Modelagem, análise matemática e validação experimental in vitro da fonação

Abstract

A fonação é resultado de uma complexa interação entre o fluxo de ar vindo dos pulmões, dos tecidos deformáveis que constituem as pregas vocais e de ondas de pressão acústica. Para modelar essa interação são necessários três componentes que representam a biomecânica dos tecidos, a aerodinâmica do fluxo de ar, e a propagação de ondas acústicas no trato vocal. Nesta tese, modelos matemáticos simples são utilizados para analisar, teoricamente e experimentalmente, os mecanismos do processo de fonação. Especificamente, a análise considera as condições limiares para o início e fim da fonação, o efeito do acoplamento acústico entre as pregas vocais e o trato vocal, e a consequência de uma obstrução do fluxo de ar no extremo do trato vocal. Os resultados teóricos são validados usando dados colhidos de uma réplica mecânica das pregas vocais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The phonation is the result of a complex interaction between the flow of air from the lungs, deformable tissue that constitutes the vocal cords and the acoustic pressure waves. In order to model this interaction, three components which represent the tissue biomechanics, aerodynamics air flow, and the propagation of acoustic waves in the vocal tract, are required. In this thesis, simple mathematical models are used to analyze, theoretically and experimentally, the mechanisms of the process of phonation. Specifically, the analysis considers the threshold conditions for the beginning and end of the phonation, the effect of acoustic coupling between the vocal cords and the vocal tract, and the consequence of an obstruction of airflow in the extreme vocal tract. The theoretical results are validated using data collected from a mechanical replica of the vocal cords.