萬嘉　游倫　陳俊宇　陳志強　王通

1.電子科技大學(xué)外國語學(xué)院，成都 611731；2.口腔疾病研究國家重點實驗室　華西口腔醫(yī)院正畸科（四川大學(xué)）；3.修復(fù)科，成都 610041

Hawley保持器與熱壓膜保持器對成人正畸患者中文語音發(fā)音影響的臨床隨機對照研究

萬嘉1游倫2陳俊宇3陳志強3王通3

1.電子科技大學(xué)外國語學(xué)院，成都 611731；2.口腔疾病研究國家重點實驗室華西口腔醫(yī)院正畸科（四川大學(xué)）；3.修復(fù)科，成都 610041

目的探索Hawley保持器與熱壓膜保持器兩種常用的正畸保持器對成人正畸患者中文語音發(fā)音的影響。方法采用臨床隨機對照的形式，將20名研究對象隨機分為兩組，每組10名，A組戴用Hawley保持器，B組戴用熱壓膜保持器。分別于戴入保持器前（T0）、剛戴入保持器時（T1）、戴入后1 d（T2）、戴入后1周（T3）、戴入后1個月（T4）共5個時間點進(jìn)行5次中文語音音頻資料的采集，運用Praat 5.4.21語音分析軟件和SPSS 19.0對采集的語音資料進(jìn)行語音參數(shù)分析。結(jié)果兩種正畸保持器均能引起單元音/e/、/i/、/ü/，輔音/s/、/f/、/x/、/t/、/j/和/q/的語音參數(shù)變化，其中Hawley保持器對/i/、/ü/、/s/音的影響持續(xù)時間可達(dá)1個月以上，熱壓膜保持器對語音的影響多可在1個月內(nèi)恢復(fù)正常發(fā)音。結(jié)論兩組正畸保持器均可影響成人正畸后中文語音的發(fā)音，其中Hawley保持器對語音的影響更大，而熱壓膜保持器對語音的影響多可較快恢復(fù)正常。

Hawley保持器；熱壓膜保持器；中文語音；臨床隨機對照試驗

言語的溝通是當(dāng)今社會最為重要的社交手段之一，但對正畸患者來說，戴入正畸矯治器會不同程度地影響患者的語音。研究［1］表明，正畸矯治器可引起部分英語元音及輔音的失真。正畸保持器的佩戴是正畸矯治后不可或缺的部分，通常需要患者佩戴2～3年甚至更長的時間，患者在與正畸保持器相互磨合的過程中也包含了對語音的適應(yīng)過程。正畸保持器與語音之間的聯(lián)系應(yīng)引起正畸醫(yī)生和患者的重視，特別是對于從事語言類專業(yè)的人員。目前有關(guān)正畸保持器對語音影響的相關(guān)研究較少，因此，本研究針對兩種常用的正畸保持器，即Hawley保持器和熱壓膜保持器對語音的影響進(jìn)行臨床隨機對照研究，探討兩種保持器對中文語音發(fā)音的影響。

1　材料和方法

1.1儀器和設(shè)備

SM58型麥克風(fēng)（Shure公司，美國），外置聲卡（Sound Blaster Audigy 6，Creative公司，新加坡），Praat語音分析軟件（version 5.4.21，Paul Boersma公司，美國），Adobe Audition錄音軟件（version 3.0，Adobe Systems公司，美國）。

1.2試驗對象的選擇

本研究已通過四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審查（批件號:WCHSIRB-D-2015-109）。2015年9—11月于四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院正畸科嚴(yán)格按照納入和排除標(biāo)準(zhǔn)納入試驗對象20名。納入標(biāo)準(zhǔn):成人（年齡18～30歲）；剛結(jié)束正畸矯治治療，準(zhǔn)備戴用保持器；前牙覆、覆蓋關(guān)系正常；發(fā)音器官無異常；無顳下頜關(guān)節(jié)疾病史；能夠講普通話且無明顯方言語音；無明顯聽力障礙（平均聽覺閾值≤20 dB），未接受過語音訓(xùn)練。排除標(biāo)準(zhǔn):以往戴用過正畸保持器；以往戴用過局部可摘義齒；發(fā)音帶有明顯方言語音。

1.3分組

對20名試驗對象進(jìn)行隨機抽簽分組，其中10名佩戴Hawley保持器（A組），10名佩戴透明熱壓膜保持器（B組）。A組對象的年齡為19～27歲，平均（24.6±2.63）歲，B組年齡19～29歲，平均（24.1± 3.11）歲。

