PHARYNGEAL
WALL MOVEMENT
DURING SPEECH
SEIJI NIIMI, M. D.
Department
of Oto-rhino-laryngology,
School of Medicine, Kitasato University
(Director:
T. Shitara, M. D.)
The articulatory movements of the different parts of the pharyngeal wall, i. e., the lateral wall of the epipharynx and the mesopharynx, were investigated by means of endoscopical and electromyographic technique.
The horizontal movement pattern of the epipharyngeal wall and the vertical movement pattern of the velum showed striking similarity during speech production. Electromyography of the levator veli palatini muscle revealed well corresponding patterns of these two movements.
From these observations,
it can be concluded that velopharyngeal
closure during speech is
completed by combination of the velar elevation and medial displacement
of the lateral wall of
the epipharynx.
Both of these two movements, even in different directions, are induced by the
levator veli palatini muscle contraction.
The next question was whether the movement pattern of the mesopharyngeal
wall is the
same as that of the epipharyngeal
wall.
In order to solve this question,
movements of the
lateral wall of the mesopharynx and the epipharynx were observed simultaneously
with
electro-myographic
recording
from the levator veli palatini muscle and the superior constrictor muscle
of the pharynx which might contribute
to adduct the lateral wall of the mesopharynx.
For
open vowel /a/, the medial movement
of the epipharyngeal
wall was smaller than for high
vowel /i/.
On the contrary,
the medial excursion of the mesopharyngeal wall was greater for
/a/ production than /i/production.
Electromyography
of the superior constrictor muscle showed
greater activity level for /a/ than for /i/, which was opposite to the levator veli palatini muscle
activity pattern.
This observed evidence indicates that the mesopharyngeal
wall movement
during speech
production is caused by the superior constrictor muscle and has some effects on vowel
articula-tion, whereas epipharyngeal
wall adducts to complete the velopharyngeal closure.
A84-0709-50020
発
話
時
に お
け
る 咽 頭
側
壁
の 動
態
鼻 咽 腔 閉 鎖 機 能 を 中 心 と して
北里大学医学部耳鼻咽喉科学教室(主 任:設 楽 哲也教授)
新
美
成
二
緒 論 咽 頭,喉 頭 は呼 吸 器系 と消 化 器 系 の接 点 と して 生 命 維 持 の た め,重 要 な 意義 を持 つ.人 間 に お いて は,更 に 発 声 発 語器 官 と して の機 能 も加 わ り,一 層複 雑 な調 節 が 行84-710 新 美=咽 頭 側 壁 の動 態 1981 わ れ るよ うに な っ て い る.正 常 な発 話のた め に は 音源 と して の 喉 頭 と,共 鳴腔 と して の 声道 が 時 間 的 に正 し く調 和 して 活 動 す る ことが 必 須 な条 件 で あ る.各 種 母音,鼻 音 な どの 弁 別 は,声 道 の 形 態 を変 化 させ る こ とに よ って 喉 頭 原 音 に 特 徴 的 な共 鳴 を与 え て行 って い る の で あ る. 従 来 声 道 の 形 態 の 変 化 に つ い て は,主 に 可 動 性 の 大 き い,舌,口 蓋帆 な どの 動 態が 研 究 され て い るが,咽 頭 側 壁 の 動 きに 関す る研 究 は 少 な い.本 研 究 で は 鼻音,母 音 の 調 音 時,上 咽 頭 お よび,中 咽 頭 側 壁 の動 態 を明 らか に しよ う とす る もの であ る. 発 話 時 の 鼻咽 腔 の動 態 につ い ては,特 に 鼻音,非 鼻 音 の 弁 別 に 関 して 多 くの 研 究が な され て い る.ま た,鼻 咽 腔 の 閉鎖 の様 式 が 絞 扼 的 な運 動 であ る こと は,上 顎 欠 損 例 で の 観 察 や,X線 に よ る 観 察 で す で に 確 認 され て い る.こ の絞 扼 運 動 は, 1. 口 蓋帆の 後 上 方 へ の挙 上 2. 咽 頭 後 壁 の 前方 へ の突 出 3. 咽 頭 側壁 の 内方 へ の偏 位 の3つ の成 分 に分 解 して考 え る こ とが で き る.