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Estudio comparativo de distintas variables acústicas de la voz en fistuloplastia fonatoria tras laringuectomía total1
ORIGINALES
Rev. Logop. Fon., Audiol., vol. XVIII, n.¼ 4 (225-231), 1998
ESTUDIO COMPARATIVO DE DISTINTAS VARIABLES ACòSTICAS DE LA VOZ EN FISTULOPLASTIA FONATORIA TRAS LARINGUECTOMêA TOTAL1 Por M. Rosique*, J. L. Ramón**, M. Campos*** y J. Cervantes* * Servicio de Otorrinolaringología. Hospital Universitario Virgen Arrixaca. Murcia. ** Cátedra de Física Médica de la Facultad de Medicina. Universidad de Murcia. *** Cátedra de Bioestadística de la Facultad de Medicina. Universidad de Murcia.
RESUMEN Se realiza un estudio comparativo de la voz, a travŽs de la emisi—n sostenida de la vocal /a/, en tres grupos de individuos de sexo masculino: 1) veinte pacientes intervenidos de lanringuctom’a total por carcinoma epidermoide de laringe, en los que se realiz— una fistuloplastia fonatoria con colocaci—n de pr—tesis fonatoria de Herrmann y buena calidad de voz. 2) veinte enfermos operados igualmente de laringuectom’a total por carcinoma epidermoide de laringe que hab’an aprendido erigmofon’a y 3) veinte individuos con voz normal. Comparando los valores de la frecuencia fundamental de la voz encontramos diferencias significativas entre los tres grupos, siendo m‡s pr—ximas a la voz normal los pacientes con pr—tesis fonatoria. En cuanto a otros par‡metros utilizados como el ÇjitterÈ, ÇshimmerÈ y relaci—n arm—nicos/ruido la calidad de la voz con pr—tesis fonatoria es similar a la obtenida con erigmofon’a.
SUMMARY A comparative study of acoustic analysis of voice with sustained phonation of the vowel /a/ is made in three groups of male patients: 1) 20 patients who underwent total laryngectomy and phonatory fistuplasty were fitted with Herrmann voice prothesis, with success of prosthetic voice. 2) 20 laryngectomiced patients good quality esophageal speakers and 3) 20 normal voice subjects. Statistical analysis yielded significant between groups of phonatory prothesis and esophageal voice differences for the parameter fundamental frequency, that was closer to the normal voice in fistuloplastic group. There werenÕt significant statistically differences in jitter, shimmer and harmonics to noise ratio parameters between esophageal and protheses voice groups, suggesting similar disturbance in the vibratoryesophageal ring. Key words: Total laryngectomy. Phonatory prosthesis. Voice analisys.
Palabras clave: Laringuectom’a total. Pr—tesis fonatoria. An‡lisis de la voz.
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Este trabajo ha sido financiado por el Fondo de Investigaciones Sanitarias de la Seguridad Social (FISS), expd. 97/1153.
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ORIGINALES
INTRODUCCIÓN
L
a desaparici—n de la voz por anulaci—n de la funci—n de la laringe en su extirpaci—n completa, como mŽtodo curativo en el tratamiento de c‡ncer de laringe, origina entre otros un problema grave de comunicaci—n a travŽs de la palabra, funci—n caracter’stica de la especie humana. Este problema se plantea desde el inicio de la cirug’a oncol—gica lar’ngea, y tenemos referencias muy tempranas por parte de Gussembauer en 1874, con el primer dise–o conocido de pr—tesis lar’ngea que trata de solucionar el problema de la recuperaci—n de la voz. Esta pr—tesis intentaba llevar el aire desde el traqueostoma hasta la hipofaringe, y al mismo tiempo procuraba evitar el reflujo de saliva y alimento hacia la v’a respiratoria. Paralelamente junto al dise–o de pr—tesis fonatorias se desarrollaron tŽcnicas quirœrgicas de creaci—n de f’stulas traqueoesof‡gicas permanentes que presentaban problemas similares de aspiraci—n. Aparte de estos mŽtodos intervencionistas ha existido en estos pacientes, ya sea de forma espont‡nea o mediante rehabilitaci—n foni‡trica, la comunicaci—n mediante voz esofágica (Seeman, 1958) o erigmofon’a, consistente en utilizar el aire contenido en el es—fago como fuente de energ’a sonora modulada en las cavidades de resonancia y emitida finalmente como palabra inteligible. El auge reciente de la implantaci—n de pr—tesis fonatorias se debe a la adquisici—n y desarrollo de nuevos materiales biocompatibles con menos problemas de intolerancia y a los sistemas valvulares que evitan el inconveniente ya mencionado de reflujo de la v’a digestiva hacia la tr‡quea (Panje, 1981; Shapiro, 1982; Nijdam, 1982; Singer, 1980; Henley-Conh, 1984; Rovira, 1991; Herrmann, 1988; Algaba 1987). La tŽcnica de adaptaci—n de la pr—tesis fonatoria consiste en la creaci—n de una f’stula traqueoesof‡gica mediante una punci—n, ya sea de forma primaria tras la realizaci—n de una laringuectom’a total; o bien, de forma secundaria, en pacientes previamente laringuectomizados que no han conseguido una voz erigmof—nica aceptable. De forma general el funcionamiento consiste en la derivaci—n del aire respiratorio pulmonar hacia la hipofaringe a travŽs de la pr—tesis, cuando el paciente se tapa el traqueostoma con el dedo. La utilizaci—n de las pr—tesis fonatorias y el desarrollo de la tŽcnica quirœrgica de implante en los pacientes sometidos a laringuectom’a total por c‡ncer de laringe, ha 226
