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Phonovibrogramm: Stimmlippendynamik in einem Bild

Phonovibrogram: vocal fold dynamics integrated within a single image

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Zusammenfassung

Hintergrund

Die weit verbreitete Stroboskopie ist zwar für die Untersuchung gesunder Stimmen geeignet, versagt aber umso mehr, je heiserer eine Stimme ist, auch bei Unterstützung durch Videoaufnahmen und Bildauswertung. Echtzeitverfahren wie Videokymographie oder Hochgeschwindigkeits-Videotechnik (HG-Aufnahme) sind in solchen Fällen besser geeignet, um die Stimmlippenbewegungen zu beobachten. Nachteil jeglicher Videoaufnahme ist – neben dem Zeitaufwand des nachträglichen verlangsamten Abspielens – die Begrenzung der menschlichen Wahrnehmung für Bewegung und andere zeitabhängige Prozesse.

Methode

Mit dem Phonovibrogramm (PVG) wird eine automatische Bildverarbeitungsmethode vorgestellt, um aus einem HG-Film die Stimmlippenbewegungen zu extrahieren und automatisch in ein einziges Bild zu komprimieren.

Ergebnisse

Im PVG entstehen – individuell unterschiedlich – einfache geometrische Muster, die einer subjektiven Klassifikation zugänglich sind. Eine ausführliche Interpretationshilfe wird anhand von synthetischen und realen klinischen Beispielen gegeben.

Schlussfolgerung

Laryngoskopische HG-Aufnahmetechnik ist nur in Kombination mit maschineller Bildauswertung sinnvoll. Die PVG-Methode ist dazu ein vielversprechender Ansatz, der allerdings noch klinisch validiert werden muss.

Abstract

Background

Stroboscopy is widely used and is quite adequate for the examination of normal voices, but with increasing hoarseness its suitability declines, even when it is supplemented by video recordings and image evaluation. Real-time procedures such as videokymography or high-speed (HS) video imaging are more suitable methods of observing the movements of the vocal folds in such cases. A drawback of any video recording is the later time-consuming offline replay of the films in slow motion and our restricted pattern recognition for motion and other time-dependent processes.

Methods

The phonovibrogram (PVG) is an image-processing algorithm that extracts the vocal fold motions of a whole laryngoscopic HS video film and automatically compresses them into a single image.

Results

Simple patterns that vary from person to person are revealed by PVG; these can be categorized by means of simple geometric forms, which a human observer can more easily recognize and interpret than dynamic motion patterns. The PVG computation is described in detail and an extensive guide to interpretation is given, illustrated by reference to theoretical and real examples.

Conclusion

In clinical conditions, HS laryngoscopic video recording is useful only in association with automatic image processing. The PVG procedure is a promising approach and tests should be performed with a view to further clinical validation.

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Danksagung

Diese Arbeit ist ein Resultat langjähriger Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) sowohl im Normalverfahren (DFG Ey15/4–10) als auch im Rahmen von TP B5 im SFB 603. Für wertvolle unterstützende Diskussionen, Hinweise und Arbeiten danken wir der gesamten Arbeitsgruppe, im Besonderen PD Dr. Ing. M. Döllinger, Prof. Dr. F. Rosanowski, PD Dr. M. Schuster, PD Dr. P. Kummer, Dipl.-Ing. R. Schwarz und Dipl.-Ing. T. Wurzbacher.

Interessenkonflikt

Es besteht kein Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen. Die Präsentation des Themas ist unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.

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Authors and Affiliations

  1. Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie, Universitätsklinikum Erlangen, Bohlenplatz 21, 91054, Erlangen, Deutschland

    U. Eysholdt & J. Lohscheller

Authors
  1. U. Eysholdt
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  2. J. Lohscheller
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Eysholdt, U., Lohscheller, J. Phonovibrogramm: Stimmlippendynamik in einem Bild. HNO 56, 1207–1212 (2008). https://doi.org/10.1007/s00106-007-1541-9

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