國立臺北護理健康大學 聽語障礙科學研究所 碩士論文
指導教授：盛華 博士
Advisor: Sheng Hwa Chen, Ph. D., CCC-SLP
成年女性各年齡層嗓音聲學及氣動學分析
Analysis of vocal acoustics and aerodynamics in female adults within different age groups
研究生：莊羽蓁 Name: Yu-Chen Chuang
中華民國一百零三年七月 July, 2014
誌謝
終於完成了這本論文！也終於可以寫誌謝了！在這邊要感謝非常多人的協助，沒有 你們的幫忙，不會有這本論文的產生！
非常感謝盛華老師的指導與鼓勵，盛老師總是輕聲細語地告知我需要修改的地方，
還不時地給予我肯定及鼓勵，讓我有信心和動力可以努力完成論文，因此真的非常高興 可以成為盛老師的研究生，感覺十分地幸福！也非常感謝陳素秋老師，在統計方面給予 指教和建議，每次問陳老師問題時，陳老師總是笑咪咪地回應，感覺非常溫暖！也非常 感謝蕭自佑醫師在論文題目和內容上給予的建議，使我的論文題目簡潔明瞭，且內容也 更為豐富！
還要感謝爸爸、媽媽、弟弟、奶奶、及境嚴，協助我招募許多研究參與者，也協助 我準備研究參與者的禮物，還陪我東奔西跑，搬運儀器和禮物，謝謝你們的幫忙、陪伴、
及鼓勵，讓我在三個月內完成收案，要是沒有你們，真不知道該怎麼辦！
也要感謝好同學們，綺君、愛華、文慧、惠君、依萱、彥妤、雅萍、淨純、子禎、
詩朋、佩曄、佳芳、博雅，除了協助我招募研究參與者外，在寫論文的過程中有你們的 陪伴，真的讓枯燥的研究生生活增添了不少色彩，能跟你們當同學真的是太幸福了！
還要感謝許多的學長姊！謝謝宏瑋學長指導我聲學和氣動學儀器的操作方式，以及
協助我完成研究者間信度！謝謝雯齡學姊總是有求必應地回答我關於proposal、defense、
論文等等的問題！也謝謝佩汝學姊協助我初步地了解one-way ANOVA的事後比較以及 無母數的統計，不然統計就像咒語一樣看不懂！
還要感謝星懿、秋珍、敦弘，在協調聲學儀器和研究室的使用時，常常都主動以我 為優先，還常常跟我一起研究聲學儀器的操作和聲學分析的方法，真的受益良多！
還要感謝高雅娟老師及王麗美老師，教我聲學和氣動學儀器的校準方式，常常關心
我的論文進度，建議我proposal和defense的報告時間應該控制在多久以內比較好，並 給我加油打氣！
還要感謝聽語所秘書玫君，在行政上幫忙處理很多事務，每次問玫君問題時，玫君 總是很溫柔很耐心地回答，或是協助我詢問老師或學校，真的非常謝謝玫君的幫忙！
另外還要感謝素未謀面的陳思妤學姊，當初盛老師在課堂中提到，目前國內只有陳 思妤學姊的老年男性與年輕男性之嗓音聲學及氣動學研究，還沒有女性嗓音老化的研究，
因此建議我們有興趣的話可以進行女性嗓音老化之聲學及氣動學研究，才讓我想做嗓音 相關的論文，也讓我對嗓音的領域產生了濃厚的興趣！而且寫論文時，陳思妤學姊論文 中的文獻、研究方法、結果及討論的寫法，皆提供我許多參考，讓我可以順利完成論文！
因此，雖然沒有見過陳思妤學姊，還是要在這邊感謝您！
此外，還要感謝所有親朋好友的協助，以及感謝所有研究參與者的參與，甚至還有 研究參與者熱心地介紹自己的親朋好友前來！也還要感謝臺灣大學的研究倫理委員會 協助審查！
要感謝的人太多了，若沒有大家的幫助，這本論文無法完成，也無法讓我體悟到，
原來身邊有這麼多溫暖的人事物。因此，完成這個學位的過程，不僅使我在學識上有所 成長，也使我能更懂得珍惜與重視身邊的情誼。
國立台北護理健康大學聽語障礙科學研究所碩士論文摘要 研究所別：聽語障礙科學研究所 語言病理組
論文名稱：健康成年女性各年齡層嗓音聲學及氣動學數值分析比較 指導教授：盛華 博士
研究生：莊羽蓁
本研究目的為建立並比較國內健康成年女性各年齡層的嗓音聲學、氣動學參數數 據，以探討各年齡層女性的嗓音變化。
本研究將83位20至79歲的健康女性依年齡分為六組，測量嗓音聲學、氣動學數 據。聲學測量包括朗讀短文的基頻與音強，及持續母音「阿」的頻率變動率、振幅變動 率、噪音諧波比率。氣動學測量包括肺活量、最長發聲時長、平均氣流速率、口腔內壓、
最小發聲壓力閾值。使用one-way analysis of variance及Kruskal-Wallis test比較六組之 聲學、氣動學數據差異，並以simple linear regression分析各參數數據與年齡間的關係。
聲學測量結果顯示，六組女性之平均說話基頻、說話基頻標準差、最低說話基頻、
平均說話音強、說話音強標準差、最高說話音強均呈顯著差異。且平均說話基頻、振幅 變動率均隨年齡增加而下降。說話基頻標準差、平均說話音強、說話音強標準差、最高 說話音強、說話音強範圍均隨年齡增加而上升。氣動學測量結果顯示，六組女性之肺活 量、最長發聲時長、口腔內壓、最小發聲壓力閾值均呈顯著差異。且最長發聲時長、肺 活量均隨年齡增加而下降。研究推論，由於女性的神經肌肉系統、呼吸系統、喉部系統、
荷爾蒙、及聽力功能，均隨著年齡增加而變化，因此使各年齡層女性的嗓音聲學及氣動 學參數數據不同，且聲學及氣動學參數數據亦隨著年齡增加而變化。本研究結果可提供 語言治療相關專業人員，於臨床為不同年齡層女性個案進行嗓音評估與治療時參考。
Abstract
The purpose of this study was to establish and compare acoustic and aerodynamic parameters of Taiwanese female within adult age. Voice samples were recorded from 83 healthy women. Participants were divided into 6 age groups. Acoustic parameters included speaking fundamental frequency (SFF), speaking intensity, jitter, shimmer, and noise-to-harmonic ratio. Aerodynamic parameters included vital capacity (VC), maximum phonation time (MPT), mean air flow rate, oral pressure, and phonation threshold pressure (PTP). one-way analysis of variance and Kruskal-Wallis test were used to analyze the differences of all parameters between 6 groups, and simple linear regression was used to analyze the relationship between age and each parameter. Results of acoustic measurements revealed that SFF, SFF SD, lowest SFF, speaking intensity, speaking intensity SD, and highest speaking intensity had significant difference between 6 groups. SFF and shimmer decreased with age; SFF SD, speaking intensity, speaking intensity SD, highest speaking intensity, and speaking intensity range increased with age. Results of aerodynamic measurements revealed that MPT, VC, oral pressure, and PTP had significant difference between 6 groups. MPT and VC decreased with age. Results were discussed with age-related changes of female neuromuscular, respiratory, and laryngeal systems, hormone production, and hearing ability. The results could provide references for clinical speech-language pathologists to execute voice assessment and therapy for different age groups of women.
