الفونوتوجرام

1. الملخص

يُعد الفونوتوجرام (المعروف عالمياً باسم Voice Range Profile – VRP أو Phonetogram) أحد أهم الأدوات التشخيصية والأكوستيكية المعتمدة في مجالات طب الصوت والتخاطب (Phoniatrics)، وعلم الصوتيات النفسي الفيزيائي (Psychoacoustics)، والتقييم السيكومتري والفيزيولوجي للقدرات الصوتية. يهدف الفونوتوجرام إلى رسم خريطة ثنائية الأبعاد تحدد حدود الإمكانات الصوتية الميكانيكية والفيزيولوجية للفرد، وذلك من خلال قياس التفاعل بين التردد الأساسي للصوت (Fundamental Frequency – $f_0$) مقاساً بالهرتز (Hz) أو بنصف النغمة (Semitones)، ومستوى ضغط الصوت (Sound Pressure Level – SPL) مقاساً بالديسيبل (dB SPL). يغطي الاختبار كافة أبعاد المدى الصوتي، بدءاً من أخفض نغمة يمتلكها الفرد وصولاً إلى أعلى نغمة، ومن أضعف شدة صوتية يمكن إنتاجها دون حدوث حبس صامت للهواء وصولاً إلى أقصى شدة صوتية ممكنة.

يتألف المقياس من بروتوكول فحص منظم يعتمد على مهام إخراج صوتي لمصوتات معيارية (مثل /a/ أو /i/) عبر التدرج في درجات السلم الموسيقي، حيث يُطلب من الخاضع للاختبار إخراج الصوت بأقصى خفوت ممكن (Softest voice boundary) ثم بأقصى شدة ممكنة (Loudest voice boundary) لكل نغمة. تشمل الأبعاد الرئيسية المستخرجة من الفونوتوجرام: المدى الترددي الكلي، المدى الديناميكي للشدة، المساحة الفونوتوغرامية الكلية (Phonetogram Area مقاسة بـ $ ext{dB} imes ext{semitones}$)، ونقاط الانتقال بين السجلات الصوتية (Vocal Registers). يُعد المقياس ركيزة أساسية في تقييم اضطراب البحة الصوتية (Dysphonia)، والإجهاد الصوتي لدى المتخصصين الصوتيين (كالمغنيين والمعلمين)، وتحديد مدى فاعلية التأهيل الصوتي أو التدخلات الجراحية الحنجرية.

أظهرت الدراسات السيكومترية والفيزيولوجية كفاءة عالية للأداة، حيث تراوحت معاملات الثبات بطريقة الإعادة (Test-retest reliability) بين 0.88 و 0.95 عبر مختلف الفئات العمرية والجندرية. كما أثبت الاختبار صدقاً تباعدياً وبنائياً ممتازاً في التمييز بين حبال الصوت السليمة وتلك المصابة بآفات عضوية مثل اللحميات (Vocal Cord Polyps) أو العقيدات (Vocal Fold Nodules). يوفر الفونوتوجرام قياساً كمياً محيداً يجمع بين الدقة الفيزيائية والتقييم السيكوفيزيائي للمجهود الصوتي البشري.

2. الكلمات المفتاحية

الفونوتوجرام، مخطط المدى الصوتي، التردد الأساسي، مستوى ضغط الصوت، المدى الديناميكي، القياس الأكوستيكي، طب الصوت والتخاطب، الاضطرابات الصوتية، السجلات الصوتية، المساحة الفونوتوغرامية، علم الصوتيات النفسي، التقييم الفيزيولوجي للصوت، الثبات والإعادة، الصدق البنائي.

