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Papers by J. Lohscheller

Bei Laryngektomierten mit Stimmventilprothesen ist die Qualität der Ersatzstimme von der Schwingu... more Bei Laryngektomierten mit Stimmventilprothesen ist die Qualität der Ersatzstimme von der Schwingungscharakteristik des pharyngo-ösophagealen Segments (PE-Segment) abhängig. Mit digitalen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen (HG-Aufnahmen) kann die Bewegung des PE-Segments gemessen werden. Neben der Morphologie beeinflusst die Dichte des Gewebes und die Spannungsverteilung entlang des Umfangs des PE-Segments maßgeblich die Schwingungscharakteristik. Diese Parameter sind einer direkten Messung nicht zugänglich. Deshalb wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem die Gewebeeigenschaften des PE-Segments mit einem biomechanischen Modell nachgebildet werden. Dies wird mit Hilfe einer Inversionsprozedur ermöglicht, welche die Modelldynamik an die Bewegungen des PE-Segments anpasst. Die Inversionsprozedur unterteilt sich in eine Modellinitialisierung durch Auswertung der HG-Messung und einer Optimierung der Modellparameter. Die optimierten Parameterwerte beschreiben qualitativ die Gewebeeigenschaften ...

In den letzten Jahren gab es umfangreiche Bemühungen, das Verstehen von Sprache in seinen Teilasp... more In den letzten Jahren gab es umfangreiche Bemühungen, das Verstehen von Sprache in seinen Teilaspekten mit elektrophysiologischen Verfahren und ggf. in Kombination mit bildgebenden Techniken abzubilden. Die dabei gewählten Untersuchungsdesigns waren nach den technischen Voraussetzungen und dem Zeitaufwand so aufwändig, dass eine breite klinisch Anwendbarkeit insbesondere bei Kindern, i.e. in der Diagnostik der gestörten Sprachentwicklung, a priori unwahrscheinlich ist. Im Hinblick auf eine methodische Optimierung wurde hier eine Vorversuchsreihe durchgeführt, in der diese klinisch-praktischen Anforderungen besonders berücksichtigt wurden. Konkret wurde vor dem theoretischen Hintergrund der Mismatch Negativity (MMN) ein Design entwickelt, in dem sprachrelevante Eigenschaften, nämlich Veränderungen der Länge, Frequenz, Intensität und Signal-Pausen-Struktur akustischer Signale elektrophysiologisch gemessen wurden. Bei den 10 untersuchten Kindern konnte in diesem Paradigma mit allen gew...

Neben onkologischen Kriterien wie Tumorfreiheit und Überlebenszeit ist die Qualität der Ersatzsti... more Neben onkologischen Kriterien wie Tumorfreiheit und Überlebenszeit ist die Qualität der Ersatzstimme bei Laryngektomierten ein wesentliches Kriterium des Krankheitserlebens. Die Bewertung der Ersatzstimme unterliegt naturgemäß subjektiven Kriterien, die in der Literatur bisher nur wenig beschrieben wurden. Auch liegen nur wenige Daten zur Korrelation der Selbst- und der Fremdbewertung der Stimme vor, obwohl dies doch für die Indikationsstellung für weitere Behandlungen sinnvoll wäre. Und auf diesen Fragenkomplex zielte diese Studie: An n=25 männlichen Laryngektomierten im Alter von im Mittel 65 Jahren mit einer tracheoösophagealen Ersatzstimme (Provox®) wurde die Selbstbewertung mittels einer an anderer Stelle vorgestellten deutschen Übersetzung des Voice Handicap Index VHI dargelegt und mit einer vierstufigen kategorialen Fremdbewertung eines gelesenen Standardtextes durch ein Expertengremium verglichen. Die Ergebnisse der beiden Erhebungsinstrumente weichen erheblich voneinander a...

Heiserkeiten als Folge von Stimmlippenlähmungen beruhen zum Teil auf irregulären Stimmlippenschwi... more Heiserkeiten als Folge von Stimmlippenlähmungen beruhen zum Teil auf irregulären Stimmlippenschwingungen. Diese können mit der Hochgeschwindigkeitsglottographie aufgenommen werden. Zur Ableitung quantitativer Parameter werden gemessene Schwingungsverläufe mit denen aus einem Modell (z.B. 2MM) verglichen. Bei einseitigen Stimmlippenlähmungen ist neben der veränderten Muskelspannung und der schwingenden Masse auch ein zusätzlicher Abstand der Stimmlippen voneinander und ein ggf. erhöhter subglottaler Luftdruck zu berücksichtigen. In dieser Arbeit wurde an einer Reihe von zehn Patienten mit einseitiger Stimmlippenlähmung untersucht, inwieweit sich die gemessenen Schwingungsverläufe der Stimmlippen durch ein Zwei-Massen-Modell der Stimmlippen darstellen lassen. Ferner wurden die individuell gefundenen Modellparameter mit den jeweiligen Stimmbefunden verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die gemessenen Stimmlippenschwingungen prinzipiell durch das Modell darstellen lassen. Es zeig...

