Resumen: El hábito de fumar puede causar daños a la voz, incluso en etapas tempranas. El valor alpha ratio permitiría detectar cambios en el timbre de voz debido a dicho hábito, pudiendo ser un indicador preventivo de futuras patologías vocales. El objetivo de esta investigación fue determinar si existen diferencias significativas entre los valores de alpha ratio de hombres y mujeres, fumadores y no fumadores, sin patología vocal previa, de manera de respaldar su uso a nivel preventivo. Se midieron los valores Leq 0-1000 Hz y Leq 1000-5000 Hz, que componen alpha ratio, en 194 sujetos entre 18 y 26 años que no hacen uso profesional de la voz. El grupo se dividió en 32 hombres fumadores y 21 no fumadores, 61 mujeres fumadoras y 80 no fumadoras. Se grabaron sus voces en una cámara silente, utilizando los programas Audacity y PRAAT. Los valores alpha ratio en fumadores tanto en hombres como mujeres, presentaron valores promedio mayores que los no fumadores. No se encontraron diferencias significativas entre los valores de alpha ratio entre hombre fumadores y no fumadores (p= .2799) solo entre mujeres fumadoras y no fumadoras (p= .0111). Se compararon los valores Leq 0-1000Hz y Leq 10005000 Hz entre mujeres fumadoras y no fumadoras encontrándose solo diferencias significativas en los valores Leq 1000-5000 Hz (p= .0095). Se puede concluir que el valor alpha ratio podría ser un buen indicador temprano de predisposición para el desarrollo de alteraciones que afecten el timbre de voz, en especial en el caso de las mujeres.
Palabras clave:Alpha ratioAlpha ratio, Fumar Fumar, Voz Voz, Patología vocal Patología vocal.
Abstract: Smoking habit can cause damage to the voice, even in the early stages, which can hinder the communication process. Early identification of alterations in vocal parameters allows preventive measures to be taken prior to the generation of irreversible damage. The alpha ratio value is a vocal parameter obtained through an acoustic analysis that would allow detecting changes in the voice timbre, being able to be a preventive indicator of vocal pathologies. The objective of this investigation was to determine if there are significant differences between the alpha ratio values of men and women, smokers and non-smokers, without previous vocal pathology. The values Leq 0-1000 [Hz] and Leq 1000-5000 [Hz], which make up the alpha ratio value, were measured in 194 subjects between 18 and 26 years of age who did not use professional voice. The group was divided into 32 male smokers and 21 non-smokers, 61 female smokers and 80 non-smokers. The information gathering process was carried out in two stages: in the first one the subject was asked to inhale deeply and to emit a / a / sustained for a time of 5 seconds, for calibration and verification of parameters. In the second stage, a text of 101 words was requested: For the recording, a microphone was used 10 cm away from the face, with a 45° angle to it. Study subjects were standing at all times. The Audacity and PRAAT programs were used for recording and acoustic analysis, respectively, and for the statistical analysis the STATA version 14 program was used. Alpha ratio values in smokers (men and women) presented higher values than non-smokers. Male smokers average alpha ratio: .5181709; male non-smokers average alpha ratio value: .4972945. Female smokers, average alpha ratio: .5321025; Non-smoking women, average alpha ratio value: .5036634. However, no significant differences were found between the values of alpha ratio between male smokers and non-smokers (p= .2799) only among female smokers and non-smokers (p= .0111). When there were statistically significant differences between the alpha ratio values of smoking and non-smoking women, the values of Leq 0- 1000Hz and Leq 1000-5000 Hz were analyzed independently. The mean value Leq 0-1000 Hz of female smokers was 36.80148; The mean value Leq 0-1000 Hz in non-smoking women was 35.8655. There is no significant difference between these values (p= .171). The mean value Leq 1000-5000 Hz of female smokers was 19.58016; the mean value Leq 1000-5000 Hz in non-smoking women was 18.15138; there is a significant difference between these values (p= .0095). These results are consistent with previous research since the alterations of the voice, due to tobacco damage, are manifested in frequencies above 1000 Hz, although it would have been expected that the values of smokers were lower than the non-smokers, and not higher as in this case. This could be due to the fact that the subjects in this study were healthy, with no diagnosed pathology, and are likely to be at an early stage of vocal damage and as a compensatory form their system is making an over exertion that manifests itself in more values high. From the results obtained it can be concluded that the alpha ratio value could be a good early indicator of predisposition for the development of alterations affecting voice timbre especially in the case of women. It is necessary in order to provide a correct preventive diagnosis, to establish reference values of normality that allow to identify alterations and to study how the value of alpha ratio was affected in a population of smokers with greater number of years of smoking habit.
