Nesse trabalho foram utilizadas e analisadas diferentes técnicas computacionais para estabilização de imagens de videolaringoscopia, adquiridas por meio de videostroboscopia, a fim de remover os movimentos indesejados provenientes do operador da câmera e do paciente durante a gravação, de modo a melhorar sua qualidade. Com um vídeo estabilizado podemos obter uma quimografia, que é um exame que permite observar os padrões de abertura e fechamento das pregas vocais durante a fonação, com boa qualidade. As técnicas utilizadas na estabilização foram correlação espacial, correlação de fase e Optical Flow. / In this work, different computational techiniques were used and evaluated for image stabilization of videolaringoscopy scenes, so that the unwanted movements coming from cameraman and patient\'s moviments can be removed, thus improving their quality. After stabilizing the video, we can get a kymography, an examination which allows us to visualize the vibratory pattern of vocal fold, with a good quality. The techniques used were spatial correlation, phase correlation and Optical Flow.

Nesse trabalho foram utilizadas e analisadas diferentes técnicas computacionais para estabilização de imagens de videolaringoscopia, adquiridas por meio de videostroboscopia, a fim de remover os movimentos indesejados provenientes do operador da câmera e do paciente durante a gravação, de modo a melhorar sua qualidade. Com um vídeo estabilizado podemos obter uma quimografia, que é um exame que permite observar os padrões de abertura e fechamento das pregas vocais durante a fonação, com boa qualidade. As técnicas utilizadas na estabilização foram correlação espacial, correlação de fase e Optical Flow. / In this work, different computational techiniques were used and evaluated for image stabilization of videolaringoscopy scenes, so that the unwanted movements coming from cameraman and patient\'s moviments can be removed, thus improving their quality. After stabilizing the video, we can get a kymography, an examination which allows us to visualize the vibratory pattern of vocal fold, with a good quality. The techniques used were spatial correlation, phase correlation and Optical Flow.

Estudos utilizando imagens laríngeas de sujeitos normais captadas por videolaringoscopia de alta velocidade revelam o uso de diversas ferramentas e métricas em diferentes populações. No entanto, é evidente a escassez de normatizações operacionais e de parâmetros vocais de referência. Os objetivos desse estudo foram obter parâmetros da dinâmica vocal utilizando ferramentas computacionais de uso corrente pelo Grupo de Pesquisa em Engenharia Médica (GPEM - CNPq) e caracterizar o padrão vibratório das pregas vocais de sujeitos normais por meio das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade do utilizando Videolaringoscopia de alta velocidade. Metodologia: A partir de imagens laríngeas captadas pela videolaringoscopia de alta velocidade foram extraídos os parâmetros quantitativos: i) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais das ondas da área glótica, ii) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais da quimografia de alta velocidade, iii) coeficientes (de abertura, de fechamento e de velocidade). Além disso, foram analisados os parâmetros qualitativos das ondas da área glótica e da quimografia de alta velocidade de acordo com a aplicação de protocolos elaborados para classificação de padrões visuais. Resultados: Das ondas da área glótica foram obtidos os valores médios, em milissegundos, de fase fechada: feminino=0.83 e masculino= 2.47; de abertura: feminino= 2.43 e masculino= 2.95; de fechamento: feminino=2.08 e masculino= 2.53; aberta: feminino= 6.15 e masculino= 6.18, período total do ciclo vibratório: feminino=6.98 e masculino= 8.65; coeficientes: de fechamento: feminino=0.14 e masculino=0.29, de abertura: feminino=0.85 e masculino=0.70, de velocidade: feminino=1.16 e masculino=1.19, além de 73% dos traçados apresentarem sinal periódico. Quanto à quimografia de alta velocidade os parâmetros quantitativos obtidos foram: fase fechada: feminino=1.75 e masculino=3.32, de abertura: feminino= 1.47 e masculino= 2.32; de fechamento: feminino= 1.51 e masculino= 2.22; aberta: feminino= 2.91 e masculino= 4.56, e período total do ciclo vibratório: feminino= 4.67 e masculino= 7.89. Os coeficientes obtidos foram: de fechamento: feminino= 0.37 e masculino= 0.42.; de abertura: feminino= 0.62 e masculino= 0.57; e de velocidade: feminino= 1.02 e masculino= 1.12. 59% de simetria em amplitude e 54% de assimetria de fase foram encontrados no traçado da quimografia de ata velocidade de sujeitos normais. Conclusão: A partir do uso de ferramentas computacionais específicas para analisar imagens laríngeas da videolaringoscopia de alta velocidade foi possível obter parâmetros quantitativos e qualitativos das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade de sujeitos normais e obter dados de referência quanto à normalidade para futuros estudos. / Several studies using laryngeal images from high-speed videolaryngoscopy of normal subjects reveals the diversity of tools and metrics used for different population. However, shortage of operational standardization and references of vocal fold parameters are evident. The main objectives of this study were to obtain parameters of vocal dynamics using computational tools of Medical Engineering Research Group (GPEM - CNPq) and to characterize the vocal fold\'s vibration pattern of normal subjects using glottal area waveforms and high-speed kymography. Methods: From laryngeal images of high-speed videolaryngoscopy we extracted the following quantitative parameters: i) phase time of glottal area waveforms, ii) phase time of vibratory cicle\'s total period, iii) quocients of high-speed kymography. Furthermore, qualitative parameters of glottal area waveform were analyzed according to visual pattern protocol. Results: Media values of glottal area waveforms, in milliseconds, of closed phase: female=0.83 and male= 2.47; opening phase: female= 2.43 and male= 2.95; closing phase: female= 2.08 and male= 2.53; opened phase: female=6.15 and male= 6.18, vibratory cicle of total period: female= 6.98 and male= 8.65, closing quotient: female= 0.14 and male= 0.29; opening quotient: female= 0.85 and male= 0.70; speed quotient: female= 1.16 and male= 1.19, besides 73% showed periodic signal. As the high- speed kymography the quantitative parameters obtained were: closed phase: female= 1.75 and male= 3.32; opening phase: female= 1.47 and male= 2.32; closing phase: female= 1.51 and male= 2.22; opened phase: female= 2.91 and male= 4.56, and vibratory cicie of total period: female= 4.67 and male= 7.89. The quotients obtained were: closing quotient: female= 0.37and male= 0.42; opening quotient: female= 0.62 and male= 0.57; speed quotient: female= 1.02 and male= 1.12. 59% amplitude symmetry and 54% phase asymmetry were obtained in the high- speed kymography of normal subjects. Conclusion: using specific computational tools to analyse high-speed laryngeal images we obtained quantitative and qualitative parameters of glottal area waveforms and high-speed kymography that can be used as a standard reference data for normal subjects.

