Variation of voice quality features and aspects of voice training in males and females. (2024)

Samenvatting en Conclusies
Tijdens stemgeving worden drukwisselingen gegenereerd door trillende
stemplooien en dit proces wordt beïnvloed door vele fysiologische en
anatomische variabelen. De basisprincipes van stemgeving zijn onderwerp
geweest van talrijke studies. Essentiële details betreffende stemgeving dienen
echter nog te worden ingevuld: normatieve gegevens over stemvorming zijn
schaars, waardoor kwalificatie van stemkarakteristieken wordt belemmerd.
Daarnaast zijn weinig gegevens bekend over de relatie tussen fysiologische
processen en cognitieve aspecten van het stemgeluid. De theoretische
benadering van stemvorming middels analytische modellen wordt bemoeilijkt
door onvoldoende gegevens over zowel “gemiddelde” stemkarakteristieken in
een populatie, als ook over de grenswaarden van deze karakteristieken. De
onderhavige studie werd dan ook uitgevoerd om normatieve gegevens over
stemgeving vast te stellen en om stemkarakteristieken te kwalificeren op grond
van geslacht en geoefendheid van de stemgebruiker.
Hoofdstuk 2
Het strottehoofd met trillende stemplooien als generator van stemgeluid kan
nauwkeurig worden bestudeerd met behulp van videolaryngostroboscopie.
Aspecten van de uiterlijke verschijning van het strottehoofd (larynx/pharynx
ratio; vorm van de epiglottis; asymmetrie in het arytenoïdgebied;
compensatoire activiteit bij toenemende geluidsintensiteit; dikte, breedte,
lengte en elasticiteit van de stemplooien) en van de glottisfunctie (amplitude
van de stemplooibeweging; duur, percentage en type betreffende
stemplooisluiting; faseverschillen; locatie van een glottaal lek) van 214
proefpersonen werden geëvalueerd door drie juryleden met behulp van
gestandaardiseerde schalen. Wat betreft de verschijningsvorm werden bij
mannen een hogere larynx/pharynx ratio alsmede frequenter optredende
compensatoire activiteiten bij intensiteitsveranderingen waargenomen in
vergelijking met vrouwen. Een afwijkende vorm van de epiglottis werd vaker
gezien in mannen, terwijl de infantiele epiglottis exclusief in mannen kon
worden vastgesteld. In vergelijking met de stemplooien van vrouwen, werden
de mannelijke stemplooien als dikker, smaller, langer en meer gespannen
beschreven, met kleinere uitslagen van beweging. Stemplooisluiting werd als
meer compleet beschreven in mannen, echter tegelijkertijd korter van duur. In
getrainde proefpersonen werd vaker dan in ongetrainden een volledige
stemplooisluiting waargenomen hetgeen ook opging voor faseverschillen in
zijwaartse stemplooibeweging. Daarnaast werd de belangrijke invloed van de
variabelen toonhoogte, geluidsintensiteit en leeftijd van de proefpersoon
vastgesteld op zowel verschijningsvorm van de stemplooien als glottisfunctie.
De resultaten geven aan dat de onderzoeker zich tijdens
videolaryngostroboscopische evaluatie in de klinische praktijk bewust moet
zijn van de invloeden van de gepresenteerde variabelen om een adequate
beoordeling van de stem te kunnen uitvoeren.
Hoofdstuk 3
Stemmen met een onvolledige stemplooisluiting worden gekenmerkt door een
zekere mate van heesheid. Hese stemmen zijn beperkt qua stemmogelijkheden
en minder bestand tegen intensieve stemopdrachten. Belastbaarheid van de
stem is dan ook gerelateerd aan stemplooisluiting. Om stemplooisluiting te
kunnen kwalificeren werd een referentiekader gevormd door 47 gezonde
mannen en 92 gezonde vrouwen zonder stemklachten te onderzoeken middels
videolaryngostroboscopie. De opgenomen beelden werden bestudeerd en de
sluiting in percentages uitgedrukt. De resultaten tonen dat de sluiting bij
mannen beter is dan bij vrouwen. Toename van de geluidsintensiteit gaat samen
met verbetering van de sluiting, en bij de vrouwen werd een negatief verband
gelegd tussen toonhoogte en stemplooisluiting. Een normale stemplooisluiting
is in mannen een complete sluiting, terwijl bij vrouwen een sluiting van
tenminste 90% moet worden vastgesteld. Als dergelijke sluitingen niet worden
bereikt bij luide fonatie dan is er sprake van een minder belastbaar
strottehoofd. Om de functionaliteit van de stembron te evalueren en te
kwantificeren dient het strottehoofd in de klinische praktijk niet slechts op één
intensiteitsniveau te worden geobserveerd, maar tijdens meerdere intensiteiten
en toonhoogten.