1.4正畸保持器的制作

由四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院制作中心統(tǒng)一制作Hawley保持器及熱壓膜保持器。Hawley保持器由雙曲唇弓、一對磨牙卡環(huán)及馬蹄形基托組成；卡環(huán)由直徑0.8 mm的鋼絲彎制，樹脂基托厚2.0 mm，要求覆蓋硬腭大部，伸展范圍一致。熱壓膜保持器應(yīng)覆蓋所有牙列的牙冠，要求厚度為0.8 mm，唇頰側(cè)超出牙齦邊緣2 mm，舌腭側(cè)超出牙齦邊緣3 mm。兩種保持器的制作均由同一技師完成。

1.5語音資料采集

兩組試驗對象按照保持器戴入的時間先后順序進(jìn)行多次語音的采集，分別于戴入保持器前（T0）、剛戴入保持器時（T1）、戴入后1 d（T2）、戴入后1周（T3）、戴入后1個月（T4）進(jìn)行5次語音錄入。語音錄入時，囑試驗對象朗讀語音資料中的中文詞匯。語音錄入資料見表1，涉及中文語音中的6個單元音和7個輔音，每個音包含2個典型單詞。于專業(yè)語音研究室內(nèi)采集語音資料，應(yīng)用Audition錄音軟件進(jìn)行錄制，要求患者端坐，距話筒10 cm，語調(diào)及音量適中，以wav.格式保存音頻資料。

表1　語音錄入資料Tab　1　Test of articulation used for the evaluation of distorted sounds

1.6語音參數(shù)分析

運用Praat語音分析軟件對采集的語音資料進(jìn)行語音參數(shù)的分析。對元音進(jìn)行共振峰分析［2-3］；對塞音和塞擦音進(jìn)行嗓音起始時間（voice onset time，VOT）分析［4-5］；對擦音首先變換為寬譜圖，并對其聲強最高的位置進(jìn)行快速傅里葉變換（fast Fourier transform，F(xiàn)FT）后，尋找能量值明顯下降時的頻譜位置，分析其頻率上限值（upper boundary frequency，UBF）［6］。

1.7統(tǒng)計學(xué)處理

運用SPSS 21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和統(tǒng)計分析，采用配對t檢驗判斷各個音標(biāo)間是否存在統(tǒng)計學(xué)差異，卡方檢驗（Fisher確切概率法）判斷戴入前與戴用后4個時間點發(fā)音發(fā)生改變的人數(shù)是否存在統(tǒng)計學(xué)差異，檢驗水準(zhǔn)為雙側(cè)α=0.05。

2　結(jié)果

2.1兩種保持器對中文語音的影響

兩組試驗對象在不同時間點具有讀音差異的人數(shù)如表2所示。初戴時（T1期），兩組患者多數(shù)音標(biāo)的發(fā)音特點均會有所改變，卡方檢驗顯示，/i/、/ü/、/s/受影響人數(shù)較多（P＜0.01），/e/、/t/、/f/、/x/、/j/、/q/受影響的人數(shù)在戴用前后的差異也有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），其余音標(biāo)在部分患者發(fā)音過程中會出現(xiàn)一定的變化，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。經(jīng)過1 d（T2期）及1周（T3期）的適應(yīng)，多數(shù)患者的多數(shù)音標(biāo)可以恢復(fù)正常的發(fā)音特征，戴用熱壓膜保持器的患者恢復(fù)地更快。戴用1個月后，熱壓膜組的發(fā)音特征完全恢復(fù)正常，Hawley保持器組有少部分患者的/i/、/ü/、/s/音未恢復(fù)正常，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表2　戴用Hawley保持器和熱壓膜保持器后不同時間點出現(xiàn)發(fā)音差異的人數(shù)Tab　2　The number of the sound distortions regarding different observation periods with Hawley retainer and vacuum-formed retainer

2.2典型語音的結(jié)果分析

2.2.1/e/音的語音學(xué)特征分析圖1為1名試驗對象在戴用Hawley保持器后/e/音典型的共振峰變化，對比T0期及T1期，T1期的F1升高，F(xiàn)2及F3無明顯變化。

圖1　某試驗對象戴入Hawley保持器后/e/音的典型共振峰分析Fig　1　A typical formant frequency change of /e/ sound of Hawley retainer group

2.2.2/i/音的語音學(xué)特征分析圖2為1名試驗對象在戴用Hawley保持器后/i/音典型的共振峰變化，對比T0期及T1期，T1期的F1升高，F(xiàn)2及F3均降低。

圖2　某試驗對象戴入Hawley保持器后/i/音的典型共振峰分析Fig　2　A typical formant frequency change of /i/ sound of Hawley retainer group

