喉部的生物機械原理 (Laryngeal Biomechanics)

喉頭和舌骨藉著韌帶和喉外肌旋在脖子內，軟骨們以喉內肌和韌帶連結著，這些肌肉和韌帶決定也限制了舌骨軟骨以及整個喉頭的移動，彷彿用吊帶懸掛著般，喉頭和舌骨可以以一些不同的方向移動，端賴肌肉對它們不同的使力成分。莖突舌骨肌韌帶(stylohyoid ligament)吊起喉頭上方，莖突舌骨肌韌帶本身兩端各與乳突骨(mastoid bone)的莖突及舌骨相聯結，甲狀軟骨是以中、邊甲舌韌帶(median and lateral thyrohyoid ligaments)吊起與舌骨相連結，環狀軟骨與甲狀軟骨之間是由環甲韌帶(cricothyroid ligaments)連結，位於氣管的最上一節，韌帶都是有彈性的，因此可以隨著舌骨及喉頭被肌肉拉至不同方向的移動做伸展，彈性彈回的特性，使它們都能在肌肉放鬆時回到原來的位置。

喉頭和舌骨的移動

下列喉外肌的收縮對舌骨及喉頭位置的影響可以由肌肉纖維(muscle fibers)的位置推斷：

1. 舌骨往上及往後的移動是由於莖突舌骨肌(stylohyoid m.)、二腹肌(digastric m.)及中咽收縮肌(medial pharyngeal constrictor m.)的移動。

2. 舌骨往上及往前的移動是由於頦舌骨肌(geniohyoid m.)、頦舌肌(genioglossus  m.)、下頷舌骨肌(mylohyoid m.)及二腹肌(digastric m.)的移動。

3. 舌骨往下移動是由甲舌肌(thyrohyoid m.)、胸骨舌骨肌(sternohyoid m.)、肩胛舌骨肌(omohyoid m.)的移動。

4. 喉頭以甲舌肌(thyrohyoid m.)使其往上移動。

5. 喉頭以胸骨甲狀肌(sternothyroid m.)使其往下移動。

喉腔軟骨的移動

成圓體膠囊狀的環甲韌帶和環杓韌帶串聯了軟骨，使它們能藉由喉內肌做旋轉滑動的動作並相互影響。

1. 介於環狀及甲狀軟骨之間的移動

   a. 旋轉動作 (Rotatory motion)

         環狀及甲狀軟骨以水平軸方式旋轉，經過環甲連結(cricothyroid joints)，環狀軟骨的弓(arch)會約15度往上旋轉，把環狀軟骨拉近至甲狀軟骨，這種方式的移動是由環甲肌的收縮(the pars recta)。此動作的影響是移動了位於環狀軟骨上的杓狀軟骨，使其往後移動，由於甲杓肌(thyroarytenoid muscle ；vocal folds)與杓狀軟骨的聲帶突及甲狀軟骨的角相連，這種旋轉的動作被動地伸展了聲帶，換句話說環甲肌是聲韌帶及聲帶的張肌-拉長了它們兩個。

    b. 滑動 (Sliding motion)

      甲狀軟骨可以往前滑動，subluxate位於甲狀軟骨的兩個下角及環狀軟骨的面之間的連結，這個滑動的動作是由於環甲肌的收縮(the pars oblique)。

2. 介於杓狀與環狀軟骨之間的移動

    a. 滑動 (Sliding motion)

      杓狀軟骨可以藉由甲杓肌的收縮，在環杓連結上往前滑動約2mm，此動作使聲帶縮短。

    b. 搖動 (Rocking motion)

      杓狀軟骨可以在30度的範圍內，藉由甲杓肌的收縮往前搖動，杓狀軟骨可藉前(邊)環杓肌(anterior , lateral cricoarytenoid m.)與transverse和oblique arytenoids的輔助，於中間搖動medially，使聲帶作靠攏(adduction)。

3. 介於會厭軟骨與喉頭的移動

    藉由杓厭肌(aryepiglotticus m.)的移動，會厭軟骨被拉至喉頭內部的開口。

(參考Aronson, E. A. (1990). Clinical Voice Disorders: New York: Thieme Inc.)

Picture: Schematic view of the muscles connecting the thyroid and cricoid cartilages (from: Laver, 1994: 185).

(參考選錄資料如下)

Aronson, E. A. (1990). Clinical Voice Disorders: An Interdisciplinary Approach. New York: Thieme Inc.