口 蓋 帆 の 後 上 方へ の挙 上 は,主 と して頭 部 側 面 のX線 映 画 に よ る 観 察 か ら も明 らか な ご と く,閉 鎖 運 動 の主 要 な成 分 で あ る.第 二 の後 壁 の前方 へ の突 出 はPassavantに よ り1863 年 に 記 載1)さ れ て以 来Passavant隆 起 と し て 諸 家 の 興 味 を ひ い た と こ ろで あ る.し か しHagertyら の 断層 撮 影 に よ る研究2)3)で は80例 中9例 にPassavant隆 起 を 認 め るの み で あ った.ま た,隆 起 の で き る位 置 が 閉 鎖 の 部 位 よ り下 方 で あ る こ と も知 られ,こ の 隆起 が 発 話 時 の 鼻咽 腔 の 閉 鎖 に 関与 す る程度 は無 視 し得 る と結 論 され て い る.咽 頭 側壁 の 内転 に 関 して は主 に 口 蓋裂 患 者 に お い て よ く検 討 さ れ て い る.Hiltonは す で に1836年 に 上咽 頭 の 側 壁 の 発 話 時 の 内転 運 動 を記 載4)し て い る.そ の 後, 主 にX線 に よ る観 察 に よ って上 咽 頭 側 壁が 鼻咽 腔 閉 鎖 に 際 し,重 要 な役 割 を はた して い る こ とが 明 らか に され た 5)6)7).鼻 咽 腔 閉 鎖 部 よ り下 方 の咽 頭 腔(以 下,中 咽 頭 と 称 す)は 発 話 に際 して は共 鳴 腔 として の 役 割 を はた す の で あ る.こ の 部 分 の形 態 の変 化 は,可 動性 の大 きな 舌の 位 置,形 態 の 変化 に帰 す る こ とが で き,従 来 もこ の面 か ら数 多 くの 研究 が な され てい る.し か し,咽 頭 壁 の動 き も,鼻 咽 腔 閉 鎖 お よ び咽 頭 腔 の 形態 の変 化 に 影 響 を与 え て い る こ とは,充 分 考 え られ る.特 に咽 頭 腔 を 半 円筒 形 に 取 り囲 ん で い る上 咽 頭 収 縮 筋 の 鼻咽 腔 閉 鎖 機 構,あ るい は 中咽 頭 の形 態 変 化 へ の関 与 は 興味 あ る と ころ で あ る. 本研 究 は 内 視鏡 的 手 法 お よび 図筋電学 的 手 法 を用 い て, 1. 鼻咽 腔 閉 鎖 に際 して の 口 蓋帆 の 挙上 と上 咽 頭側 壁 の 内 転 とい う方 向 の 異 な る運 動 の 時 間 的 関係 を明 ら か に し,そ れ らの 異 同 に つ い て 論ず る. 2. 鼻咽 腔 閉 鎖 時 の 口 蓋帆 の挙 上 は,口 蓋 帆 挙 筋 に よ る こ とは周 知 の 事 実 で あ るが 同 時 に見 られ る側 壁 の 内 転運 動 が どの よ うな 機 序 に よ るか を 明 らか に す る. 3. 鼻咽 腔 閉 鎖 部 よ り上 方 の側 壁 の運 動 が 鼻咽 腔 閉 鎖 に 関 与 してい る こ とは 明 らか で あ るが,閉 鎖 部 よ り 下 方 の 中咽 頭 側 壁 の 鼻咽 腔 閉鎖 時 の 動 態 を 分 析 す る. 4. 上咽 頭収 縮 筋 の 鼻 咽 腔 閉鎖 に対 す る 関与 の有 無 を 論 ず る. 以 上 の4点 を 目的 と した. 実 験 方 法 発 話 時 の 鼻咽 腔 閉 鎖 の 機序 お よ び 中咽 頭 側 壁 の動 態 を 明 らか にす る 目的 で2つ の 実 験 を行 った. 実 験1:鼻 咽 腔 閉 鎖 時 の 側 壁 の動 態 につ い て. 口蓋 帆 お よ び上 咽 頭 側 壁 の 観 察,記 録;発 話 時 の 口蓋 帆 の 上 下運 動 お よび 上 咽 頭 側 壁 の 内 転運 動 を観 察 す る 目 的 で,喉 頭 観 察 用 フ ァイ バ ー ス コ ー プ(Olympus VF) を被 験 者 の 鼻底 に沿 って 挿 入 し,先 端 が 軟 口 蓋,硬口蓋 の 境 界 に くる よ う に固 定 した.こ の位 置か らは 口蓋 帆 の 上か下 運 動 お よび 上 咽 頭 側壁(耳 管 隆 起,Torus tubarius) の水 平 方向 の運 動 が 観 察 され る8)9).本 実 験 で は 格 子 模 様 の つ い た薄 い プ ラ ステ ィ ック の 帯 を被 験 者 の鼻 底,お よび 口 蓋帆 の上 面 に 挿 入 し計 測 の便 に 供 した.こ の方 法 では,被 験 者 は,き わ め て 自然 に 発 話 す る こ とが で き る.運 動 は16mm映 画 を 毎 秒60コ マ で撮 影,記 録 した. コマ ご とに カ メ ラ よ り出 る同 期パ ル ス を音 声信 号 お よ び 後 述す る咽 頭 筋 よ りの 筋電 図 と と も にFMデ ー ター レ コー ダ に記 録 した.口 蓋 帆 の 挙 上 は観 察 さ れ る 口 蓋帆 の 最 高 点 の偏 位 を も っ てあ らわ し,側 壁 の運 動 は,/∫/発 話 時 の 口 蓋帆 の挙 上 の位 置 を100%,硬 口 蓋 の 高 さ を0% と して,75%,50%,25%の 高 さに 仮想 した水 平 線 と側 壁 との 交 点 の 位 置 を水 平 線 上 で 計 測 し表 わ した.計 測 点 を第1図 に示 す 図か ら明 らか な よ うに.側 壁 上 の 計 測 点 は,常 に 観 察 され る と は限 らな い 第1図(a)は 安静 呼 吸 時 で,口 蓋帆 が 下 降 し鼻 咽 腔 が 開 放 して い る場 合 で あ る.こ の 場 合 は側 壁上 の計 測 点 はす べ て 観 察 され るが (b)の ご と く,口 蓋 帆 が 挙 上 し,鼻 咽 腔 が あ る程 度 閉 鎖 され てい る場 合は,25%お よび50%レ ベ ル の 計 測 点 は 挙
図1 経 鼻 的 フ ァイバ ー ス コー プ に よ り観 察 され た 上 咽 頭(模 式 図)及 び計 測 点 上 され た 口蓋 帆 に か くされ て観 祭 され な い.フ レー ム ご とに計 測 され た値 は 小 型 の計 算 機 を用 い て10)時間 軸 上 に プ ロ ッ トされ た.こ の 方法 で4つ の 異な る計測 点 の偏 位 量 の経 時 的 パ ター ンが 各 試 行毎 に 得 られ た.次 に 同 じ種 類 の発 話ご とに,音 声 波 形 か ら決 定 され る鼻音-非 鼻 子 音の境 界 の時 刻 を規 準 と して,各 試 行 ご との運 動 パ ター ンを加算 平均 した. 口蓋 帆 挙筋 お よび 上 咽 頭 収 縮 筋 の 鼻咽 腔 閉鎖 に 対す る 関与 に つ い て;鼻 咽 腔 閉 鎖 機 構 に 関 与す る と 考 え られ る口蓋帆 挙筋 と上 咽 頭 収 縮 筋 の 筋 活 動 を知 る 目的 で,そ れ らの筋 よ り筋 電 図 を 同 時 に 記録 した.