Hoofdstuk 4
Tijdens stemgeving veroorzaken trillende stemplooien wisselingen in de
uitademingslucht. Deze wisselingen kunnen worden gemeten als glottale
luchtstroomgolfvormen en deze zijn de basis van het hoorbare signaal waarop
spraak berust. Golfvormkarakteristieken werden bepaald van 224
proefpersonen, welke waren ingedeeld in vier groepen naar geslacht en
geoefendheid, en relaties met geluidsintensiteit, toonhoogte, intra-orale druk en
leeftijd werden geanalyseerd. Golfvormen werden gekarakteriseerd door
middel van luchtstroom- en temporele parameters, alsmede hiervan afgeleide
parameters. Slechts enkele statistisch significante verschillen werden
vastgesteld tussen ongetrainde en getrainde proefpersonen: de maximale
afname van de luchtstroomsnelheid is groter, en de sluitingsduur van de
stemplooien korter in getrainde vrouwen, terwijl de golfvorm een meer
asymmetrisch aspect heeft in de getrainde mannen. Meerdere significante
verschillen werden gevonden tussen mannen en vrouwen. Hogere waarden
voor de luchtstroomparameters werden gemeten in mannen. Bij mannen is de
tijd waarin de maximale luchtstroom afneemt tot minimale luchtstroom korter
en de tijdsduur waarin de stemplooien gesloten zijn langer, in vergelijking met
vrouwelijke parameterwaarden. Deze verschillen weerspiegelen de
anatomische verschillen tussen het mannelijke en vrouwelijke strottehoofd.
Variabelen zoals geluidsintensiteit, intra-orale druk, toonhoogte en leeftijd
hebben een belangrijke invloed op golfvormkarakteristieken. Hoofdstuk 4
geeft een gedetailleerde beschrijving van deze invloeden. Hieruit blijkt dat
variatie van ieder van de variabelen samenhangt met betekenisvolle
veranderingen in stemfysiologie en benadrukt daarmee de dynamische
gebeurtenissen die zich voltrekken op stemplooiniveau tijdens spraak.
Hoofdstuk 5
Sluiting van de stemplooien veroorzaakt een plotselinge vermindering van de
glottale luchtstroom, hetgeen hoorbare drukwisselingen oplevert. De
geluidsintensiteit is gerelateerd aan de abruptheid waarmee de sluiting zich
voltrekt. De abruptheid kan worden gemeten als de maximale afname van de
luchtstroomsnelheid (MFDR) van de glottale luchtstroomgolfvorm. De
abruptheid is echter ook geassocieerd met beschadiging van de stemplooien. In
dit hoofdstuk is de specifieke relatie tussen geluidsintensiteit en MFDR
mathematisch beschreven in groepen met verschillende tolerantie tot
vermoeibaarheid van de stem. In de groep met stemproblemen werden meer
abrupte sluitingen gevonden dan in de groepen zonder stemproblemen. De
toegepaste mathematische beschrijving zou gebruikt kunnen worden om
vatbaarheid voor stemproblemen te voorspellen.
Hoofdstuk 6
De in het strottehoofd gegenereerde drukwisselingen worden gemodificeerd in
het aanzetstuk. Het aanzetstuk omvat de ruimte tussen stemplooien en lippen,
en werkt als een frequentie-selectief filter. Door articulatorische bewegingen
wordt het basissignaal betekenisvol gemodificeerd en het resultaat is spraak.
Spraakkenmerken van 224 proefpersonen werden perceptief geëvalueerd met
behulp van bipolaire semantische schalen, om daarmee zowel verschillen
tussen mannen en vrouwen, als tussen proefpersonen met en zonder
stemtraining te bestuderen. Vergeleken met spraak van mannen werd spraak
van vrouwen aan de ene kant meer expressief en melodieus, hoger en helderder
beoordeeld, maar aan de andere kant onplezieriger, zachter, scheller en
zwakker. De beoordelingen weerspiegelen de hogere waardering voor
vrouwelijke intonatiepatronen, echter tegelijkertijd geven zij ook de kleinere
dynamiek aan van vrouwelijk spraak die voorts gekenmerkt is door een lagere
kwaliteit. In vergelijking met spraak van ongetrainden werd spraak van
getrainde proefpersonen beter gewaardeerd wat betreft articulatie, en deze
spraak kwam ook helderder over. Getrainde proefpersonen lijken daarmee hun
mogelijkheden wat spraak betreft beter te benutten door een betere controle
over zowel de stembron als de articulatorische organen.