目錄
頁碼 中文摘要... I
Abstract... II 目錄... III 圖次... VI 表次... VII
第一章 緒論... 1
第二章 文獻探討... 10
第一節 生理上的老化對嗓音的影響... 10
第二節 嗓音老化的性別差異... 13
第三節 女性嗓音老化之聲學、氣動學表現... 16
第四節 嗓音老化的種族、聲調語言差異... 26
第三章 研究方法... 28
第一節 研究架構... 28
第二節 研究對象... 30
第三節 研究工具... 32
第四節 校準... 34
第五節 信度分析... 35
第六節 研究程序... 36
第七節 統計分析... 42
第四章 研究結果... 44
第一節 研究對象基本資料... 44
第二節 信度分析... 48
第三節 常態分佈檢定... 50
第四節 聲學測量結果... 54
第五節 氣動學測量結果... 69
第六節 Simple linear regression分析結果... 75
第五章 研究討論... 83
第一節 健康成年女性各年齡層之聲學測量結果... 83
第二節 健康成年女性各年齡層之氣動學測量結果... 91
第三節 臨床意義... 95
第四節 研究限制... 97
第五節 未來研究建議... 99
第六章 結論... 101
第七章 參考文獻... 105
附錄... 112
附錄一 研究參與者同意書... 112
附錄二 基本資料表... 113
附錄三 國小三年級課文... 114
附錄四 國語短文... 115
附錄五 頻率轉換半音表... 116
附錄六 國立臺灣大學行為與社會科學研究倫理委員會審查核可證明... 117
圖次
頁碼
圖3-1、研究架構圖... 29
圖3-2、研究對象篩選流程圖... 31
圖3-3、音強校準流程圖... 34
圖3-4、分析朗讀短文之流程圖... 38
圖3-5、分析持續母音「阿」之流程圖... 39
圖3-6、分析氣動學參數之流程圖... 41
圖4-6-1、平均說話基頻與年齡之simple linear regression... 76
圖4-6-2、說話基頻標準差與年齡之simple linear regression... 77
圖4-6-3、平均說話音強與年齡之simple linear regression... 77
圖4-6-4、說話音強標準差與年齡之simple linear regression... 78
圖4-6-5、最高說話音強與年齡之simple linear regression... 78
圖4-6-6、說話音強範圍與年齡之simple linear regression... 79
圖4-6-7、振幅變動率與年齡之simple linear regression... 80
圖4-6-8、肺活量與年齡之simple linear regression... 81
圖4-6-9、最長發聲時長與年齡之simple linear regression... 82
表次
頁碼
表4-1-1、六組女性之人數、平均年齡、年齡範圍、優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾... 45 表4-1-2、20-29歲組女性之年齡、經期、及優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾基本資料.. 45 表4-1-3、30-39歲組女性之年齡、經期、及優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾基本資料.. 45 表4-1-4、40-49歲組女性之年齡、經期、及優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾基本資料.. 46 表4-1-5、50-59歲組女性之年齡、經期、及優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾基本資料.. 46 表4-1-6、60-69歲組女性之年齡、經期、及優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾基本資料.. 47 表4-1-7、70-79歲組女性之年齡、經期、及優耳於1、2、4k Hz之平均聽閾基本資料.. 47 表4-2-1、使用ICC分析所有聲學及氣動學參數之研究者間信度及研究者內信度... 49 表4-3-1、使用Kolmogorov-Smirnov test檢定朗讀短文之平均說話基頻、說話基頻標準
差、最高說話基頻、最低說話基頻、說話基頻範圍、平均說話音強、說話音 強標準差、最高說話音強、最低說話音強、說話音強範圍之常態分佈... 51
表4-3-2、使用Kolmogorov-Smirnov test檢定持續母音「阿」之頻率變動率、振幅變動 率、噪音諧波比率之常態分佈... 52
表4-3-3、使用Kolmogorov-Smirnov test檢定肺活量、最長發聲時長、平均氣流速率、
口腔內壓、最小發聲壓力閾值之常態分佈... 53
表4-4-1、六個年齡組在朗讀短文之平均說話基頻、說話基頻標準差、最高說話基頻、
最低說話基頻、說話基頻範圍、平均說話音強、說話音強標準差、最高說話
音強、最低說話音強、說話音強範圍之平均值及標準差... 58
表4-4-2、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之平均說話基頻差異性，及
Bonferroni test事後比較結果... 59 表4-4-3、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之說話基頻標準差差異性，及LSD test事後比較結果... 60 表4-4-4、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之最高說話基頻差異性... 61 表4-4-5、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之最低說話基頻差異性，及Dunn's test事後比較結果... 61 表4-4-6、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之說話基頻範圍差異性... 62
表4-4-7、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之平均說話音強差異性，及
Bonferroni test事後比較結果... 62
表4-4-8、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之說話音強標準差差異性，及
Bonferroni test事後比較結果... 63
表4-4-9、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之最高說話音強差異性，及
Bonferroni test事後比較結果... 64 表4-4-10、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之最低說話音強差異性... 64 表4-4-11、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之說話音強範圍差異性... 65
表4-4-12、六個年齡組在持續母音「阿」之頻率變動率、振幅變動率、噪音諧波比率之
平均值及標準差... 67
表4-4-13、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之頻率變動率差異性... 67 表4-4-14、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之振幅變動率差異性... 68 表4-4-15、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之噪音諧波比率差異性... 68
表4-5-1、六個年齡組在肺活量、最長發聲時長、平均氣流速率、口腔內壓、最小發聲
壓力閾值之平均值及標準差... 71
表4-5-2、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之肺活量差異性，及Bonferroni test 事後比較結果... 72
表4-5-3、使用one-way ANOVA分析六個年齡組別間之最長發聲時長差異性，及
Bonferroni test事後比較結果... 73 表4-5-4、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之平均氣流速率差異性... 73 表4-5-5、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之口腔內壓差異性，及Dunn's test
事後比較結果... 74
表4-5-6、使用Kruskal-Wallis test分析六個年齡組別間之最小發聲壓力閾值差異性，及 Dunn's test事後比較結果... 74
表4-6-1、平均說話基頻、說話基頻標準差、平均說話音強、說話音強標準差、最高說