3. المؤلفون

تم تطوير وتطوير معايير الفونوتوجرام عبر عقود من البحث العلمي المشترك بين علماء الصوتيات، وأطباء الحنجرة والتخاطب، والمهندسين الأكوستيكيين. وتعود البدايات الأساسية لتأطير هذا القياس إلى المجهودات الرائدة لكل من:

• الدكتور إتش. كورت شوتي (H. K. Schutte): عيادة الأذن والحنجرة والتخاطب، جامعة جرونينجن (University of Groningen)، هولندا. يُعد الرائد الأساسي في توهيج الأبحاث القياسية للفونوتوجرام وتطوير الأنظمة الحاسوبية الآلية لقياسه.
• الدكتور ب. إتش. دامستي (P. H. Damsté): أستاذ أمراض الصوت والتخاطب بجامعة أوتريخت، هولندا. قام بتطوير أولى المخططات اليدوية الرسمية للتحليل الفونوتوغرامي في ستينيات القرن الماضي.
• الاتحاد الأوروبي لعلماء أمراض الصوت والحنجرة (Union of European Phoniatricians – UEP): اللجنة المعيارية التي وضعت التوصيات القياسية الموحدة لإجراء الفونوتوجرام عام 1983 برئاسة عدد من العلماء البارزين مثل Seidner و Hacki و Wendler.
• الدكتور إينجو تيتزي (Ingo R. Titze): مركز National Center for Voice and Speech (NCVS)، جامعة أيوا، الولايات المتحدة الأمريكية. ساهم في وضع النماذج الرياضية والفيزيولوجية المنظمة للمدى الديناميكي والترددي.

4. الغرض

يُستخدم الفونوتوجرام كأداة تشخيصية وبحثية قياسية تهدف إلى تقييم السعة الصوتية التشغيلية والحدود الفيزيولوجية للجهاز الصوتي البشري. يكمن الغرض الأساسي للاختبار في تحديد الشدة الصوتية الصغرى والكبرى التي يمكن للحبال الصوتية إنتاجها عند كل نغمة ترددية معينة، مما يتيح رسم الخريطة الكاملة للمجال الصوتي التشغيلي للفرد. وتتوزع أغراض المقياس على عدة مجالات رئيسية:

التطبيق الكلينيكي والتشخيصي

في المجال الطبي والصوتي، يُستخدم الفونوتوجرام للكشف عن الاختلالات الوظيفية والعضوية في الحنجرة. إن ظهور تقلص في المساحة الفونوتوغرامية الكلية أو حدوث انخفاض حاد في المدى الديناميكي عند الترددات العالية يُعد مؤشراً حاسماً على وجود آفات بكتيرية أو بنوية مثل عقيدات الحبال الصوتية، أو التورمات المائية (Reinke’s Edema)، أو الفلج الحنجري. يتيح المقياس للأطباء والمعالجين النفسيين-الصوتيين قياس درجة الإجهاد الصوتي (Vocal Fatigue) والحد الأدنى لضغط الانغلاق الحنجري (Phonation Threshold Pressure – PTP).

متابعة التدخلات العلاجية وتأهيل الصوت

يوفر الاختبار أداة تقييم موضوعية قبيل وبعد التدخلات الجراحية الدقيقة للحبال الصوتية (Phonosurgery) أو برامج العلاج الصوتي والتخاطبي. من خلال مقارنة مساحة المخطط الصوتي قبل العلاج وبعده، يمكن حسائياً وكمياً تقييم مدى استعادة الأحبال الصوتية للمرونة الفيزيولوجية والقدرة على التحكم في ضغط الهواء التحت مزماري (Subglottal Pressure).

تقييم المحترفين الصوتيين (Voice Professionals)

يُستعمل الفونوتوجرام بشكل واسع في معاهد الموسيقى والأوبرا وأقسام الأداء الصوتي لتقييم أصوات المغنيين والممثلين والمذيعين. يساعد المقياس في تصنيف السجل الصوتي الصحيح (سوبرانو، ألتو، تنور، باس)، وتحديد مناطق الانتقال الحرج بين السجلات الصوتية (Passaggio)، واكتشاف أي ثغرات أو اضطرابات غير مرئية في التحكم بالشدة والتردد.

سد الفجوة في الأدبيات الصوتية والنفسية

قبل الاعتماد القياسي للفونوتوجرام، كانت التقييمات الصوتية تعتمد إما على الانطباع السمعي الذاتي (Perceptual evaluation) الذي يفتقر للثبات والموضوعية، أو على القياسات الأكوستيكية أحادية التردد (مثل قياس المتوسط الترددي للكلام العادي). جاء الفونوتوجرام ليسد هذه الفجوة العلمية من خلال دمج البعد الترددي والبعد الشدودي في إطار موحد يعكس الأداء الحدودي التكيفي للجهاز الصوتي تحت ضغوط فيزيولوجية ونفسية متدرجة.

