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

Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie e. V.

11.09. - 13.09.2009, Leipzig

Stimmumfangsmaß (SUM) als neuer Parameter in der Stimmdiagnostik beim Vergleich von Stimmfeldaufnahmen zweier Registrierungsprogramme

Vortrag

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Deutsche Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie. 26. Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Phoniatrie und Pädaudiologie (DGPP). Leipzig, 11.-13.09.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. Doc09dgppV24

DOI: 10.3205/09dgpp36, URN: urn:nbn:de:0183-09dgpp365

Published: September 7, 2009

© 2009 Möller et al.
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Zusammenfassung

Einleitung: Die Stimmfeldaufnahme und Berechnung des Dysphonie-Schweregrad-Indexes (DSI) stellen ein Kerngebiet der apparativen Stimmdiagnostik dar und sind u.a. in den Programmen DiVAS (Xion Medical) und LingWAVES (LingCom) realisiert. Die jeweiligen Messergebnisse weisen jedoch Differenzen auf. Ziel war es, diese Unterschiede nachzuweisen und einen, gegenüber dem Messprogramm unempfindlichen, Parameter zu entwickeln.

Material: Es wurden von 97 Patienten beider Geschlechter durch zwei Untersucher zeitgleich mit beiden Programmen Stimmfelder aufgezeichnet.

Methode: Auf Basis von Stimmfeldfläche und -umfang wurde ein neuer Parameter, das SUM, entwickelt. Die 194 Stimmfelddateien wurden standardisiert durch proprietäre Software ausgewertet und statistisch auf verschiedene Parameter sowie auf Geschlechtsunabhängigkeit untersucht.

Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten Programme in verschiedenen Parametern, z.B. Minimalintensität, höchste Frequenz und Jitter, signifikante Unterschiede aufweisen. Trotzdem unterschied sich der DSI, genau wie das SUM, nicht signifikant.

Diskussion: Für den DSI wurde unter DiVAS ein sehr signifikanter Einfluss des Geschlechts gefunden, jedoch nicht unter LingWAVES. SUM und maximale Phonationszeit waren gegenüber Programm und Geschlecht indifferent. Zudem ist das SUM geeignet Stimmfelder zu quantifizieren.


Text

Einleitung

Die standardisierte Stimmfeldaufnahme und die daraus ermittelten Werte für die Berechnung des Dysphonie-Schweregrad-Indexes (DSI) gehören zum Kern der apparativen Stimmbeurteilung [1]. Die computergestützte Verwendung der niedrigsten Intensität, des höchsten Tones, der maximalen Phonationszeit und des Jitters ist unter anderem in den Programmen DiVAS (Xion Medical GmbH) und LingWAVES (LingCom GmbH) realisiert. In der Praxis zeigen sich Differenzen zwischen den Messergebnissen der beiden Programme. Zielstellung ist es, zu klären, ob dieser Unterschied signifikant nachweisbar ist. Außerdem soll ein Parameter entwickelt werden, der eine geringere Empfindlichkeit gegenüber den Registrierungsprogrammen aufweist.

Material

Es wurde bei 97 Probanden zeitgleich von zwei Untersuchern das Stimmfeld unter praktisch gleichen Bedingungen gemäß der Empfehlung der UEP aufgenommen, wobei ein Untersucher das Programm DiVAS Network (v2.3) und der Andere das Programm LingWAVES (v2.4) benutzte. Die Probandengruppe umfasste hierbei sowohl verschiedene Krankheitsbilder als auch Normalstimmen, eine Alterspanne von 10 bis 75 Jahren sowie beide Geschlechter. Die Stimmen wurden nach dem RBH-System kategorisiert (Tabelle 1 [Tab. 1]).

Methode

Auf der Basis von Stimmfeldfläche und -umfang sollte ein objektiver Parameter ermittelt werden. Die 194 Stimmfelddateien wurden standardisiert durch eine Software ausgewertet, die die neue Kenngröße SUM sowie DSI, maximale Phonationszeit (MPT), Jitter (in %), höchster Ton (F0high), tiefster Ton (F0low), Frequenzumfang (F0max), niedrigste Intensität (Ilow), höchste Intensität (Ihigh), Dynamikumfang (Imax), mittlerer Dynamikumfang je Halbton (Imittel), Stimmfeldfläche (ASF) und Stimmfeldumfang (uSF) erfasste. Diese Kenngrößen wurden miteinander verglichen, mit der subjektiven Heiserkeitsbeurteilung entsprechend RBH korreliert und auf einen geschlechtsspezifischen Unterschied hin untersucht. Statistisch kamen die einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA), der t-Test für einzelne und gepaarte Stichproben sowie die Korrelation nach Pearson zum Einsatz.

Ergebnisse

Mit dem SUM wurde zunächst eine Maßzahl entwickelt, welche im Gegensatz zum DSI die Stimmfeldfläche als zentralen Orientierungswert heranzieht. Weiterhin fließt der Stimmfeldumfang mit in die Berechnung ein. Es ergibt sich ein Wert, der die dynamische Leistung und den Frequenzumfang des Probanden erfasst, wobei auch die Gleichmäßigkeit des Dynamikverlaufs der Stimmfeldgrenzen für das leiseste und das lauteste Singen als stimmqualitatives Merkmal Berücksichtigung findet. Die Erhebung des SUM kann nach der Messung des Stimmfeldes durch eine proprietäre Software stattfinden, die noch verschiedene andere Parameter aus dem Stimmfeld extrahieren kann und so auch Stimmfeldvergleiche ermöglicht.

