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Hintergrund: Der Testosterongehalt hat einen Einfluss auf die Grundfrequenz der männlichen Stimme und damit auch auf die empfundene Attraktivität von Männern. Darüber hinaus gibt es Hinweise, dass auch die Stimmqualität durch den Testosterongehalt beeinflusst wird. Ziel dieser Arbeit ist es, den Zusammenhang zwischen Stimmqualität und Testosterongehalt auf Basis klinischer Parameter zu untersuchen.Material und Methoden: Die verwendeten Daten wurden im Forschungsprojekt "Geschlechtsspezifische phonetische Variabilität" an der Friedrich-Schiller-Universität Jena erhoben. Für die vorliegende Studie wurde der Tagesmittelwert der Testosteronmenge von 30 gesunden, männlichen Probanden (Durchschnittsalter 22,4 Jahre) sowie Audiosamples verwendet. Die Audiosamples umfassen Aufnahmen gehaltener Phonation sowie Sprachaufnahmen jedes Probanden, aufgenommen zu 3 Tageszeitpunkten. Die Stimmqualität der Probanden wurde apparativ auf Basis der Parameter Jitter, Shimmer und HNR (gehaltene Phonation) und auditiv-perzeptiv mittels RBH-Bewertung von 9 Expertinnen (Sprachaufnahmen) ermittelt. In der statistischen Analyse wurde der Pearson Korrelationskoeffizient zwischen den Parametern und den mittleren Tagestestosteronwerten der Probanden bestimmt.Ergebnisse: Sowohl die Parameter Jitter, Shimmer und HNR als auch die audio-perzeptiven RBH-Werte lagen im physiologischen Bereich der gesunden Stimme. Die Intraklassenkorrelationsanalyse ergab zudem eine hohe Reliabilität der Bewertungen durch die 9 Expertinnen. Allerdings konnte für keinen der Parameter ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Stimmqualität der Probanden und ihren mittleren Testosteronwerten festgestellt werden.Diskussion: Aufgrund der stimmgesunden Probanden der Studie sind die Ergebnisse der apparativen Parameter und der RBH-Werte zu erwarten gewesen. Somit ist die Streubreite der Ergebnisse auf den physiologischen Bereich reduziert, wodurch kleinste Veränderungen der Stimmqualität mit diesen klinischen Me

Hintergrund: Physiologische Alterungsprozesse haben Auswirkungen auf die Stimme. In der Regel wird sie schlechter. Sie verliert an Dynamik, Umfang und Belastungsfähigkeit. Zurückzuführen ist dies u.a. auf veränderte phonatorische Funktionen, biochemische Veränderungen des Gewebes und anatomisch-degenerative Veränderungen des Kehlkopfes und des Ansatzrohres im Sinne einer Altersatrophie der Muskulatur sowie des Bindegewebes.Material und Methoden: Es wurden Stimmaufnahmen von 73 stimmgesunden Proband:innen zwischen 55 und 88 Jahren (w=37; m=36) analysiert, die 2022 in der Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie an der Hals-Nasen-Ohren-Klinik - Kopf- und Halschirurgie des Universitätsklinikums Erlangen untersucht wurden. Die Stimme wurde in Anlehnung an das Protokoll der European Laryngological Society (ELS) untersucht. Aus dem extrahierten Audiosignal wurde folgende Parameter berechnet: Grundfrequenz (F0), Harmonics Intensity (HI), Harmonics-to-Noise Ratio (HNR), Cepstral Peak Prominence (CPP), Jitter und Shimmer. Anschließend wurden die Ergebnisse nach Geschlechtern und Altersgruppen verglichen.Ergebnisse: Die maximale Lautstärke (lmax) sank bei den Frauen im Alter statistisch signifikant ab. Die minimale Lautstärke (lmin) stieg bei den Männern im Alter signifikant an. Bei den akustischen Parametern, die mit einer guten Stimmqualität in Verbindung gebracht werden, zeigten sich insgesamt