Examination tools for the endoscopic evaluation of the laryngeal adductor reflex

Der gesunde, menschliche Kehlkopf schützt die tieferen Atemwege durch reflexhafte Mechanismen vor dem Eindringen von Partikeln, der sogenannten Aspiration. Einer dieser Mechanismen ist der laryngeale Adduktionsreflex (LAR), der eine rasche Zusammenführung der Stimmlippen bewirkt. Störungen des LAR können zu einer erhöhten Aspirationswahrscheinlichkeit führen – ein Risikofaktor für eine potentiell lebensbedrohliche Lungenentzündung. Ein Routinescreening des LAR bei Verdacht auf einen pathologischen Reflexablauf ist daher medizinisch sinnvoll. Bisherige LAR-Evaluationsverfahren beruhen jedoch auf invasiven, nutzerabhängigen und/oder ungezielten Methoden. Die Reflexperformance wird bislang zudem hauptsächlich qualitativ bewertet. Zur Reduktion der genannten Nachteile wurde an der Medizinischen Hochschule Hannover ein alternatives Verfahren entwickelt und initial erprobt. Dieser Microdroplet Impulse Testing of the LAR (MIT-LAR) genannte Ansatz beruht auf dem Beschuss der Larynxschleimhaut mit einem Tröpfchen. Durch Nutzung eines Hochgeschwindigkeitslaryngoskopsystems und manuelle Auswertung der gewonnenen Bildsequenzen konnte die LAR-Latenz bei Testpersonen mit hoher zeitlicher Auflösung gemessen werden. Obgleich dieses MIT-LAR-System einen Fortschritt gegenüber vorherigen Verfahren darstellt, weist es hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der LAR-Auslösung sowie hinsichtlich der Objektivität der optischen LAR-Analyse weiteres Optimierungspotential auf. Sowohl die tropfenvermittelte Stimulation als auch die optische Analyse des LAR werden in der vorliegenden, interdisziplinären Arbeit adressiert: Ein neuartiger Tropfenapplikator ermöglicht die Bildung eines stabilen Stimulationströpfchens mit variabler Mündungsenergie. Eine histologische Analyse des Läsionspotentials an Schweinekehlköpfen ergibt keinen Hinweis auf Gewebeschäden. Zwei stereoskopische Hochgeschwindigkeitslaryngoskope werden konzipiert und aufgebaut. In Kombination mit dem Tropfenapplikator und einem Algorithmus zur Approximation der Tropfenflugbahn ermöglichen diese die Vorhersage des Tropfenaufprallortes. Bei Verwendung eines stablinsen- bzw. bildleiterbasierten Systems werden im Labor Vorhersagefehler von (0,9 ± 0,6) mm bzw. (1,3 ± 0,8) mm gemessen. Abschließend wird ein Verfahren zur automatisierten Analyse von MIT-LAR-Sequenzen entwickelt und an einem Datensatz erprobt. Dies führt zur erstmaligen, computergestützten Messung der Stimmlippen-Winkelgeschwindigkeit während der Adduktionsphase des menschlichen LAR. Im Fall einer vollständigen bzw.~unvollständigen Adduktion werden Werte von (891 ± 516) °/s bzw. (421 ± 221) °/s erhalten. Dies stellt eine Erweiterung des medizinischen Wissensstandes dar.Several reflexive mechanisms in the human larynx protect the deeper respiratory tract from the intrusion of foreign particles, the so-called aspiration. The laryngeal adductor reflex (LAR), which leads to a rapid closure of the glottis, is one of these mechanisms. In consequence, disturbances of the LAR can lead to aspiration – a risk factor for potentially fatal pneumonia. Therefore, a routine screening of the LAR is highly beneficial in cases where a pathological reflex phenotype is suspected. Current LAR evaluation approaches rely on invasive, user-dependent, and/or untargeted methods. Moreover, the reflex performance is currently mainly being assessed qualitatively. To mitigate these disadvantages, an alternative method has recently been developed and initially tested at Hannover Medical School. This method, referred to as Microdroplet Impulse Testing of the LAR (MIT-LAR), is based on impacting the laryngeal mucosa with a droplet. By using a high-speed laryngoscope, combined with a manual analysis of the recorded high-speed sequence showing the reflexive response, the LAR onset latency could be measured at a high temporal resolution. Although the MIT-LAR system represents a technological progress with respect to prior methods, it still offers further potential for development regarding the reproducibility of LAR stimulation and the objectivity of LAR evaluation. Both droplet-based LAR stimulation and optical LAR analysis are in the focus of the present, interdisciplinary work: A novel droplet applicator module enables stabilization of droplet formation and droplet muzzle energy control. A histological analysis of the droplet’s lesion potential on porcine larynges does not yield any sign of tissue damage. Two stereoscopic high-speed laryngoscopes are designed and set up. In combination with the droplet applicator and an algorithm for the approximation of the droplet trajectory, this enables the prediction of the droplet impact site. The prediction error of both laryngoscopic systems is evaluated in a laboratory setting. A value of (0.9 0.6)mm is measured using a rod lens-based system; a fiber-based optics yields a value of (1.3 0.8)mm. Finally, a method for the automatic analysis of MIT-LAR sequences is developed and tested on a data set. This leads to the first computer-assisted measurement of the angular velocity of the vocal folds during the adduction phase of the human LAR. When complete/incomplete adduction is achieved, values of (891 516) ° s−1 and (421 221) ° s−1 are obtained, respectively. This constitutes an expansion of the state of medical knowledg

