Visualisierung der Stimmlippenschwingung mittels Magnetresonanztomographie - erste stimmphysiogische Anwendungen

Hintergrund: Da die Stimmlippenschwingung für den Menschen nicht ohne technisches Hilfsmittel sichtbar ist, haben sich im wissenschaftlichen und klinischen Kontext Verfahren etabliert, welche durch Stroboskopie eine virtuelle Verlangsamung der Schwingung ermöglichen. Dabei erfolgt die Visualisierung in transversaler Ebene, so dass die Schwingungen nur in den von oben sichtbaren Bereichen analysiert werden können. Die Magnetresonanztomographie (MRT) hingegen ermöglicht die dynamische Visualisierung in verschiedenen Ebenen, war jedoch bisher in ihrer zeitlichen Auflösung limitiert. In dieser Studie wurde eine auf elektroglottographischen (EGG) Signalen basierende MR-Stroboskopie entwickelt, welche die koronare Darstellung der Phonationsbewegung erlaubt.Material und Methoden: Die entwickelte MR-Sequenz verwendete sehr schnelle Gradienten zur Kodierung der Bewegung der Stimmlippen in koronarer Ebene. Parallel erfolgte die synchronisierte Aufnahme eines EGG-Signals. Dieses ermöglichte es, dass die MR-Bilder der Stimmlippen der richtigen Schwingungsphase in einem Schwingungszyklus zugewiesen werden konnten. Analog zur Videolaryngostroboskopie erfolgte so eine virtuelle Verlangsamung der Stimmlippenschwingung. Dabei wurde das MR-Signal in 4 parallelen koronaren Ebenen mit einer Schichtdicke von 3 mm gemessen und in 12 zeitliche Segmente des Schwingungszyklus rekonstruiert. Dies ermöglichte eine dynamische Visualisierung der Schwingung in 4 verschiedenen Bereichen. In dieser Pilotstudie wurde ein Proband gebeten, mit einer Grundfrequenz von 100 Hz zu phonieren. Die Aufnahme erfolgte über ca. 3 Minuten, wobei Zwischenatmungen exkludiert wurden. Veränderungen der Larynxhöhe wurden ebenfalls bestimmt und korrigiert. Die Geschwindigkeit der Schwingungsbewegung wurde durch einen Vergleich der Einzelbilder in Anhängigkeit zur zurückgelegten Distanz bestimmt.Ergebnisse: Die phonatorische Bewegung der Stimmlippen konnte in mehreren simultan aufgenommenen koronaren Ebenen dargestellt werden. Dabei zeigte sich jedoch kein vollständiger Stimmlippenschluss. In den 2 Ebenen mit der größten Schwingungsamplitude wurde eine Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung von 72.7±21.8 cm/s und 70.1±27.1 cm/s gemessen.Diskussion: Die koronare Schichtbildgebung ermöglicht es, die Konfiguration der Stimmlippe erstmals im Querschnitt zu analysieren. Die fehlende Sichtbarkeit des Stimmlippenschlusses weist darauf hin, dass hier primär die Bewegungen von M. vocalis und Ligament abgebildet werden. Dazu passt, dass die gemessene Bewegung der hier abgebildeten Strukturen um ca. 50% langsamer war als die bisher in der Literatur angegebene Bewegungsgeschwindigkeit der Randkantenverschieblichkeit des Epithels.Fazit: Die EGG-getriggerte MR-Stroboskopie der Stimmlippen visualisiert primär die Schwingung von M. vocalis und Ligament. Ihre Bewegung ist langsamer als die der Randkantenverschiebung über das Epithel, da diese Strukturen während eines Schwingungszyklus einen kürzeren Weg zurücklegen müssen

Wie unterscheidet sich das Singen in verschiedenen Körperpositionen? Weiterführende Untersuchung der Phonationsatembewegung mittels aufrechter Magnetresonanztomographie

