Modifications of the Vocal Tract and Determination of Associated Resonance Properties During Singing Via Real-Time Volumetric Magnetic Resonance Imaging
Final Report Abstract
Dieser Fortsetzungsantrag hatte - nach der erfolgreichen Beschleunigung der zweidimensionalen Vokaltraktbildgebung von 8 auf 24 Bilder pro Sekunde im Rahmen des Erstantrages - zum Ziel, Lösungen hinsichtlich einer beschleunigten dreidimensionalen Bildgebung des Vokaltraktes zu entwickeln, eine semi-automatische Segmentierung des Vokaltraktes aus rekonstruierten MRT-Daten zu implementieren, Aufnahmen von Sängern zu erstellen und resultierende akustische Eigenschaften hinsichtlich bestimmter Gesangsfunktionen zu untersuchen. Als wichtigste Ergebnisse können a) die stabile technische Realisierung einer deutlich beschleunigten 3D-Bildgebung im Vokaltrakt (Aufnahmezeit für einen Vokaltrakt < 2 s), b) die Erstellung eines Datenpools von 20 professionellen Sängern sowie c) erste Vergleiche und Auswertungen von Korrelationen von morphologischen und akustischen Parametern angeführt werden. Somit wurden die im Antrag formulierten Forschungsziele grundsätzlich erreicht. Die technische Entwicklung war - wie im ursprünglichen Folgeantrag formuliert worden war - sehr aufwendig und beanspruchte somit erwartungsgemäß einen längeren Zeitraum. Im Projektverlauf wurden zudem quantitativ so viele Daten generiert, dass deren Auswertung erheblich länger dauerte als geplant - und noch über den Berichtszeitraum hinaus andauern wird. Die wissenschaftlichen Anwendungsperspektiven liegen zum einen in der Möglichkeit, verschiedene Stimmgattungen hinsichtlich der sängerischen Strategien zur Verbesserung der Tragfähigkeit, namentlich des Formanttunings und der Formantclusterung, zu untersuchen; zum anderen können nun weiterführende Auswertungen der akustischen Parameter im Zusammenklang mit den morphologischen Gegebenheiten mit dem Ziel erfolgen, eine Referenz-Datenbank akustischer und physiologischer Artikulationsparameter zu erstellen. Hier hat sich eine neue Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Kob positiv etabliert; die bereits seit Jahren gute Zusammenarbeit mit Prof. Sundberg wurde positiv fortgeführt. Als zusätzliche Folgeuntersuchung wurden Projekte zu 3-D-Aufnahmen der Lunge begonnen; zur Weiterführung dieses Projektes wurden Mittel beantragt. Hierdurch fand eine Vertiefung der thematischen und örtlichen Schwerpunktsetzung statt. Unsere stimmphysiologischen Arbeiten finden auch in der breiteren Öffentlichkeit Beachtung, wie häufige Berichte über unsere Arbeitsgruppe in den Publikumsmedien (Print, Radio, Film, TV) zeigen. Als aktuellster Nachweis dieser Sichtbarkeit ist die Auszeichnung „Best Edition" 2018 durch den Deutschen Musikverlegerverband anzuführen, die unserer Arbeitsgruppe für die Lehr-DVD „Die Stimme - Einblicke in die physiologischen Vorgänge beim Singen und Sprechen (DVD)" im Rahmen der Musikmesse Frankfurt im April 2018 verliehen wurde.
Publications
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Real-time and three dimensional MRI for diagnosis of pharyngoceles. JMRI 40:55-7, 2014
Traser, L., Spahn, C., Richter, B., Baumann, T., Schumacher, M., Echternach, M.
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A Comparison of Different Methods to Generate Tooth Surface Models Without Applying Ionizing Radiation for Digital 3-Dimensional Image Fusion with Magnetic Resonance Imaging-Based Data of the Head and Neck Region. J Comput Assist Tomogr, 39(6):882-889, 2015
Traser, L., Flügge, T.V., Burdumy, M., Kamberger, R., Richter, B., Hassepass, F., Korvink, J.G., Echternach, M.
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Articulation and vocal tract acoustics at soprano subject's high fundamental frequencies. JASA, 137(5):2586-2595, 2015
Echternach, M., Birkholz, P., Traser, L., Flügge, T.V., Kamberger, R., Burk, F., Burdumy, M., Richter, B.
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Dynamic Imaging of Singers Using Magnetic Resonance Tomography. Dissertation, Verl. Dr. Hut, München, 2016
Burdumy, M.
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Ensuring safty and functionality in electroglottography measurements during phonatory MRI. Magn Reson Med, 76:1629-1635, 2016
Özen, A., Traser, L., Echternach, M., Dadakova, T., Burdumy, M., Richter, B., Bock, M.
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One-Second Magnetic Resonance Imaging of a Three-Dimensional Vocal Tract to Measure Dynamic Articulator Modifications. In: Proceedings of the 24th Annual Meeting of ISMRM, Singapore, Singapore, Bd. 2011, S. 1; 2016
Burdumy, M., Echternach, M., Korvink, J.G., Richter, B., Hennig, J., Zaitsev, M.
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Resonatory Properties in Professional Tenors Singing Above the Passaggio. Acta Acust united Ac, 102(2):298-306, 2016
Echternach, M., Birkholz, P., Sundberg, J., Traser, L., Korvink, J.G., Richter, B.
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Die Stimme - Einblicke in die physiologischen Vorgänge beim Singen und Sprechen. Helbling, Esslingen und Innsbruck, 2017
Richter, B. Echternach, M., Traser, L., Burdumy, M., Spahn, C.
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One-Second Magnetic Resonance Imaging of a Three-Dimensional Vocal Tract to Measure Dynamic Articulator Modifications. JMRI 46:94-101, 2017
Burdumy, M., Traser, L., Burk, F., Richter, B., Echternach, M., Korvink, J.G., Henning, J., Zaitsev, M.
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Relevance of the Implementation of Teeth in Three-Dimensional Vocal Tract Models. J Speech Lang Hear Res, 60(9):2379-2393, 2017
Traser, L., Birkholz, P., Flügge, T., Kamberger, R., Burdumy, M., Richter, B., Korvink, J.G., Echternach, M.
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Respiratory dynamics in phonation and breathing - A real-time MRI study. Respir Physiol Neurobiol, 236:69-77, 2017
Traser, L., Özen, A.C., Burk, F., Burdumy, M., Bock, M., Richter, B., Echternach, M.