sido una preocupaci—n constante en nuestro Servicio de Otorrinolaringolog’a desde 1990, a–o en que se inicia el programa de adaptaci—n de las mismas de forma protocolizada. El seguimiento de estos pacientes normalmente se evalœa por par‡metros cl’nicos, pero tambiŽn es necesario introducir valoraciones de car‡cter cuantitativo sobre una funci—n deficientemente estudiada bajo este prisma como es la voz. Existen mœltiples trabajos sobre la evaluaci—n de la voz en los pacientes sometidos a laringuectom’a total o parcial y adaptaci—n de pr—tesis fonatorias, pero en la mayor’a de ellos se utilizan par‡metros en los que influye la subjetividad de un jurado de normooyentes que examinan la calidad de la voz (Max, 1996; Miralles, 1995). El an‡lisis acœstico de la voz se desarrolla paralelamente al de la electr—nica (Tosi, 1993), pero no es hasta la aparici—n de las computadoras y los programas dise–ados para aquel fin que el estudio de las caracter’sticas de la voz no experimenta un marcado desarrollo (Hall, 1995; Schafer, 1995). Entre los par‡metros estudiados se encuentra la frecuencia fundamental de la voz. Perturbaciones o irregularidades en la periodicidad y en la intensidad de la voz que corresponden respectivamente a los tŽrminos anglosajones ÇjitterÈ y ÇshimerÈ, para los que no existe todav’a una traducci—n consensuada al castellano. Y por œltimo la relaci—n arm—nicos/ruido en la se–al vocal, cuyos valores elevados se corresponden con una voz rica en arm—nicos y bajo nivel de ruido producido por el escape de aire en la fonaci—n. Creemos que puede resultar œtil aplicar estos mŽtodos de medida en el estudio de la voz generada por las pr—tesis fonatorias, valorando sus caracter’sticas mediante la obtenci—n de par‡metros que puedan ser comparados criterios de normalidad, que tambiŽn habr‡ que establecer, y con otros tipos de voz alar’ngea (Robbins, 1984; Alarcos, 1996; Bertino, 1996).
MATERIAL Y MÉTODO El estudio se ha realizado en veinte pacientes diagnosticados de carcinoma epidermoide de laringe que fueron intervenidos de laringuectom’a total y fistulopastia fonatoria, adquiriendo todos ellos una buena voz con la pr—tesis fonatoria. La intervenci—n consiste en realizar en el mismo acto operatorio una punci—n entre tr‡quea y es—fago con
colocaci—n de un molde que mantiene abierta una f’stula traqueoesof‡gica en el traqueostoma. Aproximadamente a los 15-20 d’as del postoperatorio se retira el molde, coloc‡ndose en su lugar la pr—tesis fonatoria tipo Herrmann. Esta pr—tesis fabricada en silicona mantiene sellada, mediante unos aros de contenci—n, la f’stula entre tr‡quea y es—fago creada anteriormente. Un sistema de v‡lvula con la forma de dos lengŸetas permite el paso del aire de la tr‡quea al es—fago, impidiendo al mismo tiempo el reflujo de saliva o alimento que pudiese caer en la v’a respiratoria. Se instruye al paciente desde ese momento a la pr‡ctica de la fonaci—n mediante la oclusi—n del traqueostoma, y derivaci—n del aire pulmonar hacia la hipofaringe, donde la vibraci—n de la mucosa origina el sonido, que se modula en las cavidades de resonancia superiores. La edad media de estos pacientes es de 63,7 a–os, con desviaci—n est‡ndar de 12,5 a–os y rango de 38 a 83 a–os. Los veinte enfermos anteriores se han comparado con otros veinte con carcinoma epidermoide de laringe intervenidos de laringuectom’a total sin ningœn tipo de fistuloplastia fonatoria. Estos pacientes hab’an aprendido erigmofon’a de buena calidad, por lo que utilizaban para hablar los aproximadamente 75 cent’metros cœbicos de aire residual acumulado en el tercio superior del es—fago; a diferencia de los anteriores el aire l—gicamente no es pulmonar, aunque el elemento vibratorio sigue estando ubicado en el segmento faringoesof‡gico. La edad media de este grupo es de 64,6 a–os, desviaci—n est‡ndar de 13,6 y rango de 39 a 88 a–os. Por œltimo se ha elegido otro grupo de veinte individuos normales de sexo masculino, sin patolog’a lar’ngea ni alteraciones fonatorias de ningœn tipo. Su edad media era de 65,4 a–os, con desviaci—n est‡ndar de 10,5 a–os; rango de 47 a 81 a–os. Para el an‡lisis de los par‡metros acœsticos se ha utilizado un ordenador personal con procesador ÇPentium MMXÈ. Las muestras de voz de han grabado a travŽs de la tarjeta de sonido del ordenador ÇSound BlasterÈ de 16 bits. Todos los individuos han emitido de forma sostenida la vocal /a/ a una distancia de 5-10 cent’metros del micr—fono, sentados, en una habitaci—n con bajo nivel de ruido ambiental. El micr—fonos de tipo omnidireccional con sensibilidad m’nima de 60 decibelios. El programa inform‡tico utilizado para analizar las voces ha sido el Multispeech 3.700, de Kay Elemetrics Corp., que tiene la ventaja de poder ser utilizado bajo el entorno Windows. La
Figura 1. Oscilograma de la vocal /a/. Superior: individuo normal. Central: Paciente con prótesis fonatoria. Inferior: Paciente con erigmofonía.
