وظیفه دوست صالح, علی, فتورائی, ناصر, نویدبخش, مهدی, ایزدی, فرزاد. (1396). شبیه‌سازی عددی و مطالعه پارامتری تاثیر بیماری سولکوس بر عملکرد تارهای صوتی به روش محاسباتی برهم کنش سیال و جامد. فصل نامه علمی پژوهشی مهندسی پزشکی زیستی, 11(2), 141-150. doi: 10.22041/ijbme.2017.76229.1296
علی وظیفه دوست صالح; ناصر فتورائی; مهدی نویدبخش; فرزاد ایزدی. "شبیه‌سازی عددی و مطالعه پارامتری تاثیر بیماری سولکوس بر عملکرد تارهای صوتی به روش محاسباتی برهم کنش سیال و جامد". فصل نامه علمی پژوهشی مهندسی پزشکی زیستی, 11, 2, 1396, 141-150. doi: 10.22041/ijbme.2017.76229.1296
وظیفه دوست صالح, علی, فتورائی, ناصر, نویدبخش, مهدی, ایزدی, فرزاد. (1396). 'شبیه‌سازی عددی و مطالعه پارامتری تاثیر بیماری سولکوس بر عملکرد تارهای صوتی به روش محاسباتی برهم کنش سیال و جامد', فصل نامه علمی پژوهشی مهندسی پزشکی زیستی, 11(2), pp. 141-150. doi: 10.22041/ijbme.2017.76229.1296
وظیفه دوست صالح, علی, فتورائی, ناصر, نویدبخش, مهدی, ایزدی, فرزاد. شبیه‌سازی عددی و مطالعه پارامتری تاثیر بیماری سولکوس بر عملکرد تارهای صوتی به روش محاسباتی برهم کنش سیال و جامد. فصل نامه علمی پژوهشی مهندسی پزشکی زیستی, 1396; 11(2): 141-150. doi: 10.22041/ijbme.2017.76229.1296
شبیه‌سازی عددی و مطالعه پارامتری تاثیر بیماری سولکوس بر عملکرد تارهای صوتی به روش محاسباتی برهم کنش سیال و جامد
1مهندسی پزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3استاد، گروه مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت، تهران
4دانشیار، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران
چکیده
فرآیند صحبت کردن انسان، فرآیند بسیار پیچیده‌ای می‌باشد که حاصل برهم‌کنش جریان هوا در طول حنجره و ساختار ارتعاشی تارهای صوتی است. سولکوس یکی از بیماری های مرتبط با تارهای صوتی است که در این بیماری لایه‌هایی از تارهای صوتی وجود نداشته و تارهای صوتی دارای شکاف می‌باشد که اختلالاتی در تولید صوت ایجاد می‌شود. در این مقاله برای اولین بار، بیماری سولکوس به‌صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته و تاثیرات بیماری بر روی ارتعاشات تارهای صوتی مورد ارزیابی قرار گرفته‌شده است. مدل ایده آلی از تارهای صوتی سالم و مبتلا به سولکوس به صورت دو بعدی تعریف شده‌است و مدل المان محدود از تارهای صوتی و راه های هوایی به‌صورت کاملا جفت شده توسط نرم افزار ال اس داینا حل شده شده است. مدل محاسباتی ارایه شده در دامنه سیال از ابزار دینامیک سیالات محاسباتی، فرمول‌بندی لاگرانژی-اویلری دلخواه و معادلات تراکم ناپذیر پیوستگی و ناویر-استوکس و در دامنه جامد از مدل سه لایه ای الاستیک خطی استفاده شده‌است. نوسانات خود تحریک برای تارهای صوتی بیمار درجه دو ارایه شده و با مدل سالم مقایسه شده‌است. پاسخ ها به صورت کمی وکیفی مورد مطالعه قرار گرفته و مدل سالم با نتایچ عددی و تجربی گذشته مقایسه شده‌است. تاثیرات بیماری بر روی پارامترهای جریان و فرکانس ارتعاشی تارهای صوتی مورد مطالعه قرار گرفته‌شده‌است. تجزیه وتحلیل‌های انجام شده نشان داد که وجود شکاف در تارهای صوتی بیمار باعث می‌شود فرکانس ارتعاشی تارهای صوتی کاهش و عرض شکاف حنجره و دبی عبوری ماکزیمم و متوسط از دهانه حنجره افزایش می یابد.
Numerical Analysis and Parametric Study of the Sulcus Vocalis Disorder on the Function of the Vocal Folds
نویسندگان [English]
Ali Vazifedoostsaleh1؛ Nasser Fatouraee2؛ mahdi navidbakhsh3؛ Farzad izadi4
1Department of Biomedical Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2Associate Professor
Amirkabir University of Technology
Tehran, Iran
3Professor, School of mechanical engineering, Iran university of science and technology, Tehran 16846, Iran
4MD, Associate professor, Otorhinolaryngologist, Fellowship of laryngology ENT-Head and neck research center and department, Hazrat rasoul akram hospital, Iran, Univercity of medical sciences, Tehran, Iran
چکیده [English]
In terms of mechanical behavior, human’s speaking and generating voice is a sophisticated process which is resulted in interaction between flowing air through the larynx and oscillating functionality of vocal folds. The sulcus vocalis is one of the individual cases of scarring in which the superficial lamina propria is absent over the length of the vocal fold and can procreate several disorders in voice generation. In this study, for the first time, the effects of sulcus vocalis on vibrating functionality of vocal folds have been assessed by employing finite element numerical modeling. Two two-dimensional models of either healthy or sulcus vocal folds were implemented which each one is coupled and solved via LS-dyne software. Also, the three e-layer linear elastic model was utilized for the structure phase and the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE), incompressible continuity, and Navier- Stokes relations were used for the fluid domain. Type II patients’ self-excited oscillations have been exhibited and compared with the healthy model. The results of the healthy model were assessed and compared with numerical and experimental results of previous studies. Moreover, the influences of the sulcus not only on the flow components but also on the oscillating functionality of the vocal folds have been evaluated. The results indicated that the frequency of vocal folds’ vibrations and the value of volume flux tends to be remarkably declined and boosted up respectively.
ابتدای صفحه