話音強、說話音強範圍，與年齡之simple linear regression結果... 76 表4-6-2、振幅變動率、噪音諧波比率，與年齡之simple linear regression結果... 80 表4-6-3、肺活量、最長發聲時長，與年齡之simple linear regression結果... 81
第一章、 緒論
世界衛生組織（World Health Organization, WHO）定義老年人為60歲以上的老人
（World Health Organization, 2002），國內將老年人定為65歲以上的老人（內政部統計 處，2009）。根據內政部統計處（2014）於民國102年底統計，國內65歲以上老人占總 人口比例達11.5%，且仍持續上升，行政院經濟建設委員會人力規劃處（2010）推計，
至2060年老年人口占總人口比率將增加為39.4%，因此國內漸漸邁入老齡化社會。老 年人的嗓音會隨著年齡增長而老化，因此老年人為嗓音異常的高危險群，他們的嗓音問 題及生活品質值得重視。嗓音異常為嗓音的音高、音強、或音質與相同年齡、性別、社 經地位、文化背景、地理區域者相比較，呈現明顯差異而影響溝通，或患者自覺嗓音不
滿意，例如他人未察覺，但患者自覺有嗓音問題（Stemple, Glaze, & Klaben, 2009）。Roy, Stemple, Merrill與Thomas（2007）調查美國地區117位65歲以上老年人的嗓音異常盛 行率，結果發現29.1%的老年人目前正受嗓音問題困擾，且有47.0%的老年人曾經有嗓 音問題。蔡國賢（1997）等人調查於臺北市立中興醫院耳鼻喉科門診接受老人體格檢查
的56位65歲以上老年人，發現44名男性中有61.36%有嗓音異常，12名女性中有58.33%
有嗓音異常。而陳麗鈴（2009）調查臺北市小學教師與一般民眾的嗓音異常盛行率，發
現225位23至65歲的一般民眾中，有15.2%目前有嗓音異常，31.1%曾經有嗓音問題，
皆明顯較老年人低，顯示國內老年人嗓音問題值得重視。
有許多專家學者發現，嗓音異常和生活品質有顯著的相關性。Roy, Stemple, Merrill
與Thomas（2007）發現有嗓音異常和無嗓音異常的老年人的生活品質呈現顯著差異，
例如在背景噪音嘈雜的環境下較難說話、說話時的呼吸支持不足、出現無預期的嗓音、
感到焦慮和沮喪、感到憂鬱、使用電話困難、常需重述，顯示有嗓音異常老年人的生活
品質受到影響。Merrill、Anderson與Sloan（2011）發現有嗓音異常的研究對象的生理 功能、身體疼痛、角色限制、情緒、社交功能皆顯著較無嗓音異常病史的研究對象差。
Costa與Matias（2005）也發現老化中出現的嗓音品質的改變、說話困難、發聲不穩定，
可能限制了日常生活活動，例如購物、走路、淋浴、運動，儘管這些生理活動無需使用 聲音，但嗓音生理仍與生理功能活動息息相關。當老年人的嗓音問題影響生活品質時，
會至臨床尋求醫療協助，因此臨床上的語言治療師必需了解呼吸系統和發聲系統的生理 老化現象，並使用客觀的聲學、氣動學評估嗓音，以擬定治療策略。
嗓音相關的生理老化包括神經肌肉系統、呼吸系統、喉部系統老化、以及荷爾蒙變 化，這些老化現象均會影響發聲時嗓音的聲學和氣動學表現。呼吸系統為發聲的原動 力，呼吸系統將胸腔的空氣送出，經過喉部系統時振動聲帶，進而發出聲音。呼吸系統 和喉部系統中的神經肌肉，隨著年齡的增長，神經元數量逐漸減少，肌肉也逐漸萎縮，
使肌肉收縮速度、力量、耐力下降（Thomas, Harrison, & Stemple, 2008），影響發聲時的 控制與穩定。當呼吸系統中的呼吸肌老化、胸腔的肋軟骨鈣化、肺臟組織彈性下降時，
會使肺部的肺容量下降，影響說話時的呼吸支持（Ptacek, Sander, Maloney, & Jackson,
1966; Sperry & Klich, 1992）。且當喉部系統中的喉內肌萎縮、喉部軟骨鈣化、聲帶黏膜 的組織彈性下降時，會使聲帶呈現弓形，因此閉合不全，發聲時變得吃力並產生氣息音，
使嗓音變化（Abdelkafy et al., 2007; Kendall, 2007; Stemple, Glaze, & Klaben, 2009）。當
荷爾蒙改變時，例如女性因更年期與絕經期（menopause）的雄性激素與雌性激素比率 改變，雄性激素增加，雌性激素減少，因此使聲帶組織構造改變或水腫，因此聲帶的質 量增加，嗓音的基頻（fundamental frequency）下降（Awan, 2006; D'haeseleer, Depypere,
Claeys, Van Borsel, & Van Lierde, 2009; Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki, & Nakai, 2006; Raj, Gupta, Chowdhury, & Chadha, 2010）。
男性及女性的生理老化現象呈現出性別差異，有學者研究發現，男性老化時，聲帶 有明顯萎縮和縮短，板層構造中的彈性纖維減少、膠原纖維增加，使聲帶變得較硬，進 而使基頻上升，這些現象在女性老化中較不明顯，顯示男性嗓音老化較女性早且明顯。
而女性老化時，荷爾蒙的改變會影響喉部組織，使聲帶組織構造改變或水腫，進而使聲 帶黏膜增厚、質量增加，進而使基頻下降，這些現象在男性老化中則較不明顯（Hirano,
Kurita, & Sakaguchi, 1989; Pontes, Brasolotto, & Behlau, 2005），因此老年男性和老年女性 的嗓音呈現出性別差異。Xue與Fucci（2000）比較老年男性和老年女性的嗓音聲學表 現，發現部份聲學參數出現顯著差異，老年男性的平均基頻和基頻標準差（F0 standard
deviation）顯著較老年女性低，絕對頻率變動率（absolute jitter）和輕聲指標（soft phonation
index）顯著較老年女性高，因此Xue與Fucci認為，老年男性和老年女性需要不同的
嗓音聲學常模。
臨床評估嗓音時，常使用聲學和氣動學評估個案的嗓音功能，以進行客觀且非侵入 性的測量和分析。聲學評估包括嗓音的基頻、音強（intensity）、擾動數值（perturbation）、 及訊噪比（a ratio of signal energy-to-noise）。聲學測量之基頻是測量嗓音的音高，其與
聲帶振動的頻率有關；音強是測量嗓音的響度，與聲帶的閉合（adduction）和閉合期
（phase closure）有關；擾動是測量基頻或音強週期性的變異性，例如：頻率變動率、
振幅變動率等；訊噪比能夠反映嗓音中諧波能量和噪音能量的比率。氣動學評估包括通 過聲門的氣流（transglottic flow）和聲門下壓力（subglottic pressure），以得知聲帶振動 時壓力和氣流的變化。氣流測量包括肺活量（vital capacity）、平均氣流速率（mean airflow
rate）、最長發聲時長（maximum phonation time）。氣流測量之肺活量與肺功能有關，平 均氣流速率與聲門閥發聲效率有關，最長發聲時長則與肺功能和聲門閥發聲效率有關。
聲門下壓力包括最小發聲壓力閾值（phonation threshold pressure）（Stemple, Glaze, &
Klaben, 2009）。
Awan（2006）探討成年女性不同年齡層的嗓音聲學和氣動學表現，Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）及Goozée, Murdoch, Theodoros與Thompson
（1998）亦探討男性及女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現。在說話基頻（speaking
fundamental frequency，SFF）方面，Awan發現18至30歲女性的說話基頻顯著高於40 至49歲、50至59歲、60至69歲、70至79歲同性別的說話基頻；在持續母音「阿」
的基頻方面，Makiyama等人發現20至49歲女性的基頻顯著高於50至79歲同性別的 基頻，Awan及Makiyama等人推論，由於中年女性睪固酮─動情素比率的增加，使聲 帶質量增加，進而使說話基頻和持續母音「阿」的基頻變低。在說話基頻標準差（pitch sigma或SFF SD）方面，Awan發現60至69歲和70至79歲女性顯著高於18至30歲、
40至49歲、50至59歲女性，由於說話基頻標準差為說話基頻的變異度，反映出長時
間的不穩定性，因此Awan推論60至79歲老年女性的說話基頻不穩定性較高。在說話 音強（speaking intensity）方面，Goozée等人發現71至80歲女性持續說「匹匹匹」的 音強顯著高於20至30歲、31至40歲、41至50歲女性；51至60歲、61至70歲及 71至80歲女性複述6個句子的音強均顯著高於20至30歲、31至40歲、41至50歲 女性；不分性別時，老年人連續說3次母音之音強顯著高於年輕及中年人。Goozée等 人表示，老年人之聽力退化會使其聽到說話時的音強不足，因此使老年人提高音強以滿 足聽覺回饋，此外，老年人亦可能為了增進聲門閥閉合功能而提高說話音強。Goozée
等人及Makiyama等人發現各年齡層間的平均氣流速率無顯著差異，Awan亦發現各年
齡層女性的發聲參數（phonation quotient），即肺活量和最長發聲時長的比值，無顯著差
異。因此Awan及Goozée等人推論，老年人聲門閥退化現象可能較不明顯。此外，由
於音強上升時，聲帶振動之閉合程度、閉合時間，以及聲門下壓均會增加（Baken &