Keywords: Alpha ratio, Smoking habit, Voice, Vocal pathology.
Comparación de los valores de alpha ratio entre hombres y mujeres fumadores y no fumadores entre 18 y 26 años
Comparison of alpha ratio values between men and women smokers and non-smokers between 18 and 26 years
Centro Interamericano de Investigaciones Psicológicas y Ciencias Afines
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Recepción: 23 Mayo 2017
Aprobación: 13 Marzo 2019
El ser humano es el instrumento musical de cuerda y de viento más complejo que ha existido. Debido a eso, tiene la mejor herramienta de comunicación, que es la voz. Le Huche (2003) señala que la voz es un instrumento de expresión y comunicación que adapta aspectos infinitamente variados. Por otro lado, Farías (2007) define la voz como un fenómeno acústico que se produce por la vibración de dos cuerdas vocales ubicadas en la laringe, las cuales vibran produciendo un sonido que es amplificado por las cavidades resonanciales del tracto vocal. Este sonido consta de una frecuencia fundamental que es la responsable del tono de voz y de una serie de armónicos, múltiplos de esta frecuencia fundamental que son responsables del timbre de cada persona. Los tonos de voz agudos se asocian a altos valores de frecuencia fundamental, mientras que los tonos de voz graves se asocian a bajos valores de frecuencia fundamental (Cobeta, 2013).
Existen conductas de mala higiene vocal que se conocen como conductas fonotraumáticas y que afectan la voz (Elhendi, Rodríguez y Santos, 2012). Este término fue introducido por Verdolini en el año 2008 y se define como un traumatismo a nivel laríngeo que afecta el patrón vibratorio de los pliegues vocales (Middendorf, 2007). Algunos comportamientos y hábitos, tales como gritar, el carraspeo y/o el fumar (Farias, 2007), así como la ingesta de sustancias como medicamentos, alcohol, condimentos, alimentos muy fríos o muy calientes, café, bebidas gaseosas, mentas, alimentos cítricos, entre otros, pueden conducir a un fonotrauma (Ortega, 2009). En el caso específico del cigarrillo, el fonotrauma es del tipo químico-térmico debido a su composición. El humo del tabaco tiene cuatro componentes importantes y dañinos que resecan los pliegues vocales: el monóxido de carbono, el alquitrán, las sustancias irritantes y la nicotina, la cual es un componente adictivo (Bello, 2008). Estructuralmente los pliegues están cubiertos por una delgada capa de líquido que protege el tejido subyacente de las partículas inhaladas. Además, debido a la presencia de ese líquido, los pliegues vibran de forma óptima (Leydon et al., 2009). Existen estudios, como el realizado por Banjara y colaboradores (2014), que han demostrado que existen grandes diferencias en el epitelio de los pliegues vocales de fumadores, debido a la irritación crónica y a la inflamación causada por el hábito tabáquico.
La Organización Mundial de la Salud (2015) desde hace muchos años realiza estudios sobre el consumo de tabaco a nivel mundial, los cuales muestran resultados alarmantes. Como organización, se ha propuesto disminuir los índices de fumadores y ha establecido una serie de recomendaciones, como por ejemplo aplicar altos impuestos. En Sudamérica hay una tendencia excesiva al consumo de tabaco. En hombres es superior al 40% en el Cono Sur y Chile es el país que presenta el mayor índice de fumadores varones. Para las mujeres, generalmente, el consumo es inferior al de los hombres, pero observaciones recientes muestran una tendencia al incremento del consumo de tabaco, especialmente en adolescentes (Valdés et al., 2002).
Un estudio realizado por Valdivia y colaboradores (2004) muestra resultados alarmantes sobre el consumo de cigarrillos en menores de edad, donde el riesgo de fumar comienza a temprana edad. Un 64% de los estudiantes había fumado alguna vez en su vida y un 18% de ellos fumaba diariamente. Se observó mayor prevalencia en estudiantes del sur de Chile, de niveles socioeconómicos bajos y de sexo femenino.
El hábito tabáquico constituye una de las conductas que influyen en generar un fonotrauma químico-térmico que afecta la voz, alterando su tono y su timbre. Autores como Sorensen y Horii (1982), González y Carpi (2004) y Braun (1994) han estudiado cómo se ven afectados los parámetros de la voz en personas con hábito tabáquico. Cabe destacar que este mal hábito no sólo puede afectar la voz, sino que además puede provocar cáncer de senos paranasales, a la cavidad nasal y a la nasofaringe (Ballén, 2006).
