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Klinische Relevanz quantitativer 3D Analysen der Stimmlippenbewegung
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Autoren
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Marion Semmler
- Universitätsklinikum Erlangen, Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Kopf- und Halschirurgie, Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie, Erlangen, Deutschland
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Michael Döllinger
- Universitätsklinikum Erlangen, Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Kopf- und Halschirurgie, Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie, Erlangen, Deutschland
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Anke Ziethe
- Universitätsklinikum Erlangen, Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Kopf- und Halschirurgie, Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie, Erlangen, Deutschland
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Anne Schützenberger
- Universitätsklinikum Erlangen, Hals-Nasen-Ohren-Klinik, Kopf- und Halschirurgie, Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie, Erlangen, Deutschland
| Veröffentlicht: | 14. September 2018 |
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Gliederung
Zusammenfassung
Hintergrund: Die etablierten endoskopischen Methoden für eine Untersuchung der Stimmlippen haben den Nachteil, dass sie nur zwei Raumkomponenten abbilden können und dabei keine metrischen Absolutwerte gemessen werden. Mit Hilfe der 3D Laserendoskopie werden diese Nachteile behoben und ermöglichen den Test von zwei gängigen Hypothesen in der Stimmforschung: 1) gesunde Phonation bedarf einer symmetrischen Schwingung und 2) laterale Schwingungsamplituden sind größer als ihr vertikales Äquivalent.
Material und Methoden: Das speziell angefertigte Messgerät ist ein Kamera-Laser-Aufbau, der für die endoskopische in-vivo Anwendung geeignet ist und mittels Stereotriangulation eine 3D Rekonstruktion der Stimmlippenoberfläche ermöglicht. Die Laserprojektionseinheit erzeugt ein Lasergitter, das auf die Stimmlippen projiziert und mit einer Hochgeschwindigkeitskamera (4kHz) aufgenommen wird. In einer explorativen Studie wurden Messungen an zehn gesunden Probanden bei gehaltener Phonation durchgeführt.
Ergebnisse: Wir präsentieren Absolutwerte für die laterale und vertikale Auslenkung der Stimmlippen und ihre maximalen Geschwindigkeiten während dem Öffnungs- und Schließvorgang. Im Mittel über alle Studienteilnehmer liegen die vertikalen Parameter mindestens 50% höher als ihre lateralen Gegenstücke. Die mittleren weiblichen/männlichen Amplituden sind 0.80 mm/0.93 mm in der lateralen Richtung und 1.45 mm/1.28 mm in der vertikalen Richtung. Nur 20% der gesunden Probanden zeigen leichte Asymmetrien in der lateralen Richtung, wohingegen 70% ausgeprägte Asymmetrien in der vertikalen Komponente aufweisen. In nur 30% der Fälle stimmen die Asymmetrie-Trends der lateralen und vertikalen Richtung überein.
Diskussion: Die Studie belegt den medizinischen Mehrwert von 3D Bildgebung durch die Berücksichtigung der vertikalen Komponente und die Vermessung in metrischen Einheiten. Mit dieser neuartigen Messtechnik wurden relevante und unerwartete Informationen über die vertikale Ausprägung der Stimmlippenbewegung erhoben. Die metrischen Einheiten erlauben eine absolute Quantifizierung der Anatomie und Dynamik, wodurch weitreichende Vergleichsmöglichkeiten eröffnet werden.
Fazit: Die nicht-invasive, laser-basierte 3D Bildgebung erlaubt die Visualisierung und Vermessung der Stimmlippen in Absolutwerten. Patienten- und sogar studienübergreifende Vergleiche im Sinne der evidenzbasierten Medizin schaffen die Voraussetzung für neue Erkenntnisse in der Stimmforschung, -diagnostik und -therapie.
Text
Hintergrund
Die etablierten endoskopischen Methoden für eine Untersuchung der Stimmlippen haben den Nachteil, dass sie nur zwei Raumkomponenten abbilden können und dabei keine metrischen Absolutwerte gemessen werden. Mit Hilfe der 3D Laserendoskopie werden diese Nachteile behoben und ermöglichen den Test von zwei gängigen Hypothesen in der Stimmforschung:
- 1.
- gesunde Phonation bedarf einer symmetrischen Schwingung und
- 2.
- laterale Schwingungsamplituden sind größer als ihr vertikales Äquivalent.
Material und Methoden
Das speziell angefertigte Messgerät ist ein Kamera-Laser-Aufbau, der für die endoskopische in-vivo Anwendung geeignet ist und mittels Stereotriangulation eine 3D Rekonstruktion der Stimmlippenoberfläche ermöglicht. Die Laserprojektionseinheit erzeugt ein Lasergitter, das auf die Stimmlippen projiziert und mit einer Hochgeschwindigkeitskamera (4kHz) aufgenommen wird. In einer explorativen Studie wurden Messungen an zehn gesunden Probanden bei gehaltener Phonation durchgeführt.
Ergebnisse
Wir präsentieren Absolutwerte für die laterale und vertikale Auslenkung der Stimmlippen und ihre maximalen Geschwindigkeiten während dem Öffnungs- und Schließvorgang. Im Mittel über alle Studienteilnehmer liegen die vertikalen Parameter mindestens 50% höher als ihre lateralen Gegenstücke. Die mittleren weiblichen/männlichen Amplituden sind 0.80 mm/0.93 mm in der lateralen Richtung und 1.45 mm/1.28 mm in der vertikalen Richtung. Nur 20% der gesunden Probanden zeigen leichte Asymmetrien in der lateralen Richtung, wohingegen 70% ausgeprägte Asymmetrien in der vertikalen Komponente aufweisen. In nur 30% der Fälle stimmen die Asymmetrie-Trends der lateralen und vertikalen Richtung überein.
Diskussion
Die Studie belegt den medizinischen Mehrwert von 3D Bildgebung durch die Berücksichtigung der vertikalen Komponente und die Vermessung in metrischen Einheiten. Mit dieser neuartigen Messtechnik wurden relevante und unerwartete Informationen über die vertikale Ausprägung der Stimmlippenbewegung erhoben. Die metrischen Einheiten erlauben eine absolute Quantifizierung der Anatomie und Dynamik, wodurch weitreichende Vergleichsmöglichkeiten eröffnet werden [1].
Fazit
Die nicht-invasive, laser-basierte 3D Bildgebung erlaubt die Visualisierung und Vermessung der Stimmlippen in Absolutwerten. Patienten- und sogar studienübergreifende Vergleiche im Sinne der evidenzbasierten Medizin schaffen die Voraussetzung für neue Erkenntnisse in der Stimmforschung, -diagnostik und -therapie.
