Medyczna rejestracja obrazu wideo

Część III: Medyczna rejestracja obrazu wideo w praktyce

Kimografia zaawansowana

Autor: dr inż. Marcin Just, dr inż. Michał Tyc (DiagNova Technologies)

W module kimografii zaawansowanej oprócz podstawowego obrazu kimograficznego, czyli obrazu ruchu fałdów głosowych w jednym przekroju poprzecznym, użytkownik otrzymuje obraz pełnej pracy fałdów głosowych na całych fałdach głosowych − fonowibrogram oraz wyznaczone parametry liczbowe z obrazów, umożliwiające szczegółową analizę pracy fałdów.

Do przeprowadzenia analizy kimograficznej potrzebne jest nagranie wideostroboskopowe o czasie trwania nie krótszym niż 0,5 sekundy oraz nie dłuższym niż 300 sekund. Jeżeli czas trwania nagrania będzie zbyt krótki, to kolejna zakładka analizy – Kadrowanie – pozostanie wyszarzona. Jeżeli czas trwania nagrania będzie zbyt długi, program, podczas przechodzenia na zakładkę kadrowania, przerwie nagranie w momencie przekroczenia maksymalnego czasu.

Kliknięcie prawym przyciskiem myszy na wybranej sekwencji wideo i wybranie opcji Kimografia zaawansowana spowoduje otwarcie okna do zaawansowanej analizy kimograficznej (rys. 1).

wybór fragmentu nagrania do analizy

Rys. 1. Okno do analizy kimograficznej; wybór fragmentu nagrania do analizy

Pierwsza zakładka Wybór fragmentu (rys. 1) rozpoczyna kimografię. Tak jak w przypadku zwykłej kimografii na tej zakładce użytkownik wybiera odpowiedni fragment nagrania. Fragment ten powinien obrazować całą długość fałdów głosowych w miarę możliwości widocznych w środku obrazu bez jakichkolwiek struktur, które mogłyby zasłonić całość lub ich fragment. Nagranie powinno zawierać co najmniej dwa pełne cykle pracy fałdów głosowych (pełne rozwarcie oraz zwarcie fałdów). Najlepszym i najefektowniejszym rozwiązaniem jest wybranie fragmentu, który zawiera od dwóch do pięciu pełnych cykli pracy fałdów. Takie nagranie pozwala na pełną analizę ruchu fałdów.

Nagranie wideostroboskopowe przeznaczone do analizy kimograficznej powinno głównie zawierać ruch fałdów głosowych podczas fonacji. Ruch fałdów podczas wdechu i wydechu nie zawiera żadnych istotnych informacji w analizie kimograficznej.

Po wybraniu odpowiedniego fragmentu nagranej sekwencji wideo, należy przejść do następnej zakładki – Kadrowanie (rys. 2). Kadrowanie polega na wycięciu, wyrównaniu, (jeśli potrzebne) obróceniu i powiększeniu fragmentu obrazu zawierającego fałdy głosowe.

wskazywanie położenia fałdów głosowych

Rys. 2. Przygotowanie do kadrowania – wskazywanie położenia fałdów głosowych

Użytkownik przeprowadza kadrowanie przy wykorzystaniu dwóch odcinków pomocniczych. Jeden odcinek – znacznik fałdów – pozwala na oznaczenie miejsca, w którym znajdują się fałdy głosowe, natomiast drugi – znacznik punktów charakterystycznych – pozwala na oznaczenie punktów, które program będzie następnie śledził. Prawidłowe ustawienie na jednej klatce znacznika punktów charakterystycznych gwarantuje idealnie wykadrowany obraz fałdów głosowych, bez konieczności wprowadzania poprawek na pozostałych klatkach. W celu naniesienia znacznika fałdów, czyli oznaczenia miejsca występowania fałdów głosowych na obrazie, należy rozmieścić dwa punkty oznaczające tył oraz przód fałdów głosowych (odcinek w kolorze niebieskim). Następnie użytkownik umieszcza znacznik punktów charakterystycznych poprzez wybranie dwóch charakterystycznych punktów na obrazie (odcinek w kolorze żółtym). Punkty te pozostają w stałym ułożeniu względem siebie oraz względem fałdów głosowych. Ustawione na pierwszej klatce odcinki niebieski oraz żółty pozostaną w stałym ułożeniu względem siebie na pozostałych klatkach.