Die klinische Untersuchung von Stimmstörungen erfordert die visuelle Erfassung der oszillierenden... more 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 ...

Mit endoskopischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen (HG-Aufnahmen) lassen sich die Bewegungsmuster d... more Mit endoskopischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen (HG-Aufnahmen) lassen sich die Bewegungsmuster der Stimmlippen in Echtzeit erfassen. Für eine quantitative und damit objektive Analyse der HG-Aufnahmen wurde die Phonovibrographie entwickelt. Mit diesem Verfahren werden die oszillierenden Stimmlippenkanten aus den HG-Aufnahmen extrahiert und anschließend in einem 2D Bild, dem Phonovibrogramn (PVG), visualisiert. Durch Quantifizierung der geometrischen Muster innerhalb eines PVGs lassen sich die Schwingungen beider Stimmlippen unabhängig voneinander analysieren. In der hier vorgestellten Studie wurde die Phonovibrographie zur Analyse von 12 gesunden männlichen und 12 weiblichen Probanden verwendet. Um die Stabilität des Verfahrens zu verifizieren, wurden von jeder HG-Aufnahme eines Probanden zwei Teilsequenzen analysiert. Anschließend wurden die Schwingungsmuster für beide Teilsequenzen getrennt voneinander quantifiziert. Bei allen Probanden stimmen die Ergebnisse der PVG-Analyse beide...

Bei der klinischen Diagnostik von Stimmstörungen wird die Stimmlippendynamik mit Hilfe von endosk... more Bei der klinischen Diagnostik von Stimmstörungen wird die Stimmlippendynamik mit Hilfe von endoskopischen Bildgebungsverfahren untersucht. Üblicherweise findet deren Beurteilung auf Basis einer stationären Phonation statt, d.h. bei konstanter Grundfrequenz und Intensität eines gehaltenen Vokals. Ein Nachteil dieses Untersuchungsparadigma ist, dass nur die pathologischen Anteile einer Stimmstörung beobachtbar sind, die sich bei der untersuchten Grundfrequenz ausbilden. In dieser Arbeit wurde untersucht ob ein nicht-stationäres Phonationsparadigma eine umfassendere Befundung von Stimmstörungen ermöglicht. Hierzu wurden während der aktiven Änderung der Tonhöhe, die Stimmlippenschwingungen mittels der digitalen Hochgeschwindigkeitsglottographie aufgezeichnet. Die quantitative Auswertung dieser Schwingungen findet durch ein biomechanisches Modell der Stimmlippen statt. Ein Optimierungsalgorithmus passt dabei die Parameter des Modells automatisch so an, dass die Modelldynamik die Stimmlip...

Hintergrund In Verbindung mit der Hochgeschwindigkeits-Laryngoskopie ermöglicht das Phonovibrogra... more Hintergrund In Verbindung mit der Hochgeschwindigkeits-Laryngoskopie ermöglicht das Phonovibrogramm (PVG) eine kompakte Visualisierung von Stimmlippen(SL)-Schwingungen [ref:1]. Mittels eines von Unger et al. [ref:2] entwickelten PVG-Analyseverfahrens lässt sich eine[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL]

Hintergrund Die Hochgeschwindigkeits-(HG)-Laryngoskopie erlaubt durch ihre hohe zeitliche Auflösu... more Hintergrund Die Hochgeschwindigkeits-(HG)-Laryngoskopie erlaubt durch ihre hohe zeitliche Auflösung das präzise Erfassen des zeitabhängigen Schwingungsmusters der Stimmlippendynamik. In Studien konnte gezeigt werden, dass sich basierend auf Phonovibrogrammen (PVG) [ref:1][zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL]

Hintergrund Die digitale Hochgeschwindigkeits-Videoendoskopie (HSV) ist derzeit die einzige Techn... more Hintergrund Die digitale Hochgeschwindigkeits-Videoendoskopie (HSV) ist derzeit die einzige Technik, die das intrazyklische Schwingungsmuster entlang der gesamten Stimmlippenlänge erfasst. Da auf diese Weise kleinste Irregularitäten der Schwingungsmuster erkannt werden können, kommt[for full text, please go to the a.m. URL]

