人工喉（Artificial Larynx）又称助讲器，即人工制造的一种起到声源和振动作用，以发出近似人类声音的装置。当喉被切除丧失发声能力时，可以用它作为辅助发声说话的工具。人工喉基本可以分为三种：机械式人工喉；电子人工喉；植入式人工喉。

人类发音有四个步骤：产音，振动，共鸣和改扩发音。产音是由于肺呼气气流移动而产生，振动是喉声带振动而产生基本音，共鸣是喉以上的咽、口腔、鼻腔扩大声音，改扩发音是舌、齿、唇和腭改造扩大的基本音，而成为可辨识的声音。喉是发音的主要器官，由于肿瘤侵袭，需要采取切除喉头手术，患者就成为无喉失音残废者。许多喉损患者不愿接受这种手术，以致被癌夺去生命。因此，喉切除后发音重建就成为喉癌术后病人非常关心，而迫切要求解决的问题。

正常人的肺和支气管汇于气管，经喉开口于咽腔前部、咽腔上与口腔、鼻腔、下与食道连接。喉切除后，气管与食管不再汇合于咽腔，二者成为完全分开的系统。气管在喉以下二、三环处切断，断端缝合于颈前皮肤，形成永久性气管瘘口，为肺呼吸通道，喉气管环与会厌和舌骨一起切除，咽瘘修补向前缝合咽壁，上到舌根，下与食管连接，因之食管也成为新的发音通道的一部分。喉切除后，鼻不再是呼吸通道、共鸣的器官；嗅觉、味觉都发生了变化，口、舌功能也起了变化。根据喉切除后解剖生理的特点，喉科专家和发声人员研制出各种类型的发声重建方法。

喉切除后语言重建的方法有外科手术重建、人工器械和食管发声三大类。

（1）发声外科重建。外科手术恢复语言的方法和喉全切除术在历史上同时发生，至少有100多年历史了。手术的种类很多，日前用于临床上的要有：气管食管造瘘、安放发音管及发音钮等。它们的共同特点是，在气管和食管之间通过手术建立一个通道，用手堵住颈部气管造瘘口后．使得从肺中呼出的空气通过新建的气管——食管造瘘口进人食管，逆流入口腔，由构语及共鸣器官协调作用形成言语。术后说话一般不需特殊训练，声音比较清晰，音质音量达到近似正常发音的程度。但对于手术不成功的患者会遇到一些麻烦。

（2）人工器械

通常又称做人工喉，患者说话时将人工喉导管的一端置于颈部气管造瘘口处，另—端置于口腔前端，利用肺中的呼出气流，进入机械喉的振动室引起橡胶膜振动，发出基本音，再通过构语器官形成言语。人工喉（Artificial Larynx）又称助讲器，即人工制造的一种起到声源和振动作用，以发出近似人类声音的装置。当喉被切除丧失发声能力时，可以用它作为辅助发声说话的工具。目前的人工喉基本可以分为三种：机械式人工喉；电子人工喉；植入式人工喉。

（3）食管发声

在正常的情况下，咽部及食管为一紧闭的管道，在吸气时咽部被迫扩张，位于第四到第六颈椎的下咽部与食管连接处张开，吸入的空气由此处进人食管上段，并于该处成一储气囊；发声时，空气从储气囊排出经过咽部与食管连接处，引起该部肌肉收缩振动致膜发出声音，此声音为食管声。然后配合构语和共鸣器官的协调作用，就形成了食管言语。又因咽部与食管连接处为主要的振动发声部位，因此称为“新声门”(如图2所示)。

2023年3月，清华大学集成电路学院任天令教授及合作团队在智能语音交互方面取得重要进展，其研发的可穿戴人工喉可以感知喉部发声相关信号，并通过人工智能模型将其识别和合成为语音，还原准确率超过90%。

人类发声是由喉头声带发声基音，语言形成则由口腔等构字器官完成，如果喉癌切除了喉头声带，就失去了发出基音的能力，但语言形成的其他器官仍完整无缺。人工喉又称“助讲器”，即按照仿生学原理，仿照人类声带发出的“基音”，然后由颈上部最佳传音点导入咽腔，再由口腔形成语言，就能发出各种不同种语言声音，进行语言交流（如图3所示）。

