Analisi Vocale con sistema “Fonos”

A cosa serve l’ Analisi Vocale
L’Analisi Vocale con sistema “Fonos”  è un’analisi  digitale della  voce realizzabile tramite PC che consente elaborazioni ed analisi del segnale verbale in modo rapido ed affidabile, offrendo nel contempo prodotti grafici e dati numerici obbiettivi prima impensabili con le apparecchiature analogiche.

L’Analisi Vocale con sistema “Fonos” fornisce l’andamento della frequenza fondamentale e dell’ampiezza picco – picco nel tempo, l’analisi spettrale ed i principali parametri di vocalità. 

A partire dalla frequenza fondamentale e dall’ampiezza è infatti possibile valutare le  perturbazioni  a  breve  termine (ossia le variazioni  tra  un ciclo e il successivo)  che  prendono  il nome di Jitter nel caso della Frequenza Fondamentale e Shimmer per l’ampiezza. 

Soggettivamente una perturbazione della frequenza fondamentale glottica a breve termine (Jitter %) corrisponde alla voce rauca mentre una perturbazione dell’ampiezza dell’onda sonora ossia della vibrazione glottica (Schimmer %) corrisponde alla voce soffiata.

E’ possibile altresì quantificare  in  maniera oggettiva il grado globale di disfonia del paziente attraverso il  parametro  HNR  (Harmonic  to  Noise  Ratio)  che confronta  l’energia  del  rumore  con  quella  del  contenuto armonico.

Lo  spettrogramma  permette  di  analizzare  le  variazioni temporali  del  contenuto  spettrale  del  segnale  analizzato. Si tratta di un grafico il cui asse orizzontale rappresenta il tempo, quello verticale la frequenza e il colore (o il valore di grigio) di ogni punto l’ampiezza del suono in quell’istante.

Nello spettrogramma a finestra lunga la frequenza fondamentale (frequenza di vibrazione delle corde vocali) è rappresentata dal regione di grigio più in basso mentre le armoniche, multiple della fondamentale, sono rappresentate dalle linee ad essa sovrastanti (circa 40). 

La presenza di rumore alle alte frequenze è messa in relazione con l’insufficiente tensione e adduzione cordale, con conseguente fuga d’aria fonatoria e sensazione  percettiva  di  voce  soffiata.  La  componente  aperiodica  a  bassa  frequenza, frammista o sostitutiva delle armoniche, è dovuta alla vibrazione irregolare per aumento dell’adduzione e della rigidità cordale.

Nell’interpretazione dello spettrogramma a finestra lunga bisogna considerare la presenza o meno di diplofonia, che graficamente si presenta come subarmoniche di intensità ridotta intercalate alle armoniche regolari. La diplofonia viene prodotta da una vibrazione glottica di ampiezza asimmetrica: dopo una vibrazione di una certa ampiezza ne segue una meno ampia.

La diplofonia deve essere distinta dalla voce bitonale; in questo caso sono presenti due frequenze fondamentali, che possono anche non essere in rapporto armonico tra loro, poiché il secondo suono è prodotto da un’altra sorgente sonora laringea in aggiunta alla normale sorgente glottica. La seconda sorgente può essere rappresentata dalla vibrazione delle false corde o delle aritenoidi.

Nello spettrogramma a finestra corta le zone più scure rappresentano le formanti (zone di concentrazione di energia sonora che rappresentano le frequenze di risonanza del condotto vocale) mentre le righe verticali il periodo di vibrazione delle corde vocali.     

Le formanti sono dovute all’effetto di risonanza del tratto vocale sopraglottico che va ad aumentare l’ampiezza di alcune armoniche filtrandone altre.

Il modulo Fonos Phonetogram consente di valutare in maniera quantitativa il range di estensione e di intensità della emissione vocale. Nel grafico (Fonetogramma) vengono rappresentati i valori di frequenza-pressione  sonora  misurati. La tecnica consiste nel fare emettere ad intensità variabile (dal minimo al massimo) suoni di differente altezza tonale. I discostamenti rispetto al fonetogramma tipo evidenziano il grado di deficit fonatorio.

Il range tonale nei soggetti normali è di almeno due ottave (24 note successive o «semitoni»); esso può aumentare fino a tre ottave nei cantanti professionisti e può ridursi a pochi semitoni in caso di patologia laringea.

Chi può essere sottoposto all’Analisi Vocale con sistema “Fonos”?
Sia bambini che adulti con problemi di voce possono essere sottoposti all’esame.

Sono previste norme di preparazione per l’Analisi Vocale con sistema “Fonos”?
Non sono previste norme di preparazione.

Come si esegue l’Analisi Vocale con sistema “Fonos”?

