Elektroglottographie (EGG)

Inhalt:
    1. Einf√ľhrung 2. Nachteile anderer Untersuchungsmethoden 3. EGG 3.1. EGG - Untersuchung 3.2. EGG - Auswertung 3.3. Lx - Wellenformen 3.4. Grundfrequenzaufzeichnung und Voiscope(R) 4. Quantitative Beschreibung der Stimmlippenvibration durch EGG - Aufnahmen 5. EGG beim pathologischen Sprechen 5.1. Abnormer Lx 5.2. Abnormit√§ten der Grunfrequenz 6. Klinische Anwenung des EGG 7. EGG - Studie von Haji u.a. 8. Literatur

1. Einf√ľhrung
Die Elektroglottographie (auch Elektrolaryngographie) wurde urspr√ľnglich f√ľr Personen mit H√∂rst√∂rungen entwickelt. Dieses Verfahren erm√∂glicht es, die Kehlkopfaktivit√§t beim normalen und gest√∂rten Sprechen zu beobachten, zu messen und sichtbar zu machen. Dargestellt wird der Vibrationszyklus der Stimmlippen.
Das EGG gibt sowohl quantitative als auch qualitative Informationen √ľber Stimmlippenvibration und deren linguistischen Gebrauch, es ist au√üerdem nutzbar als klinisches Werkzeug f√ľr die visuelle Feedback - Therapie.

2. Nachteile anderer Untersuchungsmethoden
Andere Methoden, die Stimmlippenvibration zu untersuchen, haben den Nachteil, dass entweder komplexe Prozeduren zur Auswertung des akustischen Sprechsignals nötig sind oder ein Eingreifen in den Sprechvorgang vorgenommen wird:
Klassische indirekte Laryngoskopie:
Visuelles Verfahren, beinhaltet das Einf√ľhren eines Spiegels in den Rachen und das Herausstrecken der Zunge: nur k√ľnstlicher Vokalklang produzierbar. (Kehlkopfspiegelung mit Spiegel oder Lupenendoskop, manchmal mit Lokalan√§sthesie der Rachenwand gegen W√ľrgereflex)
Direkte Laryngoskopie: (Autoskopie)
Einf√ľhrung eines St√ľtzlaryngoskops und eines Endoskops, das auch mit einem Mikroskop verbunden sein kann. Erkennbar: Farbe der Schleimhaut, Ver√§nderungen, Auflagerungen und Beweglichkeit der Stimmlippen sichtbar, auch L√§hmungen, Karzinome
Laryngostroboskopie:
Erzeugt in regelm√§√üigen Abst√§nden kurze Lichtblitze, deren Frequenz variiert werden kann. Diese werden mit den Stimmlippenschwingungen √ľber ein Kehlkopfmikrophon synchronisiert: Eindruck des scheinbaren Stillstands, bei √Ąnderung der Blitzfrequenz kann ein stark verlangsamter Schwingungsablauf sichtbar gemacht werden.
Bei allen diesen Verfahren ist nur die Oberfläche der Stimmlippen sichtbar, während die vertikale Komponente der Stimmlippenschwingungen nicht gut beobachtet werden kann.

3. EGG

3.1. EGG - Untersuchung
Das EGG ist eine nicht - invasive Technik, bei der die sich √§ndernde elektrische Impedanz der vibrierenden Stimmlippen durch zwei Elektroden registriert wird. Diese Elektroden werden oberfl√§chlich auf der Haut √ľber den beiden Schildknorpel - Fl√ľgeln angebracht. Die Aufzeichnung der elektrischen Impedanz, die grundlegend f√ľr die Elekroglottographie ist, wurde von Fabre (1957) - wenn auch in noch etwas anderer Form - eingef√ľhrt.

3.2. EGG - Auswertung
Die aus der EGG - Untersuchung resultierende LX - Wellenform liegt f√ľr den zunehmenden Stimmlippenverschlu√ü im positiven Bereich und jede Spitze entspricht dem maximalen Kontakt zwischen den Stimmlippen; die Hauptkante der Wellenform gibt einen pr√§zisen Hinweis auf den Beginn der Schlie√üphase. Die Lx - Wellenform gibt keine explizite Information √ľber die √Ėffnungsweite der Stimmritze (Abberton/Fourcin nennen das EGG deshalb Elektrolaryngographie: 'Ein wahrer Glottograph g√§be Informationen √ľber die Glottis, also √ľber das Volumen zwischen den Stimmlippen.')

3.3. LX - Wellenformen
Die Stimmlippenvibration ist eine komplexe dreidimensionale Bewegung. Die horizontalen √Ėffnungs - und Schlie√übewegungen der Stimmlippen zu und von der Mittellinie sind bekannter (da relativ gut beobachtbar). Weniger gut beschrieben ist die vertikale Komponente des vibratorischen Zyklus.
Abb. 1 zeigt Registrierungen von Schalldruckverl√§ufen und den korrespondierenden Lx - Wellenformen f√ľr Knarrstimme (Creaky Voice)(dicke, schlaffe Stimmlippen und geringe Luftstromrate) Modale Stimme (Chest Voice) und Falsett (d√ľnne, gespannte Stimmlippen, reduzierte vertikale Komponente in der Vibration).