frecuencia de muestreo ha sido de 11.025 Hz, con un tama–o de an‡lisis de 256 puntos. Hemos calculado la frecuencia fundamental y las perturbaciones en la frecuencia y amplitud de las muestras de voz. Pueden existir perturbaciones en la frecuencia cuya medida es el ÇjitterÈ que cuantifica la diferencia de un per’odo a su consecutivo, es decir, es una medida de la variabilidad de la frecuencia de la vibraci—n, a mayor irregularidad mayor es el valor del ÇjitterÈ. El mismo concepto se utiliza para la amplitud refiriendo este par‡metro la denominaci—n de ÇshimmerÈ. El cuarto valor obtenido es la relaci—n arm—nicos/ruido, l—gicamente cuanto mayor sea este par‡metro menor cantidad de ruido hay en la generaci—n del sonido y mayor aproximaci—n a los valores normales existe. El an‡lisis estad’stico se ha realizado con un test de comparaci—n de medias con datos independientes mediante la prueba t de Student en el programa inform‡tico BMDP, Statistical Software Inc. 1988 (IBM-PC/DOS).
RESULTADOS Una prueba de comparaci—n de medidas entre todos los grupos para la variable edad no ha mostrado diferencias significativas entre los mismos. En la figura 1 se representa el oscilograma de la onda acœstica correspondiente a la emisi—n de una /a/ prolongada. En el eje de ordenadas la escala est‡ en decibelios de intensidad, y en el eje de abscisas la secuencia temporal. La gr‡fica superior corresponde a un individuo normal y podemos observar una secuencia peri—dica de 227
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Tabla 1. Valores de la frecuencia fundamental en hertzios.
Frecuencia (Hz)
f0 PF f0 EF f0 Norm.
Media
DE
Mínimo
Máximo
n
97,59 77,29 120,30
14,43 25,43 17,57
67,20 39 89
130,20 121,50 160,50
20 20 20
0
DE = desviaci—n est‡ndar. n= nœmero de casos. f0 PF = frecuencia fundamental en la voz con pr—tesis fonatoria. f0 EF = frecuencia fundamental en la voz con erigmofon’a. f0 Norm. = frecuencia fundamental en la voz normal. 0,00000
Tiempo (seg.)
0,99991
Figura 2. Sonograma de la vocal /a/. Individuo normal.
ondas complejas donde se distingue la primera deflexi—n correspondiente a la frecuencia fundamental y se puede calcular perfectamente e per’odo de la onda; existe adem‡s una regularidad en las amplitudes de las ondas en los distintos per’odos. La gr‡fica central corresponde a la fonaci—n de la misma vocal en un paciente con pr—tesis fonatoria, comprobando que tambiŽn existe cierta periodicidad de la onda. La inferior muestra una mayor irregularidad, siendo dif’cil establecer la ubicaci—n de los distintos per’odos.
En el an‡lisis de la voz al emitir la vocal /a/ prolongada obtenemos el valor medio de la frecuencia fundamental en los veinte pacientes portadores de pr—tesis fonatoria de Herrmann, en los otros veinte con erigmofon’a y en los veinte individuos normales. En la tabla 1 se muestran los valores estad’sticos descriptivos de la frecuencia fundamental de la voz en los tres grupos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias la media de la frecuencia fundamental es de 97,5 hertzios. En la erigmofon’a obtenemos 77,2 hertzios, y en la muestra de individuos normales 120,3 hertzios. Realizando un test estad’stico de comparaci—n de medias para muestras con datos independientes obtenemos diferencias significativas entre los tres grupos en cuanto a los valores de la frecuencia fundamental, siendo menos
Cuando se realiza el sonograma de las mismas muestras de voz obtenidas anteriormente tambiŽn se observan diferencias (Fig. 2). En el eje de ordenadas la escala corresponde a las distintas frecuencias y arm—nicos de la /a/ emitida, y el en eje de abscisas tenemos la escala temporal. Observamos en el sonograma de un sujeto normal las bandas m‡s oscuras correspondientes a los formantes de la vocal /a/, donde se concentra una mayor energ’a, la frecuencia fundamental y los arm—nicos en forma de l’neas horizontales con espacio n’tidos entre ellos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias y erigmofon’a comprobamos las diferencias existentes. La definici—n de las bandas frecuenciales es menor. El trazado es ÇsucioÈ, caracterizado por la presencia de ruido entre los arm—nicos. La energ’a suele concentrarse en todas las frecuencias y no en zonas espec’ficas como en los sujetos normales, por lo que los formantes suelen estar peor definidos (Fig. 3). 228
Figura 3. Sonograma de la vocal /a/. Paciente con erigmofonía.