Optische Kohärenztomographie der Stimmlippe zur Diagnostik und bildgebungsgestützten Laserchirurgie

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Intraoperative Modellierung und Registrierung für ein laparoskopisches Assistenzsystem

Ziel ist die Nutzung einer präoperativen Planung bei laparoskopischen Eingriffen. Ein Problem sind Änderungen des Operationsumfelds während des Eingriffs. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Modell aus Bildern eines Stereoendoskops und Messwerten eines Kraftsensors vorgestellt. Ein Fokus liegt auf einem Verfahren zur Oberflächenrekonstruktion. Weiterhin werden Methoden zur initialen Registrierung von prä- und intraoperativen Modellen und zur Aufrechterhaltung der Registrierung präsentiert

Intraoperative Modellierung und Registrierung für ein laparoskopisches Assistenzsystem

In diesem Buch werden Methoden vorgestellt, um ein intraoperatives Modell aus Bildern eines Stereo-Endoskops und Messwerten eines Kraft-Sensors zu generieren. Es soll im Rahmen eine Assistenzsystems für die laparoskopische Chirurgie zum Einsatz kommen. Ein Fokus liegt dabei auf einem Verfahren zur intraoperativen Rekonstruktion der Oberfläche. Weiterhin werden Methoden zur initialen Registrierung von prä- und intraoperativen Modellen sowie zur Aufrechterhaltung der Registrierung präsentiert

Ergebnisse einer modifizierten Velopharynxplastik bei gaumenspaltbedingter Velopharynxinsuffizienz