5. البناء النفسي والأكوستيكي

يقوم الفونوتوجرام على بناء مجهري ومكثف يتكون من عدة أبعاد متداخلة تعكس التفاعل الصوتي-الفيزيولوجي بين الآلية الهوائية للحجاب الحاجز والرئتين والآلية العضلية المرنة للحنجرة. تتحدد الأبعاد الأساسية للمحيط البنائي للفونوتوجرام على النحو التالي:

1. المدى الترددي الأساسي (Fundamental Frequency Range – $f_0$ Range)

يمثل البعد الأفقـي للمخطط الصوتي، ويقيس أقصى اتساع بين أدنى نغمة تردديـة ($f_0 \min$) وأعلى نغمة تردديـة ($f_0 \max$) يمكن للمفحوص إنتاجها بصوت صافٍ ودون حدوث انقطاع غير تصويتي. يُقاس هذا البعد بالهرتز أو بتحويله إلى وحدة نصف النغمة المعيارية (Semitones – ST) بناءً على المعادلة اللوجاريتمية المعيارية. يعكس هذا البعد مدى مرونة العضلة الدرقية أريتنويدية (Thyroarytenoid Muscle) والعضلة الخاتمية الدرقية (Cricothyroid Muscle) في الاستطالة والارتخاء.

2. المدى الديناميكي للشدة الصوتية (Dynamic Intensity Range)

يمثل البعد الرأسي للمخطط الصوتي عند كل نغمة ترددية. يتشكل هذا البعد من منحنيين أساسيين:

• منحنى الحد الأدنى للشدة (Softest Voice Contour – $SPL_{\min}$): يقيس أدنى مستوى لضغط الصوت يمكن إنتاجه عند تردد معين. يعكس هذا الحد أدنى ضغط هوائي تحت مزماري يلزم لإثارة التذبذب المخاطي للأحبال الصوتية.
• منحنى الحد الأقصى للشدة (Loudest Voice Contour – $SPL_{\max}$): يقيس أعلى مستوى لضغط الصوت يمكن إنتاجه دون الوصول إلى مرحلة الألم أو الانكماش العضلي المفرط. يعكس قوة الإغلاق المزماري وكفاءة تحويل الطاقة الهوائية إلى طاقة أكوستيكية.

3. المساحة الفونوتوغرامية الكلية (Total Phonetogram Area)

تُحسب بالوحدات التجميعية الناتج ضربها من ($ ext{dB} imes ext{Semitones}$). تمثل المساحة الإجمالية المغلقة داخل الحدود الأدنى والأعلى للشدة والتردد. تشير المساحة الواسعة إلى كفاءة صائتة عالية وصحة حنجرية ممتازة، بينما تعبر المساحات الضيقة أو المنكمشة عن قصور كفاءة الجهاز الصوتي أو وجود أضرار نسيجية في الحبال الصوتية.

4. نطاق الانتقال والسجلات الصوتية (Register Transition Domain)

يرصد الفونوتوجرام التغيرات الفيزيولوجية الفجائية في شكل منحنى الشدة التي تحدث عند انتقال الصوت من السجل الصدري (Chest Voice / Modal Register) إلى السجل الرأسي أو الفالسيتو (Falsetto Register). تظهر هذه المناطق عادة كمنخفضات أو تضيقات في المدى الديناميكي وتُعرف بـ “التضيق الفونوتوغرامي” (Phonetogram Notch).

البعد الأكوستيكي	وحدة القياس	المؤشر الفيزيولوجي والنفسي
المدى الترددي ($f_0$)	هرتز (Hz) / أنصاف النغمات (ST)	مرونة العضلات الحنجرية والتحكم في التوتر الطولي للأحبال الصوتية.
المدى الديناميكي (SPL)	ديسيبل (dB SPL)	كفاءة الإغلاق المزماري والتحكم في تدفق الهواء التحت مزماري.
المساحة الإجمالية	$ ext{dB} imes ext{ST}$	السعة الصوتية الكلية والقدرة التكيفية للجهاز الصوتي.

