DE2818853A1

DE2818853A1 - Vorrichtung fuer sprachbehinderte personen

Info

Publication number: DE2818853A1
Application number: DE19782818853
Authority: DE
Inventors: Georges Ducommun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-13
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-16
Also published as: JPS53140896A; FR2390153A1; DK204178A; CH611151A5; US4198542A

Description

Georges Ducommun Feldbrunnen / Schweiz

Vorrichtung für sprachbehinderte Personen

Das beim Sprechen oder Singen erzeugte akustische Signal hängt von mindestens zwei voneinander unabhängigen Parametern ab, wobei der eine die Stimmlage und der andere den phonemischen Gehalt bestimmt. Der Mechanismus, der die Stimmlage kontrolliert, wird Phonation oder auch Stimmbildung genannt und läuft im Kehlkopf ab, während der Mechanismus, der den phonemischen Aufbau bestimmt, Artikulation genannt wird. Im folgenden wird nur die Phonation in Betracht gezogen.

Die Stimmlage der menschlichen Stimme wird im Kehlkopf auf folgender Weise bestimmt: Beim Sprechen und Singen wird zunächst ein Ausatmen eingeleitet, wobei im Gegensatz zu den Verhältnissen bei der normalen Atmung die Glottis geschlossen oder zumindest stark verengt ist. Dadurch baut sich im Thorax ein höherer Druck auf, als bei normalem Ausatmen und wenn die Glottis geschlossen ist, werden die Stimmbänder durch diesen Druck auseinandergepresst. In diesem Moment entsteht ein Luftstrom,Luft strömt durch die Glottis in den Mundrachenraum, so dass die Glottis einen Engpass im Expirationstrakt bildet. Dadurch ist die Strömungsgeschwindigkeit der Ausatmungsluft weit höher als in der Trachea und demzufolge der Luftdruck sehr klein; deswegen schliesst sich die Glottis wieder und der Vorgang kann von Neuem beginnen.

Die Stimmbänder geraten also in Schwingungen, wobei der Luftstrom in bestimmten Abständen unterbrochen wird und die Anzahl der Unterbrechungen pro Sekunde die Frequenz oder die Höhe des ausgesandten Tones entspricht. Diese Frequenz hängt in erster Linie von der Spannung der Stimmbänder und erst in zweiter Linie vom Luftdruck unter der Glottis ab. Es ist augenscheinlich, dass diese zwei Parameter durch die Muskulatur des Kehlkopfes und des Thoraxs verändert werden können.

Eine Anzahl von Kehlkopfkrankheiten beeinträchtigen die Fähigkeit

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Töne auszusenden oder zu sprechen. Es sind dies insbesondere die Krankheiten von denen die Stimmbänder betroffen werden, beispielsweise deren Lähmung, die Schwächung der die Spannung bestimmenden Muskeln und der Kehlkopfkrebs , der in erster Linie die Stimmbänder befällt.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung anzugeben, die im Kehlkopf eingepflanzt werden kann und die, zumindestens teilweise die durch die Krankheiten der Stimmbänder hervorgerufenen Schäden beheben kann und die Erzeugung der Töne verbessert oder dem von solchen Krankheiten befallenen Patienten ermöglicht, die Sprache annähernd normal zu gebrauchen.

Die Vorrichtung, die dieses Ziel erreicht, ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Messgrössenumformer Tl zur Aufnahme und Umformung von Schwingungen der Phonations-Organe der Person in elektrische Signale und eine elektronische Schaltung A, R zur Speisung eines zweiten Messgrossenumformers T2 , der auf eines der Phonations-Organe wirkt, aufweist,um die Bildung oder Verstärkung von durch diese Phonations-Organe erzeugten Tönen zu erleichtern, wobei die Vorrichtung durch eine Batterie B gespeist ist. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden und es zeigen:

Fig. 1 den Kehlkopf während dem Einatmen mit den Stimmbändern in der Oeffnungsstellung,

