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Aeroakustische Analyse der menschlichen Stimmentstehung im numerischen Modell (de)
* Presenting author
Abstract:
SimVOICE ist ein numerisches Modell zur Simulation des Stimmentstehungsprozess. Neben der gesunden Phonation wurden auch irreguläre Stimmlippenschwingungen realistisch abgebildet. Dies ermöglicht neue Einblicke in den strömungsbedingten Schallentstehungsprozess der Phonation. SimVOICE ist ein hybrides Computermodell, das die Finite-Volumen-Methode für die Strömungssimulation mit der Finiten-Element-Methode für die Schallentstehung und -ausbreitung kombiniert. Die Bewegungen der Stimmlippen wurden aus Messungen anhand exzidierter Schweinekehlköpfe nachgebildet. Schallquellen und -ausbreitung wurden im FEM Modell auf Basis der Strömungsfelder simuliert. Für diese Studie wurden verschiedene Fälle der Glottisschlussinsuffizienz (GSI) modelliert, jeweils für symmetrisch und asymmetrisch schwingende Stimmlippen. Die Ergebnisse zeigen einen zunehmenden permanenten Luftstrom durch die Glottis für zunehmenden GSI-Grad. Ferner zeigt sich, dass der Energietransfer von der Strömung in die Stimmlippen mit steigendem GSI-Grad und zusätzlich bei asymmetrischen Stimmlippenschwingungen stark abnimmt. Die Folge ist eine Verminderung der Phonationseffizienz, was einer klinisch zu beobachtenden verkürzten Phonationszeit entspricht. In gleicher Weise zeigt der Cepstral Peak Prominence (CPP) Parameter eine Abnahme harmonischer Töne im Schallsignal gegenüber dem Grundrauschen korrespondierend zur verminderten Stimmqualität.Die Ergebnisse bestätigen, dass ein kompletter Glottisschluss und symmetrische Stimmlippenschwingungen wichtige Kriterien für eine gesunde Phonation sind. Einschränkungen von PatientInnen wie verkürzte Phonationsausdauer und Abnahme der Stimmqualität konnten im Modell realistisch reproduziert werden.