bei den Frauen bessere Werte als bei den Männern in allen Altersgruppen.Insgesamt zeigten sich die Parameter konstant über die Altersgruppen. Beim Altersgruppenvergleich konnten lediglich Tendenzen, die auf eine verminderte Stimmqualität hinweisen, festgestellt werden, jedoch nahezu keine statistisch signifikanten Unterschiede.Diskussion: Die Veränderung von Imax und Imin sind a.e. Folge altersphysiologischer Veränderungen der Stimmlippen. Die Ergebnisse der akustischen Parameter könnten Folge einer überproportional hohen Studienteilnahme von Proband:innen mit Gesangserfahrung sein

Hintergrund: Probanden mit ektodermaler Dysplasie (ED) leiden an einer vererbten Störung in der Entwicklung der ektodermalen Strukturen. Sie zeigen eine deutlich reduzierte Bildung von Zähnen und Haaren sowie eine verminderte Anzahl und Aktivität von Schweiß- und Speicheldrüsen. Erst in jüngster Zeit ist die Stimme von ED-Probanden stärker in den Fokus gerückt und der subjektive Eindruck einer rauen und heiseren Stimme konnte objektiv bestätigt werden (Semmler et al. 2021). Die zugrundeliegenden Faktoren in Kehlkopf und Vokaltrakt sind noch unbekannt. Der Speichel wird bislang stellvertretend für den laryngealen Mukus untersucht. Die Rolle des Speichels/Mukus und seiner spezifischen Zusammensetzung für die resultierende Stimmqualität ist für diese seltene Krankheit und für die Stimme im Allgemeinen bisher noch ungeklärt.Material und Methoden: Eine systematische Studie wurde an 52 Probanden mit ED und 102 Kontrollpersonen (keine ED, gesunde Stimme) durchgeführt. Wir folgten dem etablierten ELS Protokoll zur Bewertung der Stimmqualität mit zusätzlicher Hochgeschwindigkeits-Videoendoskopie (HSV@4kHz). Sowohl die Video- als auch Audioaufnahmen wurden durch objektive und subjektive Messungen ausgewertet. Des Weiteren wurde eine detaillierte Laboranalyse des Ruhespeichels und des stimulierten Speichels durchgeführt.Ergebnisse: Männliche ED-Probanden wiesen im Vergleich zur Kontrollgruppe eine signifikant niedrigere Speichelproduktion und einen geringeren Mucin5B-Gehalt auf, während der Hyaluronsäurespiegel unbeeinflusst war. Zusätzlich zu der statistisch signifikant reduzierten akustischen Qualität bei ED-Probanden wurden nun auch abweichende HSV-Parameter identifiziert, die auf eine reduzierte Spannung und erhöhte Mobilität der Stimmlippen bei ED-Probanden hinweisen (Pelka et al. 2023).Diskussion: Die Beziehung zwischen laryngealem Mukus/Speichel und deren Rheologie muss weiter untersucht werden. Trotz der Seltenheit der ED können wir durch eine gründliche Untersuchung d

Hintergrund: Die Phonation wird als Fluid-Struktur-Akustik-Interaktion beschrieben. Die Wechselwirkung zwischen Luftstrom und Stimmlippengewebe wird weitgehend von den Gewebseigenschaften der Stimmlippen bestimmt, die den Fluss durch die Glottis begrenzen. Die Energieübertragung zwischen Luft und Stimmlippen wird zudem durch den laryngealen Mukus beeinflusst, der die Grenzschicht zwischen den beiden Systemen bildet. Es gibt zahlreiche Studien über die Auswirkungen der Hydratation auf den Phonationsprozess, aber der Einfluss der Zusammensetzung und Rheologie des laryngealen Mukus wurden bisher kaum untersucht.Material und Methoden: Es wurden 4 synthetische Mukusproben mit physiologischen viskoelastischen Eigenschaften hergestellt. Als Grundlage dienten Untersuchungen zu humanen Mukusproben von Patienten ohne Stimmerkrankung, die aufgrund ihrer sich unterscheidenden