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27. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

17.09. - 19.09.2010, Aachen

Wie stark beeinflussen die Grundfrequenz, die Stimmintensität, der Vokal und das Geschlecht Shimmer und Jitter in der Stimmdiagnostik?

Vortrag

  • corresponding author presenting/speaker Meike Brockmann-Bauser - Abt. Phoniatrie und Klinische Logopädie, Klinik für Ohren-, Nasen-, Hals- und Gesichtschirurgie, Universitätsspital Zürich, Schweiz
  • author Michael J. Drinnan - Regional Medical Physics Department, Freeman Hospital, Newcastle upon Tyne, Großbritannien
  • author Claudio Storck - Phoniatrie, Hals-Nasen-Ohrenklinik, Universitätsspital Basel, Schweiz
  • author Paul N. Carding - Speech, Voice and Swallowing Department, Freeman Hospital, Newcastle upon Tyne, Großbritannien

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 27. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). Aachen, 17.-19.09.2010. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2010. Doc10dgppV30

DOI: 10.3205/10dgpp42, URN: urn:nbn:de:0183-10dgpp424

Veröffentlicht: 31. August 2010

© 2010 Brockmann-Bauser et al.
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Zusammenfassung

Hintergrund: Objektive akustische Analysen werden international zur Stimmdiagnostik empfohlen [3]. Frühere Studien haben jedoch zum Teil einen erheblichen Einfluss von Vokal, Grundfrequenz (F0), Stimmintensität und Geschlecht auf Shimmer und Jitter nachgewiesen [2], [4]. Diese Arbeit untersucht, ob und wie stark sich jeder Faktor unter Anwendung des allgemein empfohlenen klinischen Protokolls auswirkt.

Material und Methoden: 57 stimmgesunde Erwachsene (28F, 29M) von 20 bis 40 Jahren wurden in einer Querschnittstudie untersucht. Jeweils 3 Phonationen der Vokale /a/,/o/ und /i/ bei subjektiv „bequemer“ Intensität wurden mittels PRAAT akustisch analysiert. Der Einfluss von F0, Intensität, Vokal und Geschlecht auf Shimmer und Jitter wurde mittels einer Varianzanalyse (ANCOVA) untersucht. Die Effektstärke jedes Faktors wurde mittels Eta-Quadrat (η2) berechnet.

Ergebnisse: Alle Faktoren hatten entweder einen signifikanten Einfluss auf Shimmer oder Jitter (F0, Vokal, Geschlecht; p<0,05) oder auf beide Parameter (Intensität; p<0,001). Die Stimmintensität hatte mit Abstand den stärksten Effekt auf Shimmer (η2=0,62) und Jitter (η2=0,24). Vokal und Geschlecht zeigten erheblich kleinere Effekte (η2=0,06/0,00 bzw. 0,04/0,00), den insgesamt schwächsten zeigte F0 (η2=0,02/0,03).

Diskussion: Die individuelle Stimmintensität hat in der Stimmdiagnostik mit Abstand den stärksten Einfluss auf Shimmer und Jitter. Die vokal- und geschlechtsbezogenen Effekte waren zwar relevant, aber deutlich schwächer. Deshalb sollten Untersuchungen grundsätzlich mit einer definierten Intensität, demselben Vokal und geschlechtsspezifischen Normwerten durchgeführt werden. Die Effizienz dieser Empfehlungen sollte an Patienten getestet werden.


Text

Hintergrund

Objektive akustische Analysen werden international zur Diagnostik von Stimmstörungen und zur Beurteilung von Therapieerfolgen eingesetzt [3], [5]. Für die Parameter Shimmer und Jitter (Schwankung der Stimmintensität und -tonhöhe) wird die Analyse von Vokalphonationen unter anderem mit den Lauten /a/, /o/, /u/ und /i/ bei bequemer Grundfrequenz (F0) und Stimmintensität empfohlen [3], [5]. Frühere Studien haben jedoch zum Teil einen erheblichen Einfluss von der individuell unterschiedlichen Grundfrequenz und Stimmintensität sowie von Vokal und Geschlecht auf Shimmer und Jitter nachgewiesen [2], [4]. Deswegen ist fraglich, ob die genannten Einflussfaktoren in objektiven akustischen Stimmuntersuchungen hinreichend kontrolliert werden. Diese Arbeit untersucht, ob und wie stark sich jeder einzelne Faktor unter Anwendung des empfohlenen Untersuchungsprotokolls auswirkt.

Material

In dieser Querschnittstudie wurden 57 stimmgesunde Erwachsene, 28 Frauen und 29 Männer, im Alter von 20 bis 40 Jahren untersucht. Probanden wurden ausgeschlossen, wenn (a) ihre Stimme am Aufnahmetag in einem Item der GRBAS Skala durch zwei unabhängige Experten als 1 oder grösser eingestuft wurde, (b) sie in der Vorgeschichte eine Stimmstörung aufwiesen, (c) sie Gesangsunterricht oder Stimmbildung erhalten hatten, (d) sie aktuell oder in den letzten 4 Wochen einen Infekt der oberen Atemwege hatten, (e) sie akut an einer Allergie litten, (f) sie eine Erkrankung aufwiesen oder Medikamente einnahmen, welche die Stimmfunktion beeinflussen können, (g) sie schwanger waren, (h) sie nicht in der Lage waren, den Laut /a/ 5 Sekunden lang zu phonieren.

