Effects of unilateral vocal fold paralysis treatment with fascia augmentation on airflow mechanics, tracheal sounds and voice acoustics

Data on the influence of unilateral vocal fold paralysis on breathing, especially other than information obtained by spirometry, are relatively scarce. Even less is known about the effect of its treatment by vocal fold medialization. Consequently, there was a need to study the issue by combining multiple instruments capable of assessing airflow dynamics and voice. This need was emphasized by a recently developed medialization technique, autologous fascia injection; its effects on breathing have not previously been investigated. A cohort of ten patients with unilateral vocal fold paralysis was studied before and after autologous fascia injection by using flow-volume spirometry, body plethysmography and acoustic analysis of breathing and voice. Preoperative results were compared with those of ten healthy controls. A second cohort of 11 subjects with unilateral vocal fold paralysis was studied pre- and postoperatively by using flow-volume spirometry, impulse oscillometry, acoustic analysis of voice, voice handicap index and subjective assessment of dyspnoea. Preoperative peak inspiratory flow and specific airway conductance were significantly lower and airway resistance was significantly higher in the patients than in the healthy controls (78% vs. 107%, 73% vs. 116% and 182% vs. 125% of predicted; p = 0.004, p = 0.004 and p = 0.026, respectively). Patients had a higher root mean square of spectral power of tracheal sounds than controls, and three of them had wheezes as opposed to no wheezing in healthy subjects. Autologous fascia injection significantly improved acoustic parameters of the voice in both cohorts and voice handicap index in the latter cohort, indicating that this procedure successfully improved voice in unilateral vocal fold paralysis. Peak inspiratory flow decreased significantly as a consequence of this procedure (from 4.54 ± 1.68 l to 4.21 ± 1.26 l, p = 0.03, in pooled data of both cohorts), but no change occurred in the other variables of flow-volume spirometry, body-plethysmography and impulse oscillometry. Eight of the ten patients studied by acoustic analysis of breathing had wheezes after vocal fold medialization compared with only three patients before the procedure, and the numbers of wheezes per recorded inspirium and expirium increased significantly (from 0.02 to 0.42 and from 0.03 to 0.36; p = 0.028 and p = 0.043, respectively). In conclusion, unilateral vocal fold paralysis was observed to disturb forced breathing and also to cause some signs of disturbed tidal breathing. Findings of flow volume spirometry were consistent with variable extra-thoracic obstruction. Vocal fold medialization by autologous fascia injection improved the quality of the voice in patients with unilateral vocal fold paralysis, but also decreased peak inspiratory flow and induced wheezing during tidal breathing. However, these airflow changes did not appear to cause significant symptoms in patients.

Toispuoleinen äänihuulihalvaus estää ääniraon sulkeutumista, minkä seurauksena puheääni muuttuu hennoksi ja puheen tuottaminen työlääksi ja lisäksi saattaa ilmetä nielemisvaikeutta, aspiraatiotaipumusta ja yskimisen heikkoutta. Mikäli oireet eivät korjaannu spontaanisti tai puheterapian avulla, voidaan kirurgisilla toimenpiteillä pyrkiä saamaan äänihuulet uudestaan kosketukseen toistensa kanssa. Käytännössä halvaantunut äänihuuli medialisoidaan eli siirretään lähemmäksi kurkunpään keskiviivaa joko asettamalla implantti kilpirauhasrustoon tehdystä aukosta (tyroplastia) tai ruiskuttamalla halvaantuneeseen äänihuuleen erilaisia materiaaleja (injektiolaryngoplastia). Medialisaatio pienentää vapaata ilmatilaa kurkunpäässä ja saattaa siten heikentää ilmanvirtausta. Toimenpiteiden vaikutuksia ilmanvirtaukseen on tutkittu varsin vähän ja spirometria on yleensä ollut ainoa tutkimusmenetelmä. Tässä tutkimuksissa selvitettiin uuden hoitomenetelmän, potilaan omalla lihaskalvolla tehdyn injektiolaryngoplastian, vaikutuksia ilmavirtaukseen ja potilaiden kokemiin oireisiin. Toimenpiteen tehokkuuden varmistamiseksi tutkittiin myös sen vaikutusta puheäänen akustisiin ominaisuuksiin. Lisäksi tutkittiin itse äänihuulihalvauksen vaikutusta hengitysfunktioon. Tutkimukseen osallistui kaksi lihaskalvon ruiskutuksella hoidettua potilassarjaa, joita molempia tutkittiin virtaus-tilavuus spirometrialla. Ensimmäisessä sarjaa tutkittiin lisäksi kehopletysmografialla ja uudella, osin kokeellisena menetelmällä, hengitysäänten tietokoneanalyysilla. Toisessa sarjassa potilaille tehtiin spirometrian lisäksi impulssioskillometria ja heidän kokemiaan oireita arvioitiin VHI (voice handicap index)- ja VAS (visual analog scale)- oirekyselyillä. Nämä tutkimukset tehtiin ennen äänihuulen medialisaatiota ja vähintään neljä kuukautta sen jälkeen. Lisäksi spirometria, kehopletysmografia ja hengitysäänianalyysi tehtiin joukolle terveitä koehenkilöitä. Toispuoleista äänihuulihalvausta sairastavien potilaiden spirometrialla mitattu sisäänhengityksen huippuvirtaus oli ennen äänihuulen medialisaatiota huonompi kuin terveillä koehenkilöillä. Tämä tulos oli yhteneväinen aiempien tutkimuksien kanssa. Uutena löydöksenä todettiin, että myös kehopletysmografialla mitattu hengitysteiden virtausvastus ja konduktanssi olivat huonommat kuin terveillä. Tosin tulokset olivat suurimmalla osalla potilaista viitearvojen mukaisella normaalialueella. Osalla potilaista esiintyi myös hengityksen vinkunaa. Tutkimuksen tulokset siten vahvistavat aiempaa käsitystä, jonka mukaan toispuoleinen äänihuulihalvaus saattaa haitata hengitystä. Vaikutus kohdistuu lähinnä sisäänhengitykseen. Äänihuulen medialisaatio lihaskalvon ruiskutuksella pienensi sisäänhengityksen huippuvirtausta, mutta muissa spirometrian muuttujissa toimenpide ei aiheuttanut muutosta. Kehopletysmografialla tai impulssioskillometrialla määritetyt ilmateiden ja hengityselimistön virtausvastukset eivät muuttuneet toimenpiteen seurauksena. Hengitysäänianalyysi osoitti, että äänihuulen medialisaatio lisäsi selvästi hengityksen vinkunaa. Suurimmalla osalla potilaista esiintyi sen jälkeen sekä sisään- että uloshengityksen vinkunaa. VAS-kyselyn perusteella toimenpide ei kuitenkaan lisännyt potilaiden kokemaa hengenahdistusta. Puheäänen akustisten ominaisuuksien ja VHI-kyselyn tulosten paraneminen osoitti, että äänihuulen medialisaatio paransi tehokkaasti äänen laatua eli äänihuulta oli toimenpiteessä siirretty riittävästi. Tutkimuksen tulosten mukaan toispuoleinen äänihuulihalvaus saattaa siis haitata hengitystä ja puheäänen korjaamiseksi tehdyt toimenpiteet voivat edelleen pahentaa tilannetta. Lihaskalvon ruiskutuksen aiheuttamat muutokset hengitysfunktioissa ovat kuitenkin melko lieviä, tulevat esiin maksimaalisessa sisäänhengityksessä, eivätkä yleensä aiheuta oireita.