Punkty znacznika fałdów ustawia się w dwóch punktach na fałdach głosowych tak, aby odcinek poprowadzony pomiędzy nimi znajdował się w osi fałdów głosowych. Najczęściej są to punkty, które określają przód oraz tył fałdu. Punkt początkowy (tył fałdu) 1 oraz punkt końcowy (przód fałdu) 2 odcinka mozna dowolnie przesuwać przytrzymując lewym przyciskiem myszy.

W taki sam sposób użytkownik umieszcza na obrazie znacznik punktów charakterystycznych 3. Dwa krańcowe punkty odcinka ustawia się w dwóch charakterystycznych punktach na obrazie, które następnie będą przez program śledzone. Niezbędne jest, aby wybrane dwa punkty znacznika znajdowały się w takich miejscach na obrazie, które pozostają w stałym położeniu w stałym stosunku do siebie oraz do fałdów głosowych. Wybrane punkty powinny być dla programu jednoznaczne i widoczne na wszystkich klatkach. Może to być widoczna żyłka, jaśniejsza lub ciemniejsza plamka, itp. Punkty mogą być zaznaczone w dowolnej konfiguracji względem osi fałdów głosowych (równolegle, prostopadle, pod dowolnym kątem). Zaznaczone punkty są przez program śledzone dzięki zastosowanym w programie inteligentnym algorytmom. Taki sposób znacznie polepsza jakość otrzymywanego przebiegu pracy fałdów głosowych oraz znacznie usprawnia wykonanie kimografii.

Jako, że na wszystkich klatkach, odcinki pozostają względem siebie w stałym położeniu, przy przesuwaniu znacznika punktów charakterystycznych, odpowiednio przesuwa się również znacznik fałdów głosowych.

Nie zaleca się przesuwania znacznika fałdów, a za nim znacznika punktów charakterystycznych. Z założenia użytkownik ręcznie koryguje tylko ustawienie znacznika punktów charakterystycznych, a znacznik fałdów powinien znaleźć się dokładnie na fałdach głosowych. Jeśli tak nie jest, należy ponownie wyznaczyć punkty charakterystyczne znacznika.

W oknie znajduje się przycisk Resetuj znaczniki 4, który pozwala na usunięcie wcześniejszych ustawień obu znaczników. Aby zresetować znaczniki, należy kliknąć przycisk 4, a następnie poruszyć suwakiem. Znaczniki ustawiane są niezależnie tylko na pierwszej klatce nagrania. Na kolejnych klatkach, podczas przesuwania punktów znacznika punktów charakterystycznych, przesuwa się również znacznik fałdów. Zaznaczenie opcji Przesuw znacznika fałdów 5, czyli odcinka niebieskiego, umożliwia „rozdzielenie” znaczników, w efekcie czego możliwe jest poruszanie znacznikiem fałdów niezależnie. Zaznaczenie to stosuje się jedynie w szczególnych przypadkach.

Pomiędzy strzałkami służącymi do ustawiania miejsca nagrania klatka po klatce, wyświetlany jest numer kolejnej klatki wyświetlonej 6. Możliwe jest ustawienie obszaru poszukiwań zmian położenia punktu wybranego przez użytkownika podczas kadrowania, za pomocą strzałek (lub „ręcznie”) 7.

W większości przypadków znaczniki wystarczy ustawić tylko na pierwszej klatce fragmentu wybranego do analizy kimograficznej. Pozostałe zostaną dopasowane automatycznie przez program. Podczas przesuwania suwaka, punkty znacznika punktów charakterystycznych zaznaczone przez użytkownika wyświetlane są w kolorze zielonym, a dopasowane automatycznie – żółtym.