Hoofdstuk 7
Fonetogrammen bieden een goede weergave van individuele
stemmogelijkheden qua melodisch en luidheidsbereik. Vanwege het tweedimensionale karakter is het moeilijk om vergelijkingen te maken tussen
fonetogrammen. Oplossingen hiervoor werden gezocht in standaardisatie van
de fonetogrammen voor het melodisch bereik, waarbij de unieke vorm van
ieder individueel fonetogram vervolgens op niet eenduidige wijze wordt
aangepast. In dit hoofdstuk is een nieuwe methode om fonetogrammen te
analyseren geïntroduceerd. De gestructureerde analyse is gebaseerd op een
kwantitatieve bepaling van de eigenschappen: vorm, oppervlakte en
dynamische spraakomvang, zonder dat daarbij de vorm van de fonetogrammen
wordt veranderd. De parameterverzamelingen die de eigenschappen
beschrijven worden onafhankelijk van de grondtoon berekend. Naast de
mogelijkheid om de methode te gebruiken om fonetogrammen te vergelijken
kan deze ook worden gebruikt om normatieve gegevens voor specifieke
groepen te produceren.
Hoofdstuk 8
In dit hoofdstuk zijn stemmogelijkheden van groepen, ingedeeld naar geslacht
en eventuele stemtraining, met elkaar vergeleken met behulp van twee
verschillende methoden. De eerste is gebaseerd op standaardisatie van de
frequentieschaal van fonetogrammen, terwijl de andere berust op verwerking
van variabelen welke resulteren na analyse van de eigenschappen vorm,
oppervlakte en dynamische spraakomvang. Mannen bleken in staat te zijn
zachter geluid te maken, terwijl de vrouwelijke proefpersonen op specifieke
frequentiegebieden van het fonetogram luider konden foneren. Getrainde
poefpersonen hadden een fonetogram met een grotere oppervlakte, hetgeen te
maken had met toegenomen zachte stemmogelijkheden in beide geslachten en
het significant toegenomen melodisch bereik in de getrainde vrouwelijke
proefpersonen. De analyse van de vorm, uitgevoerd met Fourier Descriptoren,
gaf verschillen aan, zowel tussen de geslachten als tussen ongetrainden en
getrainden.
Hoofdstuk 9
In de vorige hoofdstukken werden vergelijkingen gemaakt tussen groepen met
en zonder stemtraining. In dit hoofdstuk zijn de resultaten gegeven van een
prospectieve studie, waarin de invloed van twee en een half jaar stemtraining
op het fonetogram en de fonatietijden is geanalyseerd. Analyse van de
fonetogrammen liet zowel een toename van de zachte als de luide
stemmogelijkheden zien, terwijl geen verandering van melodisch bereik werd
geconstateerd. Stemfunctie kan worden geëvalueerd met de s/z ratio. Deze
wordt bepaald door de ratio te nemen van de fonatietijden van de stemloze
medeklinker /s/ en de stemhebbende medeklinker /z/. De s/z ratio nam
significant toe na de stemtraining, hetgeen waarschijnlijk berust op een afname
van de weerstand van de stemplooien tijdens stemgeving in combinatie met een
toegenomen controle over de uitademing.
Met informatie over de variatie van stemkwaliteitskenmerken in een grote
populatie kunnen databases worden gemaakt, welke toegepast kunnen worden
ten behoeve van modelvorming en toetsing, alsmede ter ontwikkeling van
normatieve gegevens voor toekomstige studies. Tevens kunnen dergelijke
gegevens gebruikt worden als referentiekader in de klinische praktijk.
Significante verschillen in strottehoofdeigenschappen werden vastgesteld
tussen mannen en vrouwen. Deze verschillen weerspiegelen de
geslachtsspecifieke anatomie van het strottehoofd en de hieraan gerelateerde
fysiologie van de stemgeving. Na frequentiecorrectie zijn de strottehoofd- en
stemplooi-eigenschappen van de vrouw niet vergelijkbaar met die van de man.
Daarom dient evaluatie van de stem onafhankelijk voor mannen en vrouwen te
geschieden.
Geringere verschillen in strottehoofd- en stemplooi-eigenschappen werden
gevonden tussen de ongetrainde en getrainde groepen. Het belangrijkste
verschil was de completere stemplooisluiting in de getrainde proefpersonen. De
geringe verschillen wijzen erop, dat het stemapparaat in essentie niet verschilt
tussen de groepen. Echter grote verschillen tussen de ongetrainde en getrainde
groep werden wel gevonden in fonetogrameigenschappen en in de perceptieve
beoordeling van spraak. Deze verschillen wijzen op de betere controle over
stem- en spraakorganen in de getrainde proefpersonen, waardoor de aanwezige
mogelijkheden om geluid te produceren optimaal kunnen worden benut

• https://research.rug.nl/en/publications/variation-of-voice-quality-features-and-aspects-of-voice-training