán múltiplos de la primera. Se ha convenido en representar

la intensidad que acompaña a cada armónico como la intensidad en negro de su trazado,

así, las líneas con una intensidad de negro más fuerte son las que portan mayor

intensidad. Entre un armónico y otro debe existir un vacío de trazado o espacio en

blanco, el ruido añadido a la vibración armónica se detecta por un trazado anárquico y

difuminado, tanto más intenso cuanto más negro sea su dibujo. En este gráfico seremos

capaces de identificar la frecuencia fundamental de la voz, la situación aproximada de

los formantes, el ruido añadido a la voz y la existencia de segmentos no fonados en la

muestra (Figura 16).

En un espectrograma de banda ancha se observan con mayor precisión los formantes y

no es posible ver los armónicos que los componen. Los formantes son unas barras

horizontales que se relacionan con la forma y el tamaño de las cavidades de resonancia

del tracto vocal. Estas barras pueden cambiar de posición durante el habla según sea

producida cada vocal. Una estructura formántica clara y adecuada se relaciona con un

buen sistema resonador, con la ausencia de escape aéreo y con la periodicidad normal

del movimiento de las cuerdas vocales. La periodicidad de la fonación, o la regularidad

Page 23: Libro Faustino Nunez Batalla

23

con la que se abren y cierran las cuerdas en los sucesivos ciclos se puede valorar por la

existencia de unas estriaciones verticales en el espectrograma. La regularidad en estas

estriaciones se relaciona con la sincronía con la que se produce la apertura y cierre

periódico de las cuerdas. También se pueden detectar ciertas características del tono con

el que se fona por la mayor proximidad entre dichas estriaciones en los tonos agudos y

la mayor separación en los tonos graves, se dice que cada una de estas estriaciones

verticales coincide con cada pulso glótico (Figura 17).

Figura 16.

Page 24: Libro Faustino Nunez Batalla

24

Figura 17

Page 25: Libro Faustino Nunez Batalla

25

III. CLASIFICACION FISIOPATOLOGICA DE LOS TRASTORNOS DE LA

VOZ.

La calidad de una voz es la percepción de la complejidad física del tono laríngeo

modificado por las cavidades de resonancia. La definición de normalidad es dificil de

establecer dado que la variedad de las voces es infinita. Más adecuado es definir cuando

nos encontramos ante un trastorno de la fonación. Se puede afirmar que existe un

trastorno de la voz cuando la calidad, tono, intensidad o flexibilidad difiere

significativamente de las voces de otros de similar edad, sexo y cultura.

La primera herramienta de la que dispone el clínico para evaluar una voz anormal es su

sistema de percepción auditiva. Aaronson observó que los trastornos vocales se pueden

agrupar en ocho categorías distintas basándose únicamente en la percepción de la voz.

Cada una de ellas se relaciona con un probable comportamiento fisiopatológico distinto

de la laringe y puede servir como base para sospechar las distintas etiologías que pueden

generar las alteraciones vocales concretas.

Este modelo práctico de clasificación de las disfonías se basa en el hecho de que éstas

tienden a agruparse espontáneamente en categorías perceptualmente distintas (Voice

clusters). Dichas categorías son una abstracción o prototipo en el cual se pueden incluir

las voces de similar calidad acústica. A cada categoría corresponde un mecanismo

fisiopatológico concreto, que es el responsable de la calidad vocal, aunque sea generado

por muy distintas causas. Así, cuando oímos una voz aérea o cuchicheada, sabemos que

el comportamiento fisiopatológico de la laringe que lo crea es una insuficiente

adducción de las cuerdas vocales. La causa anatómica o funcional específica que la

genera puede ser muy variada, desde una parálisis vagal alta hasta un simple pólipo o

unos nódulos vocales. La ventaja de categorizar el sonido en un grupo concreto es la de

organizar nuestro pensamiento lógico acerca de su causa, permitiendonos construir un

diagnóstico diferencial. Existen ocho categorías distintas:

