Andningsapparaten. Bröstkorg och lungorna. Andra muskler. Mellanrevbensmuskler. Bröstkorg (torax): 12 revben, som lyfts och sänks med muskelarbete

Transkript

1 Bröstkorg och lungorna Bröstkorg (torax): 12 revben, som lyfts och sänks med muskelarbete ökning och minskning av lungvolym andning: inspiration & respiration muskler i två lager yttre lager: yttre intercostalis musklerna inre lager: inre intercostalis musklerna Mellanrevbensmuskler Under normal inandning yttre intercostalismuskler aktiva Under forcerad inandning inre intercostalismuskler aktiva Under normal utandning inga muskler aktiva Under forcerad utandning bägge muskelgrupperna aktiva Andra muskler Scalenusmuskeln från 1:a och 2:a revbenet till halskotorna som fixeringspunkt för inre intercostalismusklerna när bröstkorgen lyfts (inandning) mellangärdet kupolformat golv av bröstkorg, muskelfibrer primära utandningsmuskler Intercostalismuskler, scalenusmuskeln, mellangärdet

2 Muskulär aktivitet i andning För att öka lungvolymen (inandning) mellangärdet sänks, bukväggarna trycks utåt För att minska lungvolymen (utandning) bukmusklerna aktiva, mellangärdet trängs tillbaka rectus abdominis, obliqus abdominis I tal För att kontrollera subglottalt tryck under fonationen interna intercostalismuskler aktiva Luftutbytet (tidalvolymen) vid tal är ungefär hälften av vitalkapaciteten vitalkapacitet = maximal utandningsmängd Några volymmått Några volymmått Totalvolym, från lungorna till läpparna varierar mycket mellan olika talare Absolut maximum: 6.5 liter för en stor person vid max inandning Absolut minimum: 1.5 liter restvolym i lungorna vid maximal forcerad utandning Skillnaden mellan totalvolymen och restvolymen kallas vitalkapaciteten. Den totala supraglottala volymen i farynx och munhålan (larynx i neutral läge, höjd velum och tungan i relativt plant läge) är mellan 120cm 3 och 160cm 3 Den supraglottala volymen för olika klusiler (ocklusionsfasen; fram till ocklusionsstället) mellan 120cm 3 och 160cm 3 för p/b mellan 70cm 3 och 100cm 3 för t/d mellan 30cm 3 och 50cm 3 för k/g

3 Bronker Alveoler Den sammanlagda arean av de mest perifera bronkerna är ungefär 1000 ggr större än luftstrupens. Eftersom samma volym som sätts i rörelse i bronkerna ska passera luftstrupen måste luftens hastighet öka i motsvarande grad. Luftens hastighet som börjar med någon millimeter per sekund längst ner i alveolerna ökar undan för undan ju längre upp i andningsapparaten man kommer och blir där någon meter per sekund. I de förträngningar som krävs för att bilda frikativor kan hastigheten bli högre än så. Hastigheter på över 15 meter per sekund kan förekomma.

4 När flödet är laminärt är flödeslinjerna mjuka och trycket ungefär proportionellt mot flödet När flödet är turbulent däremot uppstår virvlar som ökar resistansen. Under dessa förhållanden är trycket istället proportionellt mot kvadraten på flödet. P = k 2 U 2 P = k 1 U Subglottalt tryck (eg. övertryck) vid normalt tal varierar mellan 0 och 10 cm H 2 O. Man kan lätt bilda sig en uppfattning om hur mycket det är genom att sänka ner ett sugrör 10 cm i ett vattenglas och blåsa tills det precis börjar bubbla. Då är trycket i munhålan 10 cm över normalt atmosfärsstryck.

