Табела 3. Оценка на квалитетот на гласот преку применување на инструментална дијагностика во Центарот за лопогедија и говорно-слушна рехабилитација во Југозападниот универзитет.

Table 3. Assessment of the voice quality through applying instrumental diagnostics in South West University’s Speech-language pathology and speech-hearing rehabilitation center.

Мулти-димензионална гласовна програма (MDVP)-model 5105

Multi-dimensional voice program (MDVP)-model 5105

Мултидимензионалната гласовна програма: Multi-dimensional voice program (MDVP), e иновирана од јапонската фирма Kay Pentax со научен консултант, бугарскиот инженер Димитар Делијски, раководител на лаборатотријата за патологија на гласот на универзитетот во Јужна Каролина, Колумбија, САД.
MDVP е „златната стандардна софтверска алатка за квантитативна акустичка оценка на квалитетот на гласот, која калкулира над 22 параметри при единечна вокализација“ (KayPentax,2007). MDVP е најбараната опција за програмите Multi-speech и CSL (Computerized Speech Lab). Предлага мултидимензионална анализа на гласот со графичка и цифрена презентација на резултатите од анализата пресметани за секунди. MDVP е водечката програма за анализа на гласот во светот. Има две верзии: основна (basic) и напредна (advanced). Дизајнирана е да прави стандардни операции достапни преку користењето на глушец, toolbar икони и pull-down мени.
Прашањата за оценка на гласот се широко дискутирани во логопедската литература. Во последнава деценија на XX век за логопедите најголем интерес претставува дијагностиката со MDVP.
Кој е начинот на работа на MDVP?
Организација на радијалниот графикон
На радијалниот график се прикажани 19 параметри организирани во 5 групи.
Првата група се jitter и ги мерат различните форми на пертурбација. Обично, се краткотрајни и долготрајни пертурбации на фреквенцијата:

• Jita-апсолутен jitter (кај гласот, нарушување на височината; циклус-кон-циклус варијација во периодите на глотални циклуси; се користи како основа за воочлива рапавост, грубост; исто така означува варијации во вокалната фреквенција; најчесто слушнати при дисфонични гласови; ритмички варијации во фреквенцијата (hz) на звук (Nikolosi, Harryman, Kreshneck, 2004).
• Jitt-релативно средни пертурбации.
• PPQ-коефициент на период на пертурбација на височината.

MDVP is innovated by the Japanesse company KayPentax with scientific mentor the Bulgarian engineer Dimitar D. Deliyski, director of Laboratory of Voice Pathology at University of South Carolina, Columbia, USA.
MDVP is “the gold standard software tool for quantitative acoustic assessment of voice quality, calculated more than 22 parameters on a single vocalization” (KayPentax, 2007). MDVP is a commonly purchased option for Multi-Speech and CSL (Computerized Speech Lab). It provides a robust multi-dimensional analysis of voice with graphic and numerical presentation of analysis results calculated in seconds. MDVP is the leading program for voice analysis in use around the world. MDVP is delivered in two versions, a basic version and an advanced version. It is designed to make standard operations readily accessed by way of a mouse, toolbar icons, and pull-down menus.
Questions about voice assessment are broadly discussed in speech therapy literature. In the last decade of XX century for speech-language pathologists, the diagnostics with MDVP’ application evokes greatest interest.
How MDVP proceeds?
Organization of the Radial Graph
There are 19 parameters extracted on the radial graph, organized in 5 groups.
First group are jitter and evaluate different forms of perturbation, short and long term frequency perturbations:

• Jita-Absolute Jitter (in voice, pitch disturbance; cycle-to-cycle variation in the periods of glottal cycles; used as basis for perceived roughness; also means variations in vocal frequency; often heard in dysphonic voices; rhythmic variations in the frequency (Hz) of a sound), (Nicolosi, Harryman, Kresheck, 2004).
• Jitt-Relative average perturbations.
• PPQ-Pitch Period Perturbation Quotient.

• sPPQ-коефициент за период на мека височина на пертурбација.
• vFo-варијација на фундаменталната фреквентност.
• Параметрите sPPQ и vFo покажуваат колку е силен треморот.