1. Voces aéreas o cuchicheadas de forma contínua.

2. Voces tensas o ásperas de forma contínua.

3. Voces tensas o ásperas con interrupciones arrítmicas.

4. Voces tensas o ásperas con interrupciones rítmicas.

5. Temblor vocal.

6. Voces aéreas o cuchicheadas de forma intermitente.

7. Voces de tono bajo.

Page 26: Libro Faustino Nunez Batalla

26

8. Voces de tono elevado.

1. Voces aéreas o cuchicheadas de forma contínua. El comportamiento

fisiopatológico que subyace en esta categoría es el cierre glótico incompleto o

ineficaz. La causa más frecuente de un cierre glótico incompleto es la existencia de

una masa en la superficie de una o ambas cuerdas vocales que impide su completo

contacto en la línea media. Las lesiones más comunes son los nódulos vocales, los

pólipos y los carcinomas. Si no se comprueba la existencia de una masa en las

cuerdas vocales, la siguiente causa en frecuencia es una enfermedad neurológica que

afecte al nervio vago (X par). Una laringoscopia indirecta es suficiente para

descartar ambas posibilidades, y si es así se tendrá que pensar en una enfermedad de

la unión mioneuronal como la miastenia gravis, un parkinsonismo temprano o bien

lesiones cerebrales que puedan crear una apraxia de fonación o una enfermedad de

lóbulo frontal. Descartadas todas las causas orgánicas expuestas se puede pensar en

la existencia de un origen psicógeno de esta disfonía.

2. Voces tensas o ásperas de forma contínua. El mecanismo fisiopatológico común

en esta categoría es la hiperadducción completa y contínua de las cuerdas vocales.

Este comportamiento laríngeo se puede observar en los casos en los que una masa

impide el cierre completo de las cuerdas, el sujeto es consciente de la ineficacia de

su voz y genera un gran esfuerzo vocal en forma de hiperadducción como

mecanismo compensador. Es frecuente escuchar una voz aérea al nivel

conversacional que con el canto o el grito desaparece. Otras causas de hiperaducción

vocal hay que buscarlas en enfermedades neurológicas como la parálisis

pseudobulbar o la esclerosis lateral amiotrófica, en la que domine la espasticidad

sobre la flacidez al nivel de la laringe. Si se demuestra que no existe una causa

orgánica, nuevamente tendremos que pensar en un origen psicógeno de esta

disfonía.

3. Voces tensas o ásperas con interrupciones arrítmicas. En esta categoría se

agrupan aquellas voces cuyo mecanismo fisiopatológico común consiste en una

hiperadducción intermitente y arrítmica de las cuerdas vocales. Las dos causas que

destacan en este grupo son las distonías como la disfonía espástica adductora de

origen neurológico y la corea. En caso de no poder demostrar ninguna de las

mismas, se tendrá que pensar en una disfonía espástica adductora de origen

psicógeno.

Page 27: Libro Faustino Nunez Batalla

27

4. Voces tensas o ásperas con interrupciones rítmicas. La diferencia con la anterior

categoría es que las interrupciones se suceden con un patrón bien definido por la

existencia de repetidas hiperadducciones vocales regulares en el tiempo. Los

ejemplos más característicos son el temblor heredofamiliar benigno o temblor

esencial y la más infrecuente mioclonia velofaringolaríngea.

5. Temblor vocal. Se observa una adducción-abducción parcial y rítmica de las

cuerdas vocales. La causa más frecuente es el estado de ansiedad. En cuanto a las

causas orgánicas que la pueden producir están el síndrome cerebeloso y el temblor

esencial de intensidad moderada. La fisiopatología de estas voces comprende la

existencia de fluctuaciones rítmicas en la contracción de los músculos torácicos

espiratorios y de los músculos laríngeos.

6. Voces aéreas o cuchicheadas de forma intermitente. El mecanismo que las crea

es una hiperabducción intermitente de las cuerdas vocales. Las causas orgánicas se

centran en el temblor esencial en el que predomine la abducción vocal, lo que se

denomina una disfonía espástica abductora neurológica.

7. Voces de tono bajo. El mecanismo común es una reducción de la frecuencia

fundamental de la vibración vocal. Entre las causas orgánicas se pueden encontrar

las de origen traumático (úlceras de contacto, hiperplasia epitelial) o bien

endocrinológicas (hipotiroidismo, virilización o acromegalia). Las causas

psicógenas son derivadas de una estrés crónico o por un tono de voz bajo electivo.