2.2.3/ü/音的語音學(xué)特征分析圖3為1名試驗對象戴用熱壓膜保持器后/ü/音的典型共振峰變化，對比T0期以及T1期，T1期的F1下降，F(xiàn)2上升，F(xiàn)3的變化不明顯。

2.2.4擦音語音學(xué)特征分析擦音的頻率上限值的典型變化如圖4所示。對于/s/音，相對T0期，研究對象在戴用Hawley保持器后，T1～T4期的頻率上限值均有所下降，且與T0期比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），但T1期的表現(xiàn)更加明顯。戴用熱壓膜保持器的試驗者，在戴用的起始階段其頻率上限值出現(xiàn)一定的下降，但與戴用Hawley保持器的試驗者相比，可以更快地恢復(fù)正常發(fā)音。對于/f/音，戴用Hawley保持器后的研究對象在初戴時出現(xiàn)頻率上限值的變化（P＜0.05），但可以很快恢復(fù)正常，而戴用熱壓膜保持器的試驗對象/f/音改變不明顯。對于/x/音，戴用Hawley保持器與戴用熱壓膜保持器的試驗者出現(xiàn)相似的改變，均在T1期出現(xiàn)一定程度的下降（P＜0.05），但一般在T2期即可恢復(fù)正常。

2.2.5塞音的語音學(xué)特征分析對于塞音，VOT在熱壓膜保持器組中均無明顯改變，在Hawley保持器組中的改變?nèi)鐖D5所示。/t/音的VOT值在T1期多有一定程度的下降（P＜0.05），隨著戴用時間的延長，VOT值逐漸恢復(fù)正常。雖然圖中看出/d/音的VOT值出現(xiàn)一定程度的下降，但所有試驗者的下降趨勢均未顯示出有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

圖3　某試驗對象戴入熱壓膜保持器后/ü/音的典型共振峰分析Fig　3　A typical formant frequency change of /ü/ sound of vacuumformed retainer group

圖4　Hawley及熱壓膜保持器試驗者擦音頻率上限值特征性改變Fig　4　Typical upper boundary frequency change of fricatives of Hawley and vacuum-formed retainer groups

圖5　Hawley保持器試驗者塞音的VOT特征性改變Fig　5　Typical VOT change of plosive of Hawley retainer group

2.2.6塞擦音語音學(xué)特征分析塞擦音的VOT改變?nèi)鐖D6所示，Hawley保持器與熱壓膜保持器組出現(xiàn)相似的變化，均在戴用前期（T1和T2期）出現(xiàn)一定程度的下降（P＜0.05），但一般在T3期即可恢復(fù)正常。

圖6　Hawley及熱壓膜保持器試驗者塞擦音的VOT特征性改變Fig　6　Typical VOT change of affricate of Hawley and vacuumformed retainer groups

3　討論

一般來說，口腔內(nèi)的正畸或者修復(fù)裝置皆可影響患者的語音功能［7］。對于正畸矯治器，學(xué)者們已進(jìn)行了較多的研究探討其對語音的影響，常見的唇側(cè)固定矯治器能引起語音失真，但影響程度較?。?］。舌側(cè)固定矯治器雖然美觀，但對語音的影響相對較大，可明顯影響/s/、/t/、/d/等輔音，且持續(xù)時間可達(dá)1個月以上［9-10］。Haydar等［11］認(rèn)為，Hawley保持器主要通過對舌位的影響引起部分語音的失真，戴入初期可對/t/、/d/等齒槽音產(chǎn)生影響。Kayikci等［12］研究了Hawley保持器對語音的影響，語音分析顯示其主要對擦音/s/、/z/產(chǎn)生影響，個別患者/s/語音的失真可持續(xù)3個月。本研究采用臨床隨機對照試驗的形式，同時研究了Hawley保持器和熱壓膜保持器這兩種目前常用的保持器對語音的影響。因目前成人正畸治療越來越普及，且成人的語音習(xí)慣已基本定型，所以本研究選擇成人正畸患者，針對漢語普通話，運用語音分析軟件進(jìn)行客觀分析，可提供正畸保持階段語音變化的相關(guān)數(shù)據(jù)，具有一定的臨床意義。

漢語語音可以分為元音（韻母）和輔音（聲母），本實驗分析6個常用單元音和7個輔音。普通話的輔音有22個，可以按照發(fā)音部位或發(fā)音方式區(qū)分，按照發(fā)音方式可以分為擦音、塞音、塞擦音、鼻音和邊音［13］。結(jié)合臨床實際經(jīng)驗及各個音標(biāo)的舌位圖，本實驗選取了擦音中的/s/、/f/、/x/音，塞音中的/t/、/d/音和塞擦音中的/j/、/q/音進(jìn)行語音學(xué)分析，結(jié)果也表現(xiàn)出戴用保持器的試驗者在發(fā)這些輔音時多出現(xiàn)一定的變化。