電 極 は正 常 な 構 音動 作 を で き るだ け 妨 げ ぬ よ うに,有 鈎 針 金 電 極11)12)(直 径50μ,白 金 イ リジ ウム 合 金,双 極 型)を 用 い た.口 蓋 帆挙 筋 に対 して は経 口 的 に 口蓋 帆 上時 に認 め られ る軟 口蓋 上 の小 陥 凹 部 に,上 咽 頭 収 縮 筋 に対 し ては,硬 口 蓋 の高 さで 咽頭 後 壁 の正 中 よ り約1cm側 方 に,27Gの 皮 下 注射 針 をガ イ ドと して用 い て刺 入 した.こ れ らの 部 位 は,解 剖 学 的 に他 の筋 か らの活 動 電 位 の 混 入 が 最 も少 な い 部位 と考 え られ る12).得 られ た 筋 活 動 電 位 は 音 声 お よ び,16mmカ メ ラよ りコ マ ご とに 出 る同 期 信 号 と と もに デ ータ レ コー ダ に記 録 され た13).記 録 さ れ た 筋 電 図 は全 波 整 流 の後,運 動 パ ター ンの 場 合 と同 様,音 声 波 形 か ら 決 定 され た 特 定 の時 刻 を規 準 と して,同 種 の検 査 語 ご と に加算 平均 し,構 音動 作に 対 応 す る筋 活動 の 平均 的 なパ ター ンを 得 た14). 検 査 語 お よび 被 験 者;被 験 者 と して米 語 の 話 者1名 を 用 いた.検 査 語 は,鼻 音-非 鼻 音 お よ び,そ の順 が 逆 転 してい る非 鼻 音-鼻 音 の 対が 中心 に含 まれ る二 音 節 無 意 味 語 を用 い た.鼻 音 は/m/を 用 い,非 鼻子 音 と して/p/, /b/,/f/,/v/,/s/,/z/を 用 い た.各 音節 に 含 まれ る母 音 は/i/又 は/a/で 同一 検 査 語 に は 同一 の母 音が 用 い られ た.舌 の構 音動 作 に よ る影 響 を 除 くた め と,発 話 の 始 点,終 了の 時 点 を 音 声 波 形 か ら判 断 す る の を 容 易 に す る 目 的 で,す べ て の 検 査 語 は/f/で 開 始,/p/で 終 っ て い る.検 査 語 は し た が っ て 第1表 に 示 す ご と き,24種 と な る.表 中 でVは 母 音,Cは 非 鼻 子 音 を 表 わ す 発話 は ラ ンダ ム な 順 で6乃 至10回 繰 返 さ れ た. 実 験2:中 咽 頭 側 壁 お よ び 上 咽 頭 収 縮 筋 の 動 態 に つ い て. 表1 検 査語 表 V:母 音,C:子 音 中咽 頭 側 壁 の 観 察,記 録;発 話 時 に お け る 鼻 咽 腔 閉 鎖 部 の 上方 よ び 下 方 の 咽 頭 側 壁 の 動 態 を 同 時 に 観 察 す る た め に,イ メ ー ジ ガ イ ドが2本 独 立 し て い る 喉 頭 用 ス テ レオ フ ァ イ バ ー ス コ ー プ15)を 用 い た.こ の フ ァ イ バ ー ス コ ー プ を 用 い る と,同 一 視 野 内 に2つ の 異 な る現 象 を 観 察 す る こ と が で き る.イ メ ー ジ ガ イ ドの1本 は,鼻 腔 底 に 沿 っ て 挿 入 し,実 験1で 行 っ た と 同 様 の 方 法 で 口 蓋 帆 お よ び,上 咽 頭 側 壁 の 動 き の 観 察 に 供 し た.上 咽 頭 の 動 態 を 知 る た め の 計 測 点 は 実 験1の 場 合 と 同様 で あ る.イ メ ー ジ ガ イ ドの 他 の1本 は,舌 圧 子 に 固 定 し,口 腔 内 に 挿 入 し 中 咽 頭 の 観 察 用 に 用 い た.記 録,解 析 は,16mm 映 画 を 毎 秒25コ マ で 撮 影 し,後 に コ マ ご と に 各 部 の 計 測 を 行 っ た.中 咽 頭 側 壁 の 内 転 は,左 右 後 口 蓋 弓 間 の 距 離 の 変 化 に よ っ て 表 わ した.映 画 の コ マ と,音 声,筋 電 図 と の 同 期 は カ メ ラか ら コ マ ご と に 出 る 電 気 パ ル ス を 用 い て 行 っ た. 上 咽 頭 収 縮 筋 の 活 動 に つ い て;映 画 撮 影 と 同 時 に 上
84-712 新 美=咽 頭 側 壁 の 動 態 1981 咽 頭 収 縮 筋 の 筋 活動 を知 るた め に,咽 頭 後 壁 の 正 中 よ り 約1cm外 側 で,硬 口蓋 の 高 さ,お よ び 口 蓋 垂 先 端 の 高 さ に有 鈎 針 金 電 極 を刺 入 し,2つ の 異 な る高 さか ら筋 電 図 を導 出 した.筋 電 図信 号 は,一 旦 デ ー タ レ コー ダに 記録 した の ち実 験1の 場 合 と同 様 に 加算 平 均 を行 い,構 音動 作 に対 応 す る と考 え られ る筋 電 図 パ タ ー ンを 導 出 した. 検 査 語 お よび 被 験 者;中 咽 頭 側 壁 の 内転 は 咽頭 腔 の 狭 め に関 係 して い る ことが 考 え られ る.こ の 点 を 明 らか にす るた め に,咽 頭腔 の形 態 の あ き らか に異 な る 日本 語 母 音/a/,/i/,/u/を 検査 語 と して 用 い た.更 に,こ の筋 の 鼻 咽腔 の開 閉 運 動 との 関連 を見 るた め に,鼻 音 を含 む 無 意味 音 節 の繰 返 しを用 いた.検 査 語 を第2表 に示す. 被 験 者 は東 京方 言 話者 で あ る成 人 男 子3名 を用 い た.発 話 は8乃 至10回,繰 返 した. 実 験 結 果 実 験1: 上 咽頭 側 壁 の 運 動;口 蓋 帆 の 上 下 方 向 の動 き と 同 時 に 観 測 され た 側 壁 の動 き のパ ター ンの1例 を第2図 に示 す 図 は被 験者 が 検 査語/fazmap/を 発話 した 時 の 例 で あ る.下 段 の4つ の グ ラ フは個 々 の発 話,最 上 段 には, そ れ らを加 算 平 均 した パ ター ンを示 した.図 の右 の3列 で示 され て い る各 計 測 点 に お け る側 壁 の運 動 パ ター ンを 見 る と,異 る3つ の レベ ル に お い て 内外 転 運 動 の時 間経 過 は レベ ル で あ る こ とが わ か る.偏 位 の量 は75%レ ベ ル で最 も小 さ く25%レ ベ ル で 最 も大 きい(な お,個 々の 発 話で25%レ ベ ル で の グ ラ フが 途切 れ て い る例 が あ るが, これ は 前述 した ご と く,高 く挙 上 した 口蓋 帆 に よ り計 測 点 が か くされ,偏 位 が 計 測 で きな か っ た こ と を 示 す). 表2 検 査 語 表 図2 口蓋 帆 お よび 上 咽頭 側 壁 の運 動 パ ター ンの 一 例 最 上 段 は試 行 の 加算 平均 図,下4段 は各 試 行 毎 のパ ター ンを 示 す 時 間軸 上 の0は,加 算 の 為 の基 準時 刻(z-mの 境 界)を 示 す.