En este contexto, el objetivo principal de esta investigación fue determinar si existen diferencias significativas en el timbre de la voz, en jóvenes entre 18 y 26 años, con y sin hábito tabáquico, a través del análisis del parámetro alpha ratio. Según Waaramaa (2010), alpha ratio es la diferencia en el nivel entre los rangos de frecuencia más altos y más bajos del espectro y se ha utilizado para obtener información sobre la distribución de energía espectral con la finalidad de reflejar la calidad de la voz. Según Jónsdottir et al. (2001), alpha ratio es una medida simple que ilustra el promedio de la pendiente espectral.
Para este estudio, se entenderá por timbre la relación que existe entre la intensidad y la frecuencia de los armónicos de la voz y que está determinado por la intensidad, el tono y el reforzamiento de los armónicos en las cavidades resonanciales (Tulon, 2005). El beneficio que tiene la realización de este estudio es que servirá como apoyo para la evaluación vocal y para la prevención respecto a los malos hábitos que afectan la principal fuente de comunicación humana: la voz.
El valor de alpha ratio es un indicador que cuantifica la energía acumulada bajo y sobre los 1000Hz y se relaciona directamente con la declinación espectral obtenida de un espectro promedio a largo plazo, conocido como LTAS (Long Term average spectrum; Leino, 2009). Muchos estudios han demostrado que el espectro promedio a largo plazo es un método eficiente para el análisis de voz, puesto que refleja características tanto de la fuente como del filtro (Nordenberg & Sundberg, 2004). Una gran declinación espectral se asocia a una voz más opaca, con baja energía acumulada en frecuencias sobre los 1000Hz, mientras que una baja declinación espectral se asocia a una voz más brillante, es decir, con mayor energía acumulada en las frecuencias sobre los 1000Hz (Guzmán, 2013).
En un estudio realizado por Castillo (2015), se utilizó el parámetro alpha ratio como la razón entre la energía promedio del rango 1000 a 4000 [Hz] y la energía promedio de 0 a 1000 [Hz]. Un valor de razón (alpha ratio) mayor implica una menor declinación y, por tanto, una voz más brillante; valores menores de la razón implicarían una mayor declinación, lo que se manifestaría en voces más opacas. En este estudio se determinó que alpha ratio es un buen predictor de la presencia de disfonía.
Según lo señalado en investigaciones previas, alpha ratio podría proporcionar información sobre cómo se ve afectado el timbre de la voz de una persona, producto del hábito tabáquico. Por lo tanto, se podría usar como indicador fonoaudiológico preventivo en el área de voz.
La investigación se enmarca en un enfoque cuantitativo, de tipo descriptivo y con un diseño transversal.
La muestra fue no probabilística y estuvo compuesta por 194 estudiantes universitarios que no hacían uso profesional de la voz, de entre 18 y 26 años de edad, de los cuales 32 eran hombres fumadores, 61 mujeres fumadoras, 21 hombres no fumadores y 80 mujeres no fumadoras. Todos ellos participaron de manera voluntaria.
Para la selección de los sujetos no fumadores, se consideraron los siguientes criterios de inclusión: nunca haber fumado, no haber tenido o estar en tratamiento de alguna enfermedad que comprometiera la vía aérea, no usar medicamentos de tipo inhalador, no haber sido sometido a cirugías de tiroides, pulmón, laringe ni similares.
Para la selección de los sujetos fumadores, se consideraron los siguientes criterios de inclusión: no haber tenido o estar en tratamiento de alguna enfermedad que comprometiera la vía aérea, no usar medicamentos de tipo inhalador, no haber sido sometido a cirugías de tiroides, pulmón, laringe ni similares, tener al menos un año como fumador regular y fumar al menos un cigarrillo al día.
Para este estudio se utilizó una cámara silente de 2.25 m2 en su base con una altura de 2.5 m (5.635 m3), ubicada dentro del Laboratorio de Audiología de la Universidad Autónoma de Chile, que se encuentra aislada acústicamente y posee un ruido de fondo de 27.7 dB, obtenido con un Leq de 2 minutos, a través de un sonómetro Larson Davis LxT2, clase 2, previamente calibrado. Para la grabación de la voz, se utilizó un micrófono de condensador omnidireccional, marca Beheringer, modelo ECM 8000, que posee una respuesta de frecuencia plana de 15 Hz a 20 kHz y una sensibilidad de -60 dB, interface de audio Tascam US- 144 MKII. También se utilizó una notebook con sistema operativo Windows 8, y con los programas Audacity versión 2.0.6 y PRAAT versión 5.3.36. Para el análisis estadístico de los resultados se utilizó el programa STATA versión 14, en español.