8. Voces de tono alto. Existe un aumento en la frecuencia fundamental de la vibración

vocal. Las causas orgánicas son la existencia de una laringe anormalmente pequeña

en casos de trastornos endocrinológicos en el sexo masculino o la existencia de una

sinequia congénita o adquirida en la comisura anterior de la laringe, que acorta la

porción vibrátil de las cuerdas, y por tanto, elevan su frecuencia fundamental. Entre

las causas psicógenas se encuentran la puberofonía, como cuadro destacado.

Page 28: Libro Faustino Nunez Batalla

28

IV. ESPECTROGRAFIA DE LAS VOCES AEREAS .

En este tipo de disfonías se crea un flujo aéreo turbulento debido al cierre glótico

incompleto durante el ciclo vocal o por un comportamiento vibratorio irregular. Se

crean dos perturbaciones en la señal acústica: la primera consiste en la aparición de

componentes de ruido (señal no periódica o de espectro contínuo) relacionados a dicho

flujo aéreo turbulento y la segunda es una pérdida de los armónicos de alta frecuencia

debido a que la fase de cierre glótico del ciclo vocal se encuentra acortada o es

incompleta.

Según Yanagihara, las características acústicas de la disfonía se determinan por las

interacciones entre tres factores: 1. Componentes de ruido en el formante principal de

cada vocal. 2. Componentes de ruido de alta frecuencia encima de los 3 kHz. 3. Pérdida

de componentes armónicos de alta frecuencia. Con la progresión de la severidad de la

disfonía, estos tres parámetros se hacen más prominentes de una forma gradual, con lo

que es posible generar una clasificación en cuatro grados de severidad de una disfonía

basándose en los trazados de un espectrograma de banda estrecha:

Grado I. Los componentes armónicos se mezclan con componentes de ruido

principalmente en la región de los formantes de las vocales. Figura 18. Clip 66

Grado II. Los componentes de ruido predominan sobre los armónicos del segundo

formante. Además existen ligeros componentes de ruido de alta frecuencia por

encima de los 3 kHz. Figura 19. Clip 67

Grado III. El segundo formante se reemplaza en su totalidad por ruido. El

componente de ruido de alta frecuencia intensifica su energía y expande su rango.

Figura 20. Clip 68

Grado IV. El primer formante pierde sus componentes periódicos y se observan

componentes de ruido. En las altas frecuencias se intensifica aún más el ruido.

Figura 21. Clip 69

Esta clasificación es de utilidad en la clínica por dos motivos principales: Por permitir

expresar numéricamente una cualidad multidimiensional de la voz, tradicionalmente

difícil de calificar de otra manera y porque el grado acústico objetivo de la disfonía se

ha visto que se relaciona con la gravedad subjetiva que se percibe al oido.

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Figura 18 Disfonía tipo I de Yanagihara

Figura 19. Disfonía tipo II de Yanagihara.

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Figura 20. Disfonía tipo III de Yanagihara.

Figura 21. Disfonía tipo IV de Yanagihara.

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V. ESPECTROGRAFIA DE LAS VOCES TENSAS O ASPERAS DE FORMA

CONTINUA.

Mientras que en la voz espirada predomina la presencia de un flujo aéreo turbulento

generado por un insuficiente cierre glótico, en la voz áspera predominan las

irregularidades en la vibración vocal causadas por un desequilibrio en la masa o tensión

entre ambas cuerdas. Omori et al. Describieron la presencia de una anormalidad acústica

diferente que afecta principalmente a los casos de disfonía generada por pólipos o

edema de Reinke. Esta anormalidad acústica está representada en el sonograma por

trazados diferenciados de pequeña magnitud que se sitúan entre dos armónicos

consecutivos en el sonograma de banda estrecha que se denominan subarmónicos.

Se considera que se hallan presentes cuando se observa la existencia de trazados

horizontales diferenciados entre dos armónicos múltiplos de la frecuencia fundamental,

definida como el primer trazado que aparece en el espectro. Para saber que dichos

trazados no son múltiplos de la frecuencia fundamental se obtiene su valor en Hz

mediante el cursor de pantalla que nos permite conocer el punto del espectro en que nos

encontramos. Pueden ocupar la totalidad de la muestra (Figura 22, no clip) o bien estar

presentes en puntos concretos de la misma, que coinciden con breves fragmentos de voz

cualitativamente distintos del resto, en forma de voz áspera (Figura 23, no clip).