W przypadku, gdy próbkowany jest zbyt duży obszar wokół punktu wybranego przez użytkownika, możliwe jest występowanie błędów w kadrowaniu obrazu i w rezultacie powstawanie nieprawdziwego przebiegu czasowego pracy fałdów głosowych.

W celu opracowania przebiegu czasowego pracy fałdów głosowych, odnalezienia przebiegu ruchu zaznaczonego punktu, porównywanie są ze sobą kolejne klatki, co może skutkować sumującymi się błędami w próbkowaniu. Błędy są wynikiem przybliżeń współrzędnych piksela danego punktu, uwarunkowane wielkością piksela. Ten sposób wymaga zaznaczenia położenia wybranego punktu w wielu miejscach czasowych, aby możliwe było otrzymanie zadowalającego przebiegu czasowego. W programie DiagnoScope zastosowana została dodatkowo aproksymacja punktów na podstawie punktów zaznaczonych przez użytkownika na jednej klatce. To pozwala uniknąć sumujących się błędów.

Aby otrzymać dokładny przebieg czasowy pracy fałdów głosowych, należy poprawnie dobrać odpowiednie punkty znacznika punktów charakterystycznych, które mają być śledzone przez program oraz poprawnie wybrać miejsca ich zaznaczenia, co wymaga od użytkownika pewnej wprawy – nabrania doświadczenia w przeprowadzaniu kadrowania obrazów sekwencji wideo.

Kolejnym krokiem kimografii jest stabilizacja przekroju poprzecznego fałdów głosowych. Po lewej stronie zakładki Stabilizacja (rys. 3) znajduje się podgląd wykadrowanej klatki 1, natomiast po prawej czarno-biały przebieg czasowy pracy fałdów głosowych w wybranym przekroju poprzecznym fałdów 2.

Stabilizacja pracy fałdów głosowych

Rys. 3. Stabilizacja pracy fałdów głosowych

Stabilizacja pracy fałdów głosowych

Rys. 4. Panel przycisków stabilizacji pracy fałdów głosowych

Przekrój poprzeczny fałdów głosowych, którego przebieg czasowy ma być widoczny z prawej strony okna, wybiera się za pomocą suwaka 3 (linia w poprzek obrazu) na podglądzie wykadrowanej klatki. W celu wybrania interesującego przekroju poprzecznego fałdów, należy ustawić suwak w odpowiednim miejscu, przesuwając go w górę lub w dół za pomocą kursora. W miarę przesuwania suwaka, z prawej strony pojawia się odpowiadająca danemu przekrojowi poprzecznemu analiza czasowa pracy fałdów. Analogicznie użytkownik może zmienić klatkę przedstawiającą fałdy głosowe w danej chwili czasu, poprzez przesuwanie suwaka na przekroju czasowym pracy fałdów.

Poniżej podglądu klatki oraz przekroju czasowego znajduje się panel z przyciskami A (rys. 3), który zawiera narzędzia do stabilizacji obrazu fałdów głosowych oraz wygładzenia obrazu kimograficznego. Panel w powiększeniu został przedstawiony i opisany na rysunku 4.

W przypadku, gdy podgląd przekroju czasowego pracy fałdów głosowych jest „poszarpany”, może zostać wygładzony automatycznie na podstawie innych obrazów poprzez zaznaczenie opcji Wygładzaj wszystkie 4. Jeżeli taki sposób wygładzenia obrazu nie jest wystarczający, można go poprawić, naciskając przycisk Wygładź teraz 5. W przypadku, gdy przeglądanie przekrojów czasowych, wymaga ciągłego używania przycisku Wygładź teraz, możliwe jest automatyczne przeliczanie (wygładzanie) przekrojów za każdym razem, poprzez zaznaczenie opcji Przeliczaj każdy 6. Opcja Przeliczaj każdy jest aktywna tylko wtedy, kiedy opcja Wygładzaj wszystkie jest zaznaczona.