viskoelastischen Eigenschaften gruppiert wurden. Wir verwendeten Xanthanlösungen in 3 verschiedenen Konzentrationen und fügten einer von ihnen Muzin zu. Die Wirkung von synthetischem Mukus auf die Phonation wurde in einem etablierter Versuchsaufbau für exzidierte Kehlköpfe unter kontrollierbaren Bedingungen untersucht. Der bestehende Aufbau wurde um eine Methode zur reproduzierbaren Applikation des synthetischen Mukus erweitert. Jede der 4 Mukusproben wurde auf 6 exzidierte Schweinekehlköpfe aufgetragen und in Schwingungsexperimenten mit systematischer Parametervariation multimodal analysiert.Ergebnisse: Mit Hilfe der Particle Tracking Microrheology (PTM) konnten wir nachweisen, dass die viskoelastischen Eigenschaften des synthetischen Mukus mit der Rheologie des menschlichen laryngealen Mukus in den essentiellen Punkten übereinstimmen. Trotz der großen rheologischen Bandbreite, erwiesen sich die Phonationsparameter in den Schwingungsexperimenten als sehr robust. Sie lagen im typischen Bereich anderer ex-vivo Experimente. Ein fluoreszierender Farbstoff bestätigt die Benetzung der gesamten Stimmlippenoberfl

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: die superiore Fläche durch eine Laserprojektionseinheit, 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

Hintergrund: Mit dem Alter vermindert sich häufig die Stimmqualität. Dies geschieht aufgrund der altersbedingten Degeneration von Nerven und Atrophie der Muskeln und wird Presbyphonie genannt. Wenn dies, aufgrund von Unwohlsein bei verbaler Kommunikation der betroffenen Personen, zu einer Vermeidung von sozialen Kontakten führt, folgt daraus ein Verlust an Lebensqualität. Eine Möglichkeit die Degeneration von Nerven und Muskeln zu verringern bzw. das Muskelvolumen wieder zu vergrößern, ist die Funktionelle Elektrostimulation (FES). Um den Einfluss von FES auf die Altersstimme näher zu untersuchen, wurden Schwingungsversuche an exzidierten Schafskehlköpfen durchgeführt. Dazu wurden Kehlköpfe von stimulierten und nicht-stimulierten alten Schafen (10 Jahre) untersucht.Material und Methoden: Um den Musculus thyroarytaenoideus zu stimulieren wurden Elektroden am Nervus laryngeus recurrens implantiert. Die Stimulation erfolgte über einen Zeitraum von neun Wochen, täglich für 20 Minuten und mit einer Stromstärke zwischen 3 mA und 8 mA.Für die Schwingungsversuche wurde das Gewebe oberhalb der Stimmlippen teilweise entfernt um die Stimmlippenschwingung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera (4.000 FPS) aufzeichnen zu können. Durch laterale Kompression der Kehlköpfe auf Höhe der Aryknorpel wurden die Stimmlippen in präphonatorische Stellung gebracht. Um unterschiedliche Elongationen der Stimmlippen nachzubilden, wurden Gewichte am Schildknorpel angebracht. Ausgehend vom Phonationsbeginn wurde der Luftfluss in 15 Stufen erhöht. Für jede Luftflussstufe wurde neben der Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahme der Stimmlippenschwingung auch der subglottale Druck und das akustische Signal mit einer Abtastrate von 96 kHz aufgezeichnet. Die drei Signale wurden synchron aufgenommen und mit unserer hauseigenen Software Glottis Analysis Tools (GAT), Matlab und SPSS ausgewertet.Ergebnisse: Besonderer Fokus der Auswertung liegt auf der Analyse der Änderung des Glottisschlusses, sowie der resulti