Methoden

Alle Stimmaufnahmen wurden in einem schallisolierten Raum mit einem seitlich vom Mund positionierten Kopfbügelmikrofon (C444, AKG Acoustics GmbH, Wien, Österreich) bei 10 cm Abstand sowie mit einem tragbaren DAT Rekorder (TCD-D8; Sony, Tokyo, Japan) durchgeführt. Die Abtastrate betrug 48.000 Hz und die Auflösung 16 bits. Die Aufnahmeausrüstung wurde mittels sprachgewichtetem Störlärm in 10 dB Schritten ab 65 dB(SPL) kalibriert [6].

Alle Studienteilnehmer phonierten die Vokale /a/,/o/ und /i/ bei subjektiv bequemer Grundfrequenz und Stimmintensität jeweils drei mal für fünf Sekunden in randomisierter Reihenfolge. Ab 0,5 Sekunden nach dem Stimmeinsatz wurden insgesamt 3 Sekunden Phonation mit der Software PRAAT [1] objektiv akustisch analysiert. Der Einfluss von F0 (mean pitch, Hz), Stimmintensität (mean energy, dB(SPL) ), Vokal (/a/, /o/, /i/) und Geschlecht (w/m) auf Shimmer (Shimmer local, %) und Jitter (Jitter local, %) wurde mittels einer Kovarianzanalyse (ANCOVA) untersucht. Die Effektstärke aller untersuchten Faktoren wurde mit Eta-Quadrat (η2) berechnet.

Ergebnisse

Der Vokal, das Geschlecht und die Grundfrequenz (F0) hatten einen signifikanten Einfluss auf Shimmer oder Jitter (p<0,05). Hochsignifikant (p<0,001) wirkte sich die Stimmintensität auf Shimmer und Jitter aus (Tabelle 1 [Tab. 1]). Männer hatten in allen Vokalen eine höhere Stimmintensität, eine tiefere Grundfrequenz sowie niedrigere Shimmer und Jitter Werte als Frauen (Tabelle 2 [Tab. 2]). Die Stimmintensität hatte mit Abstand den stärksten Effekt auf Shimmer (η2=0,62) und Jitter (η2=0,24). Der Vokal und das Geschlecht zeigten erheblich kleinere Effekte (η2=0,06/0,00 bzw. 0,04/0,00). Den insgesamt schwächsten Einfluss auf Shimmer und Jitter zeigte F0 (η2=0,02/ 0,03; Tabelle 1 [Tab. 1]).

Diskussion

Die individuelle Stimmintensität der untersuchten Person hat in objektiven akustischen Analysen einen erheblichen und mit Abstand den stärksten Einfluss auf Shimmer und Jitter. Die vokal- und geschlechtsbezogenen Effekte waren in dieser Studie zwar deutlich kleiner, aber dennoch klinisch relevant. Überraschend schwach fiel der Einfluss der Grundfrequenz aus.

Um in der Praxis eine grundsätzliche intra- und interindividuelle Vergleichbarkeit von objektiven akustischen Untersuchungen zu erzielen, sollten diese immer bei einer definierten Stimmintensität von minimal 80 dB(SPL) [2] sowie mit demselben Vokal durchgeführt werden. Wir empfehlen hierzu den offenen Vokal /a/, da dieser unabhängig von der Sprache sowie der sprachlichen Kompetenz und Beeinträchtigung leicht imitierbar ist. Desweiteren sollten geschlechtsspezifische Normwerte unter Anwendung dieser Empfehlungen etabliert und verwendet werden. Die Effizienz und Umsetzbarkeit dieser Massnahmen muss jedoch an Patienten gesondert untersucht werden. Darauf basierend sollte evaluiert werden, wie sinnvoll Shimmer und Jitter Messungen zu diagnostischen Zwecken sind.


Literatur

1.
Boersma P, Weenink D. PRAAT (Software). Amsterdam: University; 2006.
2.
Brockmann M, Storck C, Drinnan MJ, Carding PN. Voice Loudness and Gender Effects on Jitter and Shimmer in Healthy Adults. Journal of Speech, Language and Hearing Research. 2008;51:1-9. DOI: 10.1044/1092-4388(2008/06-0208) Externer Link
3.
Dejonckere PH, Bradley P, Clemente P, Cornut G, Crevier-Buchmann L, Friedrich G, Heyning van de P, Remacle M, Woisard V. A basic protocol for functional assessment of voice pathology, especially for investigating the efficacy of (phonosurgical) treatments and evaluating new assessment techniques. European Archives of Otorhinolarygology. 2001; 258:77-82. DOI: 10.1007/s004050000299 Externer Link
4.
Gelfer MP. Fundamental Frequency, Intensity, and Vowel Selection: Effects on Measures of Phonatory Stability. Journal of Speech and Hearing Research. 1995;38:1189-98.
5.
Titze IR. Workshop on Acoustic Voice Analysis: Summary Statement. Iowa City: National Center for Voice and Speech; 1995.
6.
Wagener F, Kühnel V, Kollmeier B. Entwicklung und Evaluation eines Satztestes in deutscher Sprache I: Design des Oldenburger Satztestes (German) [Development and evaluation of a sentence based hearing test in german language I: Design of the Oldenburger Satztest]. Zeitschrift für Audiologie. 1999;38(1):4-15.