Fig. 2 den Kehlkopf in Phonationsstellung, mit den Stimmbändern in geschlossener Stellung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kehlkopfes und seiner Muskulatur,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung und

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Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Kehlkopf mit der Glottis oder Stimmritze 1 und den Stimmbändarn 2. In Fig. 1 ist die Glottis geöffnet, während in Fig. 2 die Stimmbänder sich berühren und die Glottis geschlossen ist. Fig. 3 stellt einen Längsschnitt des oberen Teiles des Kehlkopfes dar, in welchem man die Stimmbänder 2, die zwischen dan Schildknorpel 3 und den Stellknorpel 4 gespannt sind. Der Schildknorpel 3 kann bezüglich des Ringkncrpel 5 folgende Bewegungen ausführen :

a) nach vorne gleiten und

b) eine Kippung 6 um Achse 7 nach unten vollführen.

Die beiden Stellknorpel 4 ruhen auf der Ringknorpelplatte und können die folgenden Bewegungen ausführen:

a) um ihre Längsachse drehen,

b) auf der Ringknorpelplatte derart gleiten, dass sie sich entfernen oder einander nähern und

c) nach vorne kippen.

Die Spannung der Stimmbänder wird einerseits durch den Cricothyreoideusmuskel 8, der den Schildkncrpel 3 in Richtung des Pfeiles 6 nach vorne kippt, wodurch sich dieser Knorpel vom Stellknorpel entfernt und dadurch die Spannung der Stimmbänder erhöht und andererseits durch die Stimmbändermuskeln, die sich im Inneren der Stimmbänder befinden , deren Zusammenziehen den Elastizitäts-Modul und dadurch die Spannung der Stimmbänder erhöht, gesteuert.

Fig. 4 zeigt das Block-Schema eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Man erkennt die Stimmbänder 2 und einen ersten am rechten Stimmband befestigten Messgrössenumformer Tl. In diesem Beispiel wird vorausgesetzt, dass die Spannung des linken Stimmbandes ungenügend ist, um einen normalen Ton zu erzeugen, dies als Folge einer der oben genannten Krankheiten.

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Der Patient kann nicht mehr normal sprechen, da die Intensität seiner Stimme zu schwach ist. Der ersten Messgrössenumformer Tl, der nach dem Trägheitsprinzip arbeitet, beispielsweise mittels einer schwingende! Klinge, nimmt die schwachenSchwingungen des Stimmbandes auf dem er befestigt ist auf und liefert ein elektrisches Signal mit der gleiche Frequenz wie dieses Stimmband. Dieses Signal wird durch einen Verstärker A, der am Kehlkopf oder in dessen Nähe eingepflanzt ist, verstärkt, und einem zweiten Messgrössenumformer T2 weitergeleitet, der elektromechanisch arbeitet, z.B. mit einer beweglichen Spule und der auf dem linken Stimmband befestigt ist. Die Schwingung von T2 überträgt sich auf dieses Stimmband, wodurch dieses gezwungen wird, mit der gleichen Frequenz und mit einer genügenden Amplitude zu schwingen, um ungefähr normale Phonationsbedingungen herzustellen. Die Vorrichtung wird durch eine Batterie B gespeist.