Hintergrund: Bei älteren Menschen verändert sich die Stimme. In der Regel wird sie schlechter. Sie verliert an Dynamik, Umfang, und Belastungsfähigkeit.Zurückzuführen ist dies u.a. auf veränderte phonatorische Funktionen, biochemische Veränderungen des Kehlkopfes und anatomisch-degenerative Veränderungen des Kehlkopfes und des Ansatzrohres im Sinne einer Altersatrophie der Muskulatur sowie des Bindegewebes.High-Speed-Videoendoskopische (HSV) Aufnahmen ermöglichen die Berechnung objektiver Parameter, welche eine Aussage über das Schwingungsverhalten der Stimmlippen während der Phonation machen. Zwei dieser Parameter werden mit der "Elastizität" der Stimmlippen in Verbindung gebracht ("Stiffness" und "Amplitude-to-Length-Ratio").Material und Methoden: Die HSV-Aufnahmen wurden mit einer Bildfrequenz von 4000 Hz aufgezeichnet. Es wurden Aufnahmen von 30 älteren Menschen (SEN, Alter >= 55) und von 30 stimmgesunden Freiwilligen (CON, Alter < 30) mit dem Glottis-Analysis-Tool (GAT) ausgewertet und objektive Parameter zu den charakteristischen Merkmalen berechnet.Hierbei handelt es sich um Parameter, welche die glottale Dynamik vor allem hinsichtlich des Glottisschluss, der Periodizität und der Symmetrie beschreiben.Und es sind Parameter, die Rückschlüsse auf die Gewebeeigenschaften der Stimmlippen, wie Steifigkeit und Spannung ermöglichen könnten.Ergebnisse: Wir erwarten, dass einige der typischerweise mit der Dynamik assoziierten HSV-Parameter (z.B. Glottal Gap Index, Amplituden- und Phasenperiodizität) einen Unterschied der beiden Gruppen zeigen. Wir gehen auch davon aus, dass weitere HSV-Parameter auf eine veränderte Elastizität der Stimmlippen zwischen SEN und CON hinweisen.Diskussion: Die Studienergebnisse zeigen, inwiefern das Schwingungsverhalten während der Phonation bei älteren Menschen verändert ist. Zusätzlich stellen die erhobenen Daten ein altersgerechtes Kollektiv für weitere Studien dar, insbesondere für die Unterscheidung von altersphysiologischer und funkt

Hintergrund: Die Injektionslaryngoplastik kann bei einseitigem Stimmlippenstillstand nach Rekurrensparese oder Stimmlippenatrophie den insuffizienten Glottisschluss teilweise oder vollständig wiederherstellen und so eine effizientere Phonation erreichen. Idealerweise verbessert die Medialisierung der Stimmlippe nicht nur den Glottisschluss, sondern erhöht auch die Regularität und Symmetrie im Schwingungsverhalten durch den gesteigerten Kontakt der Stimmlippen und somit auch die Stimme. Der Therapieerfolg wird im Rahmen des ELS-Protokolls dokumentiert, wobei die Stimmlippendynamik typischerweise anhand der Videolaryngoskopie durch den Arzt beurteilt wird. Ein Vergleich mit objektiven Parametern untersucht einen möglichen Mehrwert von computergestützten Analyseverfahren.Material und Methoden: Über 3 Jahre lang wurden Patienten der Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie Erlangen vor und nach einer Injektionslaryngoplastik mit jeweils 2-4 Verlaufskontrollen in dieser Studie erfasst. Bei jedem Termin wurde standardmäßig das ELS-Protokoll zur Evaluation der Stimme durchgeführt. Neben der Schwere/Position der Parese und der glottalen Fläche bei Atmung wurden die stroboskopischen Aufnahmen dabei durch den behandelnden Arzt anhand einer Skala (0-3) für Verschluss, Symmetrie und Regularität beurteilt. Parallel wurden die verfügbaren Hochgeschwindigkeitsaufnahmen mit Hilfe des Glottis Analysis Tools segmentiert und objektive Parameter berechnet.Ergebnisse: Die computergestützte Auswertung der Video-Parameter ermöglicht eine objektive Beurteilung der Schwingungscharakteristik (Symmetrie, Periodizität und Stimmlippenschluss). Die objektiv berechneten Werte können in einer Korrelationsanalyse mit der subjektiven Bewertung der Laryngoskopie und der logopädischen Untersuchung verglichen werden. Alle erhobenen Daten werden mit Hilfe statistischer Methoden auf signifikante Trends untersucht und bei der Tagung vorgestellt.Diskussion: Die Ergebnisse der Korrelationsanalyse werden i