Włączona opcja Przeliczaj każdy, lub przyciskanie przycisku Wygładź teraz za każdym razem, może spowodować w niektórych miejscach nadmierne wygładzenie powierzchni fałdów głosowych, co może prowadzić do zafałszowania wyników. W celu uniknięcia fałszowania wyników, należy w miejscu występowania wady (np. niedomykalności) przycisnąć przycisk Wygładź teraz, przy zaznaczonej opcji Wygładzaj wszystkie, program dostosuje wygładzenie pozostałych przekrojów czasowych na podstawie dodatkowo wygładzonego przekroju.

Opcja Usuń wahania jasności 7 umożliwia pozbycie się istniejących na nagraniu zmian w jasności danego nagrania. Efekt jest często spotykany na nagraniach kamerą stroboskopową. Zmiany te są wynikiem delikatnego niedopasowania częstotliwości zbierania klatek, do częstotliwości migania lampy stroboskopowej. U góry na przebiegu czasowym 8 znajdują się cztery punkty, po dwa w dwóch rzędach. Punkty te przesuwane są tylko w poziomie, poprzez naciśnięcie i przytrzymanie na wybranym punkcie lewym przyciskiem myszy i przesunięcie punktu w prawo lub w lewo. Każdy rząd punktów działa niezależnie względem siebie. Punkty z jednego rzędu ustawione po przeciwległych stronach linii brzegu fałdu, po naciśnięciu przycisku Wygładź teraz 5, pozwolą programowi wygładzić najbardziej wyróżniającą się linię w obszarze między punktami. Dzięki temu mechanizmowi użytkownik może ustawić jedną parę punktów z obu stron prawej krawędzi fałdu, a drugą parę z obu stron lewej krawędzi fałdu, co pozwoli na wyrównanie obu krawędzi jednocześnie. Jeżeli jest wskazane użycie tylko jednej pary punktów w danym miejscu, wystarczy, że obszary pomiędzy punktami obu par będą się „zazębiać”, wówczas program weźmie pod uwagę obszar pomiędzy najdalej oddalonymi od siebie punktami, bez względu na to, z której pary pochodzą.

Po zadowalającym wygładzeniu krawędzi fałdów głosowych, należy przejść na następną zakładkę Kimografia (rys. 5).

Stabilizacja pracy fałdów głosowych

Rys. 5. Stabilizacja pracy fałdów głosowych

Stabilizacja pracy fałdów głosowych

Rys. 6. Panel przycisków analizy czasowej pracy fałdów głosowych

Po lewej stronie okna znajduje się obraz wykadrowanych fałdów głosowych 1 oraz po lewej stronie okna obraz kimograficzny 2 z tą różnicą, że na tej zakładce obraz kimograficzny wyświetlany jest w kolorze. Podobnie jak na poprzedniej zakładce, możliwe jest przeglądanie obrazów kimograficznych w wybranym przekroju poprzecznym fałdów. Użytkownik wybiera dany przekrój poprzeczny poprzez przesuwanie suwaka (w kolorze niebieskim) 3 na obrazie fałdów głosowych. Oprócz niebieskiego suwaka, na obrazie fałdów głosowych znajdują się również dwa suwaki w kolorze zielonym 4. Suwaki te określają przód i tył fałdów głosowych. Suwaki można przemieszczać klikając i przytrzymując lewy przycisk myszy na suwaku, a następnie przesuwać w górę lub w dół.