significativa la comparaci—n entre el grupo con pr—tesis fonatoria y con erigmofon’a (P = 0,004). En la comparaci—n del grupo normal con pacientes intervenidos (erigmofon’a y pr—tesis fonatorias) resulta un grado de significaci—n menor (P = 0,000). Estudiando el valor del ÇjitterÈ con la misma muestra de voz calculamos los distintos resultados para todos los individuos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias se obtiene 3,96 (desviaci—n est‡ndar 1,64, m’nimo 0,87, m‡ximo 7,12). En la erigmofon’a el resultado es 4,66 (desviaci—n est‡ndar 1,83 m’nimo 1,20 m‡ximo 7,43). En los sujetos normales se observ— un valor medio de 0,80 (desviaci—n est‡ndar 0,53; m’nimo 0,20; m‡ximo 2,20). Al realizar un test estad’stico de comparaci—n de medias en la variable ÇjitterÈ para muestras con datos independientes, obtenemos diferencias significativas entre el grupo normal y los grupos con pr—tesis fonatoria y erigmofon’a (P = 0,000). En la comparaci—n entre erigmofon’a y pr—tesis fonatorias no existen diferencias significativas (P = 0,212). En los tres grupos de pacientes obtenemos a continuaci—n los valores del ÇshimmerÈ. Los valores estad’sticos descriptivos de este par‡metro son los siguientes. En los enfermos con pr—tesis fonatoria un valor medio de 4,59 (desviaci—n est‡ndar 3,07; m’nimo 0,3; m‡ximo 11). Los pacientes con erigmofon’a dieron como resultado 4,77 (desviaci—n est‡ndar 3,07; m’nimo 0,6; m‡ximo 10,4). En la muestra normal obtuvimos 1 (desviaci—n est‡ndar 1,1; m’nimo 0,1; m‡ximo 4,5). Realizando un test estad’stico de comparaci—n de medias para muestras con datos independientes obtenemos los siguientes grados de significaci—n para el shimmer. En los pacientes operados (pr—tesis fonatorias y erigmofon’a) la relaci—n es significativa (P = 0,000) al compararlos con el grupo normal. La prueba estad’stica entre pr—tesis fonatorias y erigmofon’a no es significativa (P = 0,854). Estudiando el valor de la relaci—n arm—nicos ruidos con la misma muestra de voz calculamos los distintos valores para todos los individuos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias se obtiene Ð4,65 (desviaci—n est‡ndar 4,69, m’nimo Ð11, m‡ximo 3,7). En la erigmofon’a el resultado es Ð6,07 (desviaci—n est‡ndar 4,01; m’nimo Ð14,2; m‡ximo 0,6). En los sujetos normales se observ— un valor medio de 7,4 (desviaci—n est‡ndar 4,1; m’nimo 1,3; m‡ximo 15,6).
Al realizar un test estad’stico de comparaci—n de medias en las variable relaci—n arm—nicos ruido para muestras con datos independientes, obtenemos diferencias significativas entre el grupo normal y los grupos con pr—tesis fonatoria y erigmofon’a (P = 0,000). En la comparaci—n entre erigmofon’a y pr—tesis no existen diferencias significativas (P = 0,310).
DISCUSIÓN Con la aparici—n reciente de analizadores de voz ya lejos de su complejidad inicial y con un costo aceptable, es hoy posible aplicar nuevos mŽtodos de an‡lisis acœstico de la fonaci—n a la labor cl’nica diaria (Cobeta, 1996). El an‡lisis espectogr‡fico de la fonaci—n normal y patol—gica no es nuevo, existiendo estudios previos que aportan datos valiosos (Alarcos, 1974; Ram—n, 1979). Con la aplicaci—n del programa inform‡tico Multi-speech 3700 obtenemos una valoraci—n objetiva y cuantificable de la fonaci—n que empleamos en la comparaci—n de la voz del laringuectomizado con pr—tesis fonatoria, la erigmofon’a y la voz normal. Cuando comparamos el valor de la frecuencia fundamental observamos diferencias significativas entre los tres grupos. Como es l—gico la voz normal se aleja bastante de la voz del laringuectomizado, pero al comparar la erigmofon’a con la producida a travŽs de una pr—tesis fonatoria siguen existiendo diferencias, siendo el tono de esta œltima menos grave y m‡s pr—ximo a la voz normal. Los valores calculados por nosotros son similares con otros comunicados en la literatura especializada (Filter, 1975; Tiwari, 1982; Robbins, 1984; Bertino, 1996). Otro par‡metro estudiado es el ÇjitterÈ. En el caso de las pr—tesis fonatorias su valor es ligeramente inferior a la erigmofon’a aunque no existen diferencias significativas entre ambas, coincidiendo con otras observaciones (Sanderson, 1993; Bertino, 1996). Similares resultados se obtienen al comparar el ÇshimmerÈ y la relaci—n arm—nicos/ruido, por lo que en este sentido podemos afirmar que la voz con pr—tesis fonatoria y la erigmofon’a no difieren entre s’. L—gicamente tanto en un grupo como en otro de laringuectomizados, la ÇneoglotisÈ o nuevo elemento vibratorio es similar y est‡ constituido por los repliegues de la mucosa esof‡gica en el nuevo segmento faringoesof‡gico reconstruido tras la intervenci—n. Las irregularidades en la fre229
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cuencia y amplitud de la vibraci—n, as’ como el ruido generado por el escape de aire a nivel de la neoglotis en el segmento faringoesof‡gico son responsables de los valores an—malos calculados en el an‡lisis acœstico. Tan s—lo en la frecuencia fundamental la pr—tesis fonatoria se manifiesta superior a la erigmofon’a. Posiblemente estos pacientes al estar utilizando una corriente de aire pulmonar con mayor energ’a que en la voz esof‡gica, son capaces de desencadenar una mayor frecuencia de vibraci—n en la mucosa esof‡gica que es capaz de responder con vibraciones de tonicidad, por lo que factores aerodin‡micos interactœan de forma diferente en los dos grupos. A pesar de que la neoglotis esof‡gica es similar, la voz con pr—tesis fonatoria parece ser de mejor calidad que la erigmofon’a, ya que el aire pulmonar en la primera proporciona un soporte m‡s estable de la vibraci—n que se manifiesta en valores de la frecuencia fundamental m‡s pr—ximos a la normalidad.