Hintergrund: Die Konsistenz von Mukus wird von Krankheiten wie ektodermaler Dysplasie oder Mukoviszidose beeinflusst. Begleiterscheinungen können Heiserkeit und Stimmprobleme sein. In ersten Ex-vivo-Studien wurde bereits der Einfluss von künstlichem Mukus auf die Schwingungscharakteristika der Stimmlippen festgestellt. Allerdings konnte eine realistische Viskeoelastizität aufgrund fehlender Daten nicht nachgebildet werden. Eine kürzlich veröffentlichte Studie über die rheologischen Eigenschaften von humanem, laryngealem Mukus ermöglicht nun die Herstellung eines künstlichen Mukus mit physiologischer Viskoelastizität. Somit kann der Einfluss von Mukus auf das Schwingungsverhalten der Stimmlippen untersucht werden. Hierfür eignen sich Ex-vivo-Messungen mit exzidierten Tierkehlköpfen. Diese sind messtechnisch gut zugänglich und lassen systematische Messreihen unter kontrollierten Bedingungen zu. Die Reproduzierbarkeit der Versuche ist zusätzlich durch eine automatisierte Versuchsdurchführung und Datenerfassung gegeben. Des Weiteren kann durch Manipulation der Stimmlippenstellung der Einfluss des Mukus auf den Glottisschluss oder die Symmetrie der Stimmlippen untersucht werden.Material und Methoden: Die Rheologie verschiedener Gele wurde mittels Particle Tracking Microrheology sowie konventioneller Scherrheologie untersucht und mit der Viskoelastizität von humanem, laryngealen Mukus verglichen. Es wurden vier verschiedene synthetische Mukusgele hergestellt und deren Einfluss auf die Oszillation der Stimmlippen mittels Highspeed-Videoaufnahmen, Druck- und Akustikmessungen an je sechs exzidierten Schweinekehlköpfen quantifiziert.Ergebnisse: Xanthan überzeugte hinsichtlich seiner Gelbildungseigenschaften und Viskoelastizität gegenüber Polyacrylsäure und Hydroxyethylcellulose, um humanen laryngealen Mukus nachzubilden. Ex-vivo-Experimente wurden erfolgreich mit vier Xanthangelen unterschiedlicher Konsistenz durchgeführt, um die Diversität von humanem laryngealem Mukus abzub

Hintergrund: Der einseitige Stimmlippenstillstand (z.B. bei Parese des N. laryngeus recurrens) kann zu einer schweren Beeinträchtigung der Stimmgebung führen. Vor allem der inkomplette oder fehlende Glottisschluss verhindern eine effiziente Phonation. Wenn die logopädische Therapie keine ausreichende Besserung erzielen kann, stellt die Stimmlippenaugmentation durch Injektionslaryngoplastik eine bewährte Behandlungsmethode dar. Durch die Medialisierung der Stimmlippe wird ein verbesserter Glottisschluss angestrebt. Durch den besseren Kontakt der Stimmlippen wird eine höhere Regularität und Symmetrie im Schwingungsverhalten erwartet. Mit Hilfe von computergestützten Analyseverfahren kann der Einfluss dieses Eingriffs auf die Schwingungscharakteristik der Stimmlippen und das resultierende akustische Signale quantitativ bestimmt werden.Material und Methoden: Für 121 Stimmlippenaugmentation wurden im Zeitraum von 2018-2020 jeweils 2-4 Verlaufskontrollen an Patienten der Abteilung für Phoniatrie und Pädaudiologie Erlangen in die Studie aufgenommen und