Orlikopp, 2000; Sulter, Schutte, & Miller, 1996），進而增進發聲時聲門閥的閉合功能，因
此Goozée等人認為，老年人可能為了增進聲門閥閉合功能而提高音強，進而使老年人
之說話音強較高。肺活量方面，Awan發現18至30歲、40至49歲女性的肺活量顯著 高於50至59歲、60至69歲、70至79歲女性，其中70至79歲女性的肺活量又顯著 低於其他組，Awan表示，肺活量與年齡呈現顯著相關，可能與呼吸系統老化有關，例 如肋軟骨骨化和鈣化、呼吸肌肌力下降、肺部整體體積減少等，因此肺活量隨著年齡增 長而變小。最長發聲時長方面，Awan發現70至79歲女性的最長發聲時長顯著短於18 至30歲、40至49歲、50至59歲、60至69歲女性，由於此五組女性的發聲參數無顯
著差異，因此Awan推論，最長發聲時長隨年齡的下降的原因為呼吸系統功能的下降。
多位學者比較研究老年女性與年輕女性的嗓音在聲學或氣動學表現的差異。聲學方
面，Benjamin（1981）及Brown, Morris與Michel（1989）發現老年女性朗讀短文之說 話基頻顯著低於年輕女性，Brown 等人及Raj, Gupta, Chowdhury與Chadha（2010）亦 發現老年女性持續母音「阿」的基頻顯著低於年輕女性。此外，Benjamin發現老年女 性朗讀短文之最低說話基頻顯著低於年輕女性，老年女性之說話基頻範圍顯著大於年輕
女性，Brown等人發現老年女性之說話基頻標準差顯著大於年輕女性。Xue與Deliyski
（2001）將70至80歲女性的嗓音聲學參數數據與Multi-Dimensional Voice Program
（MDVP）中20至55歲女性的常模數據做比較，結果顯示，老年女性的持續母音「阿」
基頻顯著低於年輕女性。此外Xue與Deliyski也發現，老年女性嗓音頻率變異度
（frequency variations）、音強變異度（intensity variations）、及噪音諧波比率（noise to
harmonic ratio）、輕聲發聲指標（soft phonation index）等母音中諧波噪音程度（noise levels in the harmonic structures of vowels），均顯著高於年輕女性。氣動學方面，Ptacek, Sander, Maloney與Jackson（1966）及Sperry與Klich（1992）發現老年女性的肺活量顯著低於 年輕女性，Ptacek等人及Raj等人發現絕經期女性的最長發聲時長顯著短於年輕女性。
Awan（2006）與陳思妤（2007）建議，研究嗓音特徵時需同時探討聲學和氣動學 參數，因研究發現，部份氣動學參數與聲學參數呈現相關性。Awan發現，有三個聲學 和氣動學參數能有效判別研究對象的年齡，分別為肺活量、說話基頻、說話基頻標準差，
且肺活量與說話基頻、說話基頻標準差有顯著相關，因此Awan推論呼吸系統與喉部系
統老化同時造成嗓音的變化。陳思妤也發現，肺活量與最長發聲時長、最低說話基頻呈 顯著正相關，與說話基頻範圍、最高說話音強、說話音強範圍、頻率變動率、振幅變動 率呈顯著負相關。陳思妤推測，肺活量大可能使流經聲門的氣流變多，因此造成聲帶振 動頻率變高，以及振動穩定性增加。因此若欲了解老化嗓音的特性，必須同時測量聲學 與氣動學參數。
種族差異可能會呈現不同的嗓音聲學和氣動學特徵（Whittaker, Sutton, &
Beardsmore, 2005; Xue, Hao, & Mayo, 2006）。Xue等人研究發現成年男性華人的口腔體 積、總聲道體積皆顯著大於白美國人及非裔美國人，聲學分析發現，白美國人與非裔美
國人的第一共振峰皆顯著高於華人，Xue等人表示不同種族的聲道可能不同，且聲道的 不同可能會造成聲學特徵不同。Whittaker等人研究也發現亞洲兒童與美國白人兒童的 肺功能呈現種族差異，美國白人兒童的最大肺活量（forced vital capacity）比亞洲兒童
大13.4%，第一秒吐氣量（forced expiratory volume in 1 second）比亞洲兒童大10.6%，
Whittaker等人推測可能由於種族差異使吸氣肌力量（inspiratory muscle strength）或肺 部順應性（lung compliance）不同，因此肺功能不同。聲調語言的不同也可能使嗓音呈 現不同的特徵（Chen, 2005）。Chen於研究中比較說聲調語言國語及閩南語，和非聲調 語言的聲學數據。結果發現國語組和閩南語組的最大說話基頻範圍（maximum range of
speaking fundamental frequency）及最大說話音強範圍（maximum range of speaking intensity）均比說非聲調語言的美國人大，顯示聲調語言和非聲調語言有不同的嗓音聲 學表現。這些研究均顯示種族及聲調語言的不同，可能會呈現不同的嗓音聲學或氣動學
數據，因此研究者認為，不同種族或聲調語言的嗓音聲學和氣動學數據需要個別的常模。
國內目前已有老年男性嗓音聲學和氣動學研究數據（陳思妤，2007），但是尚無女 性嗓音老化數據。由於研究發現老年男性和老年女性的嗓音生理老化現象呈現性別差異
（Hirano, Kurita, & Sakaguchi, 1989; Pontes, Brasolotto, & Behlau, 2005），且老年男性和 老年女性在平均基頻、基頻標準差、頻率變動率、輕聲發聲指標均呈現性別差異（Xue
& Fucci, 2000），因此Xue與Fucci認為老年男性和老年女性需要不同的嗓音聲學常模，
故國內的老年男性嗓音數據不適用於國內的老年女性。國外雖然有女性嗓音老化相關研
究，但多探討年輕成年女性與60歲以上老年女性的差異，少將成年女性各年齡層均納 入研究，因此無法探討完整的老年女性嗓音老化進程。此外，Awan（2006）與陳思妤 發現部份聲學參數與氣動學參數呈現相關性，因此建議研究嗓音特徵時，需同時探討聲 學和氣動學參數。Awan研究女性嗓音老化之聲學、氣動學表現，探討的年齡層較為完
整，但仍缺乏31至39歲的女性，也無探討音強的變化；Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）及Goozée, Murdoch, Theodoros與Thompson（1998）均探 討20至80歲男性和女性的嗓音表現，但Goozée等人無納入聲學之基頻，且Goozée
等人及Makiyama等人均無納入聲學之擾動數值、噪音諧波比率、及氣動學之肺活量、
最長發聲時長，因此目前尚需完整的女性年齡層及嗓音聲學、氣動學參數研究。此外，
Whittaker, Sutton與Beardsmore（2005）和Xue, Hao與Mayo（2006）研究證實，口腔 體積、總聲道體積均呈現種族差異，且不同種族在聲學的第一共振峰和氣動學的肺活 量、第一秒吐氣量均呈現不同的數據。且國內使用的語言為有聲調語言，但國外研究使
用的語言為非聲調語言，聲調語言的不同也可能使嗓音聲學之最大說話頻率範圍、最大 說話音強範圍呈現不同的數據（Chen, 2005）。因此研究者認為，國內尚需健康成年女 性各年齡層的嗓音聲學和氣動學研究。
故本研究的目的為：（1）建立並比較健康成年女性各年齡層的嗓音聲學參數數據；
（2）建立並比較健康成年女性各年齡層的嗓音氣動學參數數據，以探討各年齡層女性 的嗓音變化，提供語言治療相關專業人員於臨床嗓音評估和治療時參考。
研究問題為：（1）各年齡層的健康成年女性朗讀短文時，平均說話基頻、說話基頻 標準差、最高說話基頻、最低說話基頻、說話基頻範圍、平均說話音強、說話音強標準 差、最高說話音強、最低說話音強、說話音強範圍是否有差異；（2）各年齡層的健康成 年女性持續發母音「阿」時，頻率變動率、振幅變動率、噪音諧波比率是否有差異；（3）
各年齡層的健康成年女性的肺活量、最長發聲時長、平均氣流速率、口腔內壓、最小發 聲壓力閾值是否有差異。
第二章、 文獻探討
以下將分別描述生理上的老化對嗓音的影響、嗓音老化的性別差異、女性嗓音老化 之聲學和氣動學表現、嗓音的種族差異及聲調語言差異。
第一節、 生理上的老化對嗓音的影響
生理的老化包含神經肌肉系統老化、呼吸系統老化、喉部系統老化、荷爾蒙改變，
與老年人的嗓音表現有關，以下將分別描述不同生理系統的老化與嗓音的關係。
一、 神經肌肉系統老化
神經元的數量與大小會隨著年齡的增長而變少，且神經元軸突與肌肉相接的運動終 板變大，突觸間隙變寬，都會影響神經肌肉的控制。肌肉也會隨著年齡老化而逐漸萎縮、
質量變少，使肌肉的收縮速度、力量、耐力下降（Thomas, Harrison, & Stemple, 2008）。
這些神經肌肉的老化不僅發生於四肢的神經與骨骼肌上，也會發生於呼吸肌、喉內肌、
喉外肌等與發聲息息相關的神經肌肉，進而影響發聲時的控制與穩定，例如影響基頻
（fundamental frequency）的控制（Awan, 2006）。 二、 呼吸系統老化
呼吸系統提供了發聲的原動力，使氣流從肺部呼出，經過喉部系統振動聲帶而發出 聲音，因此呼吸系統的老化會影響發聲的支持能力。
胸腔的肋軟骨會隨著年齡增長而漸漸地骨化、鈣化，使胸壁結構變得較為僵硬，胸 腔向外的回彈力增加。呼吸肌也因神經肌肉老化的影響，使收縮速度、力量下降，使胸 腔向內縮小的力量下降。而肺臟組織的彈性也因老化的影響而下降，使肺臟向內的回彈
力下降。這些影響使肺部較難向內縮小，因此較難呼氣，進而使肺容量及呼氣壓力
