基于发声引起的颅脑共振的有效测量方法及有效发声方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于声学医学或保健应用技术领域，具体涉及一种基于发声引起颅脑共振 的有效测量方法及有效发声方法。
【背景技术】
[0002] 术语解释：颅脑共振：是指由人的颅腔，及颅腔内大脑各组织，在共振频率匹配时 产生的谐振作用。颅脑共振量：即颅腔内的频率谐振的能量大小。
[0003] 从医学健康的角度来讲，在上个世纪美国Jindrak K. F.和Jindrak H.在1988年 曾提出发声可以引起颅脑共振，对脑部健康具有促进作用的理论，因为，声带的振动能够首 先引起蝶骨的振动，进而引起与其紧密拼接的颅脑共振，因颅骨下方的硬脑膜以及蛛网膜 下腔中的脑脊液都是不可压缩的，便将振动传递给了脑。一方面脑颅受到振动后，脑流质扩 散效率提高，能促进脑中血液与脑组织的营养交换，加速脑脊液的更新速度，从蛛网膜下腔 进入上矢状窦和外侧陷窝并流回到血液而加速脑脊液对脑的清洁；另一方面，脑血管受到 振动后，提高了脑血管壁营养渗透的效率，一定程度上降低了脑动脉粥样斑块形成的风险。
[0004] 但是，颅脑共振的能量非常弱，通常空气中的微弱振动干扰都比颅脑的共振量强， 因此急需找到一种可行测量方法，对促进人的大脑健康所需的共振能量界定出来。包括 Jindrak，至今尚未有人对发声引起的颅脑共振量效果进行量化或实测，也未有人对具有高 效脑颅振动的发音方式提出有效的辨别方法。所以，脑健康振动声学研究的目的是希望得 到一种可行的、有效的方法对脑健康振动的强度进行测量，并探究这种振动的评价方式。如 果能够对发声引起的颅脑共振量进行量化，并找到一种可行的测量方式，那么就可以找到 引起颅骨最强烈振动的声音，通过这个强有效的声音强化颅骨的振动，就可以对脑部保健 起到至关重要的作用。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明目的就是提出一种行之有效的测量发声引起颅脑共振的测量方法， 通过该测量方法能够将发声引起的颅脑共振实现量化和实测，并精确找到适合于某个人颅 骨强烈振动的有效发声方法，为脑健康提供科学指导。
[0006] 为实现第一目的，本发明提出的具体解决方案是：一种基于发声引起的颅脑共振 的有效测量方法，其特征在于：是在一 OdB静音室中进行测量；
[0007] 将振动加速度计戴于头上前肉，紧靠颅骨位置；
[0008] 将传声器置于测试者正前方的固定位置不变；
[0009] 在测试期间测试者以站立或坐立的姿势保持不变；
[0010] 将一声学分析仪同时与传声器和振动加速度计连接，然后让测试者发声，声音通 过传声器传播，所述声学分析仪实时同步记录空气声声压级和颅脑共振加速度级的值，并 建立一一对应关系，对发声引起的颅脑共振进行测量。
[0011] 所述传声器位于测试者正前方5-30cm范围。
[0012] 测试者在发声时，是以朗诵的状态发声，并保持稳定的发声频率。
[0013] 测试者发声时间不少于10分钟。
[0014] 在所述声学分析仪实时同步记录的空气声声压级和颅脑共振加速度级的对应值 中，挑选出对于颜脑共振影响最大的发音音符。
[0015] 本发明第二目的是提供一种引起颅脑共振的有效发声方法，包括如下步骤：
[0016] 1)首先随机找出200个声母和韵母均不同的汉字，或200个元音和辅音字母均不 同的英语单词；
[0017] 2)然后朗诵一遍这200个字，测出这些字的颅脑共振加速度级，将振动级较大的 10个字提取出来；
[0018] 3)再朗诵一遍这200个字词，用同样方法提取振动级较大的10个字；
[0019] 4)重复η次，共得到10η个振动级较大的字，其中允许有重复；
[0020] 5)在这10η个字中，找出振动级较大的、且发生重复的字，共10个即可；
[0021] 6)然后循环朗诵这10个字，或者与这10个字同音不同形的字即可。
[0022] 关于η的取值，以直到从所选出来的10η个字中，出现了振动级较大的、且发生重 复的字达到10个为止。
[0023] 还有一种发声方法，包括如下步骤：
[0024] 1)首先随机找出200个声母和韵母均不同的字，或200个元音和辅音字母均不同 的英语单词；