analysiert. Dabei kamen drei verschiedene Präparate zum Einsatz: Hyaluronsäure (80), Hydroxylapatit (22) und Polyacrylamid (19). Gemäß dem ELS Protokoll wurden subjektive und objektive Stimmparameter erhoben und ausgewertet.Ergebnisse: Die computergestützte Auswertung der Video-Parameter ermöglicht eine objektive Beurteilung der Schwingungscharakteristik (Asymmetrie, Periodizität und Stimmlippenschluss) und die akustische Qualität (Rauschen, Regularität) wird auf Basis des Audiosignals berechnet. Außerdem können die objektiv berechneten Werte mit der subjektiven Bewertung der Laryngoskopie und der logopädischen Untersuchung verglichen werden. Alle erhobenen Daten werden mit Hilfe statistischer Methoden auf signifikante Trends untersucht und bei der Tagung vorgestellt.Diskussion: Insbesondere das Material Polyacrylamid ist für die Stimmlippenaugmentation bisher nur wenig erforscht. Für den deutschsprachigen Raum liegen unsere

Hintergrund: Um die Eigenschaften des akustischen Signals und der Stimmlippenvibrationen während gehaltener Phonation zu bestimmen, wurden bereits viele Parameter vorgeschlagen. Einige dieser Parameter haben jedoch starke mathematische Abhängigkeiten zueinander und andere sind schlecht konzipiert. Der Zweck dieser Studie ist es, mathematische Abhängigkeiten zwischen diesen Parametern zu identifizieren, ihre Anzahl zu reduzieren und eine Empfehlung zu geben, welche dieser Parameter die Eigenschaften der glottalen Flächenfunktion (GAW) und des akustischen Signals am besten wiedergeben.Material und Methoden: In dieser Voruntersuchung werden 20 häufig verwendete Parameter behandelt: 10 Parameter, die ausschließlich für die GAW definiert sind, und 10 Parameter für GAW und akustische Signale. Alle Parameter wurden bezüglich ihres mathematischen Verhaltens und ihrer Abhängigkeiten zueinander auf Auffälligkeiten hin untersucht.Ergebnisse: Die Ergebnisse legen nahe, dass 13 Parameter aufgrund mathematischer Abhängigkeiten vernachlässigt werden können. Zusätzlich zeigen 9 dieser Parameter problematische Merkmale, die von unerwartetem Verhalten bis hin zu unzureichender Definition reichen.Diskussion: Welche der Parameter verworfen und welche beibehalten werden sollten, ist nicht immer unumstritten. Um unsere Vorschläge zu untermauern, wurden verschiedene Eigenschaften unterschiedlicher Parameter herausgearbeitet, wobei einige dieser Merkmale auf schwerwiegende Designprobleme hinweisen. Der klinischen Forschung müssen diese Mängel der Parameter bekannt sein, damit sichergestellt ist, dass diese Parameter zur Vorhersage von Behandlungseffekten verwendet werden können und von einer Aufnahme zur nächsten vergleichbar sind.Fazit: Ein kleiner Satz standardisierter Parameter stellt einen wichtigen Schritt für einen verbesserten Informationsaustausch in der Forschung dar und wird dazu beitragen die Aussagekraft der ausgewerteten Daten im klinischen Umfeld zu erhöhen. Die Redundanz bei

Hintergrund: Mehrere Studien haben Zusammenhänge zwischen dem subglottalen Druck Psub und Dysphonie festgestellt. Der Psub ist in-vivo nur mit invasiven Methoden direkt oder einer sogenannten Rothenbergmaske messbar. Kenntnis des Psub könnte bei der Diagnose helfen. Zur Schätzung können numerische Modelle verwendet werden, um in einem inversen Problem den Psub zu schätzen. Häufig kommt dabei ein Zwei-Massen-Modell (2MM) zum Einsatz. Bei komplexeren Modellen - z.B. mit besseren Strömungslösern - ist der Rechenaufwand zur klinischen