CONCLUSIONES La voz con pr—tesis fonatoria se muestra de mayor calidad que la erigmofon’a si tenemos en cuenta el valor de la frecuencia fundamental. La voz con pr—tesis fonatoria es similar a la erigmofon’a en cuanto a los valores del ÇjitterÈ, ÇshimmerÈ y relaci—n arm—nicos/ruido. El programa analizador de voz Multi speech 3,700 proporciona un mŽtodo œtil en el estudio de la fonaci—n alar’ngea tras la laringuectom’a total, tanto en la erigmofon’a como en la fonaci—n con la pr—tesis fonatoria de Herrmann.
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RESUMEN Se realiza un estudio comparativo de la voz, a travŽs de la emisi—n sostenida de la vocal /a/, en tres grupos de individuos de sexo masculino: 1) veinte pacientes intervenidos de lanringuctom’a total por carcinoma epidermoide de laringe, en los que se realiz— una fistuloplastia fonatoria con colocaci—n de pr—tesis fonatoria de Herrmann y buena calidad de voz. 2) veinte enfermos operados igualmente de laringuectom’a total por carcinoma epidermoide de laringe que hab’an aprendido erigmofon’a y 3) veinte individuos con voz normal. Comparando los valores de la frecuencia fundamental de la voz encontramos diferencias significativas entre los tres grupos, siendo m‡s pr—ximas a la voz normal los pacientes con pr—tesis fonatoria. En cuanto a otros par‡metros utilizados como el ÇjitterÈ, ÇshimmerÈ y relaci—n arm—nicos/ruido la calidad de la voz con pr—tesis fonatoria es similar a la obtenida con erigmofon’a.
SUMMARY A comparative study of acoustic analysis of voice with sustained phonation of the vowel /a/ is made in three groups of male patients: 1) 20 patients who underwent total laryngectomy and phonatory fistuplasty were fitted with Herrmann voice prothesis, with success of prosthetic voice. 2) 20 laryngectomiced patients good quality esophageal speakers and 3) 20 normal voice subjects. Statistical analysis yielded significant between groups of phonatory prothesis and esophageal voice differences for the parameter fundamental frequency, that was closer to the normal voice in fistuloplastic group. There werenÕt significant statistically differences in jitter, shimmer and harmonics to noise ratio parameters between esophageal and protheses voice groups, suggesting similar disturbance in the vibratoryesophageal ring. Key words: Total laryngectomy. Phonatory prosthesis. Voice analisys.
Palabras clave: Laringuectom’a total. Pr—tesis fonatoria. An‡lisis de la voz.
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Este trabajo ha sido financiado por el Fondo de Investigaciones Sanitarias de la Seguridad Social (FISS), expd. 97/1153.
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INTRODUCCIÓN
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a desaparici—n de la voz por anulaci—n de la funci—n de la laringe en su extirpaci—n completa, como mŽtodo curativo en el tratamiento de c‡ncer de laringe, origina entre otros un problema grave de comunicaci—n a travŽs de la palabra, funci—n caracter’stica de la especie humana. Este problema se plantea desde el inicio de la cirug’a oncol—gica lar’ngea, y tenemos referencias muy tempranas por parte de Gussembauer en 1874, con el primer dise–o conocido de pr—tesis lar’ngea que trata de solucionar el problema de la recuperaci—n de la voz. Esta pr—tesis intentaba llevar el aire desde el traqueostoma hasta la hipofaringe, y al mismo tiempo procuraba evitar el reflujo de saliva y alimento hacia la v’a respiratoria. Paralelamente junto al dise–o de pr—tesis fonatorias se desarrollaron tŽcnicas quirœrgicas de creaci—n de f’stulas traqueoesof‡gicas permanentes que presentaban problemas similares de aspiraci—n. Aparte de estos mŽtodos intervencionistas ha existido en estos pacientes, ya sea de forma espont‡nea o mediante rehabilitaci—n foni‡trica, la comunicaci—n mediante voz esofágica (Seeman, 1958) o erigmofon’a, consistente en utilizar el aire contenido en el es—fago como fuente de energ’a sonora modulada en las cavidades de resonancia y emitida finalmente como palabra inteligible. El auge reciente de la implantaci—n de pr—tesis fonatorias se debe a la adquisici—n y desarrollo de nuevos materiales biocompatibles con menos problemas de intolerancia y a los sistemas valvulares que evitan el inconveniente ya mencionado de reflujo de la v’a digestiva hacia la tr‡quea (Panje, 1981; Shapiro, 1982; Nijdam, 1982; Singer, 1980; Henley-Conh, 1984; Rovira, 1991; Herrmann, 1988; Algaba 1987). La tŽcnica de adaptaci—n de la pr—tesis fonatoria consiste en la creaci—n de una f’stula traqueoesof‡gica mediante una punci—n, ya sea de forma primaria tras la realizaci—n de una laringuectom’a total; o bien, de forma secundaria, en pacientes previamente laringuectomizados que no han conseguido una voz erigmof—nica aceptable. De forma general el funcionamiento consiste en la derivaci—n del aire respiratorio pulmonar hacia la hipofaringe a travŽs de la pr—tesis, cuando el paciente se tapa el traqueostoma con el dedo. La utilizaci—n de las pr—tesis fonatorias y el desarrollo de la tŽcnica quirœrgica de implante en los pacientes sometidos a laringuectom’a total por c‡ncer de laringe, ha 226
sido una preocupaci—n constante en nuestro Servicio de Otorrinolaringolog’a desde 1990, a–o en que se inicia el programa de adaptaci—n de las mismas de forma protocolizada. El seguimiento de estos pacientes normalmente se evalœa por par‡metros cl’nicos, pero tambiŽn es necesario introducir valoraciones de car‡cter cuantitativo sobre una funci—n deficientemente estudiada bajo este prisma como es la voz. Existen mœltiples trabajos sobre la evaluaci—n de la voz en los pacientes sometidos a laringuectom’a total o parcial y adaptaci—n de pr—tesis fonatorias, pero en la mayor’a de ellos se utilizan par‡metros en los que influye la subjetividad de un jurado de normooyentes que examinan la calidad de la voz (Max, 1996; Miralles, 1995). El an‡lisis acœstico de la voz se desarrolla paralelamente al de la electr—nica (Tosi, 1993), pero no es hasta la aparici—n de las computadoras y los programas dise–ados para aquel fin que el estudio de las caracter’sticas de la voz no experimenta un marcado desarrollo (Hall, 1995; Schafer, 1995). Entre los par‡metros estudiados se encuentra la frecuencia fundamental de la voz. Perturbaciones o irregularidades en la periodicidad y en la intensidad de la voz que corresponden respectivamente a los tŽrminos anglosajones ÇjitterÈ y ÇshimerÈ, para los que no existe todav’a una traducci—n consensuada al castellano. Y por œltimo la relaci—n arm—nicos/ruido en la se–al vocal, cuyos valores elevados se corresponden con una voz rica en arm—nicos y bajo nivel de ruido producido por el escape de aire en la fonaci—n. Creemos que puede resultar œtil aplicar estos mŽtodos de medida en el estudio de la voz generada por las pr—tesis fonatorias, valorando sus caracter’sticas mediante la obtenci—n de par‡metros que puedan ser comparados criterios de normalidad, que tambiŽn habr‡ que establecer, y con otros tipos de voz alar’ngea (Robbins, 1984; Alarcos, 1996; Bertino, 1996).
