Konfigurationsänderungen im Vokaltrakt mit Bestimmung assoziierter Resonanzeigenschaften bei Singstimmfunktionen mittels dreidimensionaler Echtzeit-Magnetresonanztomographie

• Antragsteller: Professor Dr. Bernhard Richter; Professor Dr. Maxim Zaitsev
• Fachliche Zuordnung: Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Phoniatrie und Audiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 186267713

Nach wie vor ist die Funktion des Vokaltraktes bei der sängerischen Stimmgebung nicht vollständig verstanden. Der vorliegende Fortsetzungsantrag beschäftigt sich mit der dynamischen Echtzeituntersuchung von Konfigurationsänderungen des Vokaltraktes beim Singen mittels Magnetresonanztomographie (MRT). Dabei sollen professionelle Sänger im Hochfeld-MRT während des Singens mittels schneller dreidimensionaler Sequenzen untersucht werden. Innerhalb des Erstantrags konnten die zeitliche Auflösung der aufgenommen Bilder in zweidimensionaler Ebene von 8 auf 24 Bilder pro Sekunde erhöht und dynamische Veränderungen der Vokaltraktkonfiguration in Abhängigkeit von Stimmgattung, Registrierung und Genre bei Sängern untersucht werden. Laryngoskopische Untersuchungen mit Hochgeschwindigkeitskamera legen jedoch nahe, dass es bei Registerübergangen auch zu Änderungen des Vokaltraktes in lateromedialer Dimension kommen kann, welche durch die bisherige zweidimensionale MRT-Bildgebung in midsagittaler Schnittführung nicht abgebildet werden. Es ist davon auszugehen, dass solche Veränderungen für die Resonanz im Sinne von Formantenfrequenzen und -bandbreiten relevant sind. Daraus folgt, dass eine Erweiterung der bestehenden Sequenzen zu einer Volumenaufnahme und angepasster Auswertung notwendig ist.Innerhalb dieses Antrags sollen folgende Ziele verfolgt werden:- Die Entwicklung und Implementierung einer dreidimensionalen dynamisierten MR-Bildgebung und Implementierung einer Bildrekonstruktion. - Die Implementierung von semi-automatischen Segmentierungsmethoden zur Erstellung von Modellen des Vokaltrakts anhand der dynamischen MRT-Daten- Anpassung einer zweidimensionalen Multi-Schicht-Aufnahme und Vergleich der Aufnahmeverfahren- Messungen an insgesamt 20 professionellen Sängern und Sängerinnen verschiedener Stimmgattungen.- Untersuchung der resonatorischen Eigenschaften des Vokaltraktes aus mathematischen Modellannahmen mit mittels Rapid-Prototyping ausgedruckten 3D-Modellen aus denselben segmentierten MRT-Daten, sowie mit aus dem Audiosignal bestimmten Resonanzeigenschaften.Durch das beantragte Forschungsvorhaben soll es ermöglicht werden, die Zusammenhänge zwischen konkreten Vokaltraktmodifikationen und deren direkte akustischen Auswirkungen in Bezug auf verschiedene Gesangsfunktionen besser verstehen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweden
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Matthias Echternach; Professor Dr. Jürgen Hennig; Professor Dr.-Ing. Malte Kob; Professor Dr. Jan Gerrit Korvink; Professor Dr. Johan Sundberg