Втората група се Shimmer (ShdB) параметрите, се мерат во dB и ги оценуваат амплитудните пертурбации:

• Shimmer-кратки и долги амплитудни пертурбации (ги означува циклус-кон-циклус варијациите во амплитудата на глоталните пулсирања кои се појавуваат кога индивидуата се обидува да издржи фонација на константна фреквенција и интензитет; придонесува во перцепцијата на рапавоста. Исто така означува ритмички варијации на интензитетот (db) на звук (Nikolosi, Harryman, Kreshneck, 2004).
• APQ-коефициент на амплитудните пертурбации.
• sAPQ-коефициент на мека амплитудна пертурбација.
• vAm-врв на амплитудни варијации.

Третата група се параметрите сврзани со шумот:

• NHR-сооднос на хармоничноста на шу-
  мот.
• VTI-индекс на турбуленција на гласот.
• SPI-индекс на мека фонација.

Четврта група се треморните параметри:

• FTRI-индекс за фреквенција на треморниот интензитет.
• ATRI-индекс за амплитуден тремор на интензитетот.

Петта група се параметрите за паузи на гласот и субхармоничност:

• DVB-степен на гласовни паузи.
• DSH-степен на субхармоничност.
• DUV-степен на безгласност и критериум за хиперфункција.

Второ групирање на параметрите: параметрите од 1-11 се фреквентни, а SPI, VTI и NHR се временски. За секоја од група од овие параметри имаме седум одделни прозорци (A, B, C, D, E, F, G).

• sPPQ-Smoothed Pitch Period Perturbation Quotient.
• vFo- Fundamental Frequency Variation.
• sPPQ and vFo parameters indicate how strong the tremor is.

Second group are Shimmer (ShdB) parameters, evaluate amplitude perturbations in dB:

• Shimmer-Short and long terms of amplitude perturbations (denotes the cycle-to-cycle variations in amplitude of glottal pulses that occur when an individual attempts to sustain phonation at a constant frequency and intensity; contributes to the perception of roughness. Also means rhythmic variations in intensity (db) of a sound (Nicolosi, Harryman, Kresheck, 2004).
• APQ-Amplitude Perturbation Quotient.
• sAPQ-Smoothed amplitude perturbation quotient.
• vAm-Peak amplitude variation.

Third group are noise related parameters:

• NHR-Noise-to-harmonic ratio.
• VTI-Voice turbulence index.
• SPI-Soft phonation index.

Fourth group are tremor related parameters:

• FTRI-Frequency tremor intensity index.
• ATRI-Amplitude tremor intensity index.

Fifth group are parameters related to voice breaks and subharmonics:

• DVB-Degree of voice breaks.
• DSH-Degree of subharmonics.
• DUV-Degree of voiceless and criteria for hyper function.

Second grouping of parameters: 1-11 parameters are frequency and SPI, VTI and NHR are temporary (window C). For every group of these parameters there are seven separate windows (A, B, C, D, E, F, and G).

MDVP-параметри кои не се распоредени на радијалниот графикон

• DSH-(Степен на субхармоничност /%/)-пресметана релативна проценка на субхармоничност на Fo компонентите во гласовниот примерок.
• DUV-(Степен на безгласност /%/)-пресметана релативна проценка на нехармоничните области (каде што Fo не може да се открие) во гласовниот примерок. Во случај на неподдржана фонација од почетокот до крајот на добивањето на податоците, DUV ќе ги проценува исто и паузите пред, после и/или меѓу гласовниот/те примерок/ци.
• Fhi-(Највисока фундаментална фреквенција /Hz/-за сите изведени периоди на височината.
• Flo-(Најниската фундаментална фреквенција /Hz/)-за сите изведени периоди на височината.
• Fo-(Просечна фундаментална фреквенција /Hz/)-за сите изведени периоди на височината (реципрочно за моменталните периоди на височината).
• Mfo-(Слаба фундаментална фреквенција /Hz/)-за сите изведени моментални периоди на височината.
• NSH-(Број на субхармонични сегменти)-откриени за време на анализата.
• NUV-(Број на безгласни сегменти)-откриени за време на автокорелациските анализи.
• NVB-(Број на гласовни паузи)-покажува колку пати генерираната Fo била прекината од почетокот на првата до крајот на последната гласовна област.
• PER-(Периоди на височина)-откриени за време на период-кон-период екстракцијата на височината.
• PFR-(Обсег на фонаторно-фундаменталната фреквенција)-обсегот меѓу Fhi и Flo изразен во број од семи-тонови.
• SEG-(Тотален број на сегменти)-пресметани за време на автокорелациските анализи.
• STD-(Стандардна девијација на фундаменталната фреквенција /Hz/)-во анализираниот примерок на гласот