MATERIAL Y MÉTODO El estudio se ha realizado en veinte pacientes diagnosticados de carcinoma epidermoide de laringe que fueron intervenidos de laringuectom’a total y fistulopastia fonatoria, adquiriendo todos ellos una buena voz con la pr—tesis fonatoria. La intervenci—n consiste en realizar en el mismo acto operatorio una punci—n entre tr‡quea y es—fago con
colocaci—n de un molde que mantiene abierta una f’stula traqueoesof‡gica en el traqueostoma. Aproximadamente a los 15-20 d’as del postoperatorio se retira el molde, coloc‡ndose en su lugar la pr—tesis fonatoria tipo Herrmann. Esta pr—tesis fabricada en silicona mantiene sellada, mediante unos aros de contenci—n, la f’stula entre tr‡quea y es—fago creada anteriormente. Un sistema de v‡lvula con la forma de dos lengŸetas permite el paso del aire de la tr‡quea al es—fago, impidiendo al mismo tiempo el reflujo de saliva o alimento que pudiese caer en la v’a respiratoria. Se instruye al paciente desde ese momento a la pr‡ctica de la fonaci—n mediante la oclusi—n del traqueostoma, y derivaci—n del aire pulmonar hacia la hipofaringe, donde la vibraci—n de la mucosa origina el sonido, que se modula en las cavidades de resonancia superiores. La edad media de estos pacientes es de 63,7 a–os, con desviaci—n est‡ndar de 12,5 a–os y rango de 38 a 83 a–os. Los veinte enfermos anteriores se han comparado con otros veinte con carcinoma epidermoide de laringe intervenidos de laringuectom’a total sin ningœn tipo de fistuloplastia fonatoria. Estos pacientes hab’an aprendido erigmofon’a de buena calidad, por lo que utilizaban para hablar los aproximadamente 75 cent’metros cœbicos de aire residual acumulado en el tercio superior del es—fago; a diferencia de los anteriores el aire l—gicamente no es pulmonar, aunque el elemento vibratorio sigue estando ubicado en el segmento faringoesof‡gico. La edad media de este grupo es de 64,6 a–os, desviaci—n est‡ndar de 13,6 y rango de 39 a 88 a–os. Por œltimo se ha elegido otro grupo de veinte individuos normales de sexo masculino, sin patolog’a lar’ngea ni alteraciones fonatorias de ningœn tipo. Su edad media era de 65,4 a–os, con desviaci—n est‡ndar de 10,5 a–os; rango de 47 a 81 a–os. Para el an‡lisis de los par‡metros acœsticos se ha utilizado un ordenador personal con procesador ÇPentium MMXÈ. Las muestras de voz de han grabado a travŽs de la tarjeta de sonido del ordenador ÇSound BlasterÈ de 16 bits. Todos los individuos han emitido de forma sostenida la vocal /a/ a una distancia de 5-10 cent’metros del micr—fono, sentados, en una habitaci—n con bajo nivel de ruido ambiental. El micr—fonos de tipo omnidireccional con sensibilidad m’nima de 60 decibelios. El programa inform‡tico utilizado para analizar las voces ha sido el Multispeech 3.700, de Kay Elemetrics Corp., que tiene la ventaja de poder ser utilizado bajo el entorno Windows. La
Figura 1. Oscilograma de la vocal /a/. Superior: individuo normal. Central: Paciente con prótesis fonatoria. Inferior: Paciente con erigmofonía.
frecuencia de muestreo ha sido de 11.025 Hz, con un tama–o de an‡lisis de 256 puntos. Hemos calculado la frecuencia fundamental y las perturbaciones en la frecuencia y amplitud de las muestras de voz. Pueden existir perturbaciones en la frecuencia cuya medida es el ÇjitterÈ que cuantifica la diferencia de un per’odo a su consecutivo, es decir, es una medida de la variabilidad de la frecuencia de la vibraci—n, a mayor irregularidad mayor es el valor del ÇjitterÈ. El mismo concepto se utiliza para la amplitud refiriendo este par‡metro la denominaci—n de ÇshimmerÈ. El cuarto valor obtenido es la relaci—n arm—nicos/ruido, l—gicamente cuanto mayor sea este par‡metro menor cantidad de ruido hay en la generaci—n del sonido y mayor aproximaci—n a los valores normales existe. El an‡lisis estad’stico se ha realizado con un test de comparaci—n de medias con datos independientes mediante la prueba t de Student en el programa inform‡tico BMDP, Statistical Software Inc. 1988 (IBM-PC/DOS).