Poniżej podglądu klatki oraz przekroju czasowego znajduje się panel z przyciskami A (rys. 5), który zawiera narzędzia do zapisywania otrzymanych obrazów. Panel został przedstawiony i opisany na rysunku 6. Możliwe jest zapisanie klatki przedstawiającej fałdy głosowe, poprzez naciśnięcie przycisku Dodaj wykadrowaną klatkę 5. Spowoduje to zapisanie aktualnej klatki, widocznej w oknie. Jeśli wymagane jest, aby na zapisanej wykadrowanej klatce widoczne było miejsce przekroju fałdów głosowych, należy zaznaczyć opcję Zapisz z linią wskaźnika 6. Można także zapisać obraz przebiegu czasowego pracy fałdów głosowych, naciskając przycisk Dodaj przekrój czasowy 7. Poprzez zaznaczenie opcji Zapisz z linią wskaźnika 8, możliwy jest zapis z linią określającą miejsce w przebiegu czasowym (moment czasu), które będzie odpowiadało wykadrowanej klatce. Użytkownik może także poprzez naciśnięcie przycisku Dodaj zestaw przekrojów 9, automatycznie zapisać obraz wykadrowanych fałdów głosowych oraz odpowiednia ilość obrazów kimograficznych odpowiadających przekrojom określonym na obrazie wykadrowanych fałdów głosowych.

Miejsca przekrojów poprzecznych wyznaczane są na podstawie ustawienia zielonych suwaków 4 oraz wybrane z listy miejsca przekrojów 10. Miejsca przekrojów opisane są procentowo (100% to cały obszar pomiędzy zielonymi suwakami), przy czym 0 oznacza tył fałdu (górny suwak), a 100 przód fałdu (dolny suwak). Po naciśnięciu przycisku 9, obszar pomiędzy suwakami zostaje podzielony przez program na części według dokonanego wyboru i w ten sposób otrzymuje odpowiednie przekroje poprzeczne.

Wszystkie dodane w ten sposób klatki zostaną dopisane do listy klatek. Po zapisaniu i wyjsciu z okna analizy, wszystkie klatki zostaną umieszczone w oknie głównym badania z prawej strony nagrania źródłowego. Klatki utworzone w ten sposób, oznaczone są w lewym górnym rogu literką R i odpowiednią cyfrą w kolejności ich zapisywania.

Przycisk Dodaj wykadrowany film 11, pozwala na zapisanie nagrania składającego się z wykadrowanych klatek. Drugim nagraniem, jakie można zapisać jest film zbiorczy (Dodaj zbiorczy film 12), który jest złożeniem klatki przedstawiającej fałdy głosowe w danym momencie czasu oraz nagrania składającego się z obrazów przedstawiających przedziały czasowe na całej długości fałdu głosowego. Na zapisanym filmie po lewej stronie widoczna jest wykadrowana klatka (z zaznaczonym miejscem przekroju, jeśli opcja Zapisz z linią wskaźnika 6 jest zaznaczona). Po prawej stronie nagrania znajduje się nagranie złożone ze wszystkich przekrojów czasowych (w miejscach przekroju pokazanych na obrazie z lewej strony). Tutaj również możliwe jest dodanie linii wskaźnika (poprzez zaznaczenie opcji 8), określającej daną chwilę czasu w jakiej widoczne są fałdy głosowe na wykadrowanej klatce.

W celu uniknięcia występowania dodatkowych błędów w obrazowaniu oraz artefaktów, wynikających z rekompresji materiału wideo, sekwencje wykadrowanych klatek są w tej chwili zapisywane przy wykorzystaniu kodeka bezstratnego co powoduje, iż zapisane sekwencje mają stosunkowo duże rozmiary.

Kolejną zakładką w zaawansowanej kimografii jest Progowanie (rys. 7).

Progowanie

Rys. 7. Zakładka Progowanie

Po lewej stronie okna znajduje się obraz wykadrowanych fałdów głosowych 1 oraz po prawej stronie okna obraz kimograficzny 2. Podobnie jak na poprzedniej zakładce, możliwe jest przeglądanie obrazów kimograficznych w wybranym przekroju poprzecznym fałdów, poprzez przesuwanie suwaka na obrazie wykadrowanych fałdów głosowych. A także przeglądać obraz fałdów głosowych w danym momencie czasowym poprzez przesuwanie suwaka na obrazie kimograficznym.