Hintergrund: Die Magnetresonanztomographie (MRT) ermöglicht es, Abläufe im Inneren des Körpers während dynamischer Prozesse wie z.B. der Phonation zu visualisieren. Dies ist jedoch in konventionellen Scannern lediglich in liegender Körperposition möglich. Hierbei ändert sich jedoch die Wirkungsrichtung der Gravitation auf die zu untersuchenden Strukturen. In Vorarbeiten bzgl. der Vokaltraktkonfiguration konnte gezeigt werden, dass auch bei professionellen Sängerinnen und Sängern systematische Unterschiede im Sinne einer kranialen Verlagerung des Larynx im Liegen nachzuweisen sind. Da es über den Trachealzug einen engen Zusammenhang zwischen Larynxposition und Phonationsatmung gibt, ist auch hier ein Effekt der Körperposition zu erwarten, welcher jedoch bisher nur unzureichend untersucht wurde.Material und Methoden: Als Fortführung einer bereits 2015 in diesem Kontext vorgestellten Studie erfolgte die Analyse der Phonationsatembewegung von 8 Sängerinnen und Sängern bei der Phonation von ausgehaltenen Tönen im Stehen mittels eines schwenkbaren MR-Tomographen (GScan, Esaote, Italien) mit einer zeitlichen Auflösung von 1/s. Diese Daten wurden mit den Ergebnissen aus einer Analyse der Phonationsatembewegung verglichen, welche mittels eines konventionellen MR-Tomographen im Liegen erhoben wurden (zeitliche Auflösung von 3/s). Mittels Normalisierung in Relation zur maximalen Inspiration und Exspiration konnten die Daten vergleichend analysiert werden.Ergebnisse: Während es bei Respiration im Liegen im Vergleich zum Stehen lediglich zu einer Verlagerung der Zwerchfellbewegung um wenige Zentimeter in kraniale Richtung kommt, konnte bei Phonation zusätzlich eine verstärke thorakale Inspiration mit Hebung der ventralen Thoraxwand im Liegen beobachtet werden. Während der Phonation erfolgte die Thorax-Senkung im Liegen dann im gleichen Ausmaß im Vergleich zum Stehen, während sich die Zwerchfellbewegung im Liegen in ihrem Bewegungsausmaß steigerte.Diskussion: Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass professionelle Sängerinnen und Sänger die im Liegen exspiratorisch verlagerte Zwerchfellposition mit einer vermehrten Hebung der ventralen Thoraxwand während der präphonatorischen Inspiration kompensieren. Ziel dieser Bewegung könnte die Aufrechterhaltung der trainierten Bewegungsabläufe der Atemstützfunktion sein. Die kraniale Verlagerung der Zwerchfellposition im Liegen korreliert mit der in Voruntersuchungen beschriebenen Verlagerung der Larynx und kann auf eine Verminderung des Trachealzugs zurückgeführt werden.Fazit: Systematische Anpassungsbewegungen finden sich für die Phonation im Liegen auch bei professionellen Sängerinnen und Sängern. Diese sollten bei der Analyse von Bewegungsdaten, welche im Liegen aufgenommen werden, berücksichtigt und auch im gesangspädagogischen Kontext beachtet werden

Amplification of the Y chromosome in three murine tumor cell lines transformed in vivo by different human prostate cancers