3.1元音變化分析

元音是肺部產(chǎn)生的氣流在聲道內(nèi)共振發(fā)出的聲音，氣流較為通暢，主要隨著咽部和口腔的形態(tài)變化而改變，可受到唇、舌等發(fā)音器官的調(diào)節(jié)［14］。元音的共振峰是氣流在經(jīng)過鼻孔、咽腔、口腔等不同共鳴空間時共振產(chǎn)生的峰值，在語音分析中主要討論前3個共振峰（F1、F2、F3）。F1、F2與舌位有關(guān)，舌位高的F1低，舌位低的F1高；舌位前的F2高，舌位后的F2低；F3反映唇腔的大小和唇腔共鳴狀態(tài)，圓唇時唇腔體積增大，F(xiàn)3值減小，展唇時唇腔體積減小，F(xiàn)3值增大［2，12］。正畸保持器作為一個異物存在于敏感的口腔內(nèi)，可通過對唇、舌位置的影響導(dǎo)致元音共振峰的變化。例如，對于/e/音，試驗對象為避讓上頜保持器，舌反射性向下移動，導(dǎo)致T1期F1升高；對于/i/音，T1期的F1升高，F(xiàn)2及F3均降低，提示戴用保持器后，舌位降低、后退，且嘴型表現(xiàn)為圓唇，即舌的位置受到兩種保持器的影響，暫時無法到達(dá)預(yù)先位置。對于Hawley保持器，因為唇側(cè)覆蓋金屬鋼絲，可將唇部向外擴張，且試驗對象為了避讓鋼絲的阻擋，會盡量翹唇，唇腔體積增大，F(xiàn)3降低，此影響可持續(xù)1個月以上。熱壓膜保持器的上頜部件僅覆蓋腭部的較小面積，因此對舌位影響較小。對于/ü/音，戴用熱壓膜保持器的試驗對象T1期的F1降低，F(xiàn)2上升，F(xiàn)3變化不明顯，這是因為熱壓膜保持器腭部遮擋少，但舌為了避讓下牙舌面，反射性向上、向前移動，接近上頜前牙，使得F1下降，F(xiàn)2上升；同時，熱壓膜保持器唇側(cè)沒有弓絲，對唇部影響較小，唇部空間變化不大，F(xiàn)3變化不明顯。

3.2擦音變化分析

/s/音是舌齒摩擦輔音，發(fā)/s/音時舌端靠近齒齦，氣流由舌端齒齦間送出，形成摩擦音。相對T0期，T1～T4期的頻率上限值均有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），但T1期的表現(xiàn)更加明顯，說明戴用兩種保持器后，因切緣、面及舌側(cè)均有額外的部件阻隔，使舌尖位置從牙槽向硬腭后退，從而影響輔音共鳴腔，使其共振降低，繼而頻率下降。戴用Hawley保持器的試驗對象因保持器體積更大，口腔結(jié)構(gòu)的變化較熱壓膜保持器大，因而影響更為持久。正常情況下發(fā)/f/音時，上牙切緣與下唇的干濕交界區(qū)接觸，氣流由唇齒間的縫隙中通過，引起摩擦發(fā)音，而Hawley保持器雙曲唇弓可能推擠下唇向前移動，導(dǎo)致上牙切緣與下唇的接觸區(qū)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致/f/的發(fā)音出現(xiàn)一定改變。熱壓膜保持器唇側(cè)突起不明顯，因而對/f/音影響較小。正常發(fā)/x/音時，舌面隆起接近硬腭前部，舌尖接近下頜牙舌面。戴用Hawley或熱壓膜保持器時，患者硬腭前部及下頜舌面均覆蓋有基托或壓膜材料，因而會對/x/音產(chǎn)生不同程度的影響。

3.3塞音變化分析

戴用兩種保持器的初期，/t/音均出現(xiàn)了明顯的語音失真，Hawley保持器的影響程度更大。發(fā)/t/音時，舌尖輕觸上前牙腭面和部分上腭而產(chǎn)生塞音，Hawley保持器具備腭側(cè)基托，相對熱壓膜保持器，腭部的覆蓋面積更廣，因此影響更大。/d/音和/t/音的發(fā)音方法相似，但戴用前后未顯示出統(tǒng)計學(xué)差異。從圖5可見，/d/音的VOT值要顯著小于/t/音，而/d/音的VOT值也出現(xiàn)了變化趨勢，因此有必要增加測試單詞的數(shù)量以明確/d/音是否確實發(fā)生改變。