Anwendung zu groß. Wir präsentieren einen Deep Learning Ansatz, der den Rechenaufwand signifikant reduziert.Material und Methoden: In zwei vorherigen Studien wurde zunächst in ex-vivo Experimenten der Psub bei der Oszillation von Schweinestimmlippen gemessen und dann gezeigt, dass mit einem modifizierten 2MM der Psub geschätzt werden kann. Aus beiden Studien wurden 288 Hochgeschwindigkeitsaufnahmen der Stimmlippenoszillation analysiert, bei denen der experimentelle Psub und die bisher beste Schätzung des Psub bekannt waren. Die Schätzung erfolgte anhand der lateralen Trajektorien der Stimmlippen.In dieser Studie wurde ein rekurrentes neuronales Netzwerk (RNN) mit synthetischen Trajektorien des 2MM trainiert, den Psub aus Trajektorien zu schätzen. Zum Training wurden 40.000 synthetische Trajektorien generiert.Ergebnisse: Der Fehler bei der Schätzung des Psub mit dem RNN lag bei den synthetischen Daten im Schnitt bei 80.3 ± 2.7 Pascal (8.1%) und bei den experimentellen ex-vivo Daten bei 194 ± 7.4 Pascal (21.21%). Die Laufzeit des 2MM zur Generierung der synthetischen Daten betrug 6.2 s, das Training des RNN benötigte 569 s.Diskussion: Die Genauigkeit bei der Schätzung des Psub ist vergleichbar mit dem vorherigen Ansatz (21.21% vs. 17.65% relativer Fehler). Der vorherige Ansatz benötigte aber pro Aufnahme 150.000 Modellauswertungen und 5.8 s, der präsentierte Ansatz benötigt nur einmalig 40.000 Modellauswertungen und unter 1 ms zur Auswertung

Hintergrund: Im vorgestellten Projekt werden Laborexperimente zur Analyse weichen Gewebes im Larynx im Hinblick auf biomechanische Parameter entworfen, umgesetzt und evaluiert. Die Experimente und Messmethoden zielen dabei auch auf einen zukünftigen klinischen Einsatz ab. Unsere Hypothese lautet: Hochfrequenter Ultraschall sowie Vibrometer-basierte Elastizitäts-Messmethoden wie Pipettenaspiration sind anwendbar für klinische in vivo Messungen an Stimmlippen und liefern bisher unzugängliche biomechanische Parameter.Das Projekt wird durchgeführt im Rahmen einer gemeinsamen FWF-DFG-Förderung zwischen der UMIT Hall i.T. und dem Universitätsklinkum Erlangen.Material und Methoden: Einerseits wird die Pipettenaspiration zur Bestimmung ortsaufgelöster frequenzabhängiger Materialparameter angewandt. Andererseits wird zur Bestimmung der statischen Elastizitäten mit höherer Ortsauflösung die Methode der US-Elastographie weiterentwickelt.Nach der Verifizierung der Methode an synthetischem Material wird sie an Kadaverkehlköpfen von Schweinen getestet. Der Larynx wird auf einem Stahlrohr fixiert. Es sollen Veränderungen der Elastizität aufgrund von Spannungsänderungen in den Stimmlippen bestimmt werden.Ergebnisse: Die Pipettenaspiration konnte bereits an synthetischen Materialien verifiziert werden. Die Elastizität konnte mit einer Genauigkeit besser als 5% reproduzierbar gemessen werden. An gedehnten Materialien konnte bereits der sich ändernde Grad der Anisotropie nachgewiesen werden. Ein neuer aussagekräftiger Parameter zur Charakterisierung der Anisotropie wurde definiert.Erste Experimente zur US-Elastographie konnten bereits an synthetischen, anisotropen Materialien durchgeführt werden. Die Verhältnisse der Elastizitäten konnten auch hier mit Genauigkeiten besser als 5% nachgewiesen werden.Diskussion: Heutige Messmethoden wie Rheologie und Dehnungsmessung erlauben die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften der Stimmlippen an exzidierten Kadaverkehlköpfen oder von S