图3. 人工喉的基本原理

机械式人工喉，又称气动人工喉，早在1858年就有人提出人工喉的概念和设计，并称之为说话机。1873年奥地利医师比尔罗特在为一喉癌患者行全喉切除以后，设计了一个管状金属制发声装置为机械人工喉雏形。经过 100 多年的改进，人工喉有了发展。比较接近人声的机械人工喉，是我国山东医学院教授杨仁中于1957年发明的。此机械人工喉，发声器的一端联接颈部气管切口，内部装有一段薄薄的硅橡胶薄膜；另一端可含在口腔内达舌根处。说话时硅橡胶薄膜接受呼出气流的振动后，将声波送入咽部的导管，借助舌、齿、唇等构语器官的活动配合发出语言声音。但此装置附在颈前影响美观，虽然语音单调不悦耳，但还比较接近于人讲话声音，甚至用此人工喉讲话可以反应出讲话人的方言特色。在北方冬季，说话会使导管内凝结口水，容易被吸入肺中，往往不被患者接受。

图4 气动式人工喉

电子人工喉，简称电子喉，在人工喉中体积最小、性能最好。电子人工喉在20世纪70年代诞生，发生大概经历了3个阶段。最初为简单的发生放大器（盒式），小盒式声音产生器发出声音，由一塑料导管将声音由口腔导入，变成语言；由于使用不方便，发声不清晰，后来改用一微型马达撞击发生膜，产生声音，因声音相当大，语言不清，逐渐不被医生和患者接受；最后发展成利用半导体材料产生振动脉冲波，经过功率放大，撞击发生膜，从而产生声音。

第三代电子人工喉包括振荡器、功率放大器、换能器和电源四部分。振荡器产生一定频率的脉冲波，频率可以根据患者的习惯和爱好进行调节。功率放大器将脉冲波放大达到一定的功率强度，换能器则使电能转换成声音。声音通过口腔、鼻孔扩大，通过舌、唇和腭改造这声音，使之成为可辨识的声音。电子人工喉可以安装在口外或口内。口外电子人工喉安装到与颈平齐，换能器按压于颈部最佳传音点位置，换能器周围应被皮肤封闭，不能让声音从颈外传出。电子喉按压方向应对准下咽部，以使声音传至下咽腔，即食道入口之上。

电子人工喉有各种型号，有的外观像电动刮须刀，有的像小手电筒。讲话时用手把握，置颈侧喉头周围。当无喉者模拟说话时，借助舌、齿、唇等构语器官的活动和口型的配合发出语言声音。口型张大，可起到放大声音的作用，但因电动机械产生的声音，致使说话一点像机器人讲话，音质不如机械人工喉的橡胶薄膜发音接近于人声，语言沟通还是完全可以听清楚的。另一种电子喉是电子助讲器，利用音频振荡器发声，由导管传入口腔，利用构语器官活动发声，语音较近似常人。

有专家实践检验：电子喉适用于所有喉部手术声带全切除的无喉者。所谓有淋巴切除和放疗者使用效果不理想，可谓以偏概全，并无确切依据。术后使用电子后的时间，有术后四天能用电子喉讲话的例子。

图5 电子人工喉及其基本原理

按照声音导入方式和电子喉传声部位的不同．电子人工喉分为2种类型。

1） 口内导入型(口含式)

此为20世纪60年代最早期的电子人工喉，主体外形如香烟盒，产生的声频脉冲波于球形发声盒内转换成声音。通过传声管送人口腔内，管子放入口腔内3～5 cm 。位置和气动式人工喉相同，此型现在已被淘汰。

2）颈外导入型(口外式)

口外式电子人工喉是近年来最常用的电子人工喉，外形有烟斗式利、手电简式，前者较少使用，后者应用较多。把发声膜紧压口底颏下或颈上两侧，直指口咽方向导入声音，如图6所示。