Il paziente è posto seduto comodamente ad una distanza della bocca di 5 cm dal microfono, con un’angolazione rispetto al livello orizzontale di quest’ultimo di 45°. 

Protocollo per il modulo “Analisi Vocale”
Il software permette di verificare immediatamente il livello del suono registrato. In particolare se la barra è blu significa che il suono è troppo basso, verde che è corretto ed infine rossa se è troppo elevato.

Il protocollo prevede:

1. Valutazione del Tempo Massimo Fonatorio (TMF, v.n. (10 sec) sulla vocale /a/.
   La prova viene ripetuta tre volte, considerando solo il massimo valore ottenuto.
2. Registrazione (alla normale voce di conversazione) di un messaggio contenente:
   • cognome e nome;
   • i numeri da 1 a 10;
   • la parola “aiuole”;
   • le cinque vocali I, E, A, O, U prolungate per almeno 4 sec;
   • la frase di una nota canzone: “Fra Martino, campanaro, dormi tu”.
3. Pronuncia della vocale “a” ed analisi con sistema “Fonos”.
   Del vocalizzo sono considerati solo i tre secondi centrali eliminando l’attacco e l’estinzione dell’emissione e si calcolano:
   • parametri di vocalità
   • spettrogramma

Viene  eseguito  lo  spettrogramma  a  «finestra  lunga»  (600  punti)  nel  range  frequenziale 0-4000 Hz, al fine di visualizzare le componenti armoniche, le componenti di rumore e le eventuali diplofonie. L’interpretazione dello spettrogramma si basa essenzialmente sulla valutazione della componente di rumore. A tale scopo si utilizza la seguente classificazione basata solo sulle regioni frequenziali (e non anche sulle regioni formantiche):

TIPO I: si evidenziano distintamente le componenti armoniche frammiste alle componenti di rumore presenti nel range 0-3000 Hz;
TIPO II: nel range 2000-4000 Hz le componenti di rumore predominano sulle componenti armoniche;
TIPO III: si evidenzia solo rumore nel range 2000-4000 Hz;
TIPO IV: il  rumore  predomina  su  tutto  lo  spettro.  Solo  la  frequenza  fondamentale e le armoniche fino ai 500 Hz possono essere evidenziate.
Nel caso di presenza diplofonie nello spettrogramma viene aggiunta una /d/ accanto al numero relativo alla classe di rumore (es. Tipo IIId).

4. Pronuncia della parola “aiuole” ed analisi con sistema “Fonos” per calcolare:

• parametri di vocalità
• spettrogramma

Viene  eseguito  lo  spettrogramma  a  «finestra  lunga»  (600  punti)  nel  range  frequenziale 0-10000 Hz.
Viene valutata la gravità della disfonia secondo la classificazione di Yanagihara,
Yanagihara (1967) ha proposto una classificazione spettrografica di gravità della disfonia. Lo studio interessava 167 pazienti che percettivamente presentavano disfonia lieve, moderata o grave:

Tipo I: le regolari componenti armoniche sono frammiste alla componente di rumore nella regione formantica delle vocali [a], [i], [u], [o] ed [e] (al di sotto dei 3000 Hz): disfonia lieve.
Tipo II: la componente di rumore nella seconda formante di [i] ed [e] predomina sulla componente armonica, e compare lieve rumore anche alle frequenze al di sopra dei 3000 Hz, sempre nelle stesse vocali ([i] ed [e]): disfonia moderata.
Tipo III: la seconda formante di [i] ed [e] è totalmente sostituita da rumore, che aumenta ulteriormente al di sopra dei 3000 Hz: disfonia grave.
Tipo IV: le seconde formanti di [a], [i] ed [e] sono sostituite da rumore, le prime formanti di tutte le vocali perdono la loro componente periodica; il rumore alle alte frequenze aumenta di intensità: disfonia molto grave.

Protocollo per il modulo “Fonetogramma”
Per poter eseguire il fonetogramma anche in soggetti “stonati” viene utilizzata la modalità “automatica”.
La vocale richiesta è la “a” con produzione di una scala musicale o di una sirena, dalla nota più grave a quella più acuta, prima alla massima intensità, poi alla minima intensità.
La prova può essere ripetuta più volte ed ogni volta il «campo vocale» viene ulteriormente aggiornato, fino ad ottenere il massimo delle possibilità del soggetto esaminato.
I parametri presi in considerazione nel grafico ottenuto sono:

• la frequenza e la nota più grave;
• la frequenza e la nota più acuta;
• il range tonale in semitoni;
• la minima intensità;
• l’intensità massima a livello della fo media della voce di conversazione (precedentemente determinata sulla parola /aiuole/);
• il range di intensità.