Zusammenfassung

Hintergrund: Eine verbreitete Form der Semi-Occluded Vocal Tract Exercises (SOVTE) ist die sogenannte Wasserwiderstandstherapie (WRT). Dabei wird der Vokaltrakt während der Phonation künstlich durch einen Schlauch verlängert, dessen Ende einige Zentimeter in Wasser eingetaucht wird. WRT hat nachweislich positive Auswirkungen auf die Stimmverfassung von gesunden Personen, Sängern und Patienten mit Stimmstörungen. Allerdings zeigte sich, dass die WRT hinsichtlich der positiven Änderungen der Stimmlippenmechanik bei Personen mit gesunder Stimme nur kurzfristige Effekte hat. Zudem wurden die Langzeiteffekte von WRT auf die Schwingungseigenschaften der Stimmlippen bisher unzureichend untersucht.

Material und Methode: Dreizehn untrainierte, stimmgesunde Frauen führten über vier Wochen dreimal täglich ein vorgegebenes LaxVox^©-Übungsprogramm aus. An den Tagen 0, 7 und 28 wurden die Probanden mit einem hybriden Messsystem (Hochgeschwindigkeits-Videoendoskopie (HSV), Elektroglottographie und Mikrofon) zu drei Zeitpunkten aufgezeichnet: vor, unmittelbar nach und zehn Minuten nach einer vordefinierten kurzen Serie von LaxVox^©-Übungen. Akustische Parameter wurden aus den Audiosignalen sowie Schwingungseigenschaften der Stimmlippen aus der Glottal Area Waveform extrahiert, welche aus den nachbearbeiteten HSV-Daten gewonnen wurde. Diese Parameter wurden sowohl innerhalb der einzelnen Aufnahmetage als auch über den gesamten Zeitraum statistisch analysiert.

Ergebnisse: Die Ergebnisse zeigten weder statistisch signifikante Veränderungen der akustischen noch der Stimmlippenschwingungsparameter. Die Grundfrequenz schien jedoch in der dritten Aufnahmerunde im Vergleich zu den beiden vorherigen Runden leicht zu sinken, was ein Zeichen für eine Entspannung der Stimme sein könnte.

Schlussfolgerung: Zukünftige Studien sind erforderlich, um genauer zu überprüfen, ob die Veränderungen der Grundfrequenz über die Zeit auf WRT-Effekte zurückzuführen sind oder eher mit der individuellen Präkondition zusammenhängen. Weiterhin ist zu erforschen, ob WRT bei Probanden mit einer bereits bestehenden Stimmbeeinträchtigung deutlichere Ergebnisse erzielt.

Text

Hintergrund

Semi-Occluded Vocal Tract Exercises (SOVTE) stellen eine nicht-invasive Übungsmethodik dar, die in der Stimmtherapie, Rehabilitation sowie im Gesangstraining weit verbreitet ist. Dabei wird der Vokaltrakt im Bereich der Lippen oder durch Hilfsmittel wie Schläuchen teilweise verschlossen und verlängert, wodurch sich die aerodynamischen und akustischen Bedingungen verändern. Diese Anpassung soll zu einer effizienteren Schwingung der Stimmlippen führen [1] und kann sich positiv auf die Stimmgesundheit auswirken [1], [2].

Eine spezielle Form dieser Übungen ist die Wasserwiderstandstherapie (Water Resistance Therapy, WRT), häufig bekannt durch Systeme wie LaxVox^®. Hierbei wird das Ende des Silikonschlauchs in Wasser eingetaucht, wodurch während der Phonation ein zusätzlich erhöhter Widerstand entsteht. Die Eintauchtiefe des Schlauchs bestimmt den Anstieg der akustischen Impedanz [3]. Gleichzeitig erzeugen Luftblasen kleine Druckschwankungen, die massageähnliche Effekte auf die Gewebe im Vokaltrakt und ggf. die Stimmlippen selbst haben können [4].