Abb. 1(nach Abberton/Fourcin, S. 66):
Modale Stimme: Schnelle Schlie√üphase durch Bernoulli - Effekt und langsame √Ėffnungsphase
Falsett: Beinahe gleich lange √Ėffnungs - und Schlie√üphase, Wellen sinusf√∂rmig.
Creaky Voice: Schnelle Schlie√üphase und sehr langsame √Ėffungsphase, unterschiedlich lange Zyklen und Unterschiede in der Amplitude.
3.4. Grundfrequenzaufzeichnung und Voiscope (R)
Die Vibrationsfrequenz der Stimmlippen ändert sich kontinuierlich beim normalen Sprechen. Fx ist die Aufzeichnung dieser Grundfrequenzvariation. Fx bildet die prosodischen und paralinguistischen Tonhöhenveränderungen der Intonation ab.
Der Elektrolaryngograph, enthalten in einem Ger√§t, das Voiscope (R) genannt wird, setzt diese Muster sehr genau auf einem Oszilloskopbildschirm um. Display: Fallende und steigende Spur im Einklang mit der Grundfrequenz der Stimme. Diese Konturen werden auf einer logarithmischen Scala dargestellt, die mit unserer Wahrnehmung der Tonh√∂he korreliert. Da die Ableitung der Fx von Lx in Echtzeit vor sich geht, zeigt Fx sowohl die Variation von Zyklus zu Zyklus als auch den gesamten Intonationsverlauf. So entstehen L√ľcken bei stimmlosen Segmenten. Normale, regul√§re Stimmlippenschwingung f√ľhren zu einer ruhigen Linie mit nur kleinen St√∂rungen durch stimmhafte Obstruenten. Am Ende der in Abb. 2 dargestellten Fx - Kontur wird auch bei der modalen Stimme ein Abschnitt mit creaky voice sichtbar.


Abb. 2 (nach Abberton/Fourcin, S. 67):

4. Quantitative Beschreibung der Stimmlippenvibration durch EGG - Aufnahmen
Lx kann auf einen normalen Kassettenrekorder aufgenommen werden (gewöhnlich stereo: Schalldruckverlauf auf dem einen, Lx auf dem anderen Kanal).


Abb. 3 (nach Abberton/Fourcin, S. 68):
Summarische Angaben √ľber eine gr√∂√üere Menge gesprochener Sprache und statistische Analyse der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Grundfrequenz.
Linker Teil der Abbildung:
Nach oben: Wahrscheinlichkeit in %, mit der bestimmte Grundfrequenzen auftreten; Nach rechts: Fx in Hz. Die Beispiele zeigen die Analyse eines Standardtextes, gelesen von einer weiblichen und einer männlichen Person.
Rechter Teil der Abbildung:
Streuung zwischen benachbarten Grundfrequenzperioden; es werden immer aufeinanderfolgende Perioden betrachtet und zueinander ins Verhältnis gesetzt. Unterscheiden sie sich sehr (starker Jitter), ergibt sich keine Diagonale, sondern eine gestreute Darstellung.
5. EGG beim pathologischen Sprechen
Abberton und Fourcin nehmen an, dass sich der Elektrolaryngograph - wegen der direkten Wiedergabe der zyklischen Stimmlippenvibration - gut f√ľr die Bewertung der Stimmproduktion eignet. St√∂rungen der Stimmbildung werden sehr wahrscheinlich in enger Relation mit dem Schlie√üen und den geschlossenen Phasen der Stimmlippenvibration stehen.

5.1. Abnormer Lx

    Abnorme Stimme: physikalisch: durchgäng irreguläre oder unvollständige Vibration oder kurze Abschnitte von abnormer oder irregulärer Vibration (auch im Höreindruck wahrnehmbar); tritt meist bei den Haupt - Tonhöhenänderungen auf oder im Zusammenhang mit bestimmten oralen Artikulationsvorgängen (z.B. bei velaren Konsonanten). Störung der Luftstromaerodynamik, keine symmetrische Stimmlippenvibration. Normale Stimmlippen: gleiche Masse und Härte, Schleimschicht gleichbleibend zäh.
    Pathologisch: größere Masse einer Stimmlippe (Polyp oder Karzinom), Unterschiede in der Steifigkeit durch einseitige Lähmung, Laryngitis: unterschiedlich starke Verschleimung der beiden Lippen oder besondere Trockenheit.