（expiratory pressure）下降，影響說話時的呼吸支持與協調功能，例如基頻與音強的控 制（Awan, 2006; Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki, & Nakai, 2006; Ptacek, Sander,
Maloney, & Jackson, 1966; Sperry & Klich, 1992）。
三、 喉部系統老化
喉部系統包含聲帶、喉內肌、軟骨等構造。當聲帶閉合時，氣流從呼吸系統經過喉 部系統時會振動聲帶，進而發出聲音。聲帶開合的動作及緊張度的變化是由喉內肌控 制，喉部的位置則由喉外肌控制。
喉內肌因肌纖維損傷或萎縮而產生的變化，與年齡增長有關。甲杓肌隨著年齡增 長，肌纖維內的肌核（myonuclei）與相關的星狀細胞（satellite cells）會增殖，並伴隨 細胞凋亡（apoptosis）的過程，使聲帶中的型一肌纖維（type 1 muscle fibers）減少。雖 然肌纖維會重新再生，但新生的肌纖維需神經連結以產生功能，若沒有足夠的神經支 持，肌纖維會持續神經切除並萎縮。甲杓肌為聲帶的本體，若甲杓肌萎縮，會使聲帶呈 現弓形，發聲時聲門閉合不全，呈現紡錘狀（spindle-shaped），使氣息音增加，此現象 常於臨床上的老化聲帶觀察到（Stemple, Glaze, & Klaben, 2009; Thomas, Harrison, &
Stemple, 2008）。喉部軟骨也會隨年齡增長漸漸骨化、鈣化，進而使環杓關節、環甲關
節退化，影響喉部動作（Kendall, 2007）。這些變化都會影響發聲時的音高、音高範圍、
音強、音質表現。
Linville（2001）指出，男性發聲時的聲門間隙（glottal gap）發生率隨年齡增長而
上升，年輕男性的聲門間隙發生率為20%至38%，老年男性則約67%。年輕女性及老
年女性的聲門間隙發生率（incidence）均高，年輕女性的聲門間隙發生率為70%至95%，
老年女性為58%至90%，二組無明顯的差異。但Linville（1992）研究發現，年輕女性
及老年女性的聲門間隙結構（glottal gap configurations）不同，年輕女性以聲門後間隙
（posterior chink）的發生率顯著較高，老年女性則以聲門前間隙（anterior gap）及紡錘 狀（spindle）間隙，即較大的聲門前間隙，發生率顯著較高，且聲門前間隙及紡錘狀間 隙在年輕女性中較少觀察到。聲門間隙可能會使閉合聲帶較費力，因此發聲較吃力，且 可能產生氣息聲，以及音強降低（Eadie, 2000）。因此聲門間隙的發生及聲門間隙結構 的變化，可能會影響發聲時的吃力程度、音高、音強、及音質表現。
Abdelkafy等人（2007）研究老鼠喉部老化的改變，希望藉此了解聲帶老化的變化。
研究對象為9隻二個月大的老鼠及9隻二十個月大的老鼠。研究結果顯示，年輕組老鼠
聲帶中的玻尿酸（hyaluronic acid）密度為每平方英吋11,243 pixels，老年組老鼠聲帶中
的玻尿酸密度為每平方英吋7,329 pixels，年輕組的玻尿酸密度顯著高於老年組。且老
年組老鼠的聲帶中的膠原蛋白（collagen）密度為每平方英吋5,237 pixels，年輕組聲帶
黏膜中的膠原蛋白密度為每平方英吋3,432 pixels，老年組的膠原蛋白密度顯著高於年
輕組。玻尿酸具有保濕作用，若隨著年齡增長而逐漸減少，會使聲帶變得較乾燥，振動 發聲時的摩擦力增加。聲帶黏膜中的膠原蛋白隨著年齡增長而逐漸增加，使聲帶變得較 硬、彈性下降。由此研究可知，聲帶黏膜的組織結構會因老化而變化。
人類的聲帶上皮細胞會隨著老化而增厚，板層構造（lamina propria）的淺層
（superficial layer）的彈性纖維會退化且新陳代謝速度降低（Linville, 2001），中層
（intermediate layer）會變得較鬆、薄，進而使聲帶的組織變少，造成聲帶呈現弓形。
且隨著聲帶老化，本來規則排列的纖維母細胞（fibroblast）會漸漸變得不規則，使纖維 蛋白在受損後的新生速度下降。彈性纖維也隨著老化而增殖，但變得破碎或與其他細胞 產生交錯連結，造成聲帶的硬度上升，整體的組織彈性下降（Stemple, Glaze, & Klaben,
2009）。這些聲帶黏膜的變化會使發聲變得較為吃力，也會影響嗓音表現。
四、 荷爾蒙改變
女性在老化過程中會經歷荷爾蒙的改變，即是在經期不穩定的更年期過後，會進入 絕經期。荷爾蒙的變化會影響喉部組織、造成肌肉及黏膜萎縮、聲帶水腫且膨脹、黏膜 表面變得非白色、及黏膜黏度增加（D'haeseleer, Depypere, Claeys, Van Borsel, & Van
Lierde, 2009）。由於睪固酮─動情素比率的增加使聲帶組織構造改變或水腫，因此聲帶
質量增加，進而使發聲時的基頻下降（Awan, 2006; Pontes, Brasolotto, & Behlau, 2005）。
由以上得知，神經肌肉系統老化會影響發聲的穩定與控制，呼吸系統老化會影響發 聲時的呼吸支持，喉部系統老化會影響發聲時的音高、音高範圍、音強、音質表現，荷 爾蒙改變也會使聲帶組織變化而影響嗓音表現。
第二節、 嗓音老化的性別差異
老年男性和女性的發聲系統老化呈現出性別差異。老年男性有明顯聲帶縮短及聲帶 萎縮現象，且板層構造中層的彈性纖維減少，使中層變薄，板層構造深層的膠原纖維增 加，使深層變厚，這些現象於老年女性較不明顯。老年女性則為明顯的聲帶質量增加，
及聲帶黏膜增厚，於70歲後更為明顯，反觀老年男性的聲帶黏膜雖也漸漸增厚，但70
歲後卻漸漸減少（Hirano, Kurita, & Sakaguchi, 1989）。聲帶萎縮和聲帶質量增加的現象，
於老年男性和女性中皆有出現，但老年男性以聲帶萎縮較為明顯，而老年女性以聲帶質 量增加較為明顯。此現象可能與老年女性的荷爾蒙變化有關，因荷爾蒙變化使聲帶較為 腫脹，進而減緩了聲帶萎縮的現象。整體而言，老年男性的聲帶變短且變硬，因此老年 男性的基頻有漸漸上升的趨勢，而老年女性的聲帶質量增加，因此老年女性的基頻可能 漸漸下降（Pontes, Brasolotto, & Behlau, 2005）。
由於生理老化的性別差異，老年人的嗓音聲學表現也呈現性別差異。Xue與Fucci
（2000）研究比較41位老年男性和41位老年女性的嗓音聲學參數數據，發現老年男性
和老年女性的平均基頻、絕對頻率變動率（absolute jitter）、輕聲指標、基頻標準差（F0
standard deviation）呈現顯著差異。老年男性與老年女性的平均基頻分別為125.91 Hz
與181.35 Hz、絕對頻率變動率分別為183.01 μs與113.08 μs、輕聲指標（soft phonation
index）分別為18.07與11.18、基頻標準差（F0 standard deviation）分別為3.32 Hz與7.51
Hz，顯示老年男性與老年女性的嗓音表現呈現性別差異。
國內目前已有老年男性之嗓音聲學及氣動學研究。陳思妤（2007）研究比較國內健
康老年男性與年輕男性的聲學、氣動學參數數據。研究對象為60位男性，依年齡分為
20-40歲組及60歲以上組，二組各30人。測量之聲學參數包括朗讀短文時的說話基頻
（speaking fundamental frequency, SFF）、說話基頻範圍（SFF range）、說話音強（speaking intensity）、說話音強範圍（speaking intensity range），以及持續母音「阿」的頻率變動
率（jitter）、振幅變動率（shimmer）、噪音諧波比率（noise to harmonic ratio）。測量之 氣動學參數包括最長發聲時長（maximum phonation time）、肺活量（vital capacity）、發 聲參數（phonation quotient）、及最小發聲壓力閾值（phonation threshold pressure）。聲學
研究結果顯示，老年男性的最高說話基頻顯著高於年輕男性，分別為219.69 Hz及173.42
Hz；老年男性的說話基頻範圍顯著大於年輕男性，分別為15.40 ST（semitone）及10.20
ST；老年男性的平均說話音強顯著高於年輕男性，分別為74.04 dBSPL及72.31 dBSPL；
老年男性的最高說話音強顯著高於年輕男性，分別為84.74 dBSPL及81.88 dBSPL；老
年男性的說話音強範圍顯著大於年輕男性，分別為34.78 dBSPL及30.80 dBSPL；老年
男性的頻率變動率顯著高於年輕男性，分別為1.63%及0.58%；老年男性之振幅變動率
顯著高於年輕男性，分別為5.82%及3.04%；老年男性之噪音諧波比率顯著高於年輕成
年男性，分別為0.17及0.13。氣動學研究結果顯示，老年男性的肺活量顯著小於年輕
男性，分別為2.77公升及4.36公升；老年男性的最長發聲時長顯著短於年輕成年男性，
分別為19.39秒及31.20秒。老年男性與年輕男性之平均說話基頻、最低說話基頻、最
低說話音強、發聲參數、最小發聲壓力閾值均無顯著差異。
國內尚無女性嗓音老化的聲學、氣動學相關研究。由於老年男性與老年女性的嗓音 表現呈現性別差異（Hirano, Kurita, & Sakaguchi, 1989; Pontes, Brasolotto, & Behlau, 2005;