RESULTADOS Una prueba de comparaci—n de medidas entre todos los grupos para la variable edad no ha mostrado diferencias significativas entre los mismos. En la figura 1 se representa el oscilograma de la onda acœstica correspondiente a la emisi—n de una /a/ prolongada. En el eje de ordenadas la escala est‡ en decibelios de intensidad, y en el eje de abscisas la secuencia temporal. La gr‡fica superior corresponde a un individuo normal y podemos observar una secuencia peri—dica de 227
ORIGINALES
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Tabla 1. Valores de la frecuencia fundamental en hertzios.
Frecuencia (Hz)
f0 PF f0 EF f0 Norm.
Media
DE
Mínimo
Máximo
n
97,59 77,29 120,30
14,43 25,43 17,57
67,20 39 89
130,20 121,50 160,50
20 20 20
0
DE = desviaci—n est‡ndar. n= nœmero de casos. f0 PF = frecuencia fundamental en la voz con pr—tesis fonatoria. f0 EF = frecuencia fundamental en la voz con erigmofon’a. f0 Norm. = frecuencia fundamental en la voz normal. 0,00000
Tiempo (seg.)
0,99991
Figura 2. Sonograma de la vocal /a/. Individuo normal.
ondas complejas donde se distingue la primera deflexi—n correspondiente a la frecuencia fundamental y se puede calcular perfectamente e per’odo de la onda; existe adem‡s una regularidad en las amplitudes de las ondas en los distintos per’odos. La gr‡fica central corresponde a la fonaci—n de la misma vocal en un paciente con pr—tesis fonatoria, comprobando que tambiŽn existe cierta periodicidad de la onda. La inferior muestra una mayor irregularidad, siendo dif’cil establecer la ubicaci—n de los distintos per’odos.
En el an‡lisis de la voz al emitir la vocal /a/ prolongada obtenemos el valor medio de la frecuencia fundamental en los veinte pacientes portadores de pr—tesis fonatoria de Herrmann, en los otros veinte con erigmofon’a y en los veinte individuos normales. En la tabla 1 se muestran los valores estad’sticos descriptivos de la frecuencia fundamental de la voz en los tres grupos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias la media de la frecuencia fundamental es de 97,5 hertzios. En la erigmofon’a obtenemos 77,2 hertzios, y en la muestra de individuos normales 120,3 hertzios. Realizando un test estad’stico de comparaci—n de medias para muestras con datos independientes obtenemos diferencias significativas entre los tres grupos en cuanto a los valores de la frecuencia fundamental, siendo menos
Cuando se realiza el sonograma de las mismas muestras de voz obtenidas anteriormente tambiŽn se observan diferencias (Fig. 2). En el eje de ordenadas la escala corresponde a las distintas frecuencias y arm—nicos de la /a/ emitida, y el en eje de abscisas tenemos la escala temporal. Observamos en el sonograma de un sujeto normal las bandas m‡s oscuras correspondientes a los formantes de la vocal /a/, donde se concentra una mayor energ’a, la frecuencia fundamental y los arm—nicos en forma de l’neas horizontales con espacio n’tidos entre ellos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias y erigmofon’a comprobamos las diferencias existentes. La definici—n de las bandas frecuenciales es menor. El trazado es ÇsucioÈ, caracterizado por la presencia de ruido entre los arm—nicos. La energ’a suele concentrarse en todas las frecuencias y no en zonas espec’ficas como en los sujetos normales, por lo que los formantes suelen estar peor definidos (Fig. 3). 228
Figura 3. Sonograma de la vocal /a/. Paciente con erigmofonía.
significativa la comparaci—n entre el grupo con pr—tesis fonatoria y con erigmofon’a (P = 0,004). En la comparaci—n del grupo normal con pacientes intervenidos (erigmofon’a y pr—tesis fonatorias) resulta un grado de significaci—n menor (P = 0,000). Estudiando el valor del ÇjitterÈ con la misma muestra de voz calculamos los distintos resultados para todos los individuos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias se obtiene 3,96 (desviaci—n est‡ndar 1,64, m’nimo 0,87, m‡ximo 7,12). En la erigmofon’a el resultado es 4,66 (desviaci—n est‡ndar 1,83 m’nimo 1,20 m‡ximo 7,43). En los sujetos normales se observ— un valor medio de 0,80 (desviaci—n est‡ndar 0,53; m’nimo 0,20; m‡ximo 2,20). Al realizar un test estad’stico de comparaci—n de medias en la variable ÇjitterÈ para muestras con datos independientes, obtenemos diferencias significativas entre el grupo normal y los grupos con pr—tesis fonatoria y erigmofon’a (P = 0,000). En la comparaci—n entre erigmofon’a y pr—tesis fonatorias no existen diferencias significativas (P = 0,212). En los tres grupos de pacientes obtenemos a continuaci—n los valores del ÇshimmerÈ. Los valores estad’sticos descriptivos de este par‡metro son los siguientes. En los enfermos con pr—tesis fonatoria un valor medio de 4,59 (desviaci—n est‡ndar 3,07; m’nimo 0,3; m‡ximo 11). Los pacientes con erigmofon’a dieron como resultado 4,77 (desviaci—n est‡ndar 3,07; m’nimo 0,6; m‡ximo 10,4). En la muestra normal obtuvimos 1 (desviaci—n est‡ndar 1,1; m’nimo 0,1; m‡ximo 4,5). Realizando un test estad’stico de comparaci—n de medias para muestras con datos independientes obtenemos los siguientes grados de significaci—n para el shimmer. En los pacientes operados (pr—tesis fonatorias y erigmofon’a) la relaci—n es significativa (P = 0,000) al compararlos con el grupo normal. La prueba estad’stica entre pr—tesis fonatorias y erigmofon’a no es significativa (P = 0,854). Estudiando el valor de la relaci—n arm—nicos ruidos con la misma muestra de voz calculamos los distintos valores para todos los individuos. En los pacientes con pr—tesis fonatorias se obtiene Ð4,65 (desviaci—n est‡ndar 4,69, m’nimo Ð11, m‡ximo 3,7). En la erigmofon’a el resultado es Ð6,07 (desviaci—n est‡ndar 4,01; m’nimo Ð14,2; m‡ximo 0,6). En los sujetos normales se observ— un valor medio de 7,4 (desviaci—n est‡ndar 4,1; m’nimo 1,3; m‡ximo 15,6).
