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In Verbindung mit der Hochgeschwindigkeits-Laryngoskopie ermöglicht das Phonovibrogramm (PVG) eine kompakte Visualisierung von Stimmlippen(SL)-Schwingungen [1]. Mittels eines von Unger et al. [2] entwickelten PVG-Analyseverfahrens lässt sich eine präzise Quantifizierung der SL-Dynamik erreichen, welche durch Projektion des aus dem Video extrahierten PVGs in einen 3D-Parameterraum erfolgt. Da diesem Raum 100 Schwingungsmuster stimmgesunder Probanden als Referenz zugrunde liegen, kann er als eine Normkarte physiologischer Schwingungsformen betrachtet werden. Die Parameterwerte (Eigenwerte λ_i=1,2,3^l,r) repräsentieren dabei die glottalen Schwingungstypen, wobei λ₁^l,r den Open-Quotient (OQ) eines longitudinalen Schwingungstyps und λ₂^l,r dorsale bzw. ventrale Schwingungstypen quantifiziert, welche sich hinsichtlich auftretender anterior-posterior (AP) Phasenverschiebungen beim Öffnen und Schließen voneinander unterscheiden.

Infolge der bei der Analyse einer Schwingung verwendeten Projektion hängen die Eigenwerte λ_i^l,r jedoch direkt von den verwendeten Referenzdatensätzen ab und sind somit hinsichtlich ihrer Interpretation nicht eindeutig. Abbildung 1 [Abb. 1] zeigt für einen gesunden männlichen Probanden (stationäre Phonation) beispielhaft die Abweichungen der Eigenwerte λ_1,2^l,r, welche infolge dreier unterschiedlicher Referenzdatensätze (N=40, 60, 100) resultieren.

In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Normierung des 3D-Referenzraumes vorgestellt, welches eine eindeutige und einheitliche Interpretation der berechneten Parameterwerte unabhängig von den verwendeten Referenzdaten ermöglicht.

Zur Normierung eines Parameterraumes wird zunächst ein Satz synthetischer Schwingungsformen generiert, deren PVG-Repräsentation somit als bekannt vorausgesetzt werden kann. Diese synthetischen Muster werden anschließend in den jeweils betrachteten Referenzraum projiziert und unter Verwendung eines affinen Registrierungsansatzes auf ein kartesisches Koordinatensystem abgebildet, welches somit eindeutig interpretierbar ist.

Abschließend wird untersucht, inwieweit sich durch diese Vorgehensweise auch unter Verwendung unterschiedlicher Referenzdaten eindeutige Parameterwerte ergeben. Dazu wird die Normierung anhand randomisierter Referenzdaten unterschiedlicher Größe (N=10, ..., 90) durchgeführt. Die Validierung erfolgt unter Verwendung von 20 Testdatensätzen (10 Gesunde, 5 Paresen, 5 funktionelle Dysphonien), welche in die verschiedenen normierten Referenzräume projiziert werden. Hierbei werden zur Beurteilung des Einflusses der Stichprobengröße auf die Genauigkeit der Ergebnisse die relativen Abweichungen der Parameterwerte zu dem Referenzdatensatz aus 100 stimmgesunden Probanden [2] berechnet.

Das Ergebnis der Normierung der in Abbildung 1 [Abb. 1] dargestellten Parameterräume ist in Abbildung 2 [Abb. 2] gezeigt. Diese wurden aus als Stichproben unterschiedlicher Größe (N=40, 60, 100) zufällig aus einer Gruppe stimmgesunder Probanden generiert. Zu Verdeutlichung sind entsprechend der Abbildung 1 [Abb. 1] die Eigenwerte des männlichen Probanden für den jeweiligen Parameterraum angegeben. Während die Eigenwerte in den Originalräumen noch deutlich voneinander abweichen, stimmen die transformierten λ_1,2^T für die normierten Räume nun überein.

Die Güte der Normierung hängt systematisch mit der Anzahl der zur Raumkonstruktion verwendeten Referenzdatensätze N zusammen. So nimmt die relative Abweichung mit zunehmender Raumgröße ab und beträgt ab einer Größe von N=60 weniger als 1%.

Durch Registrierung synthetischer PVG-Formen auf einen normierten Raum lässt sich eine physiologische Normkarte für Stimmlippenschwingungen generieren, welche die glottalen Schwingungstypen eindeutig repräsentiert. Der vorgestellte Normalisierungsansatz erweitert somit zuverlässig das von Unger et al. [2] eingeführte Verfahren zur waveletbasierten PVG-Analyse und erlaubt es, auch Analyseergebnisse miteinander zu vergleichen, welche mit Hilfe unterschiedlicher Referenzdaten generiert wurden. Um eine hinreichende Genauigkeit (relative Abweichung <1%) der Normkarte zu gewährleisten, ist eine Mindestanzahl von 60 Referenzdatensätzen erforderlich.