Physiologische Nasalität basiert auf einer normalen Funktion des velopharyngealen Sphinkters. Der velopharyngeale Mechanismus trägt wesentlich zur Entstehung des Sprechklanges und der Verständlichkeit bei. Die Kinder mit operierter Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, die bei gaumenspaltbedingter Velo-Pharynx-Insuffizienz keine artikulatorische Unauffälligkeit erreichen, erhalten eine sprechverbessernde Operation (Inzidenz in Frankfurt 2,7%). In dieser Studie werden eine Modifikation der Velopharynxplastik nach Sanvenero-Rosselli sowie die damit erreichten Untersuchungsergebnisse vorgestellt. Die Ergebnisse von drei Gruppen werden gegenübergestellt; eine Gruppe mit primären Patienten (die von Geburt an betreut wurden), eine Gruppe von „Quereinsteigern“ (jene sekundäre Patienten, die andernorts voroperiert wurden und bei denen die Velopharynxplastik in Frankfurt durchgeführt wurde) und eine sprachgesunde Kontrollgruppe. Neben einer anamnestischen Befragung anhand eines Fragebogens, der die Inhalte Selbsteinschätzung der Artikulation, Behinderung der Nasenatmung, Schnarchen, Hörfähigkeit, Notwendigkeit einer logopädischen Übungsbehandlung umfasste, fand eine globale linguistische Befunderhebung und die Einstufung in eine mehrstufige Skala statt. Es erfolgte eine objektiv-instrumentelle Messung der Nasalanz mit Hilfe des NasalView-Gerätes (Shaheen Awan, Tiger Elektronics) anhand einer modifizierten Version des Heidelberger Rhinophoniebogens. Es wurden rhinomanometrische Kenngrößen, die eine eindeutige Objektivierung der momentanen Durchgängigkeit der Nase erlauben, mit Einsatz des Rhinotest 2000 (Allergopharma) erhoben. Bei der linguistischen Befunderhebung zeigen 67% der primären und 59% der sekundären Patienten eine unauffällige Artikulationsqualität. Keine bzw. eine minimale Rhinolalie aperta weisen 72% der primären Patienten auf. Nasalität selbst ist ein schwer zu operationalisierender Parameter. Das NasalView ist ein Messgerät, welches die Nasalanz - ein akustisches Maß für den nasalen Anteil im Sprechklang - misst. Ein signifikanter Unterschied in den untersuchten Gruppen bezüglich der Nasalanzwerte ausgewählter Items besteht nicht. Bei der Rhinomanometrie zeigt sich, dass das Eigenstromverhalten der Nase bei der primären Gruppe dem der nichtoperierten gesunden Vergleichsgruppe ähnelt. Es wird eine regelrechte nasale Luftdurchgängigkeit gewährleistet, was auf optimale Bedingungen vor Ort schließen lässt. Bei der Resistenzmessung ist der gemessene Strömungswiderstand in der primären Gruppe gleich niedrig dem der in der Gruppe der gesunden Probanten. Neben dem Erreichen einer unbehinderten Nasenatmung steht die Hörfähigkeit, einschließlich einer ungestörten Funktion der Tuba auditiva im Zentrum des Interesses. Kinder mit Gaumenspalte haben häufig eine Tubenfehlfunktion, die zu einer chronischen Minderbelüftung des Mittelohres und zu einer Schallleitungsstörung und Schwerhörigkeit führen kann. Zur Vermeidung schwerwiegender Folgen sieht die Behandlung von Mittelohrerkrankungen in der Frühtherapie die Parazentese mit Paukenröhrcheneinlage vor. Patienten mit Gaumenspalte profitieren bezüglich ihres Hörvermögens im Erwachsenenalter von der Paukendrainage im Kindesalter. 84,6% der untersuchten Patienten zeigen keinen pathologischen Befund. Lediglich 11,4% der sekundären Patienten bemerken mitunter Otitiden und 15,4% der primären Patienten berichten über geringfügige Schwerhörigkeit. Die aus der Lippen-Kiefer-Gaumenspalte resultierenden Störungen essentieller Funktionen machen eine optimale Therapie und Rehabilitation notwendig und den Einfluss des operativen Konzeptes auf das Sprechen und die Sprache deutlich. Die Frage, warum bei so niedriger Inzidenz der Velopharynxplastik, diese überhaupt noch nötig ist, wird umfassend diskutiert. Geht man den Ursachen auf den Grund, so müssen lokale und allgemeine, sich häufig überschneidende und potenzierende Faktoren berücksichtigt werden. Gehen chirurgische Interventionen mit einwandfreier Technik von korrekter Anatomie aus, liegen Gründe in der Struktur der Muskulatur oder ihrem Timing? Bei stimmigem psychosozialem Umfeld, bei Berücksichtigung des heilpädagogischen Ansatzes, und wenn Störungen im Bereich der Psychomotorik und Sprachentwicklung ausgeschlossen werden, sind Gründe vielleicht in