Los parámetros más extendidos para el análisis de la disfonía son las medidas de las

perturbaciones en la frecuencia y en la amplitud de la voz, a las que se viene

denominando Jitter y Shimmer, respectivamente, que reflejan la extensión de los ciclos

vibratorios erráticos que genera la patología vocal. Por otra parte, también se puede

medir el grado de ruido turbulento que produce una glotis incompletamente cerrada por

una lesión que se interponga entre las cuerdas en su cierre, lo que se denomina NNE

(energía de ruido normalizada) o razón armónico/ruido. No obstante, el estudio de la

voz quedaría incompleto si no se realiza un espectrograma o un sonograma de la misma,

de hecho, Omori encuentra que se puede hallar una voz con características

psicoacústicas que corresponden a una voz áspera con los parámetros arriba

mencionados normales y con la presencia de alteraciones objetivas en el espectrograma

en forma de subarmónicos, que pueden explicar tales características psicoacústicas en

algunas voces.

La base física de este fenómeno acústico hay que buscarla en la asimetría de las

características mecánicas de las cuerdas vocales como resultado de una patología de las

mismas. La insuficiencia del cierre glótico unida a un desequilibrio de la tensión de las

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32

cuerdas causa un patrón vibratorio complejo dicrótico o tricrótico. Los patrones

vibratorios en estas condiciones son muy inestables y sensibles a la presión subglótica.

La voz generada es áspera en calidad o en ocasiones puede sonar diplofónica. En

nuestra experiencia encontramos también, como lo hizo con anterioridad Omori, casos

de disfonía que presentaban los parámetros jitter, shimmer o incluso el NNE normales y

sin embargo presentaban subarmónicos en el espectrograma. La observación más

importante que queremos resaltar es la presencia de subarmónicos en los casos de

disfonía ventricular y las disfonias hiperfuncionales que presentan otra fisiopatología

distinta a la de las lesiones tipo masa que se interponen entre las cuerdas. Este tipo de

alteraciones de la voz está determinada por una hipercontracción de los músculos

adductores de la laringe con cierres exageradamente firmes de la glotis y con

participación de las estructuras supraglóticas en los fenómenos vibratorios que generan

sonido vocal. En estos casos, a nuestro juicio, más que crearse una distorsión de las

características mecánicas y vibratorias de las cuerdas vocales, lo que se crea es un punto

de vibración adicional al de las cuerdas vocales verdaderas en la supraglotis, en

concreto en las bandas ventriculares. Este punto de vibración suma su sonido al

generado en las cuerdas vocales con lo que se detectan dos patrones de armónicos, que

en el caso del generado por las bandas interpretamos como subarmónicos. El caso más

llamativo, y que se reproduce en la figura 24 (Clip 611) es el de un prolapso de

ventrículo, en el que observamos dos subarmónicos cuya frecuencia es el tercio de la

fundamental. Las características psicoacústicas de esta muestra fueron catalogadas

como las de una franca diplofonía. Por medio del estroboscopio se pudo comprobar la

hipótesis de que se crea un punto vibratorio adicional en el tracto vocal al ver el patrón

vibratorio de las cuerdas vocales y además una vibración periódica del prolapso del

tercio anterior del ventrículo izquierdo con la banda contralateral. Este fenómeno fue

publicado por primera vez en relación con la estroboscopia de un caso de disfonía plicae

ventricularis o disfonía ventricular en el que se observó una onda mucosa que viajaba en

la superficie de las bandas. De esta observación pudimos concluir que la presencia de

subarmónicos en el espectro puede relacionarse también con el establecimiento, por

parte de la alteración vocal de que se trate, de un punto de vibración adicional al de las

cuerdas vocales en la supraglotis, lo que puede ser considerado como la objetivación del

fenómeno psicoacústico de la diplofonía (Figura 25). Clip 610

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33

Figura 22.

Figura 23.

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Figura 24.

Figura 25.

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35

VI. ESPECTROGRAFIA DE LAS VOCES TENSAS O ASPERAS CON

INTERRUPCIONES INTERMITENTES ARRITMICAS.