MDVP-parameters not located on the radial graph

• DSH-(Degree of subharmonics /%/)-Estimated relative evaluation of subharmonics to Fo components in the voice sample.
• DUV-(Degree of voiceless /%/)-Estimated relative evaluation of nonharmonic areas (where Fo cannot be detected)in the voice sample. In case of nonsustained phonation from the beginning to the end of the data acquisition, DUV will evaluate also the pauses before, after and/or between the voice sample(s).
• Fhi-(Highest fundamental frequency /Hz/)-For all extracted pitch periods.
• Flo-(Lowest fundamental frequency /Hz/)-For all extracted pitch periods.
• Fo-(Average fundamental frequency /Hz/)-For all extracted momentum fundamental frequency values (reciprocal of momentum pitch periods).
• Mfo-(Mean fundamenta frequency /Hz/)-For all extracted momentum pitch periods.
• NSH-(Number of subharmonic segments)-Found during analysis.
• NUV-(Number of unvoiced segments)-Found during the autocorrelation analysis.
• NVB-(Number of voice breaks)-Shows how many times the generated Fo was interrupted from the beginning of the first until the end of the last voiced area.
• PER-(Pitch periods)-Detected during the period-to-period pitch extraction.
• PFR-(Phonatory fundamental frequency range) -Range between Fhi and Flo expressed in number of semi-tones.
• SEG-(Total number of segments)-Computed during the autocorrelation analysis.
• STD-(Standard deviation of the fundamental frequency /Hz/)-Within the analyzed  voice sample.

• To-(Просечен период на височината /ms/)-за сите изведени периоди на височината
• Tsam /sec/-должина на примерокот на анализираните податоци.
• vAm-(Врв (највисока точка) на амплитудната варијација)-релативна стандардна девијација на период-кон-период пресметана врв-кон-врв амплитуда. Ги прикажува долготрајните амплитудни варијации во анализираниот примерок на гласот.
• vFo-(Варијација на фундаменталната фреквенција /%/)-релативна стандардна девијација на период-кон-период пресметана фундаментална фреквенција. Ги прикажува долготрајните варијации на Fo за сите анализирани гласовни примероци.

На радијалниот графикон со светлозелена боја е прикажана нормата, со темнозелена боја е стандардното отклонување од нормата, а со црвена боја е прикажана патологијата.
Според стандардите на Американскиот национален центар за глас и говор (Titze, 1994), марката на микрофонот за дијагностика е AKG-Acoustic. Микрофонот треба да е поставен на 45 степени од устата, на растојание од 2.5 cm и да се зборува барем 8 секунди. Во просек се прават по 14 проби, во соба изолирана од шумови во која е потребно да има 38 dB.
Совети за анализирање на гласот на пациентите
Анализата на гласот најдобро се постигнува со организиран протокол на перцептуална евалуација, аеродинамичка анализа, акустичка анализа, електроглотографична анализа и анализа на сликите. MDVP е дел од акустичката анализа.
MDVP и CSL може да се користат ефикасно за перцептуална анализа преку складирање на примероци на гласот на пациентот (поддржан глас и читање на извадок од текст) и критичко слушање на тие складирани примероци на тие складирани примероци на гласот, споредени со претходните посети со цел да се слушнат промените на гласот. MDVP, CSL и  Multispeech вклучуваат програмни функции за таа цел.
Акустичката анализа обично ги вклучува следниве елементи: 

• To-(Average pitch period /ms/)-For all extracted pitch periods .
• Tsam-(Peak amplitude variation /%)-Length of analyzed data sample.
• vAm-(peak amplitude variation /%/)-Relative standard  deviation of the period-to-period calculated peak-to-peak amplitude. It reflects the very long-term amplitude variations within analyzed voice sample.
• vFo-(Fundamental frequency variation /%/)-Relative standard deviation of the period-to-period calculated fundamental frequency. It reflects the very long-term variations of Fo for all analyzed voice samples.