Abb. 4 (Abberton/Fourcin, S. 70):
Aufzeichnung der Stimme zweier Patienten, unten jeweils Lx.
1. Pat.: Lanyngitis: sehr irregulär von Periode zu Periode, Form der einzelnen Schließ - Spitzen anders als die der jew. benachbarten. Wo der Schließvorgang nicht richtig gelingt, geringere Steigung in der in der Schließphase, entsprechend geringerer Druck.
2. Pat.: Einseitige Lähmung. Nur eine Stimmlippe normal kontrolliert. Beim Versuch des Pat., seine Grundfrequenz zu ändern: Starke Irregularitäten beim Schließungsgrad. Form einzelner Spitzen aber nicht merklich unnormal, da die Stimmlippenoberflächen, die Kontakt haben, selbst gesund sind.
Interpretation normaler Lx - Wellenformen nach 5 Merkmalen (Fourcin 1982). Art und Grad der Störung werden als Abweichung von den Merkmalen der modalen Stimme beschrieben.
    a) Gleichmäßige Lx - Spitzen: Einheitlicher akkustischer Output b) Klar abgegrenzter Lx - Kontakt: Gute akustische Anregung des Vokaltrakts c) Lange Verschlußdauer (Kontakt plus Trennung): Gut definierte relativ ungedämpfte Teiltöne d) Klar abgegrenzte Spitze: Regelmäßige und scharf abgegrenzte Kontaktperioden e) Progressive Veränderung in klar definierten Lx - Periodenlängen: glatter Stimmtonwechsel.
Es existiert keine einheitliche Beziehung zwischen einer pathologischen Lx - Wellenform und einem bestimmten anatomischen oder physiologischen Befund. Eine physikalische Interpretation ist möglich (Masse, Spannung, Symmetrie, Leitfähigkeit u.ä.), kann aber nicht die visuelle Standarduntersuchung mit dem Laryngoskop ersetzen.

5.2. Abnormitäten der Grundfrequenz:

Charakteristika der normalen Grundfrequenz:
    - Gl√§tte der Fx - Kontur (Keine Abbr√ľche der Fx - Linie, keine gro√üen Schwankungen) - Konturform des Fx (kontrastive Ton - und Rhythmusmuster) - Fx - Bereich - Fx - Frequenzverteilung im gesamten Fx - Bereich
Vor allem die ersten beiden: Besonders gute Ergebnisse des EGG bei Beschreibung, Messung und Heilung abnormer Grundfrequenzen bei H√∂rgesch√§digten SprecherInnen (Voiscope - Training. Regelm√§√üigkeit der Vibration und die kontrastiven Ton - und Rhythmusmuster sind besonders schwierig f√ľr H√∂rgesch√§digte.)
Die letzten beiden: Bei gesunden SprecherInnen gibt es immer einen festen Frequenzbereich und eine kleine Anzahl an dominanten Anteilen. Leicht sichtbar: Verlust der hohen oder tiefen Anteile des Sprechbereichs (z.B. inadäquate Schleimschicht: Verlust der hohen oder tiefen Enden der Grundfrequenz. Oder Raucherstimme: Ausdehnung der niederen Frequenz und Fehlen von Spitzen.

6. Klinische Anwendung des EGG:

    - bei Gehörlosen und Hörgeschädigten bereits erfolgreich - Bei Dysphonie - Elektrokochleare Stimulation bei Personen mit erworbener Taubheit, aus EGG gewonnene Prothese zusätzlich zum Lippen - Lesen

7. EGG - Studie von Haji u.a.
Haji et al. haben das EGG auf F√§lle von "hoarse voice" angewandt. Versuch, durch Vergleich der EGG - Ergebnisse mit jeweils auditivem Urteil Kriterien f√ľr Grad und Qualit√§t der St√∂rung herauszuarbeiten. 30 Gesunde/33 Kranke, EGG - und Mikrofonaufnahme; Spektrogrammdarstellung. Gemessen wuren Frequenzschwankungen und Amplitudenschwankungen von Lx.
Nach dieser Untersuchung unterscheiden sich Männer und Frauen nicht signifikant in bezug auf die Frequenzschwankung, aber größere Amplitudenschwankungen wurden bei Frauenstimmen festgestellt.
Durch Vergleich mit Spektrogamm: Amplitudenschwankung besserer Indikator f√ľr "Hoarseness" als Perturbationsfrequenz des EGG. Im Vergleich mit der auditorischen Wahrnehmung zeigt sich, dass die Schwankungsanalyse mit der auditorischen Wahrnehmung gut korreliert. Die visuelle Bewertung anhand von Sonagrammen zeigte eine geringere √úbereinstimmung mit den auditiven Befunden.
Drei Gruppen wurden gebildet: leicht, mäßig und extrem "rauh".
Beide Schwankungsarten konnten signifikant zwischen extremen und mäßigen "hoarse voices" unterscheiden. EGG - Messungen konnten aber nicht zwischen leichter hoarse voice und normalen Stimmen unterscheiden.
8. Literatur
Haji, T. et al. "Frequency and amplitude perturbation analysis of electroglottograph during sustained phonation." In: JASA 80 (1), 1986, 58 - 62
Abberton, E.; Fourcin, A.J. "Electroglottography." In: Experimental clinical phonetics. Ed.: C. Code, M. Ball, Worcester: Billing & Sons 1984, 62 - 78
Fourcin, A.J. "Laryngographic Assessment of Phonatory Function." In: ASHA Reports, 11, 116 - 127

1527 Worte in "deutsch"  als "hilfreich"  bewertet