Es können noch andere Anwendungsmöglichkeiten in Betracht gezogen werden, beispielsweise gemäss Fig. 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel erkennt man, dass die Glottis 1 nicht gänzlich geschlossen ist, da die Stimmbänder 2 nicht genügend gespannt sind. Dies rührt daher, dass der Cricothyreoideusmuskel 8, der das Kippen des Schildknorpels bewirkt, verstümmelt oder teilweise gelähmt ist. Wie iih vorgehenden Fall kann der Patient nicht mehr normal reden, da seine Stimme zu schwach ist. Der Trägheits-Messgrössenumformer Tl nimmt die schwache! Schwingungen des rechten Stimmbandes,auf welchen dieser Umformer befestigt ist, auf und liefert ein elektrisches Signal der gleichen Frequenz. Dieses Signal wird durch den Verstärker A verstärkt und durch den Gleichrichter R gleichgerichtet, der ein kontinuierliches Ausgangssignal liefert, dessen Grosse proportional der Amplitude der Schwingungen des rechten Stimmbandes ist. Dieses kontinuierliche Signal wird dem elektromechanischen Messgrössenumformer T2 zugeführt, der zwischen dem Krikothyreoideusmuskel 8 und einemunbeweglichen Teil des Kehlkopfes befestigt ist. Der Umformer T2 erhöht die Spannung des Muskels 8 derart, dass der Schildknorpel 3 normal kippen kann, wodurch die Stimmbänder gespannt werden und die Glottis 1 geschlossen wird. Auf dieser Weise wird die Intensität

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der Stimme des Patienten annähernd normal. Die Vorrichtung wird
durch die Batterie B gespeist.

Es können noch weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung ins Auge gefasst werden.Sq ist es beispielsweise möglich, den zweiten Messgrössenumformer T2 als Sonde auszubilden, die in einem der Stimmbänder oder in einem der Muskeln der Phonations-Organe eingepflanzt werden kann mit dem Ziel/ diesen Muskel zu
spannen. Die Sonde kann wahlweise durch ein alternierendes Signal gespeist werden, mit der Frequenz der Schwingungen der Stimmbänder oder durch eine Gleichspannung oder gepulst. Es ist aber auch möglich, diese Sonde in das ^Leiche Stimmband einzupflanzen, in welchem der erste Messgrössenumformer Tl eingepflanzt ist. In diesem Falle wird eine positive Reaktion erzeugt, wodurch die Schwingungen dieses Stimmbandes erheblich verstärkt werden.

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Leerseite

Claims

Georges Ducommun München., 28.04·.1978

St. Niklaus 91 ^p 563/78 _ofM

CH-4-532 leldbrunnen/ Pu/rei co I Schweiz

PATENTANSPRUECHE

IJ Vorrichtung für sprachbehinderte Personen, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Messgrössenumformer (Tl) zur Aufnahme und Umformung von Schwingungen der Phonations-Organe der Person in elektrische Signale und eine elektronische Schaltung (A, R) zur Speisung eines zweiten Messgrössenumformers(T2), der auf eines der Phonations-Organe wirkt,aufweist, um die Bildung oder Verstärkung von durch diese Phonations-Organe erzeugten Tönen zu erleichtern, wobei die Vorrichtung durch eine Batterie (B) gespeist ist.
2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messgrössenumformer (Tl) nach dem Trägkeitsprinzip arbeitet.
3. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messgrössenumformer (T2) elektromechanisch arbeitet.
4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messgrössenumformer (T2) ausgebildet ist, akustische Schwingungen einem der Phonations-Organe zu übertragen.
5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messgrössenumformer (T2) ausgebildet ist, ein kontinuierliches Signal, dessen Grosse proportional der Amplitude des akustischen Signals ist, an eines der Phonations-Organe zu übertragen.
6. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Messgrössenumformer (T2) eine Messsonde ist, die ausgebildet ist, in einem der Muskeln der Phonations-Oigane implantiert zu werden, um die Spannung dieses Muskels zu erhöhen.

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7. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung einen Verstärker (A)

für die Signale des ersten Messgrössenumformers(Tl) aufweist.
8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung einen Verstärker (A) und einen Gleichrichter (R) für die Signale des ersten Messgrössenumf ormers (Tl) aufweist.
9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgrossenumformer (Tl, T2) ausgebildet sind, auf den zu den Phonations-Organen gehörenden Organe des Kehlkopfes befestigt zu werden und dass die elektronische Schaltung (A, R) und die Batterie (B) ausgebildet sind, am Kehlkopf oder in dessen Nähe eingepflanzt zu v/erden.

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