On the radial graph the norm is presented in light-green color, standard deviation is presented in dark-green color, and pathology is presented in red color.
According to the standards of the American National Center for Voice and Speech (Titze, 1994), microphone for diagnostics is AKG-Acoustic. The microphone should be set at 45 degrees of mouth, at 2.5 cm distance and speaking should last at least 8 seconds. 14 samples on the average should be made in noise isolated room with 38 dB.
Tips on analyzing voice patterns
Voice analysis is best accomplished by an organized protocol of perceptual evaluation, aerodynamic analysis, acoustic analysis, electroglottographic analysis, and image analysis. MDVP is part of the acoustic analysis.
MDVP and CSL can be used effectively for perceptual analysis by storing samples of the patient's voice (usually sustained voice and read passage) and critically listening to these stored voice samples juxtaposed with past visits to help hear changes in the voice. MDVP, CSL and Multi-Speech include program functions for this purpose.
The real-time EGG program can be used for electroglottographic analysis of signals. This is especially useful for hypertensive or pressed voice because the real-time feedback of EGG quotients can make various voice breaks behaviors very clear to patients.
Acoustic analysis typically includes also of the following elements:

• Профилирање на опсегот на гласот (Voice Range Profiling VRP): профил на гласовиот опсег (фонограм) е добро основана методологија во Европа, но не се користи толку често во САД. KayPentax има програма, наречена VRP, за CSL системот.
• Анализа на опсегот на височината: опсегот на височината и обичната анализа на височината се најдобро исполнети со Реално-временската програма за височина, која има изградено протоколи за собирање и рапортирање на информациите.
• Обична анализа на височината.
• Спектографска анализа.
• Анализа на параметар на гласот-MDVP изведува анализа на параметрите на задржан (поддржан) глас.

Спектрографски анализи
Националниот центар за глас и говор (NCVS) препорачува евалуацијата на гласот да вклучува спектрографска анализа, прво, за да ги „типизира“ пациентите за анализа на гласот. Само вокализацијата со значаен степен на периодичност (тип 1) треба да биде анализирана со гласовно-параметриски метод за анализа, како што се користи од MDVP. Tип 2 вокализации, кои исто така се апериодични, и вклучуваат многу гласовни паузи, или имаат ексцесивно субхармонична содржина, не можат да бидат ефикасно анализирани со MDVP. Хаотичните гласови (тип 3) исто така не можат да бидат анализирани со гласовно-параметрискиот метод. Спектрографското прикажување ефикасно ги прикажува типовите на гласот. NCVS извештајот треба да биде разгледан во неговата суштина за покомплетна презентација по однос на тоа. NCVS ги разделува вокализациите на три типови.

• Voice Range Profiling (VRP): The Voice range profile (i.e., phonetogram) is well-established methodology in Europe but is not often  used in the USA. KayPentax has a program, named VRP, for the CSL system.
•  Pitch Range Analysis: Pitch range and habitual pitch analysis are best accomplished with the Real-Time Pitch program, which has built-in protocols for gathering and reporting this information.
• Habitual Pitch Analysis.
• Spectrographic Analysis.
• Voice parameter Analysis: MDVP performs the voice parameter analysis of sustained voice.

Spectrographic analysis
The National Center for Voice and Speech (NCVS) recommended that a voice evaluation should include a spectrographic analysis first, to "type" patients for voice analysis. Only a vocalization with sufficient degree of periodicity (i.e., type 1) should be analyzed with a voicing parameter method of analysis, as used by MDVP. That is, type 2 vocalizations which are either too a periodic, include too many voice breaks, or have excessive subharmonic content, cannot be effectively analyzed with MDVP. Chaotic voices (type 3) also cannot be analyzed with a voicing parameter method. However, a spectrographic display effectively screens for voice types. The NCVS report should be read in its entirety for a more complete presentation of this issue. NCVS sees vocalizations as divisible into three types:

Во дополнение претставуваме еден случај. На слика бр.1 се прикажани резултатите од дијагностиката на маж на возраст од 60 години со гранулом и хиперфункција на гласот, анализа на резултатите и насоки за терапевтска работа.
MDVP анализа на резултатите од Слика бр.1
Кај овој случај цикличната фундаментална фреквенција и амплитуда се малку повишени над нормативните граници и долготрајните амплитудни мерења се покачени. Тоа наведува на помислата за неспособност на пациентот да поддржува периодична вибрација, кое што се должи на нарушена фонација. Тесната спектрална линија открива квазипериодичен Тип 1 на гласот со слаб шум во горните фреквенции.
Насоки за терапевтска работа
Основниот елемент во гласовната терапија при пациентите со контактен гранулом треба да биде програмата за вокална хигиена. Храната која го иритира грануломот, како жешки пијалоци и зачинета храна треба да се отстрани од диетата на пациентот и треба да биде модифицирана да ја намали потребата од чистење на грлото. Да се избегнува храната која ја згуснува плунката.

In addition we present one case. On picture No. 1. are presented diagnostics results of an old man with granuloma and hyperfunction of voice, analysis of the results and directions to treatment.
MDVP analysis of results from Picture No. 1.
In this case study, the cycle-to-cycle fundamental frequency and amplitude values are slightly elevated above normative thresholds, and the long-term amplitude measurements are elevated, suggesting some inability to maintain periodic vibration due to disordered physiology. A retest may be needed to see if inability to hold steady amplitude is repeated.
Narrow spectral line reveals quasiperiodic Type 1 of voice with slight noise in upper frequencies.
Directions to the voice (speech therapy) treatment
Basic element in voice therapy in patients with contact granuloma should be the program for vocal hygiene. Food irritating granuloma, as hot drinks and spicy food, should be removed from the patient's diet, which should be modified to reduce the need of throat cleaning. Food which thick the saliva should be eliminated.

Слика бр.1

Picture No. 1.

Не се препорачува шепотење наместо нормална фонација, особено кога лицето се напрегнува, кое што предизвикува мускулна тензија (Colton & Casper, 1996). Терапијата треба да се одвива со бавни, релаксирани стапки, кое помага да се намали стресот кај пациентот. Гласот при пациенти со гранулом обично е асимптоматичен и намалувањето на ларингеалната болка може да се смета за успех во терапијата. Исто така треба да се промени концептот на пациентот за правилна гласовна продукција. Треба да се избегнува силниот гласовен атак.
Друг важен компонент од терапијата е психолошкиот. Терапевтот и пациентот треба да ја изучуваат врската меѓу гласот на пациентот и неговото мислење за својот глас. Треба да се вежбаат техники кои ги намалуваат стресот и мускулната тензија и техники за релаксација. Сите вежби треба да се снимаат за пациентот да ги слуша и вежба.
Во овој случај силно ја препорачуваме програмата на Boone за терапија на гласот при возрасни.

Whispering instead of normal phonation is not recommended, especially when patient's strains, which provokes muscular tension (Colton & Casper, 1996). The therapy should proceed with slow, relaxed steps, which helps in reducing patient's stress. Voice in patient's with granuloma is commonly asymptomatic, and decreased laryngeal pain is considered as a success in the treatment. Also, patient's concept for correct vocal production should be changed. Hard voice attack should be avoid.
Other important component of the treatment is the psychological. Therapist and patient must examine the relation between patient's voice and patient's own opinion about it. Therapy includes techniques reducing stress, muscular tension and relaxation exercises. All exercises should be recorded so the patient can listen and practice them.
We strongly recommend in this case study example the Boone voice therapy program for adult’ application.

Заклучок

Conclusion

Нашето кратко искуство во однос на приложувањето на стандардната MDVP верзија во бугарската логопедско-клиничка практика покажува одлични опции за високо ниво на нејзината валидност и надежност. Софтверот е брз и лесен за употреба. Четирите функциски тастери ги изведуваат сите анализи.
MDVP може да прави сигурни мерења на гласовното однесување. Целосната CSL опрема гарантира високо ниво на оценка и терапија на гласот. Тоа е широко користен KayPentax продукт за логопедско-клинички услови во повеќе од 40 држави низ целиот свет.