3.4塞擦音變化分析

/j/和/q/音的發(fā)音方式與/x/相似，但隆起的舌面接觸硬腭前部，先形成氣流阻隔，隨后舌面下降，氣流沖出形成塞擦音；實驗結(jié)果出現(xiàn)與/x/音類似的改變，無論是Hawley還是熱壓膜保持器均可在實驗前期出現(xiàn)一定的發(fā)音失真。

由本研究結(jié)果可以得出，兩種正畸保持器對中文語音發(fā)音均有一定影響，主要引起單元音/e/、/i/、/ü/和輔音/s/、/f/、/x/、/t/、/j/和/q/的語音參數(shù)變化，其中Hawley保持器對語音的影響較大，對/i/、/ü/、/s/音的影響持續(xù)時間可達(dá)1個月以上，透明熱壓膜保持器對語音的影響較小，多可在1個月內(nèi)恢復(fù)正常發(fā)音。在臨床工作中，對于那些從事語言類工作等有特殊要求的患者，考慮到保持器對中文語音發(fā)音的影響，應(yīng)適當(dāng)減小矯治器的伸展范圍并加強患者自身的語音訓(xùn)練［15］。鑒于熱壓膜保持器對語音的影響相對較小，可以向患者進(jìn)行推薦。

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（本文編輯吳愛華）

Effects of Hawley retainer and vacuum-formed retainer on articulation of Chinese speech of adult orthodontic patients:a randomized controlled trial

Wan Jia1， You Lun2， Chen Junyu3， Chen Zhiqiang3， Wang Tong3.（1. School of Foreign Languages， University of Electronic Science and Technology， Chengdu 611731， China； 2. State Key Laboratory of Oral Diseases，Dept. of Orthodontics， West China Hospital of Stomatology， Sichuan University， Chengdu 610041， China； 3. State Key Laboratory of Oral Diseases， Dept. of Prosthodontics， West China Hospital of Stomatology， Sichuan University， Chengdu 610041，China）
Supported by: 2015 Fundamental Research Funds for Central Universities， University of Electronic Science and Technology （Training Programs of Innovation and Entrepreneurship for Undergraduates）； Science & Technology Support Program of Technological Office of Sichuan Province （2015SZ0078）； International Exchange Program for Outstanding Undergraduate Students of China Scholarship Council ［（2015）3074］. Correspondence: Wang Tong， E-mail: tonghubble@gmail.com.

ObjectiveThis study investigated the influence of Hawley retainer and vacuum-formed retainer on the articulation of Chinese speech of adult orthodontic patients. MethodsA total of 20 volunteers were recruited in this randomized controlled trial in accordance with the inclusion criteria. Participants were randomly distributed into two groups， namely， the Hawley retainer group and the vacuum-formed retainer group. Speech performance was evaluated at the following time intervals: before wearing retainers （T0）， immediately after wearing both upper and lower retainers （T1）， 24 h later （T2）， 1 week later （T3）， and 1 month later （T4）. The phonetic parameters were acquired through the use of computer-based voice analysis software Praat version 5.4.21， and the final data were analyzed using SPSS 19.0. ResultsBoth retainers can influence the phonetic parameters of vowels /e/， /i/， and /ü/ and consonants /s/， /f/， /x/， /t/， /j/， and /q/. However， the Hawley retainer showed a more remarkable effect on the articulation of Chinese speech，and the distortion of /i/， /ü/， and /s/ sounds can last for more than 1 month. Nevertheless， the recovery period of the patients' phonetic function in the vacuum-formed retainer group was within 1 month. ConclusionBoth retainers can inducedistortion of some Chinese vowels and consonants in the speech of adult orthodontic patients， but the Hawley retainer can more significantly influence the articulation of Chinese speech than vacuum-formed retainer.

Hawley retainer；vacuum-formed retainer；Chinese phonetics；randomized controlled trail

R 783.5

A

10.7518/hxkq.2016.04.012

2016-01-15；

2016-04-22

電子科技大學(xué)2015年中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費項目（學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目）；四川省科技廳科技支撐計劃（2015SZ0078）；國家留學(xué)基金委優(yōu)秀本科生國際交流項目［留金發(fā)（2015）3074號］

萬嘉，學(xué)士，E-mail:untnu@163.com

王通，碩士，E-mail:tonghubble@gmail.com