Abstract

Hintergrund: Die Positionierung der Taschenfalten (TF) gilt als relevanter Faktor für die aerodynamisch-akustische Übertragung im Vokaltrakt. Simulationsbasierte Daten zeigen, dass geringe TF-Adduktion die Stimmlippen(SL)-oszillation durch Impedanzanpassung begünstigen kann, während stärkere Adduktion zunehmend Doppeloszillationen und gepresste Phonation fördert. Klinische Relevanz erlangt dies bei malregulativer Dysphonie und TF-stimme; das Estill Voice Training^® (EVT^®) setzt die TF-Position gezielt pädagogisch ein. Die Endoskopie erlaubt eine qualitative Beurteilung, quantitative Aussagen und die vertikale SL-Bewegung bleiben ihr jedoch weitgehend verborgen. Mittels 3D-ZTE-MRT ist seit Kurzem eine Quantifizierung der SL-Schwingung möglich; eine Pilotstudie lieferte erste Hinweise auf Kovariation zwischen TF-Adduktionsgrad, medialer SL-Dicke und transglottischer Volumina.

Material und Methode: Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss der TF-Position auf die SL-Oszillation. 4 professionelle Sänger:innen (2♂, 2♀) wurden mittels dynamischer 3D-ZTE-MRT bei 9 Phonationsbedingungen untersucht – (SL-Konfigurationen („thick“, „thin“, „stiff“) kombiniert mit TF-Positionen („retract“, „mid“, „constrict“) gemäß EVT^®). Quantifiziert wurden laryngeale Maße/Volumina, die dreidimensionale SL-Konfiguration und die mediale SL-Dicke im zeitlichen Verlauf sowie Kontaktflächenänderungen und SL-Auslenkungen.

Ergebnisse: Bei allen Proband:innen ging eine TF-Retraktion mit größeren Volumina, geringerer SL-Dicke und kleinerer Kontaktfläche einher; Konstriktion verstärkte gegenteilige Tendenzen. Der Effekt war bei „thick“ ausgeprägter als bei „thin“. Für „stiff“ war die Assoziation weniger eindeutig – möglicherweise reduziert die Abduktionsstellung der Aryknorpel den TF-Einfluss; die SL-Dicke scheint stärker durch die Balance zwischen M. thyroarytaenoideus und M. cricothyroideus mitbestimmt werden. Die Morphometrie spiegelte anatomische Geschlechterunterschiede wider, während die Schwingungsmuster vergleichbare Tendenzen erkennen ließen.

Schlussfolgerung: Insgesamt kovariieren TF und SL in ihrer Konfiguration, wobei intrinsische Larynxmuskeln eine zusätzliche Steuerungsebene erlauben. Diese Interaktion ist für stimmtherapeutische Ansätze relevant und weist darauf hin, dass über eine differenzierte TF-Positionierung direkte Auswirkungen auf die SL-Oszillation erzielt werden können. Die dynamische 3D-MRT erweist sich als vielversprechendes Verfahren mit Potenzial für Diagnostik, Forschung und moderne Stimmbildung.

Text

Hintergrund

Bildgebende Standardverfahren der klinischen Stimmdiagnostik basierend auf Endoskopie, sind auf die zweidimensionale Aufsicht der Stimmlippen (SL) beschränkt sodass die vertikale Schwingungsdynamik unzugänglich bleibt. Simulationen [1] und ex vivo-Studien [2], [3] belegen jedoch, dass vertikale SL-Dicke und Glottisgeometrie wesentliche Determinanten für Glottisschlussmuster, aerodynamische Effizienz und Stimmqualität sind. Zusätzlich beeinflusst die Taschenfalten(TF)-Position die Stabilität des Glottisjets [4] und die aerodynamisch-akustische Übertragung im Vokaltrakt [5]; ihre klinische Relevanz – etwa bei malregulativer Dysphonie oder supraglottaler Ersatzstimme – ist dennoch unzureichend erforscht. Eine proof-of-concept-Studie mittels 3D-ZTE-MRT [6] zeigte erstmals in vivo, dass supraglottale Konfiguration und SL-Geometrie systematisch kovariieren und supraglottische Strukturen als eigenständige Dimension laryngealer Steuerung zu verstehen sind. Die vorliegende Pilotstudie erweitert diesen Ansatz auf vier professionelle Sänger:innen und liefert erste Hinweise auf laryngeale Konfigurationsmuster bei unterschiedlichen Phonationsarten mit Fokus auf TF-Position und SL-Dicke.

