Schleimhautwellen der Stimmlippen bei der Stimmproduktion

Die Stimmbildung bildet die Grundlage der menschlichen Kommunikation, und Stimmstörungen können sich negativ auf die Lebensqualität auswirken. Der Mechanismus der Stimmbildung ist hochkomplex und multiphysikalisch; dennoch sind viele seiner zugrunde liegenden biomechanischen Aspekte noch ungeklärt. Die Stimmentstehung umfasst Wechselwirkungen zwischen Luftstrom, selbsterregende Stimmlippenschwingungen und Akustik, wobei Stimmlippenschwingungen durch den Luftstrom angeregt werden. Bei normaler Stimmbildung werden die Schwingungsamplituden in der Regel durch Kontakt, d. h. den vollständigen Verschluss der Stimmritze, begrenzt. Bei einer guten Stimmbildung schwingen die Stimmlippen so, dass sich die oberflächliche Gewebeschicht der Stimmlippen wellenförmig bewegt und so die Schleimhautwelle entsteht. Schleimhautwellen spielen eine entscheidende Rolle bei der gesunden Stimmbildung. In der Medizin wurde die visuelle Identifizierung von Schleimhautwellen in die Standardprotokolle für die klinische Beurteilung zur Diagnose von Stimmstörungen mittels Laryngoskopie aufgenommen. Allerdings sind visuelle Bewertungen von Schleimhautwellen in der klinischen Praxis aufgrund ihres uneinheitlichen Erscheinungsbildes in laryngoskopischen Bildern und des unvollständigen Verständnisses der Eigenschaften von Schleimhautwellen eher unzuverlässig. Das Ziel dieses Projekts ist es, die Bedingungen zu identifizieren, zu beschreiben und zu spezifizieren, die zum Auftreten von Schleimhautwellen auf vibrierenden Stimmlippen führen. Dieses Wissen ist aus den folgenden Gründen wichtig: (1) eine fundiertere Diagnose von Stimmstörungen, (2) die Konstruktion und Optimierung künstlicher Stimmlippen und (3) die Verbesserung der Genauigkeit mathematischer und physikalischer Modelle der Stimmbildung. Unsere Ziele umfassen die Verbesserung experimenteller Modelle der menschlichen Stimmbildung sowie die Entwicklung und Erprobung hochentwickelter mathematischer Modelle und Methoden, die geeignet sind, den komplexen Prozess der menschlichen Stimmbildung zu erfassen. Die Forschung wird in enger Zusammenarbeit zwischen folgenden Forschungsinstituten durchgeführt: Department of Technical Mathematic (Czech Technical University in Prague), Institute of Thermomechanics (Czech Academy of Science), Department of Experimental Physics (Palack University Olomouc), Institute of Fundamentals and Theory in Electrical Engineering (TU Graz), Department of Otorhinolaryngology, Head & Neck Surgery (Friedrich- Alexander Universität Erlangen Nürnberg).