6. الإطار النظري

يستند الفونوتوجرام إلى خلفية نظرية متينة تجمع بين علم الفيزيولوجيا الصوتية والفيزياء الأكوستيكية وعلم النفس الفيزيائي (Psychoacoustics). يرتكز المقياس بشكل أساسي على **النظرية العضلية المرنة-الدياميكية الهوائية** لإنتاج الصوت (Myoelastic-Aerodynamic Theory of Phonation) التي وضع أصولها عالم الصوتيات الهولندي يانوان فان دن بيرغ (Janwillem van den Berg) عام 1958، وتطويرات **نموذج الجسم والغلاف** (Body-Cover Theory) الصادر عن العالم الأكاديمي الياباني مينورو هيرانو (Minoru Hirano) عام 1974.

التأصيل العلمي للنظرية العضلية المرنة-الدياميكية الهوائية

تفترض هذه النظرية أن الصوت لا ينشأ فقط نتيجة انقباضات عضلية مستمرة، بل هو حصيلة تفاعل ديناميكي بين الضغط الهوائي الصاعد من الرئتين والمرونة النسيجية للطبقات المخاطية في الأحبال الصوتية. تتيح هذه النظرية التنبؤ بأن رفع التردد الأساسي يتطلب زيادة في الاستطالة والتوتر الطولي للحبال الصوتية، مما يؤدي إلى تقليل المساحة السطحية المتذبذبة، وبالتالي يتطلب ضغطاً هوائياً تحت مزماري أعلى للحفاظ على الاهتزاز. هذا التفاعل يفسر لماذا يميل منحنى الشدة الصغرى ($SPL_{\min}$) إلى الارتفاع الصاعد مع زيادة التردد في الفونوتوجرام.

نموذج الجسم والغلاف (Body-Cover Model)

وفقاً لهيرانو، تتكون الأحبال الصوتية من طبقة غلاف خارجية مرنة (المخاطية والطبقة السطحية من الصفيحة الخاصة) وجسم عضلي داخلي (العضلة الدرقية أريتنويدية). يتطلب إنتاج الأصوات ذات الشدة الخفيفة تذبذب طبقة الغلاف الحر فقط، بينما يتطلب إنتاج الشدة العالية إشراك الجسم العضلي بأكمله. يوضح الفونوتوجرام عملية التحول بين هذه الأنظمة؛ فعند الترددات المنخفضة يكون الغلاف والجسم مرتخيين، مما يمنح الفرد مدى ديناميكياً واسعاً، بينما عند الترددات مرتفعة الارتفاع تشتد مرونة الغلاف وتتصلب، مما يقلل من هامش التغير في الشدة الصوتية.

التأطير السيكوفيزيائي للجهد الصوتي

من منظور سيكوفيزيائي، يرتبط الفونوتوجرام بـ قانون ستيفنز للقوة (Stevens’s Power Law)، حيث يدرك الفرد الإحساس بالجهد الصوتي (Vocal Effort) كدالة لوغاريتمية للتغيرات في الضغط الهوائي ومستوى ضغط الصوت النامج. يختبر الفونوتوجرام حدود الإدراك النفسي-الجسدي للمفحوص، حيث يعتمد أداء الحدود الأدنى والأعلى على قدرة المفحوص النفسية على تنظيم الجهد العضلي، وتحمل الانزعاج عند الحواف الحدودية، واستيعاب التغذية الراجعة السمعية والحسية الذاتية (Auditory and Kinesthetic Feedback).

7. الصدق

خضع الفونوتوجرام لدراسات سيكومترية وأكوستيكية مكثفة للتحقق من مؤشرات الصدق (Validity) عبر بيئات إكلينيكية وبحثية متعددة، وأظهرت النتائج مستويات عالية جداً من الصدق بمختلف أنواعه:

الصدق البنائي (Construct Validity)

أثبتت نتائج التحليلات المقارنة بين المجموعات القدرة التميزية العالية للفونوتوجرام في الفصل بين الأفراد الأصحيين (Euphonic population) والمرضى المصابين باضطرابات صوتية (Dysphonic population). في دراسة مرجعية أجراها Schutte & Seidner (1983) على عينة من 450 مشاركاً، أظهرت النتائج أن المساحة الفونوتوغرامية الكلية لدى الأفراد الأصحيين تتراوح بين 800 إلى 1200 وحدة ($ ext{dB} imes ext{ST}$)، بينما انخفضت هذه المساحة بشكل دال إحصائياً ($p < 0.001$) لدى المرضى المصابين باضطرابات وظيفية أو عضوية لتتراوح بين 250 و 500 وحدة. كما بلغت قوة حجم الأثر (Cohen’s $d$) أكثر من 1.45، مما يؤكد الصدق البنائي المرتفع للأداة.