Antes de iniciar la medición, se informó a los sujetos en qué consistía, se les hizo firmar un consentimiento informado y se les asignó un número de identificación dentro del estudio para mantener la privacidad. Además de los datos de edad y sexo, en el caso de los fumadores se les preguntó acerca del tiempo que llevaban fumando y el promedio de cigarrillos consumidos al día.
El proceso de recolección de la información sonora se realizó en dos etapas: en la primera se le pidió al sujeto que inspirara en forma profunda y que emitiera una /a/ sostenida por un tiempo de 5 segundos, con fines de calibración y verificación de parámetros.
En la segunda etapa se pidió al sujeto que realizara una lectura de un texto de 101 palabras. El micrófono fue posicionado a 10 [cm] del participante con un ángulo de 45° respecto de él. En todo momento el sujeto se mantuvo de pie. Todo el proceso de muestreo se realizó en la sala silente para evitar que el ruido externo influyera en la grabación (Castro-Martínez et al., 2016). Las muestras de voz fueron grabadas digitalmente a una frecuencia de muestreo de 44.100 Hz y con una resolución de 16 bits. Para obtener uniformidad, en cuanto a la intensidad de la señal de voz, se verificó con el programa PRAAT que la intensidad promedio de la emisión se encontrara entre 60 y 70 [dB].
En el proceso de medición se recolectó información respecto de la frecuencia fundamental (F0), Shimmer, Jitter y relación señal ruido (HNR) como indicadores de referencia. Además, se realizó el gráfico LTAS, a partir del cual se tomó la información de los niveles continuos equivalentes (Leq) en los rangos 0 - 1000 [Hz] y 1000 - 5000 [Hz], para luego determinar el valor alpha ratio de cada sujeto.
Para el análisis de los datos se utilizó estadística descriptiva usando percentiles de distribución y la prueba t de Student de comparación de medias, a través del programa STATA versión 14 en español.
En las Tablas 1, 2 y 3, se caracteriza la muestra de estudio, según edad, hábito tabáquico, años fumando y consumo diario de cigarrillos según declaración propia de los sujetos de estudio.
De la caracterización del grupo de estudio, se destaca el hecho de que los hombres fuman en promedio aproximadamente 2 cigarrillos diarios más que las mujeres, no existiendo diferencias importantes en cuanto a la edad entre los grupos, ni entre los años de hábito tabáquico entre hombres y mujeres.
Previo a la prueba t de Student de comparación de medias, se verificó la distribución normal de los datos en cada grupo usando el test de Shapiro Wilk para las muestras con n < 50 y el test de de Kolmogorov-Smirnov para los grupos con n > 50. Además, se usó el test de comparación de varianzas. En todos los casos se comprobó la distribución normal de los datos y la igualdad de varianza entre hombres que fuman y no fuman, y entre mujeres que fuman y no fuman, lo que permite la aplicación de la prueba t de comparación de medias.
Al comparar los resultados de alpha ratio entre hombres fumadores y no fumadores, con un 95% de confianza, no se encontró evidencia que indicara que existen diferencias significativas entre sus medias.
Al comparar los resultados de alpha ratio entre mujeres fumadoras y no fumadoras con un 95% de confianza, se encontró evidencia que indica que existen diferencias significativas entre sus medias (ver Tabla 4).
Como se encontraron diferencias significativas entre los valores de alpha ratio de mujeres que fuman y no fuman, se realizó un análisis de los componentes de este factor para establecer si lo encontrado se debía a uno o ambos componentes del factor.
Al comparar los valores de Leq 0-1000 entre las mujeres que fuman y no fuman, no se encontró diferencia significativa entre sus medias, pero sí entre los valores Leq 1000-5000 Hz (ver Tabla 5).
Finalmente, si se comparan los valores de alpha ratio de los cuatro grupos, se observa que los sujetos que poseen hábito tabáquico presentan valores mayores que sus pares no fumadores, siendo estas diferencias estadísticamente significativas en las mujeres (ver Tabla 6).