Der vorliegende Vergleich der Ergebnisse aus den Programmen LingWAVES und DiVAS Network wurde durch die genannte Software unterstützt und erfolgte anhand folgender Parameter (Tabelle 2 [Tab. 2]): SUM, DSI, MPT, Jitter, F0high, F0low, F0max, Ilow, Ihigh, Imax, Imittel, ASF, uSF.

Die MPT war unter beiden Programmen gleich. Für das SUM, DSI und F0low wurde kein signifikanter (p>0,05) Unterschied gefunden. Die Werte für Jitter und Ihigh unterschieden sich signifikant (p<0,05). Der Frequenzumfang unterschied sich sehr signifikant (p<0,01). Alle anderen untersuchten Parameter unterschieden sich hoch signifikant (p<0,001).

Geschlechtsspezifische Unterschiede waren unter LingWAVES hoch signifikant (p<0,001) nachweisbar für die Parameter F0low, F0high sowie den Frequenzumfang. Nicht nachweisbar (p>0,05) war ein Einfluss des Geschlechts auf die Parameter SUM, DSI, Ilow, Ihigh sowie für den mittleren Dynamikumfang je Halbton. Unter DiVAS Network wurde ein hoch signifikanter (p<0,001) Einfluss des Geschlechts auf die Parameter F0low, F0high sowie Frequenzumfang gefunden. Der Einfluss auf den DSI war im Gegensatz zu LingWAVES sehr signifikant (p<0,01) nachweisbar. Keinen Einfluss (p>0,05) hatte das Geschlecht auf die Parameter SUM, Ilow, Ihigh und den mittleren Dynamikumfang je Halbton. Es wurde unter beiden Programmen kein signifikanter (p>0,05) Einfluss des Geschlechts auf andere Parameter, inklusive MPT, gefunden. Die Korrelation vom SUM zwischen LingWAVES und DiVAS Network ist mit einem r nach Pearson von 0,87 etwa gleich der Korrelation des DSI (r=0,86) zwischen beiden Programmen.

Mit dem Heiserkeitsgrad nach dem RBH-System korreliert das SUM durchschnittlich bei r=–0,71 hoch signifikant (p<0,001). Der DSI korreliert mit dem Heiserkeitsgrad durchschnittlich bei r=-0,67, ebenfalls hoch signifikant (p<0,001). SUM und DSI korrelieren miteinander durchschnittlich bei r=0,84 hoch signifikant (p<0,001).

Diskussion

In der untersuchten Probandengruppe kann der Einfluss durch die benutzte Software bei der computergestützten Stimmuntersuchung nicht vernachlässigt werden, wie an den signifikanten Unterschieden zwischen den Messergebnissen beider Programme bei tatsächlich gleichen Signalen, deutlich wird.

Das Stimmumfangsmaß stellt eine sinnvolle Entsprechung des aufgezeichneten Stimmfeldes dar und ermöglicht eine weitergehende Portabilität zwischen verschiedenen Systemen als bloße Stimmfelddaten allein, da es unempfindlicher gegenüber den verschiedenen Registrierungsprgrammen ist. Es scheint sinnvoll, neben dem Stimmfeld auch das SUM zu dokumentieren, mit dem ein Stimmfeld und seine Ausdehnung quantifiziert werden können. Es ist eindimensional auf einen Bereich von etwa 0 bis 120 skaliert. Diese Grenzen beidseitig zu überschreiten ist durchaus möglich. Eine hohe stimmliche Leistungsfähigkeit wird durch ein hohes SUM gekennzeichnet. Umgekehrt resultiert ein kleines Stimmfeld in einem kleinen SUM. Hier wird die anders orientierte Aussage des SUM verglichen zum DSI sichtbar. Während der DSI vor allem darauf abzielt, die Schwere einer Dysphonie zu beschreiben, stellt das SUM die stimmliche Leistungsfähigkeit dar. Demnach eignet sich das SUM auch zur Dokumentation von Zuwächsen stimmlicher Leistung bei Normalstimmen und könnte so eine Klassifikation der Stimme hinsichtlich der Leistung im positiven Sinne, anstatt der Dysphonie als negatives Kriterium, ermöglichen. Das SUM ergänzt so die Stimmfunktionsdiagnostik und -dokumentation. Trotzdem korreliert es mit dem Heiserkeitsgrad nach dem RBH-System sogar etwas besser als der DSI. Aufgrund des begrenzten Stichprobenumfangs können jedoch bisher keine den Heiserkeitsgraden entsprechenden Bereiche für das SUM, wie z.B. von Gonnermann [2] für den DSI vorgeschlagen, genannt werden.

Ein weiterer Aspekt des SUM ist die Geschlechtsunabhängigkeit. Für den DSI ist in der vorliegenden Probandengruppe ein geschlechtsbedingter Einfluss zumindest unter DiVAS Network festgestellt worden.

Das SUM kann somit trotz teils gravierender Unterschiede in der Stimmfelderfassung durch die beiden untersuchten Programme zur Dokumentation der stimmlichen Leistungsfähigkeit dienen. Es wird durch Messdifferenzen insgesamt weniger beeinflusst und liefert somit bei äquivalenter Stimmleistung unter verschiedenen Systemen gleiche Ergebnisse.


Literatur

1.
Nawka T. Gibt es eine objektive Einschätzung der Stimmqualität? Aktuelle phoniatrisch-pädaudiologische Aspekte. Band 8. 2000. S. 57-61.
2.
Gonnermann U. Quantifizierbare Verfahren zur Bewertung von Dysphonien. Peter Lang; 2007. S. 86.