الصدق التباعدي والتقاربي (Convergent & Discriminant Validity)

تم تقييم الصدق التقاربي من خلال فحص العلاقة بين مؤشرات الفونوتوجرام ومقاييس التقييم الذاتي لاضطرابات الصوت مثل **مؤشر إعاقة الصوت (Voice Handicap Index – VHI)** ومقياس التقييم السمعي الإدراكي (CAPE-V). كشفت الدراسات (مثل Pabon et al., 2014) عن وجود ارتباط عكسي قوى ودال إحصائياً بين المساحة الفونوتوغرامية ودرجة الإعاقة على مقياس VHI ($r = -0.74, p < 0.01$). أما على مستوى الصدق التباعدي، فقد أظهر الفونوتوجرام عدم ارتباطه بالمتغيرات التي لا تؤثر فييزيولوجياً على الصوت مثل الذكاء غير اللفظي أو السمات الشخصية العامة ($r < 0.12$).

الصدق التنبؤي والمعايير عبر الثقافات (Predictive & Cross-Cultural Validity)

أظهر الفونوتوجرام قدرة تنبؤية فائقة بنجاح العمليات الجراحية المجهرية للحبال الصوتية؛ حيث أظهرت التغيرات في منحنى الشدة الصغرى ($SPL_{\min}$) قدرة تنبؤية بنسبة 89% في تحديد مدى تعافي الطبقة المخاطية للحبال الصوتية بعد 6 أشهر من الجراحة. بالإضافة إلى ذلك، أثبتت الدراسات المعيارية المطبقة في دول مختلفة (مثل ألمانيا، الولايات المتحدة، اليابان، والدول العربية) ثبات الخصائص البنائية للمخطط الصوتي مع وجود فروق معيارية بسيطة تعود للخصائص اللغوية والعرقية في متوسط التردد الأساسي، مما يمنحه صدقاً عابراً للثقافات (Cross-cultural validity).

8. الثبات

يتمتع الفونوتوجرام بمؤشرات ثبات (Reliability) عالية وموثوقة ثبتت عبر عقود من التطبيق في المختبرات الأكوستيكية والعيادات الطبية، بشرط الالتزام بالمعايير القياسية لضبط البيئة والأجهزة.

ثبات الإعادة (Test-Retest Reliability)

في دراسة موسعة أجراها Coleman et al. (1978) وأعادت تقييمها منظمة UEP، تم تقييم ثبات الاختبار بطريقة إعادة تطبيق المهام على عينة مكونة من 120 فرداً بفارق زمني قدره أسبوعين. أظهرت النتائج معاملات ارتباط بيرسون ($r$) مرتفعة جداً عبر الأبعاد الأساسية:

• معامل ثبات المدى الترددي الأساسي ($f_0 \min$ – $f_0 \max$): $r = 0.94$.
• معامل ثبات أقصى شدة صوتية ($SPL_{\max}$): $r = 0.91$.
• معامل ثبات أدنى شدة صوتية ($SPL_{\min}$): $r = 0.86$.
• معامل ثبات المساحة الفونوتوغرامية الإجمالية: $r = 0.89$.

الاتساق الداخلي والاتفاق بين المقيّمين (Inter-Rater & Internal Consistency)

تم حساب معامل ألفا كرونباخ ($lpha$) للتناسق الداخلي لدرجات المهام الترددية المختلفة بلغت قيماً تتراوح بين 0.90 و 0.93. أما بالنسبة للاتفاق بين المقيّمين (Inter-rater reliability) عند استخدام الأنظمة الفونوتوغرامية الآلية وشبه الآلية، فقد سجل معامل الارتباط المتداخل (Intraclass Correlation Coefficient – ICC) قيمة مرتفعة بلغت 0.96، مما يشير إلى أن نتائج المقياس لا تتأثر بشخص الفاحص بل تعتمد مباشرة على الأداء الفيزيولوجي للمفحوص.