Lo primero que llama la atención es el hecho de que su presencia no es constante en

toda la muestra en la mayoría de los casos, sino que está determinada por fragmentos de

voz cualitativamente distintos del resto, que perceptivamente corresponden a las roturas

de voz o a fragmentos de fonación especialmente esforzados, el caso más característico

es el de una disfonía espástica adductora en la que los subarmónicos se encuentran en

las fases del espasmo vocal (Figura 26, Clip 613), aunque también se pueden encontrar

trazados que detectan los espasmos sin que tengan que existir subarmónicos

necesariamente (Figuras 27 Clip 614).

Figura 26.

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36

Figura 27.

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37

VII. ESPECTROGRAFIA DE LAS VOCES TENSAS O ASPERAS CON

INTERRUPCIONES RITMICAS Y DEL TEMBLOR VOCAL.

Se presentan en conjunto estos dos tipos de voces por presentar similares características

espectrográficas. El temblor vocal consiste en una fluctuación de la intensidad y tono de

la fonación de forma regular (figura 28) que en su forma más severa pueden causar

roturas de voz con descenso súbito del tono o interrupciones bruscas en la producción

vocal, que se corresponden con una disfonía espástica, tanto adductora como abductora.

En estos pacientes se ha observado la existencia de un movimiento irregular y

entrecortado de los músculos intercostales interno y externo que muy probablemente es

el responsable de las fluctuaciones en intensidad y en tono. Las interrupciones en la

fonación se han atribuido a la existencia de cierres espasmódicos de la glotis, pero

también puede ser cierto que ocurra el fenómeno opuesto, una súbita distensión de las

cuerdas vocales.

Figura 28. Temblor esencial

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38

VIII. VOCES AEREAS O CUCHICHEADAS DE FORMA INTERMITENTE

Este tipo de voces es poco frecuente, se originan por la existencia de espasmos que

producen una hiperabducción súbita de las cuerdas, con lo que se genera un flujo de aire

turbulento intermitente coincidiendo con dicha separación de las cuerdas. En estas voces

se escucha una calidad aérea intermitente y en el trazado del espectrograma se observará

una pérdida de armónicos en los segmentos no fonados y una ausencia de armónicos en

las altas frecuencias, fruto de la falta de aproximación de las cuerdas (Figura 29, clip

217). Existe una propensión a ocurrir con mayor intensidad durante la producción de

consonantes, especialmente si se encuentran al inicio de una palabra.

Los procesos que generan este tipo de voces son de dos tipos. El primero se observa en

el seno de un temblor heredofamiliar benigno en el que domine la fase de separación de

las cuerdas sobre la de la aproximación, se dice entonces que estamos ante una disfonía

espástica abductora del temblor esencial. El segundo proceso es el que se observa en las

reacciones de conversión que causan espasmos en abducción de las cuerdas, o lo que es

lo mismo, una disfonía espástica abductora de causa psicógena.

Figura 29.

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IX. ESPECTROGRAFIA DE LAS VOCES DE TONO BAJO.

En el sexo masculino es tolerable socialmente el tener una voz más grave de lo normal y

puede no constituir un problema para el paciente. Sin embargo, en el sexo femenino

puede causar un serio problema. El proceso que más frecuentemente hace que la voz

femenina pierda su característico tono agudo es el edema de Reinke. Su base

fisiopatológica consiste en el aumento de la masa de las cuerdas vocales, suficiente

motivo para impedir fonaciones con tonos agudos, a ello se puede añadir, según la

severidad o la forma que adquiera el borde libre de las cuerdas vocales un flujo aéreo

turbulento y el ruido que ello conlleva. Por tanto, en el espectrograma de estos

trastornos observaremos que: 1. Los armónicos se encuentran más próximos unos de

otros por el descenso en la frecuencia fundamental. 2. Existe ruido añadido o

sustituyendo a los armónicos que sigue la disposición según los grados de severidad de

Yanagihara. En la figura 30 se representa una voz severamente afectada por el descenso

en la frecuencia fundamental y por una gran cantidad de ruido que sustituye por

completo a los armónicos del segundo formante. 3. También se pueden presentar

subarmónicos en el trazado de forma contínua o intermitente, según sea el grado de

hiperadducción que el individuo ejerza para compensar su percepción de falta de

eficacia de su fonación (Figura 31 clip 218).