Na obrazie wykadrowanych fałdów głosowych widoczne są dwa suwaki w kolorze zielonym, znajdujące się w połowie wysokości obrazu 3. Suwaki te umożliwiają określenie obszaru, który ma być brany pod uwagę w tworzeniu obrazu kimograficznego. Wyznaczona szerokość pozwala skorygować stopień widocznego rozwarcia fałdów głosowych.

Poniżej obrazu z wykadrowanymi fałdami głosowymi znajduje się przycisk Optymalizuj parametry detekcji 4. Po ustawieniu obrazu fałdów głosowych w momencie ich rozwarcia, naciśnięcie przycisku 4 spowoduje automatyczne dopasowanie się zestawu pięciu par punktów 5 do prawego i lewego brzegu fałdów głosowych. W przypadku, gdy nie wszystkie punkty dopasują się prawidłowo, ich ustawienie można korygować „ręcznie” przesuwając pojedyncze punkty w prawo lub w lewo. Po ustawieniu punktów na obrazie fałdów głosowych, użytkownik może przejść do określenia obszaru rozwarcia się fałdów na obrazie kimograficznym.

Na obrazie kimograficznym program zamalowuje na kolor niebieski obszary, w których fałdy są rozwarte. Po naciśnięciu przycisku znajdującego się poniżej obrazu kimograficznego, Optymalizuj parametry detekcji 6, program odnajduje obszary, gdzie fałdy są rozwarte. W przypadku, gdy nie wszystkie obszary dopasują się prawidłowo, ich ustawienie można korygować „ręcznie” przesuwając pojedyncze punkty 7 w prawo lub w lewo zmniejszając lub zwiększając zakres jasności, które program bierze pod uwagę przy wyznaczaniu powierzchni rozwarcia fałdów na obrazie kimograficznym. Ważne jest, aby użytkownik zwrócił uwagę na to, w którym przedziale pomiędzy punktami 7 znajduje się przekrój czasowy, którego obszary rozwarcia fałdów zostały nieprawidłowo wyznaczone, ponieważ korekcję przeprowadza się, przy użyciu punktu znajdującego się najbliżej właśnie tego przekroju. Poprzez przesuwanie suwakiem w lewą oraz prawą stronę, możliwe jest odpowiednio zmniejszenie zakresu jasności (zmniejszenie powierzchni zaznaczonej) oraz zwiększenie zakresu jasności (zwiększenie powierzchni zaznaczonej).

Poprawność wyznaczenia obszaru rozwarcia fałdów głosowych na obrazie kimograficznym, należy sprawdzić we wszystkich przekrojach poprzecznych fałdów. Jest to niezbędne do poprawnego wyznaczenia fonowibrogramu oraz parametrów liczbowych.

Do poprawnego wyznaczenia parametrów oraz fonowibrogramów należy zaznaczyć ilość pełnych cykli (pełnego rozwarcia oraz zwarcia) pracy fałdów występujących na analizowanym nagraniu 6.

Ostatnią zakładką zaawansowanej kimografii jest zakładka Analiza parametryczna (rys. 8).

Analiza parametryczna i prezentacja fonowibrogramu

Rys. 8. Analiza parametryczna i prezentacja fonowibrogramu

Na zakładce pokazano obraz wykadrowanych fałdów głosowych 1 oraz obraz kimograficzny w wybranym przekroju poprzecznym 2.

W obszarze A wyświetlane są wyznaczone linie wewnętrznych krawędzi fałdów głosowych, wyznaczone parametry liczbowe oraz fonowibrogram. Wyznaczone parametry liczbowe można oglądać przełączając na odpowiednią zakładkę w obszarze B.