[0025] 2)然后朗诵一遍这200个字，测出这些字的颅脑共振加速度级，将振动级较大的 10个字提取出来；
[0026] 3)再朗诵一遍这200个字词，用同样方法提取振动级较大的10个字；
[0027] 4)重复5-10次，得到50-100个振动级较大的字；
[0028] 5)在这50-100个字中，找出振动级较大的、且发生重复的前10个字；如果振动级 较大的、且发生重复的字不足10个，则优先保留这些振动级较大的、且发生重复的字，然后 从余下的字中再找出振动级较大的字，凑够10个字；
[0029] 6)然后循环朗诵这10个字，或者与这10个字同音不同形的字即可。
[0030] 以上两种方法中朗诵所述200个字的时候，以受试者自己习惯的正常语速和吐字 频率进行朗读即可。
[0031] 朗诵最后保留下来的10个字时，可不分排序的朗诵，也可编制口诀朗诵。
[0032] 通过采取以上技术方案，本发明具有的有益效果是：一方面是通过采取本发明的 方法，获得了精确的人体发声所引起的颅脑共振的量化反应值。二是能够通过发出特定的 声音，使颅骨因发音引起的振动最大化，避免做无用功，通过这种振动刺激，促进脑健康，降 低脑血管类疾病发病几率。
[0033] 本发明的其他优点将在后文叙述中有所体现，部分的也可以从实施本发明的过程 中有所体会。
【附图说明】
[0034] 图1是发声引起的颅脑共振的模拟装置图。
[0035] 图2是振动加速度计佩戴的位置。
[0036] 图3是振动加速度计佩戴位置引起的振动响应测试图。
[0037] 图4是韵母a空气声声压级和颅脑共振级的关联图。
[0038] 图5是韵母i空气声声压级和颅脑共振级的关联图。
[0039] 图6是某位受试者朗诵《南柯子》空气声声压级与颅脑共振级逐时数据记录。
[0040] 图7是三位受试者朗诵《南柯子》颅脑共振级测试结果对比。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，使得本发明的技术方案变得更 加清楚。
[0042] 本发明的目的是希望得到一种可行的、有效的方法对发声引起的颅脑共振强度进 行精确测量，并且同时探究不同声压级对颅脑共振的影响，由此找出最有效的发音方式。基 于这一目的，本发明提出了基于发声引起颅骨有效振动的测量方法及发声方法。
[0043] 发声能够引起颅脑共振这已成为事实，但是声带振动并不能完全转换为颅骨的振 动，能量在传递过程中势必会散失。在研究发声时空气声声压级与颅脑共振级的关联程度 时，进行了如下理论推导：
[0044] 假设发声引起的颅脑共振用一弹簧一质量块系统模拟，如图1所示。图中，用半圆 形的质量块当作颅骨1，用一块实心质量块当作声带2,弹簧3连接在颅骨与声带之间充当 肌肉和软骨。
[0045] 颅骨在声带驱动力下的振动方程为：
[0047] 式中，u -界面（卢页骨）运动速度矢量，F -干扰力矢量（声带振动驱动力），Zm- 脑颅系统的特性阻抗，即颅骨在声带振动力作用下的变形量（与振动频率相关的复数常 量）。
[0048] 某人发声时在某声带频率下引起颅骨振动的功率记为：
[0050] afi-颅骨振动加速度，m-半圆形质量块的质量（即颅骨质量，常数）。
[0051] 则某人发声时某频率引起的声带振动总功率应为：
[0053] 其中：W,&为声带振动总功率，为口腔对外界发声的空气声功率，W fi为颅骨振动 的功率，为进入颅骨以外软组织振动的功率。
[0054] 声带振动系统是典型的弹性振动系统，因此一定是线性系统，也就是说，在确定发 声人和发声频率条件下，声带总振动功率分别转化口腔对外界发声的空气声功率、颅脑共 振的功率、颅骨以外软组织振动的功率，分别是三个常量。
[0055] 对于同一发声人、同一频率，可表示为：
[0060] 采用声功率级表示，则有：
[0061] 空气声声功率级：
[0063] W。一人为给定的功率基准值，为lpW(l皮瓦，lpw = 10 6W);
[0064] Ca，Ce-常数（随发音者不同而不同，这两个常数在本发明是不用确定的，在后续 的计算中作为常数项抵消掉了，不必考虑。）
[0065] 通过传声器测得空气声声压级Lp和通过拾振仪测得颅骨振动加速度级La分别 为：
[0066] 1)混响场中，根据室内声压级经典公式，空气声声压级Lp :
[0068] Q-指向性因子，R-房间常数，r-声源与测点的距离，在某