図3 鼻音/非 鼻 音 の位 置 お よび 運 動 パ ター ン つ ま り観 察 され る上 咽 頭 側 壁 は,1つ の構 造 と して上 端 に支 点 を持 つ 蝶 番 運 動 を して い る こ とが 示 され てい る. 実 験 に用 い た24種 類 の 検 査 語 に つ い て の結 果 はい づ れ も 上 に述 べ た観 察 結果 と同様 の傾 向 が 認 め られ た.従 って 以 後,50%レ ベ ル の点 を もっ て上 咽 頭 側 壁 の動 き を代 表 させ る.第3図 は 口 蓋帆(上 段),上 咽 頭 側 壁(下 段) の 加算 平 均 した運 動 パ ター ンで あ る.グ ラ フの縦 軸 は 偏 位 の量,横 軸 は 時間 を示 す 時 間 軸 上 の0は 音声 波 形 よ り決 定 され た/s/,/m/(あ るい は/m/,/s/)の 境 界 の 時刻 で加 算 平 均 の規 準 時 刻 と して 用 い た.太 い実 線 で, /fasmap/,細 い 実 線 で非 鼻 子 音-鼻 音 の順 が 対称 的 な検 査 語/famsap/の 場 合 を示 した.口 蓋 帆 の上 下運 動 お よ び上咽 頭 側 壁 の 内 外 転 運 動 を,太 い実 線 で示 され て い る /fasmap/の 例 でみ る と,両 者 と もに 語 頭 の/f/に 対 し 上 昇,内 転(つ ま り鼻 咽腔 を閉 鎖)し 第1の 母音/a/に 対 し若 干 下 降,外 転 し,更 に 後続 す る子 音/s/に 対 して ふ たた び 上 昇,内 転 を行 う.次 に 鼻音/m/の 構 音 のた め に 口蓋 帆 は 著 し く下 降 し側 壁 は外 転 して 鼻 咽腔 を広 く 開 放,ふ た た び後 続 す る母 音/a/の 部分 か ら子 音/p/に 向 け て上 昇,内 転 す るパ タ ー ンを示 して い る .こ れ に対 し検 査 語 中央 部 の子 音 の 組合 せ が対 称 的 な/famsap/で は 口蓋 帆 の 下降,側 壁 の外 転 とい う鼻 咽腔 を開 放す る動 作 が 検 査 語 中 の鼻 音 の位 置 に対 応 して ,前 者 と逆 転 し て い る こ とが わ か る.い ず れ の場 合 で も口蓋帆 の運 動 パ タ ー ン と,上 咽 頭 側 壁 の運 動 パ ター ンは,き わ め て相 似性 の 強 い こ とが 明 らか で あ る.両 者 間 の 相 関 係 数 はr= 表3 各 検 査語 に お け る口蓋 帆 の 上 下運 動 と上 咽 頭 側壁 の 内転 運動 と の相 関係 数 表4 母 音 差 に よ る口 蓋帆 偏 位 の 程 度 +は/i/の 場 合が/a/の 場 合 よ り挙 上 の程 度 が 大 であ った検 査 語 対
84-714 新 美=咽 頭 側 壁の 動 態 1981 図4 鼻 音/非 鼻音 の位 置 及 び 加 算 平均 筋 電 図 L. P.. 口蓋 帆 挙 筋 S. C.. 上 咽頭 収 縮 筋 横 軸 上0は 鼻 音/非 鼻 音 の境 界 時 刻 0.85乃 至0.99で あ った(第3表).次 に 検 査語 中 の母 音 の違 い に よ る口蓋 帆 の挙 上 お よ び側 壁 の 内転 の程 度 の 差 を み る と,口 蓋 帆 にお い て は全 検 査語 に おい て/i/を 含 む 場 合が/a/を 含 む 場 合 よ り 挙上 の 程 度 が 大 きか っ た.上 咽 頭側 壁 の 内転 に つ い て は,24検 査 語 中,母 音 の み が 異 る検 査 語 対,12対 中10対 に 同 様 の 結 果 を得 て い る,第4表 で+は/i/の 場 合 が/a/の 場 合 よ り 偏 位 量 が大 きか った 場 合,-は そ の傾 向 が 認 め られ なか った 場 合 を示 して い る. 以 上 の結 果 よ り,上 咽 頭 側 壁 と,口 蓋 帆 の運 動 は 互 い に直 交 す る運 動 で あ るが,こ の両 者 は 同一 の運 動 機 構 に よ る も の と考 え られ る. 口蓋 帆 挙 筋,上 咽 頭 収縮 筋 筋 電 図;第4図 に 口 蓋 帆挙 筋(上 段)お よび 上 咽 頭収 縮 筋(下 段)の 同 じ検 査語 に つ い て の加 算 平 均 され た筋 電 図パ ター ンを示 す 時 間 軸 上 の0は 運 動 パ ター ンの 場合 と同 様,加 算 平 均 のた め の 規 準 時 刻 で,鼻 音-非 鼻子 音 の境 界 時刻 を示 す 細 い実 線 で 示 され て い る/famsap/の 例 で 口蓋帆 挙筋 の活 動 パ ター ン(上 段)を み る と 鼻 咽腔 が 閉 鎖 され る語 頭 の/f/ に対 応 す る第1の ピー クが み られ,次 に 鼻 咽腔 を開 放す る鼻 音/m/に 対 して 筋 活動 の著 る しい低 下 が あ る.後 続 す る第2音 節 の/s/で ふ た た び 筋 活動 を 高め 第2の ピ ー クを な して い る.こ れ は/s/の た め の鼻 咽腔 の 閉 鎖運 動 に 対応 して い る と考 え られ る.そ の後,語 末 の/p/に 対 し最 後 の 筋 活 動 の ピー クが 認 め られ る.こ れ に 対 し鼻 音/m/と 非 鼻 子 音/s/の 語 中 での 位 置 が 対 称 的 な 検 査 語/fasmap/の 場 合(グ ラフ太 線)で は,鼻 咽 腔 が 閉 鎖 す る/s/に 対 す る筋 活 動 の 高 ま りと,鼻 咽 腔 が 開 放 す る /m/に 対 す る筋 活 の抑 制 の時 間 関係 が 丁度 逆 転 し て い る.