Procedura wyznaczania parametrów liczbowych oraz wykresu fonowibrogramu wymaga oznaczenia krawędzi lewego i prawego fałdu głosowego (na rys. 9 w kolorze niebieskim), obszar głośni, tył i przód fałdu głosowego (na rys. 9 punkty w kolorze czerwonym; T − tył fałdu, P – przód fałdu) oraz główną oś głośni (na rys. 9 zaznaczona żółtą linią przerywaną).

Obrys krawędzi wewnętrznej fałdów głosowych z wyznaczoną osią głośni

Rys. 9. Obrys krawędzi wewnętrznej fałdów głosowych z wyznaczoną osią głośni

Mając informacje dotyczące krawędzi fałdu głosowego, możliwe jest wyznaczenie parametrów, takich jak stopień niedomykalności, amplituda pracy, asymetria, czy różnica fazy. Poniżej przedstawiono przykładowe wykresy parametrów wyznaczonych na podstawie kształtu krawędzi dla fałdów z rys. 9.

obrys krawędzi fałdów głosowych

Rys. 10. Wyznaczony obrys krawędzi fałdów głosowych

Obrys krawędzi obu fałdów głosowych nałożone na siebie

Rys. 11. Obrys krawędzi obu fałdów głosowych nałożone na siebie

Obrys krawędzi fałdów głosowych na obrazie kimograficznym

Rys. 12. Obrys krawędzi fałdów głosowych na obrazie kimograficznym

Na rysunkach widoczne są automatycznie wyznaczone, na podstawie wcześniej wykonanego przez użytkownika kadrowania oraz progowania, krawędzie fałdów głosowych. Na rysunku 10 widoczne są krawędzie wyznaczone z wykadrowanego obrazu fałdów głosowych. W tym miejscu użytkownik może określić początek i koniec fałdów i wyciąć fragmenty fałdów, które nie są istotne do analizy (ciemnozielone poziome kreski na rys. 10). Na rysunku 11 widoczne są te same krawędzie, ale nałożone na siebie. Na jednym wykresie znajduje się obraz krawędzi fałdu lewego oraz lustrzane odbicie względem osi głośni obrazu krawędzi fałdu prawego. Na rysunku 12 obrysowane zostały krawędzie fałdów na podstawie obrazu kimograficznego. Rysunek ten uwzględnia, zaznaczoną przez użytkownika, liczbę pełnych rozwarć fałdów głosowych.

Wykres amplitudy ruchu fałdów głosowych

Rys. 13. Wykres amplitudy ruchu fałdów głosowych

Wykres czasu otwarcia fałdów głosowych do czasu ich zamknięcia

Rys. 14. Wykres czasu otwarcia fałdów głosowych do czasu ich zamknięcia

 Wykres amplitudy ruchu fałdów głosowych do średniego rozwarcia

Rys. 15. Wykres amplitudy ruchu fałdów głosowych do średniego rozwarcia

Rysunek 13 przedstawia wykres amplitudy ruchu fałdów głosowych. Oś pionowa opisuje położenie na fałdzie głosowym, a oś pozioma przesunięcie względem osi głośni. Żółte punkty obrazują lewy fałd głosowy, niebieskie punkty prawy fałd, natomiast zielone punkty obrazują szerokość szpary głośni. W prawidłowej pracy fałdów głosowych wykres żółty oraz niebieski będą się pokrywać, natomiast zielony wykres stanowić ich sumę. Im zielony wykres ma mniejsze przesunięcie, tym bardziej jeden fałd podąża za drugim, zamiast pracować przeciwstawnie.

Rysunek 14 przedstawia stosunek czasu otwarcia fałdów głosowych do czasu ich zamknięcia w każdym przekroju (wynik podawany w procentach). Rysunek 15 to stosunek amplitudy ruchu fałdów do średniego rozwarcia.

