Advancing Voice Assessment through Laryngeal Videoendoscopy: Mouth-to-Microphone Distance Issues and Analysis of Vocal Fold Vibratory Asymmetry in Unilateral Vocal Fold Paralysis

Mgr. Dominika VALÁŠKOVÁ

Disertační práce

Voice examination and evaluation of voice disorders with videolyrangoscopy and videokymography

Abstract:

The presented dissertation is divided into two parts and focuses on a) determining the mouth-to-microphone distance during indirect laryngoscopic examination via magnifying rigid endoscope and b) evaluating kymographic images of vocal fold oscillations in patients with unilateral vocal fold paralysis. The first part derives a formula for calculating the distance of laryngoscope-mounted microphones from the mouth. The formula is based on the known insertion depth of the laryngoscope into the oral cavity, which was determined through empirical measurements in 80 adult subjects (40 men and 40 women). This formula also enables the estimation of measurement uncertainty and helps determine the recommended optimal distance for voice assessment. As a result, the microphone distance can be determined more accurately, more easily, and any time. The second part analyzes digital kymograms from high-speed laryngeal videoendoscopic recordings of patients with unilateral vocal fold paralysis. For this purpose, new MATLAB scripts were developed to facilitate kymogram analysis, and novel kinematic parameters were introduced to compare right-left asymmetry in vocal fold tension. Vocal folds in patients with unilateral vocal fold paralysis remain capable of oscillation; however, their vibrations are more complex, with a right-left phase difference that varies with frequency. This analysis provides new insights into the vibratory characteristics of vocal fold oscillations in cases of unilateral innervation disorder.

Abstract:

Předkládaná dizertace je rozdělena na dvě části a zabývá se a) určením vzdálenosti mikrofonu při nepřímém laryngoskopickém vyšetření rigidním zvětšovacím endoskopem a b) hodnocením kymografických záznamů kmitání hlasivek u pacientů s jednostrannou poruchou inervace hrtanu. V první části je odvozen vzorec pro výpočet vzdálenosti úst od mikrofonu připevněného k rigidnímu laryngoskopu. Vzorec je založen na znalosti hloubky vložení laryngoskopu do úst, která byla získána empirickým měřením 80 dospělých osob (40 mužů a 40 žen). Tento vzorec rovněž umožňuje určení nejistoty při měření a napomáhá při odvození doporučené optimální vzdálenosti mikrofonu při měření hlasu. Díky tomu je určení vzdálenosti mikrofonu od úst přesnější, snadnější a možné prakticky kdykoliv. Druhá část se zabývá analýzou digitálních kymogramů z vysokorychlostních videolaryngoskopických záznamů pacientů s jednostrannou poruchou inervace hrtanu. Za tímto účelem byly vytvořeny nové MATLAB skripty, které umožňují analýzu těchto kymogramů, a zároveň navrženy nové kinematické parametry, vhodné pro srovnání pravo-levé asymetrie kmitání. Hlasivky u pacientů s jednostrannou poruchou inervace hrtanu si zachovávají schopnost kmitat, avšak jejich kmity jsou více komplexní s pravo-levým fázovým rozdílem, který se mění s frekvencí. Analýza poskytuje nový pohled na vibrační charakteristiky kmitů hlasivek s jednostrannou poruchou inervace.

Keywords

rigidní laryngoskopie, vysokorychlostní videolaryngoskopie, videokymografie, jednostranná porucha inervace, pohyb hlasivek, vzdálenost mikrofonu, analýza patologického hlasu

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 6. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. RNDr. Jan Švec, Ph.D. et Ph.D., prof. RNDr. Jan Švec, Ph.D. et Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Biofyzika / Biofyzika