Einige bereits beschriebene Effekte nach der Durchführung von WRT-Übungen sind ein Anstieg des Kollisionsschwellenwerts (Collision threshold pressure) [5], Absenkung des Schlußquotienten [6], Anstieg des Schalldruckpegels [6] und wahrnehmungsbezogene Verbesserungen der Stimmqualität [2], [7]. Allerdings wurden die Auswirkungen auf die laryngealen Mechanismen bisher nur kurzfristig gemessen [6] und die möglichen WRT-Wirkungen über mehrere Wochen sind unzureichend untersucht. Ziel der vorliegenden Studie war daher, die Effekte einer vierwöchigen WRT-Anwendung bei gesunden Frauen mittels Hochgeschwindigkeitsendoskopie (HSV), Elektroglottographie (EGG) und akustischem Signal detailliert zu analysieren.

Material und Methoden

An der Studie nahmen 11 stimmgesunde, nicht-stimmtrainierte Frauen im Alter von 20 bis 69 Jahren teil. Alle Teilnehmerinnen hatten keine subjektiven Stimmprobleme und organische Stimmstörungen wurden klinisch ausgeschlossen. Für die Studie wurden ausschließlich Frauen ausgewählt, weil hier ein erhöhtes Risiko für Stimmstörungen erwartet wird [8].

Die Datenerhebung erfolgte zu drei Zeitpunkten: vor Beginn des Trainings (Tag 1), nach einer Woche (Tag 7) und nach insgesamt vier Wochen (Tag 28). Zwischen den drei Tagen (hier Messrunden genannt) führten die Teilnehmerinnen dreimal täglich standardisierte WRT-Übungen aus. Bei jeder Messrunde phonierten die Probandinnen zu drei verschiedenen Momenten den Vokal /i/ mit einer Frequenz von ca. 247 Hz (B3) für mindestens 3 Sekunden: vor einer kurzen WRT-Übungsserie (Pre), unmittelbar danach (Post0) und zehn Minuten später (Post10). Diese drei Aufgaben wurden mittels eines hybriden Messsystems mit HSV, EGG und Mikrofon aufgenommen.

Aus den Audiosignalen wurden die folgenden Parameter berechnet: Schalldruckpegel (SPL), Grundfrequenz (f₀), Relative Average Perturbation (RAP), Smoothed Cepstral Peak Prominence (CPPs) und H1-H2. Aus der erhaltenen glottalen Wellenform (Glottal Area Waveform, GAW) wurden die Offen- und Schließungsquotienten (OQ_GAW und ClQ_GAW) berechnet. Die statistische Auswertung der Parameterverhältnisse erfolgte mittels Wilcoxon-Tests mit Anpassung für multiple Vergleiche (m = 5, p < 0.01 für statistische Signifikanz).

Ergebnisse

Die Analyse zeigte keine statistisch signifikanten Veränderungen für SPL, f₀, RAP, OQ_GAW, ClQ_GAW, CPPs und H1-H2 weder innerhalb einer Messrunde (Pre vs. Post0 vs. Post10) noch zwischen den drei Messrunden im Verlauf von vier Wochen. Wie in Abbildung 1 [Abb. 1] zu sehen ist, ließ sich eine leichte, wenn auch nicht statistisch signifikante Abnahme von f₀ in der dritten Messrunde beobachten. Zudem zeigte sich innerhalb dieser Runde bei sieben Probandinnen eine geringfügige Absenkung unmittelbar nach den Übungen.

Diskussion

Ziel dieser Arbeit war es, die langfristigen Auswirkungen des WRT-Trainings auf die Schwingungsmuster der Stimmlippen und auf die akustischen Parameter zu untersuchen. Frühere Studien zur WRT zeigten hauptsächlich positive kurzfristige Effekte unmittelbar nach den Übungen hinsichtlich des empfundenen Stimmkomforts und der akustischen Parameter [7] sowie des teilweise reduzierten Stimmlippenkontaktquotienten [9]. Da die Langzeitwirkungen der WRT aber noch nicht ausreichend untersucht wurden, war es von besonderem Interesse, ob sich mögliche kurzfristige Effekte in langfristigen Veränderungen der laryngealen Mechanismen und der akustischen Ergebnisse niederschlagen würden.

Die Ergebnisse legen allerdings nahe, dass eine vierwöchige Wasserwiderstandstherapie bei stimmgesunden, untrainierten Frauen keine signifikanten Veränderungen, sowohl kurzfristig als auch langfristig, in akustischen oder laryngealen Parametern bewirkt. Dieses Ergebnis entspricht einer früheren Studie, in der die WRT bei Frauen mit Stimmstörungen untersucht wurde, worin sich keine Auswirkungen auf akustische Parameter, jedoch ein verbessertes subjektives Stimmgefühl zeigten [10].