Ocena symetryczności pracy fałdów głosowych

Rys. 16. Ocena symetryczności pracy fałdów głosowych

Różnica fazy między ruchem prawego i lewego fałdu

Rys. 17. Różnica fazy między ruchem prawego i lewego fałdu

Wynik fitowania krawędzi fałdu głosowego

Rys. 18. Wynik fitowania krawędzi fałdu głosowego

Wykres na rysunku 16 pozwala na ocenę symetryczności pracy fałdów głosowych. Podaje wartość stosunku amplitudy ruchu środka obszaru głośni do amplitudy szerokości obszaru głośni. W przypadku symetrycznej pracy fałdów parametr powinien być równy 0. Wartość 0,5 oznacza asymetrię, kiedy jeden fałd nie pracuje w ogóle. Natomiast wartość powyżej 0,5 oznacza, że jeden z fałdów pracuje inwersyjnie, czyli podąża za drugim. Ogólnie można powiedzieć, że im większa wartość tego parametru, tym mniejsza efektywność pracy fałdów.

Na rysunku 17 przedstawiono parametr, który obrazuje różnicę fazy pomiędzy ruchem prawego i lewego fałdu. W przypadku prawidłowej pracy fałdów głosowych, różnica fazy powinna być równa 0 stopni.

Na rysunku 18 przedstawiony został wykres prezentujący wynik fitowania krawędzi fałdu (w module kadrowania i stabilizacji). Na wykresie wykorzystano wykadrowany pojedynczy cykl pracy fałdów obrócony o 90°. Na wykres został nałożony wynik fitowania w celu określenia różnicy fazy ruchu pomiędzy fałdami.

Kolejnym krokiem po wyznaczeniu parametrów liczbowych jest tworzenie fonowibrogramu (phonovibrogram – PVG). Fonowibrogram to mapa przedstawiająca informacje na temat ruchu fałdów głosowych w czasie trwania całej sekwencji slow motion. Wykres ten zawiera informacje na temat ruchu całych fałdów głosowych w całym przedziale czasu (nie tylko w jednym przekroju poprzecznym). Przy tworzeniu fonowibrogramu z sekwencji wideo zbierane są informacje na temat ruchu konturów oscylujących fałdów głosowych, a następnie przekształcone w jednobarwny obraz fonowibrogramu.

Powstawanie fonowibrogramu

Rys. 19. Powstawanie fonowibrogramu

Jeżeli fałdy głosowe zostaną „przecięte” wzdłuż osi głośni, następnie lewy fałd zostanie obrócony o 180° względem punktu T, otrzymany obraz fałdów będzie wyglądał jak na rysunku 19.

Wizualizacja całej charakterystyki ruchu fałdów głosowych została przedstawiona na rysunku 19. Ruch fałdów głosowych zmienia się w czasie (pozioma oś w kolorze zielonym na rysunku). Na wykresie kolor czarny określa stan, kiedy fałdy są zamknięte, czyli krawędź fałdu znajduje się na osi głośni. Natężenie koloru czerwonego określa w jakiej odległości od osi głośni znajduje się krawędź fałdu, czyli jaki jest stopień rozwarcia fałdów (rys. 20). Kolor niebieski dotyczy sytuacji w której krawędź fałdu przekracza oś głośni.

Fonowibrogram

Rys. 20. Fonowibrogram

Fonowibrogram pozwala na skompresowanie na jednym wykresie danych z sekwencji „slow motion” z zachowaniem kluczowych informacji na temat pracy fałdów głosowych. Na ostatecznym wykresie uzyskuje się mapę niosącą informacje o zachowaniu krawędzi fałdu w czasie trwania całej analizowanej sekwencji „slow motion”. Jedna klatka zawiera więc wszystkie informacje potrzebne do zdiagnozowania pacjenta.

W celu dodania do listy klatki z wykresem parametru lub fonowibrogramem, należy dwukrotnie kliknąć na wybranym wykresie, co spowoduje jego automatyczne zapisanie do listy klatek. Po zapisaniu i wyjściu z okna analizy, wszystkie klatki zostaną umieszczone w oknie głównym badania z prawej strony nagrania źródłowego.