Xue & Fucci, 2000），因此國內老年男性的嗓音數據不適用於老年女性，國內尚需女性
嗓音老化相關研究。
第三節、 女性嗓音老化之聲學、氣動學表現
以下將分別探討女性嗓音老化的聲學表現、氣動學表現、嗓音聲學和氣動學參數間 的相關性。
一、 女性嗓音老化的聲學表現
Awan（2006）研究女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現，Goozée, Murdoch,
Theodoros與Thompson（1998）及Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）
亦研究男性及女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現，以下將依序討論Awan及
Makiyama 等人之聲學研究結果、以及Goozée等人之聲學研究結果。
Awan（2006）探討18-79歲女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現，Makiyama,
Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）探討20-79歲男性及女性各年齡層的嗓音
聲學和氣動學表現。Awan的研究對象為50名女性，依年齡分成五組，分別為18-30歲
組、40-49歲組、50-59歲組、60-69歲組、70-79歲組，每組10人。其中18-30歲組中
每位女性皆有穩定的經期，40-49歲組中有7人有穩定的經期，3人經期的間隔有變長
的趨勢，且已有一些更年期的症狀，其他組的女性則都已完全停經。Awan的測試語料 為朗讀短文及持續母音「阿」，探討的聲學參數為朗讀短文之說話基頻、說話基頻標準
差（pitch sigma或SFF SD）、及持續母音「阿」之頻率變動率、振幅變動率、訊噪比
（signal-to-noise ratio）。Makiyama等人的女性研究對象為144位20至79歲女性，測試
語料為持續母音「阿」，探討的聲學參數為基頻和音強。研究結果顯示，在朗讀短文的 說話基頻方面，Awan發現18-30歲組的說話基頻顯著高於其他四組，18-30歲組為200.85
Hz，40-49歲組為175.37 Hz，50-59歲組為167.66 Hz，60-69歲組為151.16 Hz，70-79
歲組為156.08 Hz。在持續母音「阿」的基頻方面，Makiyama等人比較20至49歲及
50至79歲女性的基頻，發現20至49歲女性的基頻顯著高於50至79歲女性，二組基
頻分別為211.2至213.7 Hz、199.3至201.0 Hz。Awan及Makiyama等人推論，由於中
年女性睪固酮─動情素比率增加，即雄性激素增加，雌性激素減少，因此使聲帶質量增
加，進而使說話基頻和持續母音「阿」的基頻下降。但Awan表示，40-49歲組並非全
為更年期女性，因此說話基頻可能同時受年齡的生理老化及荷爾蒙變化影響，此推論與
D'haeseleer等人（2011）的研究結果一致。D'haeseleer等人探討荷爾蒙的改變是否為女
性嗓音老化的唯一因素，結果顯示，經期正常的20至28歲年輕女性和46至52歲中年
女性，年輕女性朗讀短文及持續母音「阿」的平均基頻，均顯著高於中年女性，因此
D'haeseleer等人推論，女性嗓音老化同時受年齡及荷爾蒙變化影響。說話基頻標準差方
面，Awan發現60-69歲組與70-79歲組的說話基頻標準差均顯著高於其他三組，60-69
歲組與70-79歲組的說話基頻標準差分別為4.77 ST與4.90 ST，18-30歲組、40-49歲組、
50-59歲組分別為2.79 ST、3.00 ST、3.65 ST。說話基頻標準差反映出說話基頻的變異
度，即測量長時間的不穩定性（long-term instability），因此60-69歲組與70-79歲組之
說話基頻的不穩定性較高。Awan指出，由於老年人的神經肌肉控制能力下降，使呼吸 力量控制與喉部的控制能力下降，且荷爾蒙的變化也影響了聲帶的機制，因此影響基頻
的控制。Makiyama等人之音強結果顯示沒有顯著差異，Awan之頻率變動率、振幅變動
率、訊號噪音比率結果亦顯示沒有顯著差異。
Goozée, Murdoch, Theodoros與Thompson（1998）探討20至80歲男性及女性各年
齡層的嗓音聲學和氣動學表現。研究對象為56位男性及53位女性，依年齡分為20-30
歲組、31-40歲組、41-50歲組、51-60歲組、61-70歲組、71-80歲組。測試語料為持續
母音「阿」、持續說「匹匹匹」、連續說3次母音，及複述6個句子。探討的聲學參數為
音強。研究結果顯示，不分性別時，71-80歲組連續說3次「阿」的音強顯著高於31-40
歲組、41-50歲組、51-60歲組；61-70歲組及71-80歲組連續說3次「一」的音強均顯
著高於31-40歲組、41-50歲組；61-70歲組及71-80歲組連續說3次「嗚」的音強均顯
著高於20-30歲組、31-40歲組、41-50歲組、51-60歲組；各組之持續母音「阿」的音
強無顯著差異，與Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）之研究結果
一致。區分男性及女性時，男性方面，20-30歲組及71-80歲組持續說「匹匹匹」的音
強均顯著高於31-40歲組及51-60歲組，20-30歲組及71-80歲組分別為80.7 dBSPL、
80.1 dBSPL， 31-40歲組及51-60歲組分別為74.8 dBSPL、74.1 dBSPL；20-30歲組及
71-80歲組男性複述6個句子的音強均顯著高於31-40歲組男性，20-30歲組及71-80歲
組分別為84.8 dBSPL、83.7 dBSPL， 31-40歲組為78.6 dBSPL。女性方面，71-80歲組
持續說「匹匹匹」的音強顯著高於20-30歲組、31-40歲組、41-50歲組女性，71-80歲
組為81.8 dBSPL， 20-30歲組、31-40歲組、41-50歲組分別為75.1 dBSPL、73.6 dBSPL、
75.6 dBSPL；51-60歲組、61-70歲組及71-80歲組女性複述6個句子的音強均顯著高於
20-30歲組、31-40歲組、41-50歲組女性，51-60歲組、61-70歲組及71-80歲組分別為
81.6 dBSPL、82.4 dBSPL、85.0 dBSPL， 20-30歲組、31-40歲組、41-50歲組分別為
76.9 dBSPL、77.1 dBSPL、77.7 dBSPL。Goozée等人推論，老年人之音強較高的原因可
能有二，其一與聽力退化有關，由於聽力退化影響說話時的聽覺回饋，使老年人聽到說 話時音強不足，因此出現說話音強升高之代償行為。其二為老年人可能有增進聲門閥閉 合功能之代償行為。平均氣流速率反映聲門閥的閉合功能，聲門閥閉合功能不佳會使發 聲時的耗氣量上升，進而使平均氣流速率上升（Baken & Orlikopp, 2000; Eadie, 2000）。
Goozée等人發現，各年齡組別間之平均氣流速率無顯著差異。由於音強上升時，聲帶
振動之閉合程度、閉合時間，以及聲門下壓（subglottal pressure）均會增加（Baken &
Orlikopp, 2000; Sulter, Schutte, & Miller, 1996），進而增進發聲時聲門閥的閉合功能，因
此Goozée等人推論，老年人可能為了增進聲門閥閉合功能而提高音強，因此使老年人
的音強較高。
多位學者比較研究老年女性與年輕女性的嗓音在聲學表現的差異，以下將依序討論
Benjamin（1981）、Brown, Morris與Michel（1989）、Raj, Gupta, Chowdhury與Chadha
（2010）、及Xue與Deliyski（2001）之研究結果。
Benjamin（1981）比較10位21至32歲年輕女性及10位68至82歲老年女性之嗓
音聲學參數數據。Benjamin發現老年女性朗讀短文之說話基頻顯著低於年輕女性，分
別為180.2 Hz及197.2 Hz；老年女性朗讀短文之最低說話基頻亦顯著低於年輕女性，分
別為143.8 Hz及169.2 Hz；老年女性朗讀短文之說話基頻範圍顯著大於年輕女性，分別
為9.7 ST及7.7 ST。Benjamin表示，由於老年女性之最低說話基頻下降，因此使說話
基頻範圍變大。
Brown, Morris與Michel（1989）比較25位20至32歲年輕女性及25位75至90
歲老年女性之嗓音聲學表現，測試語料為朗讀短文及持續母音「阿」，探討的聲學參數 為說話基頻、說話基頻標準差、及頻率變動率。研究結果顯示，老年女性之持續母音「阿」
的基頻顯著低於年輕女性，分別為176.9 Hz及211.3 Hz；老年女性朗讀短文之說話基頻
亦顯著低於年輕女性，分別為175.3 Hz及192.4 Hz；老年女性朗讀短文之說話基頻標準
差顯著大於年輕女性，分別為2.44 ST及2.00 ST；老年女性與年輕女性之頻率變動率無
顯著差異。Brown等人表示，老年女性之說話基頻標準差較大，顯示老年女性說話基頻 之變異度較大，其原因與老年人之肌肉張力及肌力下降、喉部軟骨組織改變及鈣化有
關，此論點與Awan（2006）一致。Brown等人之說話基頻、說話基頻標準差、及頻率
變動率結果，亦均與Awan一致。
Raj, Gupta, Chowdhury與Chadha（2010）比較35位20至30歲年輕女性與20位
