gms | German Medical Science

Der Atemapparat ist eine der drei Funktionseinheiten, die zusammen mit den Stimmlippenschwingungen und dem Vokaltrakt (VT) die Stimmerzeugung regulieren. Seine Hauptaufgabe ist die Regulierung des subglottischen Drucks, welcher durch die Ausatemkraft des Atemapparats im Bereich der geschlossenen Stimmlippen entsteht und sowohl an der Regulation der Laustärke als auch Tonhöhe beteiligt ist [1]. Die Anpassung des subglottischen Drucks erfolgt dabei in Abhängigkeit des bestehenden Lungenvolumens hauptsächlich durch die Aktivierung verschiedener Atemmuskeln [2]. Die Aktivierung des Zwerchfells wiederum wirkt sich über den Trachealzug direkt auf die vertikale Kehlkopfposition und damit auf die Stimmlippenschwingung und Vokaltraktresonanz aus [3]. Die zugrundeliegenden Prinzipien einer ökonomischen Funktion des Atemapparats während der Stimmproduktion sind noch nicht im Detail verstanden. Die technische Weiterentwicklung von dynamischen Schnittbildverfahren wie z.B. der Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglicht es, Abläufe im Inneren des Körpers während der Phonation zu visualisieren. Dies ist jedoch in konventionellen Scannern lediglich in liegender Körperposition möglich. Hierbei ändert sich jedoch die Wirkungsrichtung der Gravitation auf die zu untersuchenden Strukturen. In Vorarbeiten bzgl. der Vokaltraktkonfiguration konnte gezeigt werden, dass auch bei professionellen Sängerinnen und Sängern systematische Unterschiede im Sinne einer kranialen Verlagerung des Larynx im Liegen nachzuweisen sind [4]. Da es über den Trachealzug einen engen Zusammenhang zwischen Larynxposition und Phonationsatmung gibt, ist auch hier ein Effekt der Körperposition zu erwarten, welcher jedoch bisher nur unzureichend untersucht wurde.

Als Weiterentwicklung einer bereits 2015 in diesem Kontext vorgestellten Studie erfolgte die Analyse der Phonationsatembewegung von 8 Sängerinnen und Sängern bei der Phonation von ausgehaltenen Tönen im Stehen mittels eines schwenkbaren MR-Tomographen (GScan, Esaote, Italien) mit einer zeitlichen Auflösung von 1/s. Diese Daten wurden mit den Ergebnissen aus einer Analyse der Phonationsatembewegung verglichen, welche mittels eines konventionellen MR-Tomographen im Liegen erhoben wurden (zeitlichen Auflösung von 3/s). Mittels Normalisierung in Relation zur maximalen Inspiration und Exspiration konnten die Daten vergleichend analysiert werden.

Beispielhaft ist in Abbildung 1 [Abb. 1] ein sagittales Schnittbild einer Sängerin zu Beginn und Ende der Phonation sowie bei maximaler Ein- und Ausatmung gezeigt. Während es bei Respiration im Liegen im Vergleich zum Stehen lediglich zu einer Verlagerung der Zwerchfellbewegung um wenig Zentimeter in kraniale Richtung kommt, konnte bei Phonation zusätzlich eine verstärke thorakale Inspiration mit Hebung der ventralen Thoraxwand im Liegen beobachtet werden.

Diese Beobachtung konnte sich auch statistisch signifikant in der untersuchten Kohorte bestätigen, welche im Mittel eine signifikante Verstärkung der inspiratorischen Thoraxbewegung um 20% zeigte (F(1/59)=5.93, p=.02, η²=.09). Während der Phonation erfolgte die Thorax-Senkung im Liegen dann im gleichen Ausmaß im Vergleich zum Stehen (F(1/356)=1.79, p=.18, η²=.005), während sich die Zwerchfellbewegung jedoch im Liegen in ihrem Bewegungsausmaß steigerte (z.B. im mittleren Zwerchfellabschnitt DPH_med: F(1/69)=17.30, p≤.001 η²=.18). In Abbildung 2 [Abb. 2] sind die Bewegungskurven aller Distanzen nach Normalisierung zur maximalen Ein- und Ausatmung dargestellt.

Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass professionelle Sängerinnen und Sänger die im Liegen exspiratorisch verlagerte Zwerchfellposition mit einer vermehrten Hebung der ventralen Thoraxwand während der präphonatorischen Inspiration kompensieren. Ziel dieser Bewegung könnte die Aufrechterhaltung der trainierten Bewegungsabläufe der Atemstützfunktion trotz verstärkter exspiratorisch wirkender Kraft der Gravitation sein. Die kraniale Verlagerung der Zwerchfellposition im Liegen korreliert mit der in Voruntersuchungen beschrieben Verlagerung der Larynx [5], [4] und könnte auf eine Verminderung des Trachealzugs zurückgeführt werden. Dieser Zusammenhang könnte zur Erarbeitung bestimmter Atemmuster auch im gesangspädagogischen Setting genutzt werden.

Systematische Anpassungsbewegungen des Atemapparats auf die Änderung der Schwerkraft finden sich für die Phonation im Liegen im Vergleich zum Stehen auch bei professionellen Sängerinnen und Sängern. Diese sollten zum einen bei der Analyse von Bewegungsdaten, welche im Liegen aufgenommen werden, berücksichtigt und zum anderen auch im gesangspädagogischen Kontext diskutiert werden.