つ ま り口蓋 帆 挙 筋 の筋 活 動 パ タ ー ンは,鼻 咽 腔 の閉 鎖.開 放 の運 動 パ ター ンに よ く対応 して い るの で あ る. 下 段 に示 され てい るの は,同 じ検査 語 に対 して 同 時 に記 録 され た 上咽 頭 収 縮 筋 の 筋電 図 パ タ ー ンで あ る.鼻 音-非 鼻 子 音 の位 置が 対 称 的 な/famsap/(細 線),/fasmap/ (太線)い ず れ の 場 合 も,筋 活 動 パ タ ー ンに は,は っき り した 差 は 認 め られ ず,二 峰性 の パ タ ー ンを 示 して い る.つ ま り鼻音 の位 置 の違 い は,上 咽 頭 収 縮 筋 の パ ター ンに は 影 響 を 与 えず,む しろ音 節 に対 応 した 筋 活 動 パ タ ー ンで あ る.以 上/fasmap/,/famsap/の 対 に つ い て の 結 果 を 示 したが,他 の 検 査語 の 対 に お い て も同 様 で あ っ た. 図5 母 音 構 音 時 の 咽 頭 側 壁 の 偏 位,縦 軸 は 偏 位 量(arbitrary unit) 実 験2: 咽 頭 壁 の運 動;第5図 に持 続 母音 発 声 時 の 口 蓋帆 ,上
図6 無 意 味 音 節 構 音 時 の 中 咽 頭 側 壁 の 偏 位,縦 軸 は 偏 位 量(arbitrary unit) 咽 頭側 壁,中 咽 頭 側 壁 の運 動 パ タ ー ンを示 す グ ラフ縦 軸 は偏 位 の量,横 軸 は 時 間 を示 す.● は 口蓋 帆 の 挙 上 の 程度,■ は上 咽 頭 側 壁 の 内転,*は 口腔 内 よ り見 られ た 左右 後 口蓋 弓 間 の距 離 を示 す 時 間 軸 上 の0は 音 声 波形 よ り決 定 され た 母 音 の は じ ま りの 時刻 を示 して い る.い ず れ の場 合 も母 音 発 話 前 よ り口 蓋 帆 は 挙 上 を 開 始,上 咽 頭 側壁 は 内転 を は じめ 鼻 咽腔 を 閉 鎖 す る.ま た,中 咽 頭 側 壁 も程 度 の差 は あ るが 内転 を 行 い,咽 頭 腔 を狭 め てい る ことが わ か る.挙 上 した 口蓋 帆 の た め に上 咽 頭 側 壁 の 内転 は 計 測 で きな い 場合 が あ るが,実 験1の 結 果 か ら口 蓋 帆 と同一 の運 動 をす る と考 え られ るか ら,上 咽 頭 側 壁 の内転 の程 度 は,口 蓋 帆 の挙 上 に準 じ て考 え る こ とが で き る.偏 位 の大 き さ を見 る と/a/の 場 合,中 咽 頭側 壁 の 内転 の程 度 は他 の 母音/i/,/u/の 場 合 よ り 大 き く,こ の部 での 狭 め の 程 度 が 大 きい こ とが 推 定 され る.こ れ に 対 して,口 蓋 帆 の 挙 上(上 咽 頭 側 壁 の 内転)は/a/の 場 合が 最 も小 さ く/i/,/u/の 場合 に 大 きい.こ の 事 実 に つ い て は筆 者 らに よ る報 告16)17)18)と同様 で あ った .グ ラ フは3名 の被 験 者 中,1名 の 例 で あ るが,他 の2例 の 場 合 も同 じ傾 向 で あ った.第6図 は,同 一 の被 験 者 が 無 意 味 音 節/pan pan pan/, /pin pin pin/, /pun pun pun/ を発 話 した 時 の 口蓋 帆,上 咽頭,中 咽 頭 側壁 の運 動パ タ ー ンで あ る.時 間軸 上 ▲ は,各 音 節 に 含 まれ る母 音 の 開 始 時 刻 で あ る.母 音 が/i/,/u/の 場合 上 咽頭 側 壁 の 見 え な い 場 合が あ るの は,持 続 母 音 の 場合 と同 様 で あ る. 口蓋帆 お よ び上 咽 頭 側 壁 は母 音 に 先 行す る/p/に 対 して 鼻咽 腔 の 閉鎖 を行 う動 作(口 蓋 帆 の 挙 上 お よび 上咽 頭 側 壁 の 内転)を 開 始 し/p/の 構 音 に お い て最 大 とな り,母 音 の構 音 に移 行 して行 く.さ らに母 音 と後続 す る/n/の た め に 鼻咽 腔 を開 放 すべ く口蓋 帆 は下 降 し上 咽頭 側 壁 は 外 転す る.こ れ に 対 し*で 示 され てい る中 咽頭 側 壁 は, 若 干 の時 間 的 な ずれ を も って 口蓋 帆 の 運 動 に追 従 す るご とき運 動 を行 う.こ の場 合 で も発 話 全 体 を通 し ての 内転 の 程度 をみ る と,持 続 母 音 の 場合 と同 様/a/を 含 む発 話 の 場合 が 他 の2つ の母 音 の 場合 よ り内転 の程 度 が大 きい ことが わ か る.以 上 の 点 よ り,中 咽頭 側 壁 は,鼻 咽腔 閉 鎖 よ り も,む しろ母 音 の構 音 に関係 した動 きを す る こ と を示 して い る と考 え られ る. 上 咽頭 収 縮 筋,口 蓋 帆 挙 筋筋 電 図;第7図 は,同 じ被 験 者 よ り同時 に 記 録 され た 上咽 頭 収 縮 筋 の 口蓋 垂 先端 の 高 さで の加 算 平 均筋 電 図パ ター ンで あ る.横 軸 は時 間, 縦 軸 は筋 活 動 の レベ ル を示 す 時 刻0は 母音 の開 始 時刻 を あ らわ して い る.グ ラ フで実 線 は持 続 母音/a/に 対す る もの,点 線 は/u/に 対 す る筋 電 図 を示 す この グ ラフ か らあ き らか な よ うに 中 咽頭 側 壁 の 内転 の大 きい/a/に 対 す る方 が/u/に 対 す るよ り上 咽 頭収 縮 筋 の 活 動 は大 き い./i/は グ ラ フに 記 入 され て い な いが/u/の 場合 の 活 動 と,ほ ぼ同 程度 で あ った.次 に 鼻音/n/を 含む 無 意 味 音 節/hin hin hin/の 場合 の 筋 電 図パ ター ンを 第8図