絕經期女性（menopause）的嗓音聲學和氣動學參數數據。Raj等人發現，絕經期女性
的基頻顯著低於年輕女性，分別為204.09 Hz和231.095 Hz。絕經期女性與年輕女性之
頻率變動率、振幅變動率、諧波噪音比率（harmonics-to-noise ratio）無顯著差異。Raj
等人之基頻、頻率變動率、振幅變動率研究結果，均與Awan（2006）一致。
Xue與Deliyski（2001）研究嗓音老化的聲學數據，研究對象為21位健康老年男性
與23位健康老年女性，年齡範圍為70至80歲，測試語料為持續母音「阿」，探討的聲
學參數為Multi-Dimensional Voice Program（MDVP）中的十五個聲學參數，如基頻、頻
率變動率、振幅變動率、噪音諧波比率、輕聲指標（soft phonation index）等，並將結
果與20至55歲的常模數據做比較。結果顯示，老年女性的基頻顯著低於常模，且老年
女性的嗓音頻率變異度（frequency variations）、音強變異度（intensity variations）、及噪 音諧波比率、輕聲發聲指標等母音中諧波噪音程度（noise levels in the harmonic structures
of vowels），顯著高於常模。老年女性和常模的基頻數據分別為187.70 Hz及243.97 Hz，
頻率變動率分別為2.02%及0.63%，振幅變動率分別為5.34%及2.00%，噪音諧波比率
分別為0.20及0.11，輕聲發聲指標分別為10.18和7.53。Xue與Deliyski表示，老年女
性的嗓音表現和年輕成人不同，且通常表現較年輕成人差，因此Xue與Deliyski認為，
嗓音聲學數據不僅需要年輕成人的常模，也需要老年人的常模。
二、 女性嗓音老化的氣動學表現
Awan（2006）研究女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現，Goozée, Murdoch,
Theodoros與Thompson（1998）及Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）
亦研究男性及女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現，以下將依序討論Awan之氣動學
研究結果、以及Makiyama等人與Goozée等人之氣動學研究結果。
Awan（2006）探討成年女性不同年齡層的嗓音聲學和氣動學表現。研究對象為18
至79歲女性，依年齡分成五組，探討的氣動學參數為肺活量、最長發聲時長、及發聲
參數。Awan的研究結果顯示，18-30歲組與40-49歲組的肺活量顯著高於其他三組，70-79
歲組顯著低於其他四組，18-30歲組為3.445公升、40-49歲組為3.100公升、50-59歲
組為2.640公升、60-69歲組為2.325公升、70-79歲組為1.920公升，Awan表示，肺活
量與年齡呈現顯著相關，可能與呼吸系統老化有關，例如肋軟骨骨化和鈣化、呼吸肌肌
力下降、肺部整體體積減少等，因此肺活量隨著年齡增長而變得較小。最長發聲時長的
部份，Awan發現70-79歲組的最長發聲時長顯著低於18-30歲組、40-49歲組、50-59
歲組，但與60-69歲組無顯著差異，18-30歲組為19.70秒、40-49歲組為17.48秒、50-59
歲組為17.02秒、60-69歲組為15.09秒、70-79歲組為10.48秒。發聲參數方面，發聲
參數為肺活量除以最長發聲時長的值，代表每秒的氣流量，反映出喉部系統的聲帶功
能，若發聲參數數值大，代表聲帶閉合功能不佳，使發聲時氣流過度漏出。Awan發現，
18-30歲組、40-49歲組、50-59歲組、60-69歲組、70-79歲組的發聲參數無顯著差異，
因此Awan推論，最長發聲時長隨年齡的下降顯示出女性老化時呼吸系統功能的下降，
而聲門閥的閉合不足則沒有在此研究中呈現顯著。
Goozée, Murdoch, Theodoros與Thompson（1998）及Makiyama, Yoshihashi, Park,
Shimazaki與Nakai（2006）研究男性及女性各年齡層的嗓音聲學和氣動學表現。
Makiyama等人的研究對象為142位21至79歲男性及144位20至79歲女性，依年齡
分為六組，探討的氣動學參數包括平均氣流速率（mean flow rate）。Goozée等人的研究
對象為56位男性及53位女性，年齡為20至80歲，依年齡分為六組，探討的氣動學參
數包括平均氣流速率及口腔內壓（intra-oral pressure）。Makiyama等人及Goozée等人發
現，男性及女性各年齡層間的平均氣流速率沒有顯著差異，Goozée等人亦發現男性及 女性各年齡層間的口腔內壓沒有顯著差異。平均氣流速率反映聲門閥的閉合功能，聲門 閥閉合功能不佳會使發聲時的耗氣量上升，進而使平均氣流速率上升（Baken & Orlikopp,
2000; Eadie, 2000）。Goozée等人表示，老年人的聲門閥功能退化現象可能較不明顯，
因此使老年人與同性別之年輕人的平均氣流速率無顯著差異，此論點與Awan（2006）
一致。此外，Goozée等人指出，老年人與年輕人之平均氣流速率無顯著差異的另一個 原因，可能為老年人在發聲時出現增加音強之代償行為。Goozée等人發現老年人之音 強顯著高於年輕及中年人。音強上升時，聲帶振動之閉合程度、閉合時間，及聲門下壓 均會增加（Baken & Orlikopp, 2000; Sulter, Schutte, & Miller, 1996），進而增進發聲時聲
門閥的閉合功能，因此Goozée等人推論，老年人可能為了增進聲門閥閉合功能而提高
音強，進而造成老年人之平均氣流速率與年輕及中年人無顯著差異。
多位學者比較研究老年女性與年輕女性的嗓音在氣動學表現的差異，以下將依序討
論Sperry與Klich（1992）、Raj, Gupta, Chowdhury與Chadha（2010）、及Ptacek, Sander,
Maloney與Jackson（1966）之研究結果。
Sperry與Klich（1992）研究老年女性與年輕女性口語閱讀時的呼吸支持能力，研
究對象為9位62至70歲的老年女性，及9位20至28歲的年輕女性。Sperry與Klich
測量並比較老年與年輕女性的肺活量（vital capacity, VC）、潮氣容積（tidal volume）、 呼吸速率（breathing rate）、吸氣氣流速率（inhalatory flow rate）、呼氣氣流速率（exhalatory
flow rate），發現兩者僅肺活量呈顯著差異，老年女性的肺活量顯著低於年輕女性，老年
女性為3.356公升，年輕女性為2.456公升。Sperry與Klich測試兩者口語閱讀的呼吸
支持能力，發現兩者的吸氣氣流速率與閱讀時的氣流速率的氣流量並無顯著差異，但吸 氣氣流速率所佔的肺活量百分比，老年女性顯著高於年輕女性，老年女性為48.69%
VC/sec，年輕女性為30.30% VC/sec，顯示由於老年女性的肺活量下降，因此雖然口語
閱讀所需的氣流量與年輕女性無顯著差異，但所佔的肺活量百分比卻顯著高於年輕女
性，表示老年女性需要較多的呼吸支持以供口語閱讀。Sperry與Klich也發現，老年女
性在口語閱讀時，段落停頓時的吸氣後至再度發聲前，這段時間的吐氣量顯著高於年輕
女性，Sperry與Klich推測原因可能為聲道中的聲門閥控制不足或呼吸調節協調不足，
例如聲帶於開始呼氣產生聲門下壓氣流時僅部份接近、閉合不足，或因呼吸肌的肌力與 時機控制能力不足，使氣流在吸氣後至再度發聲前過早呼出。
Raj, Gupta, Chowdhury與Chadha（2010）比較35位20至30歲年輕女性與20位
絕經期女性的嗓音聲學和氣動學參數數據，發現絕經期女性的最長發聲時長顯著短於年
輕女性，分別為8.74和14.29秒。Raj等人之最長發聲時長研究結果與Awan（2006）
一致。Raj等人表示，最長發聲時長會受肺活量及聲門閥功能影響。因此老年女性的最 長發聲時長下降，與其呼吸系統及喉部系統老化有關。
Ptacek, Sander, Maloney與Jackson（1966）研究比較老年人與年輕人的氣動學表現。
研究對象為31位18至38歲年輕女性、36位66至93歲老年女性、25位18至39歲年
輕男性、27位68至89歲老年男性。探討的氣動學參數為肺活量及最長發聲時長。研
究結果顯示，老年男性及老年女性之肺活量、最長發聲時長，均顯著低於同性別之年輕
人。老年女性及年輕女性之肺活量分別為1.9及3.5公升；老年男性及年輕男性之肺活
量分別為3.1及4.8公升。老年女性及年輕女性之最長發聲時長分別為14.2及20.9秒；
老年男性及年輕男性之最長發聲時長分別為18.1及24.6秒。Ptacek等人表示，老年人
肺活量下降的原因，為呼吸肌的肌力下降，及肺部彈性組織減少，因此使肺活量下降。
而肺活量下降，以及喉部肌肉退化，使老年人的最長發聲時長下降。Ptacek等人之肺活
量研究結果與Awan（2006）及Sperry與Klich（1992）一致，且最長發聲時長研究結
果亦與Awan及Raj, Gupta, Chowdhury和Chadha（2010）一致。
三、 嗓音聲學和氣動學參數間的相關性
Awan（2006）與陳思妤（2007）於研究發現，部份氣動學參數與聲學參數呈現相