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40

Figura 30.

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41

X. ESPECTROGRAFIA DE LAS VOCES CON TONO ELEVADO.

En esta categoría se agrupan las voces que presentan una tonalidad inadecuadamente

aguda como resultado de defectos anatómicos en la laringe o por causas psicógenas. Son

trastornos de baja incidencia y son más problemáticos cuando afectan al sexo

masculino. En el espectrograma observaremos únicamente una mayor separación entre

los armónicos, fruto de la elevada frecuencia fundamental, aunque se pueden asociar

componentes de ruido como en las sinequias de comisura anterior, en las que la

frecuencia fundamental aumenta por efecto del acortamiento que se produce en la

porción vibrátil de las cuerdas y el ruido o la ausencia de armónicos de alta frecuencia

que aparece por defectos de cierre glótico, frecuentemente observados en este trastorno

(Figura 32, clip 219).

Figura 31.

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42

Figura 32.

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43

XI. ESPECTROGRAMAS DE CASOS CLINICOS.

1. Alteraciones funcionales y neurológicas.

1.1. Enfermedad de Parkinson. Esta enfermedad se origina por una lesión en la

substantia nigra en los ganglios de la base que libera la inhibición de la

motoneurona, lo que causa rigidez y lentitud de los movimientos. La disfonía

parkinsoniana consiste en una voz de reducida intensidad y monotonal, con

calidad aérea y en ocasiones temblorosa. La monotonía de la voz se origina de

la rigidez y del reducido movimiento de los músculos laríngeos intrínsecos y

extrínsecos. Se puede considerar como un signo temprano de parkinsonismo

una voz poco intensa y monotonal, aunque estén aún ausentes los signos

disártricos que se suelen añadir. En la figura 33 (clip cmpfa) se representa el

trazado del espectrograma de un paciente con síndrome de Parkinson

avanzado, en el que podemos observar una ausencia total de armónicos (solo se

observa el primero) que están sustituídos por ruido y un tiempo máximo de

fonación muy reducido.

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44

1.2. Disfonía espástica adductora. En este ejemplo se muestra la efectividad del

tratamiento con inyección de toxina botulínica en estos casos. En el

espectrograma de la figura 34 (clip 21803a) se observa la existencia de claros

espasmos adductores de forma intermitente que originan fluctuaciones del tono.

Una vez efectuado el tratamiento con toxina botulínica inyectada en el músculo

tiroaritenoideo mediante un fibroscopio, se obtiene el espectrograma de la

figura 35 (clip 21803c), en el que se constata la reducción en intensidad y

frecuencia de los espasmos, representados por las fluctuaciones en el tono.

Figura 33.

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45

Figura 34.

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46

1.3. Hiperfunción vocal. Una de las manifestaciones más frecuentes de la

hiperfunción vocal, en el contexto de un aumento de la tensión musculo-

esquelética de los estados de stress crónico, es la disfonía ventricular, fonación

con bandas o Disfonía Plicae Ventricularis. Es un trastorno de origen

psicógeno en la mayor parte de los casos, aunque también se observa como

mecanismo de compensación de una insuficiencia del cierre glótico. En el

espectrograma que se muestra en la figura 36 (clip 21045a) se puede observar

la existencia de una diplofonía (por los trazados subarmónicos) y un tono muy

bajo, corresponde a un varón con disfonía ventricular por hiperfunción laríngea.

Figura 35.

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47

1.4. Hipofunción vocal. En este trastorno se observa una escasa fuerza de adducción

de las cuerdas vocales, que en algún caso pueden aparecer arqueadas, dejando

incluso un ojal glótico fusiforme. Este signo puede ser reflejo de la existencia

de enfermedades neurológicas, neuromusculares o de enfermedades psicógenas

como la depresión. En el espectrograma de la figura 37 (clip 533954a) se

observa que los armónicos de alta frecuencia están ausentes, fruto de una débil

adducción de las cuerdas vocales. Llama la atención el hecho de que no exista

ruido en este caso, que en otro más severo si que estaría presente.

Figura 36. .

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48

Figura 37.