Hintergrund Für die klinische Anwendung von endoskopischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen (high-sp... more Hintergrund Für die klinische Anwendung von endoskopischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen (high-speed videos, HSV) der Stimmlippen ist aufgrund des hohen Datenvolumens eine Weiterverarbeitung und Reduktion auf wenige aussagekräftige Parameter notwendig. Diese quantitative Analyse der HSV[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL]

Einleitung: Dreidimensionale optische Tracking Systeme zur intraoperativen stereotaktischen Navig... more Einleitung: Dreidimensionale optische Tracking Systeme zur intraoperativen stereotaktischen Navigation anhand von CT-Bildern gehören zum Standard der Kopf-Hals-Chirurgie. Uns stellte sich die Frage, ob eben dieses vertraute System ohne CT-Bilder die Grundlage einer alternativen Methode sein könnte,[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL]

Bisheriger Goldstandard in der Diagnostik glottischer Läsionen ist die Mikrolaryngoskopie, Probee... more Bisheriger Goldstandard in der Diagnostik glottischer Läsionen ist die Mikrolaryngoskopie, Probeentnahme und anschließende histologische Beurteilung. Dieses Verfahren ist invasiv und risikobehaftet. Daraus ergibt sich ein Bedarf für nicht-invasive Methoden zur Diagnostik von Stimmlippenveränderungen.[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL]

Hintergrund Symmetrische Stimmlippenschwingungen und ein periodischer Schluss der Glottis werden ... more Hintergrund Symmetrische Stimmlippenschwingungen und ein periodischer Schluss der Glottis werden als Voraussetzung für eine normale Stimmfunktion angenommen. Aktuelle Untersuchungen weisen aber auch bei jungen gesunden Sprechern geringe Asymmetrien der Stimmlippenschwingungen nach [ref:1],[for full text, please go to the a.m. URL]

Einleitung und Hintergrund Zur detaillierteren Darstellung der Stimmlippendynamik kommen zunehmen... more Einleitung und Hintergrund Zur detaillierteren Darstellung der Stimmlippendynamik kommen zunehmend moderne bildgebende Verfahren zum Einsatz. Hierzu zählen unter anderen die (Video-)Kymographie und die Hochgeschwindigkeits- (HG) Laryngoskopie, welche gegenwärtig als "state of the[for full text, please go to the a.m. URL]

Einleitung/Hintergrund Eine tragende Rolle bei der klinischen Stimmdiagnostik spielt die Untersuc... more Einleitung/Hintergrund Eine tragende Rolle bei der klinischen Stimmdiagnostik spielt die Untersuchung der dynamischen Eigenschaften der Stimmlippen (SL) während der Phonation. Als besonders geeignet hat sich hierfür die digitale Hochgeschwindigkeits- (HG) Videoendoskopie erwiesen [ref:1].[for full text, please go to the a.m. URL]

Einleitung Die endoskopische Hochgeschwindigkeits-(HG-)Videolaryngoskopie erlaubt eine präzise Er... more Einleitung Die endoskopische Hochgeschwindigkeits-(HG-)Videolaryngoskopie erlaubt eine präzise Erfassung der Stimmlippen-(SL-)Dynamik in Echtzeit. In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche Ansätze zur Quantifizierung des SL-Schwingungsverhaltens aus HG-Aufnahmen vorgestellt, welche zum[zum vollständigen Text gelangen Sie über die oben angegebene URL]

Forschung heute – Zukunft morgen, 2018

2009 2nd International Symposium on Applied Sciences in Biomedical and Communication Technologies, 2009

Clinical diagnosis of voice disorders is based on examination of the oscillating vocal folds duri... more Clinical diagnosis of voice disorders is based on examination of the oscillating vocal folds during phonation with state-of-the-art endoscopic high-speed cameras. Commonly, the offline analysis is performed in a subjective and time-consuming manner via slow-motion playback. In this study an objective method for overcoming this drawback is presented being based on phonovibrogram (PVG) images. For a set of normal voices and subjects suffering from vocal fold paralysis or functional dysphonia the laryngeal dynamics were captured by specialized phonovibrogram features and classified using a support vector machine (SVM). In case of functional voice disorders a mean classification accuracy of 78.5% was obtained while in vocal fold paralysis a classification accuracy of up to 93% could be obtained. The classification results show that the PVG features hold a lot of promise in supporting diagnosis of voice pathologies even in case of muscle tension dysphonia.

Forschung heute – Zukunft morgen, 2018

2009 2nd International Symposium on Applied Sciences in Biomedical and Communication Technologies, 2009