der Psycholinguistik zu suchen.Physiological nasality is based on a normally functioning velopharyngeal sphincter. The velopharyngeal mechanism contributes substantially to the emergence of spoken sound and comprehensibility of speech. Children with surgically successfully corrected cleft lip and palate, who due to the cleft palate conditioned velopharyngeal insufficiency did not reach physiological articulation need to receive an additional operation to improve their condition (incidence of the velopharyngeoplasty in Frankfurt 2.7%). This study presents a modification of the velopharyngeoplasty following Sanvenero – Rosselli and its clinical results. The results of three individual groups were compared: firstly a group with established patients since birth on (primary patients), secondly a group of newcomers who had received surgery elsewhere and who had velopharyngeoplasty done in Frankfurt (secondary patients), and thirdly a control group. After exploring the patients history with a questionnaire, which included a self – assessment of articulation, obstruction of nasal respiration, snoring, hearing ability and the necessity of logopedics, a global linguistic diagnosis and the classification according to a multi – level scale took place. With NasalView equipment (Shaheen Awan, Tiger Electronics) following the modified rhinophonia test (Heidelberg Rhinophonia Assessment Form) a verifiable technical measurement of the nasalance was done. Via Rhinotest 2000 (Allergopharma) rhinomanometric data were obtained, which clearly and objectively showed the present nasal pathway. 67 % of the primary patients and 59% of the secondary patients showed inconspicuous quality of articulation. 72 % of the primary patients showed none respectively minimal rhinolalie aperta. Nasality is a parameter hard to be broken down. NasalView is a measuring instrument that measures nasalance, an acoustic measurement for the nasal portion in the speech sound. There was no difference between the three examined groups concerning the data of nasalance of the selected aspects. Rhinomanometry gave evidence that the air flow of the nose in the primary patient group resembles that of the non-operated control group. A proper nasal air patency is provided which suggests optimal conditions in situ. The measurements of the resistance of the primary patient group are equally low to that of the non-operated control group during physical examination. Equally important to having an unobstructed nasal respiration is the proper hearing ability including the unimpaired functioning of the auditory tube. Children with cleft palate frequently suffer from tube malfunction that may lead to a chronic deficiency in ventilation of the middle ear cavity and an impairment of the sound conduction and almost deafness. In order to avoid serious complications, the treatment of tympanic cavity illnesses in the early stage recommends the paracentesis with ear tube inserts. Patients with cleft palates are being helped thoroughly profits concerning their aural acuity as adults if they had tympanoplasty (ear tubs) in early childhood. 84.6 % of the examined patients did not show any pathological findings. Merely 11.4 % of the additional secondary patients noticed occasionally otitis and 15.4 % of the primary patients reported insignificant hearing impairments. Interference of essential functions resulting from cleft lip and palate needs the best possible therapy and rehabilitation and the necessity of a surgical concept in order to regain better language ability. Point of discussion is why velopharyngeoplasty is necessary at all at such low incidence. In order to examine the causes, local and general, often overlapping and multiplying factors need to be considered. If all surgical interventions have been done professionally on correct anatomy, deeper reasons must lie in muscular structure or its timing? In a harmonic psychosocial environment under consideration of the social-pedagogical approach and if an interference in the area of psychomotoric and linguistic development can be excluded, reasons may lie in psycholinguistic

Tagungsband 1: Proceedings zum 11. Leipziger Tierärztekongress, 07. – 09. Juli 2022

Band 1 beinhaltet neben den typischen „Haustieren“ unter anderem die Artikel zur Berufspolitik und -ethik