图6. 口外式电子人工喉

电子人工喉主要由外壳、发音装置、控制键和电池组成，如图8所示。

1-助讲器发声膜

2-上盖

3-助讲器外壳（不锈钢）

4-电源开关（发声开关）

5-音量调节旋钮

6-音频调节旋钮

7-底盖

8-吊带

图7.电子人工喉的主要组件

临床应用证明，手术后一个月后即可配用电子喉。下列情况为助讲器使用适应症：

（1） 喉癌全喉切除术后的“无喉者”。

（2） 下咽癌全喉切除术后的“无喉者”。

（3） 颈段食道癌，喉食道切除，胃咽吻合术者。

（4） 外伤或手术致喉、气管狭窄，闭塞不能讲话者。

（5） 喉部分（包括大部分）切除术后发声太细小，太低沉，发声困难，可用助讲器辅助发声，特别于远距离交谈时使用。

（6） 其他一切语音康复方法失败者，用食道音训练，发音管手术等失败者。

（7） 其他病例。由专科医生指导下使用助讲器作辅助治疗者

植入式人工喉，包括会厌体和喉体。由于采用了镍钛形状记忆合金作为会厌体的骨架材料，保证了会厌体有良好的弹性，利于张开闭合，同时采用了双层结构，外层便于肉芽渗透生长，起到固定喉体的作用，而内层则有效的阻挡了肉芽的过分生长，防止喉狭窄。植入式人工喉植入后，可保留患者的喉发声功能、保持鼻呼吸功能及防误咽，解决了临床上迫切需要解决的问题。

此人工喉要由医院的专家将无喉者再行手术，将人工发声装置植入喉部即可使无喉者自如讲话。优点是不影响美观，效果也好些；缺点是费用较高，且国内只有少数几家医院可以操作。

找到最佳传音点，这是讲话成功的关键。一般而言。颈上两侧从颏下正中口底部位最平坦，最柔软，于下咽或口咽距离最薄最近位置传声最佳。并避开瘢痕、硬实组织。助讲器发声膜紧贴皮肤，导入声音。最佳传音点有下列几处。

（1）第一最佳传音点：舌骨窝传音点

此类病人为手术时舌骨已经切除，皮肤至下咽腔最薄、最短、最直接，声音直接导入至咽腔。发声最清晰，杂音最小，声音最大。助讲器指向枕后方向，如图9A所示。

（2） 第二最佳传声点：位于颈上两侧舌骨大角后，胸锁乳突肌前沿位置。此处组织相对最软、最薄、最接近咽部。声音由口咽侧壁导人，通过口腔形成语言。发声效果很好。此类患者舌骨均未切除。助讲器指向对侧耳朵方向，如图9B所示。

A. 第一最佳传声点，助讲器指向枕后方向

B.第二最佳传声点，助讲器指向对侧耳朵方向

图9.助讲器最佳传声点

[1] 章闻. 人工喉史话 [J]. 1995:2.

[2] 吴晓钟 谢, 高雄辉, 梁赐芳. 电子人工喉临床研究应用新进展 [J]. J Clin Otorhino lar yngo l, 2006,20 (6):2.

[3] 周星;苏振忠. 植入式人工喉. 中国CN02248914.2, 2002.

[4] 王小平，黄秀荣，王敏. 无喉者言语康复效果的研究进展[J].基层医学论坛，2008，12（7下）：642-655

[5] 丰桂英，齐凯生. 喉癌全喉切除、语音康复在中国[J]. 中国康复医学杂志，4（5）：25

[6] 王令焕，穆秀琴，王秀珍. 喉癌术后功能锻炼及康复指导[J]. 护理实践与研究，2007，4（4）：55-56

[7] 刘波. 气动式人工喉临床应用及计算机声学效果测试[J]. 中国组织工程研究与临床康复，2008,12（13）：2448-2450

[8] 卫旭东，金国威. 全喉切除术后发音重建[J]. 现代医学，2004,32（1）：63-65

2023年11月13日，渐冻症患者蔡磊、京东集团原副总裁成为全球首个清华大学可穿戴人工喉的试用者，他久违的声音又重现。