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1.5.Parálisis del X par craneal. Las parálisis vagales altas dañan al nervio antes de su

división en los nervios faríngeo, laríngeo superior y recurrente. De esta forma

todos los músculos inervados por esas ramas se paralizarán. Los músculos

afectos, por tanto, serán de tres tipos: 1. Los inervados por la rama faríngea,

elevador del velo del paladar y los constrictores faríngeos. 2. Parálisis del

músculo cricofaríngeo. 3. Parálisis del resto de los músculos intrínsecos de la

laringe del mismo lado. Las cuerdas vocales se paralizan y se fijan en la posición

de abducción de forma uni o bilateral. El velo del paladar en reposo o durante la

fonación se situará en una posición más baja que en el lado sano. En la fonación

el lado sano se elevará traccionando de la úvula y la línea media hacia el lado

normal. En lesiones bilaterales el paladar blando se situará en una posición más

baja de lo normal y en fonación no se elevará o lo hará mínimamente. Se creará

una severa disfonía espirada o cuchicheada por la gran cantidad de aire que se

pierde al nivel de la glotis insuficientemente cerrada y en ocasiones se oirá un

flutter o vibración al prolongar las vocales. Existirán una intensidad y tono

reducidos así como roturas del tono en falsetto. En los casos bilaterales la voz

será virtualmente cuchicheada por el mayor ojal glótico que se crea. En el caso

que se representa en la figura 38 (clip868888a) se observa una ausencia de

armónicos casi total, los que se observan son escasos, en la región de frecuencias

bajas del espectro y se acompañan por una gran cantidad de ruido por el aire que

se escapa, así mismo, el tiempo máximo de fonación no supera los 1.5 segundos.

En estos casos se puede corregir la insuficiencia glótica mediante una

laringoplastia de medialización o tiroplastia I de Isshiki, en la figura 39

(clip868888c) se expone el espectrograma realizado 24 horas después de dicha

intervención en el que se observa cómo aparecen los armónicos y el tiempo

máximo de fonación se alarga hasta la normalidad, se aprecia aún ruido en el

espectro.

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Figura 38.

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1.6. Lesiones extracraneales del nervio recurrente sin afectar a los nervios faríngeo

ni laríngeo superior. Se paralizan todos los músculos intrínsecos de la laringe a

excepción del cricotiroideo. Las cuerdas vocales se paralizan y quedan fijas en la

posición paramediana uni o bilateral. La causa de que no se paralicen en la

posición de abducción, como en los casos anteriores, es que el músculo

cricotiroideo mantiene su capacidad de estirar la cuerda anteroposteriormente, lo

que actúa como un adductor, llevando la cuerda a una posición más cercana a la

línea media. En las lesiones bilaterales las cuerdas están fijas en una posición tan

cercana a la línea media que hacen que la fonación sea virtualmente normal

(Figura 40-clip 22610a). La parálisis de los abductores impiden que la glotis se

ensanche durante la inspiración dando lugar a un estridor inspiratorio y

compromiso de la vía aérea, que en muchas ocasiones obliga a realizar una

traqueotomía. En los casos unilaterales se observa una moderada disfonía

espirada con una intensidad reducida, diplofonía y roturas en falsetto. Como

signos asociados se encuentran una tos débil, un ataque glótico ausente y una vía

aérea marginal. Las causas que originan estas lesiones son las lesiones

traumáticas de la cirugía, neoplasias, enfermedad vascular, infección,

enfermedades metabólicas e idiopáticas. En la figura 41 (clip 00909a) se

Figura 39.

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52

representa una parálisis recurrencial unilateral reciente, en la que observamos

ausencia de armónicos y sustitución por ruido del segundo formante. Una vez

realizada la rehabilitación logopédica se observa cómo en la figura 42 (clip

00909b) el espectrograma es casi normal, con una riqueza de armónicos

aceptable y sin ruido significativo.

Figura 40.

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53

Figura 41.

Figura 42.

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2. Alteraciones anatómicas de la glotis.