に示 す 中 で太 い実 線 は 口蓋帆 挙 筋,細 い 実線 は 口蓋垂 先端 の高 さで の 上 咽頭 収 縮 筋,点 線 は 硬 口蓋 の高 さで の 上 咽 頭 収 縮筋 の加 算 平 均 筋電 図パ ター ンで あ る.な お下 段 の グ ラ フは 音声 波 形 の 包絡 線 を示 して い る.時 間軸 上 の0は 加 算 平 均 のた め の規 準 時 刻 と した第2音 節 の母 音 の開 始 時刻 で あ る.口 蓋 帆挙 筋 は実 験1の 場 合 と同様 時 間 の ずれ を持 ちな が ら子 音/h/,母 音/i/に 対 して活 動 し鼻 音/n/に 対 して そ の 活動 を低 下 す るこ とが わ か る. これ に 対 し中咽 頭 側 壁 の 内転 に 最 も関係 を持 つ と考 え ら れ る口 蓋垂 先端 の 高 さで の 上咽 頭 収縮 筋 は発 話 の 開 始 に 先 行 して活 動 を開 始 し,若 干 漸 減 す る傾 向 は あ るが発 話
84-716 新 美=咽 頭側 壁 の動 態 1981 図7 持 続 母音 構 音時 の上 咽 頭収 縮 筋 加 算 平 均筋 電 図 図8 無 意 味 音 節 構 音 時 の 口 蓋 帆 挙 筋(Levator)及 び 上 咽 頭 収 縮 筋(Constrictor)の 加 算 平 均 筋 電 図 の 期 間 を 通 じて活 動 を持 続 す る.こ の筋 で は 口蓋 帆 挙 筋 に 見 られ た 鼻音-非 鼻 音 に 対 応 す る波 状 の活 動パ タ ー ン は 見 られ な い.上 咽頭 収 縮 筋 の 上端 に近 い と考 え られ る 硬 口蓋 の 高 さ で は,発 話 に 関係 あ る と考 え られ る筋 活 動 パ ター ンは認 め られ な か った.な お子 音/h/を 用 い た の は/h/で は 口唇 の運 動 が お こ らない の で,電 極 に対 し 口 唇 に よ る機 械 的 刺 激 が 加 わ らず 記 録 上 の障 害(artifact) が 避 け られ るか らで あ る.こ れ らの筋 電 図 パ ター ンは, 第5,6図 に 示 され た 口蓋 帆 と,中 咽 頭 側 壁 の 運 動 パ ター ンに よ く 対 応 す る もの と 考 え られ る.他 の 検 査語 /han han han/, /hun hun hun/の 場 合 も 鼻 音-非 鼻 音 に は 無 関係 に発 話 期 間 を 通 じて 漸減 す る筋 活 動 を 認 め た が 母 音 の差 が 筋 活 動 レペ ル に 与 え る影 響 は 明 確 で な か った.こ の傾 向 は他 の2名 の 被 験 者 に つ い て も同様 で あ った. 考 按 発話 時 に お い て 口蓋 帆 が 口 蓋 帆 挙筋 に よ っ て 後 上 方 に
引 き あげ られ 鼻 咽 腔 を 閉 鎖す る こと はす で に 認 め られ た 事 実 で あ る19)20)21)22). 一 方 鼻 咽 腔 閉 鎖 に 際 してみ られ る咽 頭 側 壁 の 動 きが, いか な る 機序 に よ るか は,議 論 の わ か れ る と ころ で あ る.前 後 方 向 お よ び側 方 よ りのX線 像 に よ る観 察 で側 壁 の 内転 運 動が 最 大 に な る レベ ル は 口 蓋 帆 の最 高 の位 置 よ り下 方 で あ る ことが 観 察 され23)24)25)26),この側 壁 の 内 転 運 動 と,口 蓋帆 の挙 上 と は無 関 係 な,異 な る機 構 が 存 在 す る こ とが 推 論 され た.こ の 種 の 動 き を起 し うる可 能 性 と して,上 咽 頭 収 縮 筋 が 考 え られ るが,も し この筋 が 収 縮 す る こと に よ り側 壁 が 内 転す るな らば,半 円筒 形 の 筋 の構 造か ら,若 干 な り と も後 壁 の運 動 が 見 られ るは ず で あ るが,そ の事 実 は 観 察 さ れ て い ない.さ らに,こ の 筋 が 側 壁 の 内転 を 介 して 鼻咽 腔 を 閉 鎖す る の で あれ ば,鼻 音-非 鼻音 の 弁 別 に 対応 した側 壁 の動 き に応 ず る筋 活 動 を示 さね ば な らな い.し か し今 回 の実 験 にお い て は,鼻 音 の位 置 を 変 え た 検 査語 の 対 に お い て筋 活 動 パ ター ンに 明 らか な 差 は み られ ず,む しろ音 節 に対 応 した 二 峰性 の 活 動 をみ るの み で あ った.さ らに実 験2で 見 られ るご と く,鼻 咽 腔 の 開 閉 とは無 関係 に持 続 した 筋 活 動 が認 め ら れ た(第7図).ま た 解 剖 学 的 に 上 咽 頭 収 縮 筋 の 上縁 は 硬 口蓋 の 高 さ を越 え ぬ27)28)ことが 知 られ て お り,こ の筋 が収 縮 して も鼻 咽 腔 閉 鎖 に 関与 す る とは 考 え難 い.