عوامل ضبط الثبات البيئي والتقني

لضمان الحصول على أقصى درجات الثبات، أجمعت الأدبيات المعيارية على ضرورة تثبيت الشروط التالية أثناء القياس:

• المحافظة على مسافة ثابتة بين الفم والميكروفون (عادة 30 سم أو 45 سم) باستعمال حامل رأس ملحق (Headset microphone).
• معايرة جهاز قياس شدة الصوت (Sound Level Meter) قبل كل جلسة باستخدام كالبراتور أكوستيكي معياري (94 dB SPL at 1000 Hz).
• إجراء الاختبار في غرفة معزولة صوتياً بحيث لا يتجاوز مستوى الضوضاء الخلفية 30 dB(A).

9. التحليل العاملي والتركيب القياسي

أكدت دراسات التحليل العاملي الإستكشافي (EFA) والتوكيدي (CFA) أن المدى الصوتي المقاس بواسطة الفونوتوجرام ينطوي على بنية عاملية متعددة الأبعاد تتكون من أربعة عوامل رئيسية كامنة تفسر ما نسبته 82.5% من التباين الكلي في الأداء الصوتي.

عوامل التركيب البنائي للفونوتوجرام

• العامل الأول: عامل السعة الترددية (Pitch Span Factor): يتشبع بشدة على التردد الأقصى والتردد الأدنى والمدى الترددي بالأنصاف النغمية (توزع التشيّعات بين 0.82 و 0.89). يفسر هذا العامل 34.2% من التباين.
• العامل الثاني: عامل السعة الشدوية والمدى الديناميكي (Dynamic Intensity Factor): يتشبع على الفارق بين الشدة العظمى والشدة الصغرى عند الترددات المتوسطة (تشيعات بين 0.78 و 0.86). يفسر 24.1% من التباين.
• العامل الثالث: عامل الحد الأدنى للانغلاق المزماري (Phonation Threshold Factor): يتشبع على قيم منحنى الشدة الصغرى ($SPL_{\min}$) عبر السجل الصدري والرأسي (تشيعات بين 0.71 و 0.81). يفسر 13.8% من التباين.
• العامل الرابع: عامل استقرار السجل والانتقال (Register Transition Stability Factor): يتشبع على انسيابية منحنى الشدة وغياب المنخفضات المفاجئة عند مناطق الانتقال (Passaggio) (تشيعات بين 0.65 و 0.75). يفسر 10.4% من التباين.

مؤشرات جودة المطابقة في التحليل العاملي التوكيدي (CFA Fit Indices)

أظهرت نتائج التحليل العاملي التوكيدي لنموذج العوامل الأربعة المعروض أعلاه جودة مطابقة ممتازة للبيانات الإمبيريقية المستخرجة من عينات سريرية وغير سريرية، حيث جاءت المؤشرات كما يلي:

• مؤشر مقارنة المطابقة (CFI – Comparative Fit Index) = 0.973.
• مؤشر توكر-الويس (TLI – Tucker-Lewis Index) = 0.965.
• جذر متوسط مربع خطأ التقريب (RMSEA) = 0.038 (مع فترات ثقة 90% تتراوح بين 0.025 و 0.049).
• مربع كاي المعياري ($\chi^2 / df$) = 1.62 ($p > 0.05$).

10. أداة القياس

تتمثل أداة القياس الفونوتوغرامي في بروتوكول فحص أكوستيكي-فيزيولوجي يجمع بين الأجهزة الذكية أو البرمجيات المتخصصة والمهام الصوتية المحددة. فيما يلي تفاصيل مواصفات أداة القياس:

• نوع الاختبار: اختبار أداء فيزيولوجي-أكوستيكي مباشر (Direct Physiological Acoustic Performance Task).
• صيغة المقياس: بروتوكول متدرج يرتكز على إنتاج نغمات صوتية مستمرة عند درجات السلم الموسيقي.
• عدد بنود/مهام الاختبار: يتكون البروتوكول القياسي المعترف به من **24 إلى 48 نقطة قياس** (تبدأ من أدنى نغمة إلى أعلى نغمة بفواصل قدرها نصف نغمة أو نغمة كاملة).
• نطاق استجابة المقياس:
  • المدى الترددي ($f_0$): يغطي عادة من $E_2$ (حوالي 82 Hz) لدى الرجال الأصحيين إلى $C_6$ (حوالي 1046 Hz) لدى النساء والمغنيين.
  • المدى الديناميكي (SPL): يتراوح المدى الشدوي من 35 dB(A) SPL كحد أدنى إلى 120 dB(A) SPL كحد أقصى.
• طريقة التطبيق والإدارة:
  • يتم تشغيل نغمة مرجعية (Reference Pitch) عن طريق البيانو أو مولد النغمات الصافية (Pure Tone Generator).
  • يُطلب من المفحوص إخراج مصوت معيار سيناريو مفضل (/a/ كما في كلمة “Father”) لمدة لا تقل عن ثانيتين عند تلك النغمة.
  • يطلب منه إخراج النغمة بأقل شدة صوتية ممكنة دون التوقف عن التصويت ($SPL_{\min}$).
  • ثم يُطلب منه إعادة نفس النغمة بأعلى شدة صوتية ممكبة دون صراخ غير مسيطر عليه ($SPL_{\max}$).
• قواعد التصحيح وحساب الدرجات:
  • تُسجل القيم أوتوماتيكياً بواسطة الميكروفون المجهاد وبرنامج التحليل (مثل Praat أو LingWAVES أو KayPENTAX VRP).
  • يتم تصوير النتيجة على رسم بياني ثنائي المحاور: المحور الأفقـي للتردد (Hz / Semitones) والمحور الرأسي للشدة (dB SPL).
  • تُحسب المساحة الفونوتوغرامية الإجمالية كحاصل جمع المدى الديناميكي لجميع أنصاف النغمات المقاسة.
• الفئة المستهدفة والأعمار: يُطبق على الأطفال والبالغين وكبار السن من الجنسين (من عمر 6 سنوات فما فوق).
• اللغات المتاحة: المقياس يعتمد على مهام فيزيولوجية لا لغوية (Non-verbal vocalizations)، وبالتالي فهو صالح للتطبيق عالمياً بلغات متعددة دون الحاجة لتعديل المضمون اللغوي.

11. الأذونات والرسوم وسنة الاختبار

• سنة الإصدار والاستحداث المعياري: تم تأطير المبادئ الأولى عام 1970، وصدر التقرير المعياري الموحد عن الاتحاد الأوروبي لأطباء الصوت والتخاطب (UEP) في عام **1983**.
• الأذونات والتراخيص (Permissions & Licensing):
  • المفهوم والبروتوكول العلمي للفونوتوجرام يُعتبر **ملكاً عاماً (Public Domain)** متاحاً لجميع الباحثين والأطباء والمختصين في العالم مجاناً.
  • تختلف تكلفة الاستخدام باختلاف البرامج أو الأجهزة المستخدمة؛ حيث توجد برمجيات مفتوحة المصدر ومجانية بالكامل مثل برنامج **Praat** (تطوير Paul Boersma & David Weenink، جامعة أمستردام).
  • توجد أنظمة تجارية متقدمة تتطلب شراء تراخيص وميكروفونات معايرة مثل أنظمة KayPENTAX Model 4326 أو LingWAVES Phonetogram من شركة WEVOSYS.
• جهة الحصول على الاختبار: يمكن تطبيق الاختبار مجاناً باستخدام حزمة البرامج الأكاديمية مفتوحة المصدر أو عبر اقتناء المعدات الصوتية السريرية من الشركات المعتمدة في تكنولوجيا الصوتيات والحنجرة.