El objetivo de la fonocirugía es la restauración de la anatomía de la glotis para

recuperar las características que definen a una voz normal: una intensidad adecuada, un

tono apropiado y una calidad o timbre agradable. De ellas, la más frecuentemente

alterada en la patología vocal es la última, por lo que el mejor o peor resultado de una

intervención vendrá dado por las modificaciones de la misma. Llama la atención que

este parámetro no sea cuantificado ni registrado previamente a las intervenciones de

fonocirugía que se llevan a cabo por muchos otorrinolaringólogos, justo en una época

en la que la medicina tiende a objetivar los resultados de los procedimientos

terapéuticos de forma generalizada con fines investigadores, de control de calidad o

médico-legales. La mayoría de las intervenciones de fonocirugía tienen por objeto

restaurar una glotis incompetente que sufre una pérdida de aire entre las cuerdas para

lograr el mejor contacto posible entre ellas con el fin de conseguir una mayor riqueza de

armónicos y una ausencia de ruido en el espectro. Las distintas lesiones tipo masa

generan una disfonía aérea o espirada muy similar, que no permite distinguir la causa

concreta que las produce. De igual manera, el espectrograma tampoco nos permitirá

aventurar la causa concreta de la disfonía, por lo que este hecho nos sirve para resaltar

que el estudio del espectro de una voz no puede sustituir al examen laringoscópico ni

estroboscópico de la laringe. En las figuras 43 a 46 (clips 17447a, 575312a, 19292ª)

podemos ver el espectrograma de distintas lesiones de las cuerdas vocales,

independientemente del grado de afectación de Yanagihara al que pertenezcan se puede

observar lo que tienen en común: La pérdida de armónicos y la sustitución de los

mismos por ruido.

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Figura 43. Carcinoma de Cuerda vocal derecha.

Figura 44. Tuberculosis laríngea .

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Figura 45. Sulcus vocalis.

.

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Figura 46. Carcinoma de cuerda vocal derecha.

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Si para el diagnóstico exacto de la causa de la disfonía el espectrograma se muestra

ineficaz, para documentar y estudiar los resultados de los tratamientos (quirúrgicos o

nó) es una herramienta de primer orden. En las figuras 47 a 54 (47:18757a, 48:18757c,

49: 20405a, 50: 20405b, 51: 20972a, 52: 20972b, 53: 22957a, 54: 22957b) se presentan

casos clínicos de distintas patologías antes y después de los distintos tratamientos, existe

una recuperación en la riqueza de los armónicos, y el ruido se atenúa.

Figura 47. Disfonía infantil (nódulos).

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Figura 48. Disfonía infantil tras logopedia.

Figura 49. Quiste submucoso. Preoperatorio.

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Figura 50. Quiste submucoso. Postoperatorio.

Figura 51. Edema de Reinke. Preoperatorio.

.

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Figura 51. Edema de Reinke. Preoperatorio.

.

Figura 52. Edema de Reinke. Postoperatorio.

Figura 53. Edema de Reinke.

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Pero el espectrograma en fonocirugía no solo sirve para documentar las modificaciones

de la fonación con respecto al tratamiento, sino que también nos sirve para control de

calidad de los procedimientos terapéuticos aplicados. Un problema serio es el estudio de

la disfonía postoperatoria en la que tenemos que averiguar con exactitud el estado

funcional tras la cirugía. Era frecuente observar en el pasado disfonías tras la cirugía del

edema de Reinke en la que se practicaba una decorticación de las cuerdas vocales, estas

aparecían en el postoperatorio lisas, rectilíneas y sin edema, pero la función era

catastrófica. Se achacaba a una causa “funcional” el fracaso. En la actualidad se sabe

que un principio básico de la fonocirugía es evitar la cicatrización por segunda intención

del borde libre de las cuerdas para evitar fibrosis de las mismas, desaparición del

espacio de Reinke y abolición de la onda mucosa, generadora de la riqueza armónica de

la voz. En las figuras 55 y 56 (clips 841303a y 404994a) se muestran dos ejemplos de

disfonía postoperatoria. Se observa que los armónicos están ausentes y la fonación se

limita al ruido que se amplifica en las cavidades de resonancia.

La solución de este problema es una de los frentes más activos en la investigación en

fonocirugía.

Figura 54. Edema de Reinke. Tras dejar de fumar.

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Figura 55. Disfonía postoperatoria. Cicatriz vocal.

Figura 56. Fibrosis de ambas cuerdas vocales.

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