Visualization and quantitative analysis of vocal fold vibrations using phonovibrograms

Die klinische Untersuchung von Stimmstörungen erfordert die visuelle Erfassung der oszillierenden Stimmlippen. Die modernste Technik ist die Hochgeschwindigkeits-(HG-)Endoskopie, welche in der Lage ist sowohl reguläre als auch irreguläre Schwingungsmuster zu erfassen. Bei einer derartigen Untersuchung werden Datensätze von mehreren 100 MByte erzeugt, deren subjektive Auswertung in der klinischen Routine nicht mehr praktikabel ist. Die aktuellen Bilderfassungssysteme erfordern daher zwingend moderne Analyseverfahren, mit denen sich Stimmlippenschwingungen in kurzer Zeit quantitativ beschreiben lassen. Der neue Ansatz der Phonovibrographie hat das Potential den Schritt von der Grundlagenforschung in die klinische Praxis zu vollziehen. Er beinhaltet ein klinisch validiertes Segmentierungsverfahren, das selbst bei geringer Bildqualität die Stimmlippen aus den HG-Filmen extrahiert. Das Verfahren erreicht einen Datendurchsatz von ca. 100 Bildern pro Sekunde und ist somit für den direkten Einsatz, d.h. im Anschluss an die HG-Aufnahmen, geeignet. In einem zweiten Schritt wird die Dynamik der beiden extrahierten Stimmlippenkanten in einem Farbbild, dem so genannten Phonovibrogamm (PVG) visualisiert. Das PVG veranschaulicht auf eine sehr einfache Art und Weise die Schwingungsmuster von Stimmlippen. Durch Analyse der PVGs lassen sich Aussagen über das vorliegende Krankheitsbild ableiten. Die Anwendung der Phonovibrographie wird an klinisch erhobenen Datensätzen demonstriert