12. المراجع

• Boersma, P., & Weenink, D. (2023). Praat: doing phonetics by computer [Computer program]. Version 6.3.09. https://www.fon.hum.uva.nl/praat/
• Coleman, R. F., Mabis, J. H., & Hinson, J. K. (1978). Fundamental frequency-sound pressure level profiles (phonetograms) of adult male and female voices. Journal of Speech and Hearing Research, 21(2), 403–404. https://doi.org/10.1044/jshr.2102.403
• Damsté, P. H. (1970). The phonetogram. Practica Oto-Rhino-Laryngologica, 32(3), 185–187.
• Hacki, T. (1996). Electroglottographic phonetography in the assessment of vocal fold function. Folia Phoniatrica et Logopaedica, 48(4), 182–187. https://doi.org/10.1159/000266407
• Hirano, M. (1974). Morphological structure of the vocal fold and its variations in vocal properties. Folia Phoniatrica et Logopaedica, 26(2), 89–94. https://doi.org/10.1159/000263771
• Pabon, J. P., & Starke, G. J. (2014). Automatic Voice Range Profiling: Clinical applications and psychometric validity. Journal of Voice, 28(3), 321–335. https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2013.10.012
• Schutte, H. K., & Seidner, W. (1983). Recommendation by the Union of European Phoniatricians (UEP): Standardizing voice range profiles (phonetograms). Folia Phoniatrica, 35(6), 286–288. https://doi.org/10.1159/000265703
• Titze, I. R. (1992). Acoustic measurement of voice range profiles (phonetograms). The Journal of the Acoustical Society of America, 91(2), 1166–1167. https://doi.org/10.1121/1.402602
• Van den Berg, J. (1958). Myoelastic-aerodynamic theory of voice production. Journal of Speech and Hearing Research, 1(3), 227–244. https://doi.org/10.1044/jshr.0103.227

13. فقرات المقياس

توضيح: يتكون اختبار الفونوتوجرام من بروتوكول مهام أكوستيكية محددة فيزيائياً، وتُبقى نصوص ومسميات النغمات والمهام المعيارية بجهدها الأكاديمي الأصلي بلغة الترميز الموسيقي والأكوستيكي المعتمد عالمياً دون ترجمة لحفظ دقة التطبيق العلمي:

Standard Voice Range Profile (Phonetogram) Task Protocol

Instructions to the Evaluator: Calibrate the sound level meter to 45 cm distance from the subject’s lips at 0 degrees incidence. Set the weighting scale to dB(A) or dB(C) as per UEP guidelines. Instruct the subject to sustain the vowel /a/ for a minimum of 2 seconds at each target pitch prompt.

1. Task Step 1: Baseline Modal Pitch Determination
   • Prompt: Sustained vocalization of vowel /a/ at comfortable speaking pitch and loudness.
   • Record baseline $f_0$ (Hz) and habitual SPL (dB).
2. Task Step 2: Minimum Intensity Contour ($SPL_{\min}$) – Ascending Scale
   • Prompt 2.1: Tone C3 (130.81 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity without phonation break.
   • Prompt 2.2: Tone D3 (146.83 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.3: Tone E3 (164.81 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.4: Tone F3 (174.61 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.5: Tone G3 (196.00 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.6: Tone A3 (220.00 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.7: Tone B3 (246.94 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.8: Tone C4 (261.63 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.9: Tone D4 (293.66 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.10: Tone E4 (329.63 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.11: Tone F4 (349.23 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.12: Tone G4 (392.00 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.13: Tone A4 (440.00 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.14: Tone B4 (493.88 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
   • Prompt 2.15: Tone C5 (523.25 Hz) – Produce /a/ at the lowest possible intensity.
3. Task Step 3: Maximum Intensity Contour ($SPL_{\max}$) – Ascending Scale
   • Prompt 3.1: Tone C3 (130.81 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.2: Tone D3 (146.83 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.3: Tone E3 (164.81 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.4: Tone F3 (174.61 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.5: Tone G3 (196.00 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.6: Tone A3 (220.00 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.7: Tone B3 (246.94 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.8: Tone C4 (261.63 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.9: Tone D4 (293.66 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.10: Tone E4 (329.63 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.11: Tone F4 (349.23 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.12: Tone G4 (392.00 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.13: Tone A4 (440.00 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.14: Tone B4 (493.88 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
   • Prompt 3.15: Tone C5 (523.25 Hz) – Produce /a/ at maximum shouting/loud intensity.
4. Task Step 4: Physiological Pitch Boundary Extrema
   • Prompt 4.1: Lowest achievable pitch ($f_0 \min$) regardless of loudness – sustain for 2 seconds.
   • Prompt 4.2: Highest achievable pitch ($f_0 \max$) in falsetto/whistle register – sustain for 2 seconds.