Our short experience regarding to the standard MDVP version application in the Bulgarian logopedics-clinical practice show the excellent options for high level of it validity and reliability. The software is easy to use and quick. The four function keys perform all analyses.
MDVP is able to extract reliable measurements of voice behavior.
The full CSL equipment guarantees the high level of voice assessment and therapy. It is widely used KayPentax product for logopedics clinical conditions in more that 40 countries around the world.

Citation:Georgieva D, Stefanovska A. Role of the Computerized Speech Lab (CSL) And Multi-Dimensional Voice Program (MDVP) in Voice Disorders’ Instrumental Diagnostics. J Spec Educ Rehab 2007; 8(3-4):113-127.

Литература / References

1. Aronson AE. Clinicalvoicedisorders. N. York: Thieme-Stratton, Inc. 1985.
2. Boone DR, & McFarlane SC. The voice and voice therapy. Englewood Cliffs, N. Jersey: Prentice Hall, 1988.
3. Boone DR. The Boone Voice Program for Children. (3rd ed.). Austin, TX: Pro-ed. 2000 a.
4. Boone DR. The Boone Voice Program for Adult. (3rd ed.). Austin, TX: Pro-ed. 2000 b.
5. Case JL. Clinical management of voice disorders. Austin, TX: Pro-ed. 2002.
6. Deem FG, & Miller L. Manual of Voice Therapy. Austin, TX: Pro-ed, 35-70, 2000.
7. Deliyski D, & Orlikoff R. Computer system for multi-dimentional analysis of voice and electroglottographic signals. Abstract of the 1991 Annual Convention of American Speech-Language-Hearing Association, Atlanta, Georgia, 188, 1991.
8. Deliyski D, Orlikoff  R, & Kahane J. Multi-dimentional acoustic spasmodic dysphonia. Abstract of the 1991 Annual Convention of American Speech-Language-Hearing Association, 162, 1991.
9. Drumeva L, Doskov D, Boyanov B,  & Deliyski D. Attempt at dysphonia objective analysis via personal microcomputer. Proceedings of the 15th Congress Union of the European Phoniatricians UEP’88, Erlangen, West Germany, 25, 1988.
10. Georgieva D, & Sparangis E. What communication disorders do experienced clinicians prefer to manage: a comparative study. Asklepios, XIII, 32-37, 2001.
11. Georgieva D. The role of the Computerized Speech Lab in the instrumental diagnostics of voice disorders. In: Jugozapadni listi, 1, South West University Press, Blagoevgrad, p. 84-87 (in Bulgarian), 2006.

12. Huang D. Relationship between acoustic measures of voice and judgments of voice quality, 1998) {online}
    URL:http://www.drspeech.com/Paper.html
13. Johnson AF, & Jacobson BH. Medical Speech-Language Pathology. (2nd  ed.). NY: Thieme. 158-182, 2006.
14. Le Huche F, & Allali A. Pathologie vocale. Vol. 2. Paris: Masson, 1984a.
15. Le Huche F, & Allali A. La voix. Therapeutique Des Troubles Vocaux. Vol. 3. Paris: Masson, 1984b.
16. Ludlow C. Management of the spastic disphonias. In Rubin JS, Sataloff G, Korovin G, and Gould W. J. (Eds.). Diagnosis and treatment of voice disorders, N.Y.: Igaku-Shoin, 1995.
17. Maximov I. Bases of Phoniatry. Sofia, MF (in Bulgarian), 1983.
18. Multi-Dimentional Voice Program (MDVP), model 5105 (2006). KayPentax software instruction manual, January
19. Nicolosi L, Harryman E, Kresheck J. Terminology of Communication Disorders. Speech-language-hearing. Fifth edition. Lippincott Williams & Wilkins, p. 165, 279, 2004.
20. Polow N, & Kaplan E. Symptomatic Voice Therapy. Austin, TX: Pro-ed. 2000.
21. St. Louis KO, & Durrenberger Ch. H. What communication disorders do experienced clinicians prefer to manage? ASHA, December, 23-35, 1993.
22. Titze IR. Workshop on Acoustic Voice Analyses. Summary Statement. National Center for Voice and Speech, 1994.
23. Wilson FB, & Rice MA. A programmed approach to voice therapy. Austin, TX: Learning Concepts, 1977.