Methoden

Vier Sänger:innen (2♂, 2♀) wurden mittels dynamischer 3D-ZTE-MRT [7] unter neun phonatorischen Bedingungen untersucht. Nach der Nomenklatur von Estill Voice Training^® [8] wurden SL-Figuren („thick“, „thin“, „stiff“) mit TF-Figuren („constrict“, „mid“, „retract“) auf Vokal [i:] auf 180 Hz kombiniert. Die SL-Figuren beziehen sich auf die angestrebte Masse der SL: „thick“ entspricht dabei einem M1-Mechanismus [9] mit vorwiegender Aktivierung des M. thyroarytaenoideus (TA), während „thin“ einem M2-Mechanismus mit überwiegender Aktivierung des M. cricothyroideus (CT) ähnelt. „stiff“ hingegen beschreibt ein Schwingungsmuster, bei dem die SL gespannt und leicht abduziert sind, wodurch eine behauchte Phonation entsteht. Die TF-Parameter bilden ein Kontinuum ab, das von der lateralsten Abduktionsstellung der TF – bezeichnet als „retract“ – bis hin zu deren medialster Stellung reicht. Letztere wird „constrict“ genannt und lässt sich mit einer gepressten Phonation vergleichen.

Der Schwingungszyklus wurde in 10 Bewegungsphasen rekonstruiert und laryngeale Maße und Volumina wurden mittels 3D-Slicer [10] quantifiziert (vgl. Abbildung 1 [Abb. 1]). Von den erhobenen Messungen mussten aufgrund starker Bewegungsartefakte 5 der 36 Datensätze von der Auswertung ausgeschlossen werden.

Ergebnisse & Diskussion

Bei allen vier Sänger:innen nahm die TF-Distanz kontinuierlich von „retract“ über „mid“ bis „constrict“ ab (Abbildung 2 [Abb. 2]). Unabhängig davon verringerte sich die SL-Dicke konsistent von „thick“ zu „thin“ – über alle TF-Konfigurationen hinweg – (mit einer Ausnahme: F1 „thick retract“ zu „thin retract“), was eine bewusste Steuerbarkeit der SL-Dicke über eine medio-inferiore Vorwölbung durch Kontraktion des TA nahelegt [1]. Diese Annahme wird unterstützt durch qualitative visuelle Analysen des zeitlichen Verlaufs der SL-Dicke sowie der Kontaktflächenänderung. Gleichzeitig bestand eine wechselseitige Kovariation von SL-Dicke und TF-Position: Mediolaterale Konstriktion der TF ging mit einer erhöhten, Retraktion mit einer verringerten SL-Dicke einher. Dieser Effekt war in „thick“ ausgeprägter als in „thin“.

Da der M. thyroarytaenoideus sowohl Anteile der Taschenfalten- als auch der Stimmlippenmuskulatur bildet, lässt sich hypothetisieren, dass eine Adduktion der TF über eine mechanische Mitaktivierung dieses gemeinsamen Muskelkomplexes auf den M. vocalis rückwirkt und so indirekt zur inferior-medialen Vorwölbung und Verdickung der SL beiträgt. Als anatomische Grundlage werden dabei gemeinsame Fasern des M. vocalis, des lateralen M. thyroarytaenoideus sowie des M. ventricularis angenommen [11], zumal rein aerodynamische Erklärungen diesen Effekt nicht hinreichend abbilden, da mechanische Kopplungen in entsprechenden Modellen bislang nicht berücksichtigt sind [12].

In der „stiff“-Konfiguration zeigte sich eine größere interindividuelle Variabilität der SL-Dicke ohne klare Abhängigkeit von der TF-Position. Die Abduktionsstellung der Aryknorpel reduziert hierbei vermutlich den mechanischen Kopplungseffekt; die SL-Dicke scheint hier stärker durch das TA/CT-Gleichgewicht bestimmt zu werden. Abgesehen von erwartungsgemäßen anatomischen Geschlechterunterschieden in den absoluten Maßen [13] zeigten die qualitativen Trends keine geschlechtsspezifischen Unterschiede.

Schlussfolgerung & Ausblick

Die Befunde liefern erste Hinweise auf eine Generalisierbarkeit der Einzelfallergebnisse [6] auf vier Sänger:innen: TF-Position und SL-Dicke kovariieren im Sinne einer mechanisch gekoppelten, überwiegend willentlich steuerbaren laryngealen Konfiguration. Supraglottisch-glottische Wechselwirkungen stellen damit eine eigenständige Dimension phonatorischer Steuerung dar – mit direkter Relevanz für Stimmphysiologie, klinische Diagnostik und pädagogische Praxis.

Die vorliegenden Daten weisen dabei eine hohe interne Konsistenz auf, sind jedoch abhängig vom gewählten Messbereich. Zudem besitzt ein einzelner Messwert der SL-Dicke innerhalb eines dynamischen Schwingungssystems nur eine begrenzte Aussagekraft: Im zeitlichen Verlauf über den Schwingungszyklus lassen sich charakteristische Muster erkennen, deren systematische Erfassung im nächsten Schritt jedoch geeigneterer Analysemethoden bedarf. Die Methode ist darüber hinaus bislang auf trainierte Stimmen beschränkt. Die Übertragbarkeit auf klinische Populationen sowie die Entwicklung automatisierter Auswertungsverfahren bleiben daher Gegenstand künftiger Forschung.

References

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