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Die digitale Hochgeschwindigkeits-Videoendoskopie (HSV) ist derzeit die einzige Technik, die das intrazyklische Schwingungsmuster auch für nicht-stationäre oder stark irreguläre Stimmlippenschwingungen erfasst. Obwohl die Anwendung der HSV nicht auf stationäre Phonation beschränkt ist, wird sie meist bei gehaltener Phonation eingesetzt. Da sich physiologische Eigenschaften der Stimmlippenschwingungen jedoch bei unterschiedlichen Grundfrequenzen stark unterscheiden, liefert die Analyse gehaltener Vokale nur einen Ausschnitt der gesamten Schwingungsmechanik. Im Rahmen der vorliegenden Studie wird ein bereits existierendes wavelet-basiertes Verfahren [3] zur Analyse stationärer Phonation erweitert, um eine monotone Erhöhung der Stimmgrundfrequenz bei gesunden und pathologischen Stimmlippenschwingungen zu untersuchen. Die Ergebnisse wurden mit denen der stationären Phonation verglichen und untersucht welche Untersuchungssituation sich besser zur Identifikation von pathologischen Schwingungsmustern eignet.

Die waveletbasierte Analyse basiert auf der automatisierten Auswertung von Phonovibrogrammen. Die Phonovibrogramm (PVG)-Darstellung [2] erlaubt neben der Visualisierung der Schwingungsdynamik der Stimmlippen eine computergestützte Analyse der individuellen Schwingungscharakteristik. Anhand von PVGs ermöglicht die waveletbasierte Analyse neben einer exakten Charakterisierung des Glottisschlusstyps auch eine Quantifizierung von Schwingungs-Regularität und -Symmetrie und zwar ohne die Notwendigkeit einzelne Zyklen identifizieren zu müssen. Der Glottisschlusstyp wird dabei auf bis nur drei skalare Merkmale reduziert. Diese Merkmale repräsentieren quantitativ die Ausprägungen longitudinal, dorsal, ventral, konvex und konkav, entsprechend der in der Klassifikation der European Laryngological Society (ELS) vorgeschlagenen Arten des unvollständigen Glottisschlusses [1].

Um zeitvariante Veränderungen der Schwingungsdynamik zu erfassen wird das PVG nun zusätzlich in konsekutive und sich überlappende Zeitepochen zerlegt. Auf diese Weise lassen sich nicht-stationäre Stimmlippenschwingungen zeitabhängig analysieren und beschreiben. Abbildung 1a [Abb. 1] zeigt exemplarisch die Veränderung der Schwingungsform einer weiblichen Probandin während einer Frequenzerhöhung von 225 Hz bis 512 Hz.

Insgesamt wurden 10 weibliche Probandinnen (5 stimmgesund, 5 mit unilateraler Recurrensparese) bei stationärer Phonation und mittlerer Sprechstimmlage sowie während einer monotonen Erhöhung der Grundfrequenz mit Hilfe der HSV (Endocam 5562, Richard-Wolf-GmbH, 4000 Bilder pro Sekunde) untersucht. Anhand dieser Daten wurde evaluiert welche Vorteile die Analyse von nicht-stationärer Phonation gegenüber stationärer Phonation zur Identifikation von paretischen Schwingungsmustern bietet.

Exemplarisch lässt sich bei einer gesunden weiblichen Probandin anhand von Abbildung 1a [Abb. 1] eine systematische Veränderung des Glottisschlusstyps von dorsaler hin zur longitudinalen Ausprägung mit anwachsendem Öffnungsquotienten erkennen. Die Ergebnisse aller Probanden der Untersuchung mit stationärer Phonation sind in Abbildung 1b [Abb. 1] und 1c [Abb. 1] abgebildet.

Die Schwingungsmuster der pathologischen Gruppe liegen teilweise innerhalb und außerhalb des Normbereichs. Eine Unterscheidung zwischen gesunden und pathologischen Schwingungsmustern ist daher allein anhand des Schwingungsmusters bei stationärer Phonation nicht möglich.

Die Ergebnisse der monotonen Frequenzerhöhung für die gesunde und pathologische Gruppe zeigen Abbildung 2a [Abb. 2] und Abbildung 2b [Abb. 2]. Bei den gesunden Probanden lässt sich wie zuvor eine allmähliche Veränderung vom dorsalen hin zum longitudinalen Glottisschluss ausmachen. Die Ausprägungen der Schwingungsmuster der pathologischen Gruppe weisen hingegen eine größere Streuung auf und liegen im Bereich des longitudinalen Schlusstyps mit höherem Öffnungsquotienten. Da bei den gesunden Probanden das dorsale Schwingungsmuster vorwiegend mit einer geringen Grundfrequenz einhergeht, lassen sich für den Bereich von 200–230 Hz die Schwingungsmuster von beiden Gruppen linear trennen.

Die Auswertung einer nicht-stationären Phonation liefert Informationen über die Stimmlippendynamik, die bisher nicht aus dem stationären Prozess abgeleitet werden können. Weitere Parameter wie Asymmetrie, Periodizität und Synchronität lassen sich zukünftig in analoger Weise aus dem beschriebenen Verfahren ableiten und stellen potentiell weitere klinisch nutzbare Parameter dar, deren Relevanz es in weiteren Studien zu validieren gilt.