以 上 解剖 学 的 に も鼻音 の 構 音 に対 す る筋 活動 様式 か ら も,上 咽 頭 収縮 筋 が 鼻 咽 腔 閉 鎖 に 関 与 して い る とに考 え難 いの であ る.鼻 咽 腔 閉 鎖 が 行 わ れ る部 位 の側 壁 は,後 上 方 よ り内下 方 に 走 行 す る口 蓋 帆 挙筋 の筋 腹 と,そ れ と直 交 す る隆起 を示 す 耳 管 隆起(Torus tubarius)か ら構 成 され て い る27)29).本実 験 に お い て フ ァイバ ー ス コー プで 観 察 され る上咽 頭 側壁 は,こ の 耳管 隆 起 と考 え られ る.本 庄 らは,X線 お よ び解 剖 学 的 知 見 か ら鼻 咽 腔 閉 鎖 部 をU字 形 に後 上方 か らと りか こ ん でい る 口蓋 帆 挙 筋 が 収 縮 す る こ とに よ り,そ の 筋 腹 の 上 に あ って,こ れ と直 交 す る耳 管 隆起 が 内転 し鼻 咽 腔 と閉 鎖す る こ とを結 論 して い る. 本 実 験 に お い て,口 蓋帆 の挙 上 運 動 パ タ ー ン と,側 壁 の 内 転運 動 パ タ ー ンが 同一 で あ り,し か も口蓋 帆挙 筋 の 筋 活 動パ ター ンが,こ の動 き を よ く説 明す る こ とが 示 され た.こ れ は本 庄 らの 知見 と同 じ で あ った. 次 に母 音 の 構音 に対 す る咽 頭側 壁 の動 態 に つい て述 べ る.口 蓋 帆 の 挙 上 は 口腔 の 狭 め の程 度 に よ り 異 る こと は,よ く知 られ た事 実 で あ る8)19)20)30)31)32)33)34)つま り 口蓋 帆 は広 母音,狭 母 音,obstruentの 順 で 高 くな る こ とが 知 られ て い る.本 実 験 に おい て も この点 は 確認 され た(第6,7図).こ の 点 を さ らに 明 確 にす るた め に 母音 の み が 異 な る/fibmip/, fabmap/の 対 に つ い て 運 動 パ ター ンを示 した の が 第9図 で あ る.(a)は 同 時 に観 測 さ れ た 上咽 頭 側 壁 の運 動 パ ター ン,(b)は 口蓋 帆 の 上下 運 動 で あ る.こ の 図 か ら広 母 音/a/の 場合 よ り 狭 母 音/i/ の 場 合 の方 が 側 壁 の 内転 の 程 度 も大 きい こ とが わか り従 来 の知 見 を支 持 して い る.他 の検 査 語 の 対 に つ い て ま と め た のが 第4表 で あ る.以 上 の事 実 よ り口蓋 帆 の 挙 上 に つ い て従 来 い わ れ て いた こ とは,上 咽 頭側 壁 の内 転 につ い て も 正 しい ことが 判 明 した.こ れ に対 し,第5,6図 か ら,中 咽頭 側 壁 は広 母音/a/に 対 し強 く内転 し,狭 母 音/i/,/u/に 対 し 内転 の程度 が 弱い こ とは 興味 が あ る 点 で あ る.つ ま り,鼻 咽 腔 閉鎖 部 を境 界 と して,そ の上 下 で 側 壁 の 内 転 の程 度 は逆 転 して い るの で あ る.中 咽 頭 にお い て 声道 の断 面 の形 態 を変 化 させ る大 きな 要素 は舌 の 位 置,お よ び形 態 で あ る こ とは 明 らか で あ るが,こ の 部 の 側 壁 も内外 転 運 動 を行 い,腔 の 拡大,狭 小 に 対 して 舌 と協 調 的 に働 く こ とがわ か る.つ ま り母 音/a/の 構 音 時 に 舌 は後 方 に移 動 す る と と もに,側 壁 が 内 転 し咽 頭 腔 を狭 く し,/i/に お い て は,舌 は 前方 に移 動 し 側 壁 は内 転 の程 度 を弱 め て咽 頭 腔 を広 くし てい るの で あ る./i/,
(a) Lateral wall displacement (b) Velar elevation
図9
84-718 新 美=咽 頭 側 壁 の動 態 1981 図10 口 蓋 帆 挙 筋(Levator)及 び 上 咽 頭 収 縮 筋(Constrictor)の 嚥 下 時 筋 電 図 図11 上 咽頭 収 縮 加 算 平均 筋 電 図 母 音差 を示 す. /u/の 構 音 で側 壁 の動 きに差 を認 めな か った の は運 動性 の 大 きい 舌 に よ る構 音 動 作が 大 き く影 響す る ため 側 壁 の 動 き に差 が 出な い と考 え る. 中咽 頭 の後 壁,側 壁 は 上咽 頭 収 縮 筋 が 半 円筒 形 に と り か こむ こ とに よ っ て形 成 され てい る.し たが っ て,こ の 部 の 狭 小 化 に この筋 が 関 与 してい る であ ろ うこ と は容 易 に推 測 され る.こ の 筋 の 上端 が 硬 口蓋 の 高 さ を越 え な い こ と,鼻 音 の位 置 に無 関係 は 活動 パ ター ンを 示す こ とか ら,鼻 咽 腔 閉 鎖部 にお け る側 壁 の 内転 に は 関 与 し てい な い こ とは 明 らか に され た.第8図 に示 され て い る鼻 音 を 含 む 無 意 味音 節 での 筋 活 動 を見 る と.