5 Maximalt respiratoriskt tryck från lungorna mellan 130 och 180 cm H 2 O i talapparaten mellan 100 och 160cm H 2 O. För att få en föreställning på vad detta innebär kan man jämföra med vad som krävs för att åstadkomma en stark ton på ett rörbladsinstrument (65 cm H 2 O). Maximalt tryck har uppmätts för bl.a. trumpetare. Det subglottala trycket i tal varierar mellan 0 och 10 cm H 2 O vid tal. För att hålla stämläpparnas svängning igång krävs ett supraglottalt (över)tryck som överstiger 2cm H 2 O Supraglottalt tryck i obstruenter samma som subglottalt i andra ljud liknande atmosfären (= 0cm H 2 O) Lungvolymen I relation till vitalkapaciteten (100%) Fysisk aktivitet ökar luftutbytet och minskar reservvolymen. Normal viloandning c:a 0.5 liter per andning c:a 12 per minut. Vitalkapaciteten beror på ålder, kön och kroppslängd. Män har större vitalkapacitet än kvinnor, långa personer har större än korta och unga har större än äldre. VK man = L x (2.8 Å/89) VK kvinna = L x (2.2 Å/99) (efter Sundberg: Rösten)

6

7 FRK Lungvolymen i absolut mått (vänstra skalan) och i % (högra skalan) under läsning av en text med olika styrka. De vänstra kurvorna avser maximal in- och utandning. Siffrorna på kurvornas toppar markerar frasdelar i texten. Den streckade linjen i vart diagram visar funktionella restkapaciteten. Vid pilen i figuren för spontant tal skrattade försökspersonen. Lungvolymen i absoluta mått (vänstra skalan) och i % av vitalkapaciteten (högra skalan) under sång. Den streckade linjen visar funktionella restkapaciteten. Subglottala trycket för en tenor som sjöng en kromatisk skala mellan tonerna E3 och E4 (c:a 165 till 330 Hz) svagt (tomma cirklar), mellanstarkt (kvadrater) och starkt (fyllda cirklar). Trycket ökas för ökad fonationsstyrka men stiger också med stigande fonationsfrekvens.

8 Luftflödesvärden vid olika fonationsstyrka hos tre talare, var och en med sin egen symbol. Kurvorna visar medelvärden, de vertikala linjerna extremvärden. Luftflödets beroende av fonationsstyrkan varierar avsevärt mellan försökspersonerna. Viloandning Subglottala tryckets betydelse för fonationsstyrkan. Bilden visar tryck från fyra personer, en del med, andra utan röstskolning, som sjöng olika toner olika starkt. En fördubbling av subglottala trycket ger genomsnittligt 9 db ökning av ljudnivån. En ökning av det subglottala trycket med 1 cm H2O ger en ökning av fonationsfrekvensen på c:a 3-4 Hz. Till sist en titt på de aerodynamiska förhållandena under produktionen av några olika klasser av talljud Ljudnivån, subglottala trycket och luftflödet (N, T, F) hos en yrkessångare som sjunger en stigande skala (överst) och fallande glissando (underst). Flödet ligger ganska stilla, medan det subglottala trycket stiger med fonationsfrekvensen.

9 För att ton ska kunna vidmakthållas måste luft flöda genom glottis. Om detta ska kunna ske måste den orala volymen öka i motsvarande grad. P o P o = 5 Tryckfördelningen under en tonlös klusil Total volymåtgång 80 cm 2 P s Ockl. börjar Explosionen Tryckfördelningen under en tonande klusil Total volymåtgång 50 cm 2 P s Förekomsten av ton sänker P o något. Hur mycket och när beror på när tonen sätts in Ökande flöde driver upp trycket P o = 4 Förekomsten av ton sänker P o något. Hur mycket och när beror på när tonen sätts in Tryckfördelningen under en tonlös frikativa Total volymåtgång 100 cm 2 P s P o = 5.5 Tillfällig nedgång i flödet när konstriktionen når sitt minimum. I det ögonblicket når också trycket ett maximum. Tryckfördelningen under en tonande frikativa Total volymåtgång 75 cm 2 P s Trycksänkning när tonen sätts in pga glotisresistansen

10 Tryck och flöde under en CVCV -sekvens P o = 0 Tryckfördelningen under en vokal P s Total volymåtgång cm 2 (a) läpparna sluts (b) P o når sitt maximum under ocklusionen (c) vokaltonen sätts in (d) läpparna sluts igen