Die beobachtete leichte Abnahme der Grundfrequenz bei vorgegebener Tonhöhe könnte auf eine gewisse Entspannung des Stimmapparates hindeuten. Da die Teilnehmerinnen jedoch keine stimmliche Ausbildung hatten, ist es möglich, dass Schwankungen eher auf mangelnde Stimmkontrolle bzw. mangelndes musikalisches Hören als auf Therapieeffekte zurückzuführen sind.

Zu den Limitationen der Studie zählen die kleine Teilnehmerzahl, das Fehlen männlicher Probanden sowie die ausschließliche Untersuchung stimmgesunder Personen.

Fazit

In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen einer langfristigen Wasserwiderstandstherapie auf die Biomechanik des Kehlkopfes und akustische Parameter untersucht. Es wurden weder kurzfristige noch langfristige signifikante Veränderungen bei den glottalen und akustischen Parametern festgestellt.

Literatur

[1] Calvache C, Guzman M, Bobadilla M, Bortnem C. Variation on Vocal Economy After Different Semioccluded Vocal Tract Exercises in Subjects With Normal Voice and Dysphonia. J Voice. 2020 Jul;34(4):582-9. DOI: 10.1016/j.jvoice.2019.01.007
[2] Meerschman I, Van Lierde K, Ketels J, Coppieters C, Claeys S, D'haeseleer E. Effect of three semi-occluded vocal tract therapy programmes on the phonation of patients with dysphonia: lip trill, water-resistance therapy and straw phonation. Int J Lang Commun Disord. 2019 Jan;54(1):50-61. DOI: 10.1111/1460-6984.12431
[3] Guzman M, Laukkanen AM, Traser L, Geneid A, Richter B, Muñoz D, Echternach M. The influence of water resistance therapy on vocal fold vibration: a high-speed digital imaging study. Logoped Phoniatr Vocol. 2017 Oct;42(3):99-107. DOI: 10.1080/14015439.2016.1207097
[4] Radolf V, Laukkanen AM, Horácek J, Liu D. Air-pressure, vocal fold vibration and acoustic characteristics of phonation during vocal exercising. Part 1. Measurement in vivo. Eng Mech. 2014;21:53-9.
[5] Enflo L, Sundberg J, Romedahl C, McAllister A. Effects on vocal fold collision and phonation threshold pressure of resonance tube phonation with tube end in water. J Speech Lang Hear Res. 2013 Oct;56(5):1530-8. DOI: 10.1044/1092-4388(2013/12-0040)
[6] Echternach M, Köberlein M, Gellrich D, Guzman M, Laukkanen AM, Burk F, Döllinger M, Richter B, Kainz MA. Duration of biodynamic changes associated with water resistance therapy. Logoped Phoniatr Vocol. 2021 Oct;46(3):126-33. DOI: 10.1080/14015439.2020.1785000
[7] Oliveira P, Ribeiro VV, Florêncio DSF, Palhano M, Gonçalves RR, Alves do Nascimento M. Vocal Training in Healthy Individuals: A Scoping Review. J Voice. 2024 Sep;38(5):1250.e11-1250.e23. DOI: 10.1016/j.jvoice.2022.03.004
[8] Lyberg-Åhlander V, Rydell R, Fredlund P, Magnusson C, Wilén S. Prevalence of Voice Disorders in the General Population, Based on the Stockholm Public Health Cohort. J Voice. 2019 Nov;33(6):900-5. DOI: 10.1016/j.jvoice.2018.07.007
[9] Echternach M, Raschka J, Kuranova L, Köberlein M, Richter B, Döllinger M, Kainz MA. Immediate effects of water resistance therapy on patients with vocal fold mass lesions. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2020 Jul;277(7):1995-2003. DOI: 10.1007/s00405-020-05887-y
[10] Kissel I, Papeleu T, Verbeke J, Van Lierde K, Meerschman I, D'haeseleer E. Immediate effects of a semi-occluded water-resistance ventilation mask on vocal outcomes in women with dysphonia. J Commun Disord. 2023 May-Jun;103:106331. DOI: 10.1016/j.jcomdis.2023.106331