Al realizar un test estad’stico de comparaci—n de medias en las variable relaci—n arm—nicos ruido para muestras con datos independientes, obtenemos diferencias significativas entre el grupo normal y los grupos con pr—tesis fonatoria y erigmofon’a (P = 0,000). En la comparaci—n entre erigmofon’a y pr—tesis no existen diferencias significativas (P = 0,310).
DISCUSIÓN Con la aparici—n reciente de analizadores de voz ya lejos de su complejidad inicial y con un costo aceptable, es hoy posible aplicar nuevos mŽtodos de an‡lisis acœstico de la fonaci—n a la labor cl’nica diaria (Cobeta, 1996). El an‡lisis espectogr‡fico de la fonaci—n normal y patol—gica no es nuevo, existiendo estudios previos que aportan datos valiosos (Alarcos, 1974; Ram—n, 1979). Con la aplicaci—n del programa inform‡tico Multi-speech 3700 obtenemos una valoraci—n objetiva y cuantificable de la fonaci—n que empleamos en la comparaci—n de la voz del laringuectomizado con pr—tesis fonatoria, la erigmofon’a y la voz normal. Cuando comparamos el valor de la frecuencia fundamental observamos diferencias significativas entre los tres grupos. Como es l—gico la voz normal se aleja bastante de la voz del laringuectomizado, pero al comparar la erigmofon’a con la producida a travŽs de una pr—tesis fonatoria siguen existiendo diferencias, siendo el tono de esta œltima menos grave y m‡s pr—ximo a la voz normal. Los valores calculados por nosotros son similares con otros comunicados en la literatura especializada (Filter, 1975; Tiwari, 1982; Robbins, 1984; Bertino, 1996). Otro par‡metro estudiado es el ÇjitterÈ. En el caso de las pr—tesis fonatorias su valor es ligeramente inferior a la erigmofon’a aunque no existen diferencias significativas entre ambas, coincidiendo con otras observaciones (Sanderson, 1993; Bertino, 1996). Similares resultados se obtienen al comparar el ÇshimmerÈ y la relaci—n arm—nicos/ruido, por lo que en este sentido podemos afirmar que la voz con pr—tesis fonatoria y la erigmofon’a no difieren entre s’. L—gicamente tanto en un grupo como en otro de laringuectomizados, la ÇneoglotisÈ o nuevo elemento vibratorio es similar y est‡ constituido por los repliegues de la mucosa esof‡gica en el nuevo segmento faringoesof‡gico reconstruido tras la intervenci—n. Las irregularidades en la fre229
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cuencia y amplitud de la vibraci—n, as’ como el ruido generado por el escape de aire a nivel de la neoglotis en el segmento faringoesof‡gico son responsables de los valores an—malos calculados en el an‡lisis acœstico. Tan s—lo en la frecuencia fundamental la pr—tesis fonatoria se manifiesta superior a la erigmofon’a. Posiblemente estos pacientes al estar utilizando una corriente de aire pulmonar con mayor energ’a que en la voz esof‡gica, son capaces de desencadenar una mayor frecuencia de vibraci—n en la mucosa esof‡gica que es capaz de responder con vibraciones de tonicidad, por lo que factores aerodin‡micos interactœan de forma diferente en los dos grupos. A pesar de que la neoglotis esof‡gica es similar, la voz con pr—tesis fonatoria parece ser de mejor calidad que la erigmofon’a, ya que el aire pulmonar en la primera proporciona un soporte m‡s estable de la vibraci—n que se manifiesta en valores de la frecuencia fundamental m‡s pr—ximos a la normalidad.
CONCLUSIONES La voz con pr—tesis fonatoria se muestra de mayor calidad que la erigmofon’a si tenemos en cuenta el valor de la frecuencia fundamental. La voz con pr—tesis fonatoria es similar a la erigmofon’a en cuanto a los valores del ÇjitterÈ, ÇshimmerÈ y relaci—n arm—nicos/ruido. El programa analizador de voz Multi speech 3,700 proporciona un mŽtodo œtil en el estudio de la fonaci—n alar’ngea tras la laringuectom’a total, tanto en la erigmofon’a como en la fonaci—n con la pr—tesis fonatoria de Herrmann.
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