Conventional and molecular cytogenetic analyses of three murine cancer cell lines that had been induced in male athymic mice Ly the injection of three different human prostate cancer cell lines revealed selective amplification of the Y chromosome. In particular, analysis of metaphase and interphase nuclei by fluorescence in situ hybridization (FISH) with the mouse Y chromosome-specific DNA painting probe revealed the presence of various numbers of Y chromosomes, ranging from one to eight, with a large majority of nuclei showing two copies (46.5-60.1%). In Interphase nuclei, the Y chromosomes showed distinct morphology, allowing identification irrespective of whether the preparations were treated for 15 min or for 5 h with Colcemid, a chemical known to cause chromosome condensation. However, FISH performed on human lymphocyte cultures with chromosome-specific DNA painting probes other than the Y chromosome did not reveal condensed chromosome morphology in inter-phase nuclei el en after 12 h of Colcemid treatment. Our FISH results indicate that (1) the Y chromosome is selectively amplified in all three cell lines; (2) the mouse Ti chromosome number is comparable in both interphase and metaphase cells; (3) the Y chromosome number varies between one and eight, with a large majority of cells showing two or three copies in most interphase nuclei; (;1) the condensation of the Y chromosome is not affected Ly the duration of Colcemid treatment bur by its inherent DNA constitution: and (5) the number of copies of the Y chromosome is increased and retained not only in human prostate tumor cell lines but also in murine tumors induced by those prostate tumor cell lines

Unterschiede der Phonationsatmung professioneller Sängerinnen und Sänger - eine Studie mittels dynamischer MRT

Hintergrund: Eine ökonomische Atemsteuerung wird in der Gesangspädagogik als wichtiger Baustein einer effektiven Phonation beschrieben. Unterschiede in der Steuerung der Phonationsatmung zwischen Sängerinnen und Sängern werden dabei jedoch kontrovers diskutiert. Da die dynamische Bildgebung der Lunge aufgrund von technischen oder ethischen Limitationen bisher nur begrenzt möglich war, mangelt es an quantitativen Untersuchungen, welche auch die innere Atembewegung dynamisch abbilden können. Es ist bisher nur unzureichend bekannt, ob geschlechtsabhängige Unterschiede in der Steuerung der Phonationsatmung bei der Gesangsphonation eine Rolle spielen.Material und Methoden: Die vorliegende Studie beschreibt die Analyse der Atembewegung von Thorax und Zwerchfell während der Phonation von Tonsprüngen und ausgehaltenen Tönen von jeweils 5 professionellen Sängerinnen und Sängern. Diese wurden mittels eines 1.5T MRT (Tim Symphony, Siemens, Erlangen, Germany) in sagittaler und coronarer Schnittbildgebung mit 3 Bildern/Sek. dargestellt. In jedem Bild wurden Distanzen zwischen anatomischen Landmarken vermessen. Parallel erfolgte die elektroglottographische Kontrolle von Grundfrequenz und Kontaktquotient sowie in einem separaten Schritt die Bestimmung des subglottischen Drucks.Ergebnisse: Bei der Phonation ausgehaltener Töne und Tonsprünge zeigte sich eine differenzierte Steuerung zwischen Thorax und vorderer Zwerchfellbewegung im Vergleich zu hinteren Zwerchfellbewegung bei allen Sängern. Auch die Reduktion des subglottischen Drucks bei Tonsprüngen Abwärts durch kurzfristige Zwerchfellkontraktionen war unabhängig vom Geschlecht messbar. Unterschiede zeigten sich dagegen im Ausmaß der Thorax- und Zwerchfellbewegung in Relation zur individuellen Ausatembewegung: Hier schöpften Sänger einen größeren Anteil ihrer individuellen Thoraxbewegung für die Phonation aus, während Sängerinnen dagegen einen größeren Anteil Ihrer Zwerchfellbeweglichkeit ausnutzten.Diskussion: Diese Ergebnisse sind kongruent mit Fragebogenstudien, welche eine weiter kaudal gelegene Projektion der Atembewegung bei Sängerinnen im Vergleich zu Sängern postulierten. Sie stehen im Widerspruch zu Untersuchungen zur Sprechatmung, welche keine geschlechtsspezifischen Unterschiede feststellen konnten.Fazit: Ob die beschriebenen Unterschiede auf das Geschlecht oder andere Einflussfaktoren wie Stimmfach oder Körperphysionomie zurückzuführen sind, kann jedoch anhand der kleinen Stichprobe nicht abschließend evaluiert werden