En los resultados obtenidos solo se encontraron diferencias significativas al comparar los valores de alpha ratio entre mujeres fumadoras y no fumadoras. Investigaciones previas han señalado que un hábito tabáquico, incluso de corta duración, menos de 10 años, es suficiente para causar algún grado de edema (Olavarría, 2009) y reducir la frecuencia de vibración de los pliegues vocales. Esto es mucho más evidente en mujeres jóvenes, en quienes la reducción de hertz es similar a la reducción mostrada por mujeres con una historia más larga de fumar (González, 2004). Esta evidencia respalda la caracterización encontrada en esta investigación, donde las mujeres que fueron sujeto de estudio eran jóvenes.
Si la investigación se centra en aspectos anatómicos, existe evidencia que señala que la longitud y el grosor de los pliegues vocales entre hombres y mujeres son significativamente diferentes, siendo las de estas últimas más cortas y con menos grosor (Rawal, 2015; Torres Gallardo, 2013), lo que las haría más propensas a daños producidos por el hábito tabáquico, debido a que por el hecho de tener pliegues más delgados, estos se resecarán antes, producto del humo inhalado del tabaco, afectando las propiedades biomecánicas de los pliegues vocales y, por lo mismo, las propiedades acústicas de la voz (Sivasankar & Leydon, 2010). La literatura indica que existe una relación muy clara entre los cambios del epitelio de los pliegues vocales y el tabaco (Müller, 1980), por lo que las mujeres verían afectada su voz en un periodo menor de consumo.
Al comparar los componentes que conforman el alpha ratio de manera independiente entre mujeres fumadoras y no fumadoras se encontró que los niveles continuos equivalentes (Leq) entre 0-1000 Hz no presentaban diferencia significativa, pero sí entre los niveles continuos equivalentes (Leq) entre 1000-5000 Hz. Esto tiene sentido, ya que las alteraciones de la voz, producto por ejemplo del daño del tabaco, se manifiestan con alteraciones en frecuencias sobre los 1000 Hz (Guzmán, 2013). Si bien se esperaba que los valores de fumadores fueran menores que los de no fumadores (Castillo, 2015), fueron mayores y se podría deber al hecho que los sujetos en estudio eran sanos, es decir sin patología diagnosticada, estar en una etapa temprana de generación de un daño vocal y, como una forma compensatoria, su sistema estuviera haciendo un sobre esfuerzo que se manifiesta en valores más altos. Sería importante hacer un seguimiento a estos pacientes y evaluar cómo evoluciona el valor de alpha ratio en el tiempo y si llegan a desarrollar en algún momento una patología vocal.
Es relevante también investigar qué sucede con pacientes que llevan más años fumando, considerando diferentes rangos etarios, en especial en el caso de los hombres que en apariencia presentarían un menor daño detectable frente al hábito tabáquico. Por otro lado, sería muy útil contar con información sobre valores de normalidad de alpha ratio, de manera de poder tener un parámetro comparativo.
Teniendo en cuenta los resultados, se puede concluir que el valor alpha ratio sería un buen indicador temprano de predisposición para el desarrollo de alteraciones que afecten el timbre de voz, en especial en el caso de las mujeres. Se hace necesario establecer valores de referencia de normalidad que permitan identificar alteracio nes, con el fin de realizar un correcto diag nóstico preventivo, usando alpha ratio.
Tabla 1
Edades promedio según sexo y presencia de hábito tabáquico.
Tabla 2
Cantidad de años fumando: percentiles según sexo
Tabla 3
Cantidad de cigarrillos diarios: percentiles según sexo
Tabla 4
Prueba t de comparación de medias entre hombres fumadores y no fumadores y entre mujeres fumadoras y no fumadoras.
Prueba t de comparación de medias Leq 0-1000 Hz y Leq 1000-5000 Hz en mujeres fumadoras y no fumadoras.
Tabla 6
Valores promedio alpha ratio entre grupos de estudio.
Tabla 1
Edades promedio según sexo y presencia de hábito tabáquico.
Tabla 2
Cantidad de años fumando: percentiles según sexo
Tabla 3
Cantidad de cigarrillos diarios: percentiles según sexo
Tabla 4
Prueba t de comparación de medias entre hombres fumadores y no fumadores y entre mujeres fumadoras y no fumadoras.
Prueba t de comparación de medias Leq 0-1000 Hz y Leq 1000-5000 Hz en mujeres fumadoras y no fumadoras.
Tabla 6
Valores promedio alpha ratio entre grupos de estudio.
