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Hintergrund: Form und Dynamik der Stimmlippen liefern wichtige Informationen für die phoniatrischen Diagnostik. Die klinische Laryngoskopie ist dafür eine typische Untersuchung, jedoch auf die superiore Stimmlippenoberfläche beschränkt. Die Zusammenhänge zwischen medialer und superiorer Stimmlippendynamik sind daher weitgehend unbekannt. Unser Messaufbau für exzidierte Hemikehlköpfe ermöglicht die Aufnahme synchroner Highspeed-Videos der superioren und medialen Stimmlippenoberflächen und erlaubt die 3D-Rekonstruktion aus 2D-Videos. Beide 3D-Oberflächen werden einzeln registriert, rekonstruiert und zu einer vollständigen Stimmlippenoberfläche zusammengefügt.

Material und Methoden: Der Messaufbau ermöglicht die Reproduktion der physiologischen Bewegung des Hemikehlkopfs mithilfe von angehängten Gewichten. Zwei Highspeed-Kameras nehmen den Kehlkopf synchron mit einer Aufnahmerate von 4 kHz auf. Aus den Videodaten werden die superiore und mediale Stimmlippenoberflächen mithilfe von zwei unterschiedlichen Methoden rekonstruiert:

1.

die superiore Fläche durch eine Laserprojektionseinheit,

2.

die mediale Fläche durch Stereovision mit einem Prisma und eingenähten Markerpunkten.

Sowohl die Laserpunkte als auch die Markerpunkte werden mit einer auf Deep-Learning basierenden Software erkannt. Anschließend werden die beiden Teilflächen zu einer vollständigen Stimmlippenoberfläche zusammengeführt. Jeder Kehlkopf wurde bei zwei Elongationsstufen, drei Adduktionsstufen und fünf ansteigenden Volumenströmen vermessen.

Ergebnisse: Die Kameradaten zeigen die physiologische Bewegung der Stimmlippen. Mediale und superiore Oberflächen wurden erfolgreich rekonstruiert und zu einer vollständigen dynamischen Stimmlippenoberfläche zusammengefügt. Dies ermöglicht die systematische Untersuchung der räumlich-zeitlichen Korrelation zwischen den medialen und superioren 3D-Markerpunkten.

Diskussion: Das Experiment erweitert das erfasste Sichtfeld von der medialen Oberfläche früherer Studien auf die gesamte Stimmlippenoberfläche. Im nächsten Schritt werden die Trajektorien der Markerpunkte entlang der Stimmlippe korreliert, was Rückschlusse auf die Dynamik der medialen Stimmlippe, allein durch die Aufnahme der superioren Oberfläche ermöglichen soll.

Fazit: Die Analyse 3D-rekonstruierter Stimmlippen liefert ein besseres Verständnis über die Zusammenhänge zwischen der medialen und superioren Stimmlippenschwingung. Dieses Wissen soll anschließend auf die laryngoskopische Diagnostik übertragen werden.