上 端 近傍 の部 分 で は 発 話 に 対応 す る筋 活 動 は認 め られ てい な い 第10図 に 今 回 の 実 験 中 にみ られ た 嚥 下 時 の上 咽 頭 収縮 筋 の筋 電 図 を 示す この動 作 に対 して は,程 度 の差 は あ っ て も,2 つ の レベ ルか ら筋 放 電 は認 め られ てい る.こ の部 分 にお い て は,筋 線 維 が 粗 で あ る こ と,筋 線 維 の 走 行が,下 側 方 に向 っ て い る こ とか ら,中 咽 頭 側 壁 の 内 転 に は あ ま り 関 与 して い な い と考 え られ る.発 話 時に 筋 放 電 を認 め る 上 咽 頭 収 縮 筋 中部 で は,第8図 に 示 され る ご と く側 壁 の 内転 の程 度 の強 い/a/に 対 して 活動 が 大 で,内 転 の小 さ い/u/に お いて は 小 で あ る.つ ま り上 咽 頭 収 縮 筋 は 中 咽 頭 側 壁 の 内転 運 動 を行 う こと に よ り,母 音 の 構 音 に 影 響 を持 つ こ とが 示 され た.同 様 の結 果 は前 述 の 米語 話 者 を 用 い た実 験 で も示 され た結 果 のみ を 第11図 に 示 す35).検 査 語 中の 母 音 は/a/,/i/で あ る.各 音 節 に 相 当す る 筋 活 動 が 認 め られ,そ の程 度 は 側 壁 の 内 転 が 大 きい 母音 /a/の 場 合 が/i/の 場 合 よ り大 で あ る.こ の 結 果 も,今 回 の 結 論 を支 持 す る も の で あ った. 結 論 従 来 共 鳴 腔 と して の咽 頭 腔 に関 して 大 別 して,2つ の 興味 が もた れ て い た.そ の1つ は言語 音 を 鼻音 化 す るた め に作 動 す る鼻咽 腔 の開 閉 につ い て で あ り,他 の1つ は 言語 音 に 特 徴 的 な 音 色 を与 え るた め の 形 態 の 変 化 で あ る.本 実 験 で は 内視 鏡 的 手 法 お よび筋 電 図 学 的 手 法 を用 い て 咽 頭 側 壁 の 動 態 と,そ の 機 構 に つ い て 検 討 を行 っ た. 鼻 咽 腔 の 閉 鎖 に 関 して は,運 動 自体 は,側 壁 の 内転, 口蓋 帆 の 挙 上 とい う2つ の方 向 の 異 な る成 分 に よ る こと が 明 らか で あっ た.実 験1に よ り,こ の 直交 す る2つ の 運 動 は,同 一 の 機 構 に よ る もの で あ る こ とが 明 らか に さ れ た.鼻 咽 腔 閉 鎖 部 の側 壁 は解 剖 学 的 知 見 よ り口 蓋 帆 挙 筋 と,そ の 筋 腹 の 上 に あ っ て これ と直 交 しな が ら下 降 す る 耳管 隆 起 に よ って構 成 され てい る.従 って 後 上 方 よ り 内 前下 方 にU字 型 に走 行 す る 口蓋 帆 挙 筋 の 収 縮 に よ り耳 管 隆 起 が 内転 す る こと は充 分 考 え う る.側 壁 と 口蓋 帆 の 運 動 の同 一 性 は この こ とに よ っ て説 明 し得 る.口 蓋 帆 挙 筋 の筋 活 動 パ ター ン もよ くこ の運 動 を説 明 す る もの で あ っ た.口 蓋 帆 挙 筋 筋電 図 と同時 に導 出 され た 上 咽 頭 収 縮 筋 の 筋 電 図 で は,鼻 咽 腔 閉 鎖 に 無 関係 の 筋 活 動 が 得 ら れ,こ の筋 の 発 話 時 に お け る鼻 咽 腔 閉 鎖 に 対 す る関 与 は
否 定 され た. 上咽 頭か ら連 続 し てい る 中咽 頭 の 側 壁 の 運 動 を観 察 す る と,実 験2の 結 果 で明 らか な ご と く,母 音 の差 に よ る 運 動パ タ ー ンの違 い が 得 られ た.つ ま り中 咽 頭 の狭 め を 必 要 とす る母 音/a/に お い て 内転 の程 度 は大 き く,/i/, /u/に お い て 内転 の程 度 が 小 さか った.こ れ に 対 し上 咽 頭側 壁 は/a/に お い て 内転 の程 度 は小 さ く/i/,/u/に おい て大 で あ った.こ の 事 実 は 咽 頭 側 壁 は そ の レベ ル に よ って発 話 時 に お け る動 態 が 異 る こ とを 示 して い る.上 咽 頭収 縮 筋 の筋 活 動 は,鼻 音-非 鼻音 の 弁別 に は無 関係 で 中咽 頭 側 壁 の 動 態 と よ く対 応 す る こ とが 明 らか に さ れ,こ の筋 は 中咽 頭 側 壁 の 内 転 運 動 を 介 して 母音 の構 音 に関 与す る こ とが 判 明 した.
参
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San Francisco. U.S.A.
稿 を 終 る に あ た り,御 指 導 戴 い た 東 大 医 学 部 音 声 言 語 医 学 研 究 施 設 沢 島 政 行 教 授.お よ び 御 助 言 を 戴 い た 広 瀬 肇 助 教 授,Haskins研 究 所F. Bell-Berti博 士,そ の 他 同 研 究 所 々 員 に 感 謝 す る.な お 本 研 究 の 要 旨 は,第80回 日 本 耳 鼻 咽 喉 科 学 会 及 び 第9回 国 際 音声 科 学 会 に お い て 口 演 し た. (原 稿 受 付 昭 和55.12.11日) 別 刷 請 求 先 〒228 相 模 原 市 北 里1-15-1 北 里 大 学 医 学 部 耳 鼻 咽 喉 科 学 教 室 新 美 成 二