關性，因此建議研究嗓音特徵時，需同時探討聲學和氣動學參數。
Awan（2006）發現，聲學和氣動學參數中的肺活量、說話基頻、說話標準差，能
有效判別研究對象的年齡，且肺活量與說話基頻、說話基頻標準差有顯著相關，因此
Awan推論，呼吸系統與喉部系統的老化同時造成嗓音的變化。
陳思妤（2007）也發現，氣動學參數中的肺活量與最長發聲時長呈顯著正相關，且 肺活量亦與聲學參數中的最低說話基頻呈顯著正相關，與說話基頻範圍、最高說話音 強、說話音強範圍、頻率變動率、振幅變動率呈顯著負相關。陳思妤推測，肺活量較大 時，可能使流經聲門的氣流變多，造成聲帶振動頻率變高，以及振動穩定性增加。因此 陳思妤表示，若欲了解老化嗓音的特性，必須同時測量聲學與氣動學參數。
國內目前尚無女性嗓音老化之聲學和氣動學表現的相關研究，雖然國外有其相關研
究，但多探討年輕成年女性與60歲以上老年女性的差異，少將成年女性各年齡層均納
入研究，因此無法探討完整的老年女性嗓音老化進程。Awan（2006）研究女性嗓音聲 學、氣動學表現，探討的年齡層較為完整，但仍缺乏31至39歲的女性，也無探討音強
的變化；Makiyama, Yoshihashi, Park, Shimazaki與Nakai（2006）及Goozée, Murdoch,
Theodoros與Thompson（1998）均探討20至80歲男性和女性的嗓音表現，但Goozée
等人無納入聲學之基頻，且Goozée等人及Makiyama等人均無納入聲學之擾動數值、
噪音諧波比率、及氣動學之肺活量、最長發聲時長，因此目前尚需完整的女性年齡層及 嗓音聲學、氣動學參數研究。
第四節、 嗓音的種族差異及聲調語言差異 以下將討論嗓音的種族差異與聲調語言差異。
一、 種族差異
Xue與Fucci（2000）研究嗓音在種族和性別上的差異，研究對象為44位歐裔美國
老年人和40位非裔美國老年人，年齡範圍為70至80歲。他們探討了十五種聲學參數，
使用的測試語料為持續母音「阿」。結果顯示，歐裔美國老年人和非裔美國老年人的嗓 音在聲學參數上皆無統計上的顯著差異。
但Xue, Hao與Mayo（2006）研究男性華人、白美國人、非裔美國人的聲道體積與
聲學數據差異。結果發現華人的口腔體積為40.81毫升、白美國人為32.95毫升、非裔
美國人為31.69毫升，華人的總聲道體積為71.46毫升、白美國人為62.60毫升、非裔
美國人為59.68毫升，華人的口腔體積與總聲道體積皆顯著大於白美國人及非裔美國
人。且華人的第一共振鋒為666.84 Hz、白美國人為727.11 Hz、非裔美國人為724.17 Hz，
白美國人與非裔美國人的第一共振峰皆顯著高於華人。Xue等人表示不同種族的聲道可
能不同，且聲道的不同可能會造成聲學特徵不同。
在氣動學方面，Whittaker, Sutton與Beardsmore（2005）研究亞洲兒童與美國白人
兒童的肺功能差異，研究對象為294位健康兒童，結果顯示肺功能呈現種族差異。身高
相等時，美國白人兒童的最大肺活量（forced vital capacity）比亞洲兒童大13.4%，美國
白人兒童的第一秒吐氣量（forced expiratory volume in 1 second, FEV1）比亞洲兒童大
10.6%。Whittaker等人表示，胸腔大小不足以解釋肺功能的種族差異，因調整使美國白
人兒童與亞洲兒童的胸腔大小相等後，美國白人兒童的肺活量依然比亞洲兒童大，
Whittaker等人推測可能由於種族差異使吸氣肌力量（inspiratory muscle strength）或肺
部順應性（lung compliance）不同，因此肺功能不同。
二、 聲調語言差異
Chen（2005）研究國語及閩南語兩種不同的聲調語言在說話頻率和音強範圍的不
同。研究對象為80位臺灣年輕成年人，分為國語組及閩南語組，二組各40人，二組的
男性及女性皆各20人。測試語料為朗讀國語及閩南語短文。研究結果顯示，閩南語組
的最大說話音強範圍顯著大於國語組，最低說話音強範圍顯著小於國語組。Chen將研 究結果與國外研究比較，發現國語組和閩南語組的最大說話基頻範圍（maximum range
of speaking fundamental frequency）及最大說話音強範圍（maximum range of speaking
intensity）均比說非聲調語言的美國人大，顯示聲調語言和非聲調語言有不同的嗓音聲
學表現。
由以上文獻可得知，種族及聲調語言的不同，可能會呈現不同的嗓音聲學或氣動學 數據，因此研究者認為，不同種族或聲調語言的嗓音聲學和氣動學數據需要個別的常模。
第三章、 研究方法
以下將說明本研究的研究架構、研究對象、研究工具、音量校準、信度分析、研究 程序、及統計分析之程序。
第一節、 研究架構
本研究目的為建立並比較健康成年女性各年齡層的嗓音聲學及氣動學參數數據，因 此本研究之自變項為研究對象的年齡，將研究對象依年齡分為六組，依變項為聲學及氣 動學參數數據，所有研究對象均接受聲學及氣動學的評估測量。聲學測量方式為朗讀短 文及持續母音「阿」，朗讀短文之聲學參數為平均說話基頻、說話基頻標準差、最高說 話基頻、最低說話基頻、說話基頻範圍、平均說話音強、說話音強標準差、最高說話音 強、最低說話音強、說話音強範圍；持續母音「阿」之聲學參數為頻率變動率、振幅變 動率、噪音諧波比率。氣動學測量之參數為肺活量、最長發聲時長、平均氣流速率、口 腔內壓、最小發聲壓力閾值。研究結果將比較六組健康女性的嗓音聲學、氣動學參數數 據有無差異。本研究的研究架構圖如圖3-1。
1. 聲學分析 (1) 朗讀短文
平均說話基頻 說話基頻標準差 最高說話基頻 最低說話基頻 說話基頻範圍 平均說話音強 說話音強標準差 最高說話音強 最低說話音強 說話音強範圍
圖3-1、研究架構圖
自變項：
將研究對象 依年齡分為六組
1. 聲學測量 (1) 朗讀短文
(2) 持續母音「阿」
2. 氣動學測量 所有研究對象均接受
聲學、氣動學測量
2. 氣動學分析 肺活量
最長發聲時長 平均氣流速率 口腔內壓
最小發聲壓力閾值
統計分析：
比較六個年齡組間 聲學、氣動學參數 數據之差異性
(2) 持續母音「阿」
頻率變動率 振幅變動率 噪音諧波比率 20-29歲
健康女性
30-39歲 健康女性
40-49歲 健康女性
50-59歲 健康女性
60-69歲 健康女性
70-79歲 健康女性
比較六個年齡組之差異性 1. 聲學參數
(1) 朗讀短文
(2) 持續母音「阿」
2. 氣動學參數 依變項：
聲學、氣動學 參數數據
第二節、 研究對象
本研究的研究對象為健康成年女性，年齡從20至79歲，依年齡分為六組，依序為
20-29歲組、30-39歲組、40-49歲組、50-59歲組、60-69歲組、70-79歲組，每組至少
10人。研究對象篩選條件為：（1）自覺及他覺無嗓音異常者；（2）無喉部病史；（3）
一週內無感冒症狀；（4）無神經性疾病；（5）五年內無抽煙；（6）無酗酒；（7）無懷孕；
（8）無專業嗓音知識或歌唱訓練者（例如：歌手）；（9）非職業用聲者（例如：老師）；
（10）慣用語為國語；（11）教育程度為小學三年級以上；（12）可朗讀者；（13）優耳
通過聽力篩檢者，即優耳於1、2、4k Hz的平均聽閾小於等於40 dBHL。
研究對象來源主要由研究者至網路及研究者親友中，招募自願參加的研究參與者，
徵求年齡為20至79歲的健康女性。研究參與者填寫同意書（附錄一）後，即進行篩選。
篩選過程分為兩個階段：（一）第一階段：挑選出符合第1項篩選條件的研究參與者，
即自覺及他覺無嗓音異常者。篩選方式為，研究者請研究參與者填寫基本資料表（附錄 二）後，於基本資料表中勾選「認為自己無嗓音問題」的參與者，將朗讀一篇小學三年 級的課文（附錄三）（康軒文教集團，2012），並由研究者依研究參與者的朗讀表現進行
嗓音聽知覺評估，評估方式使用GRBAS scale量表，整體評分（grade）為0或1分的
參與者即通過第一階段篩選。通過第一階段篩選之研究參與者，即進行第二階段篩選。
（二）第二階段：自通過第一階段的研究參與者中挑選出符合篩選條件第2至13項的
研究參與者。篩選方式為，挑選於基本資料表中勾選項目符合篩選條件2至12項的研
究參與者，再由研究者使用簡易型聽力篩檢儀（GSI 18 Audiometer, Grason Stadler）進
行純音聽力篩檢，優耳於1、2、4k Hz的平均聽閾小於等於40 dBHL的研究參與者，
即通過第二階段篩選，成為本研究之研究對象。所有研究對象均將進行分組，並接受嗓
音聲學和氣動學測量。篩選流程如圖3-2。
第一階段篩選：
挑選符合「自覺 及他覺無嗓音 異常」者
第二階段篩選：
挑選符合篩選 條件者
填寫研究參與者同意書，並於基本資料表中勾選「認 為自己無嗓音問題」
研究參與者
朗讀小學三年級的課文，使用GRBAS量表評估朗讀 表現，整體評分（grade）為0或1分的研究參與者即 通過第一階段篩選
於基本資料表中勾選符合以下條件者：
（1）無喉部病史
（2）一週內無感冒症狀
（3）無神經性疾病
（4）五年內無抽煙
（5）無酗酒
（6）無懷孕
（7）無專業嗓音知識或歌唱訓練者
（8）非職業用聲者
（9）慣用語為國語
（10）教育程度為小學三年級以上
（11）可朗讀者
使用簡易型聽力篩檢儀進行純音聽力篩檢，優耳於 1、2、4k Hz 的平均聽閾小於等於40 dBHL的參與者，
即通過第二階段篩選，成為本研究之研究對象
全部研究對象依年齡進行分組，接受嗓音聲學和氣動 學測量。
3-2、研究對象篩選流程圖