Estudos utilizando imagens laríngeas de sujeitos normais captadas por videolaringoscopia de alta velocidade revelam o uso de diversas ferramentas e métricas em diferentes populações. No entanto, é evidente a escassez de normatizações operacionais e de parâmetros vocais de referência. Os objetivos desse estudo foram obter parâmetros da dinâmica vocal utilizando ferramentas computacionais de uso corrente pelo Grupo de Pesquisa em Engenharia Médica (GPEM - CNPq) e caracterizar o padrão vibratório das pregas vocais de sujeitos normais por meio das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade do utilizando Videolaringoscopia de alta velocidade. Metodologia: A partir de imagens laríngeas captadas pela videolaringoscopia de alta velocidade foram extraídos os parâmetros quantitativos: i) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais das ondas da área glótica, ii) tempos de fases e período total do ciclo vibratório das pregas vocais da quimografia de alta velocidade, iii) coeficientes (de abertura, de fechamento e de velocidade). Além disso, foram analisados os parâmetros qualitativos das ondas da área glótica e da quimografia de alta velocidade de acordo com a aplicação de protocolos elaborados para classificação de padrões visuais. Resultados: Das ondas da área glótica foram obtidos os valores médios, em milissegundos, de fase fechada: feminino=0.83 e masculino= 2.47; de abertura: feminino= 2.43 e masculino= 2.95; de fechamento: feminino=2.08 e masculino= 2.53; aberta: feminino= 6.15 e masculino= 6.18, período total do ciclo vibratório: feminino=6.98 e masculino= 8.65; coeficientes: de fechamento: feminino=0.14 e masculino=0.29, de abertura: feminino=0.85 e masculino=0.70, de velocidade: feminino=1.16 e masculino=1.19, além de 73% dos traçados apresentarem sinal periódico. Quanto à quimografia de alta velocidade os parâmetros quantitativos obtidos foram: fase fechada: feminino=1.75 e masculino=3.32, de abertura: feminino= 1.47 e masculino= 2.32; de fechamento: feminino= 1.51 e masculino= 2.22; aberta: feminino= 2.91 e masculino= 4.56, e período total do ciclo vibratório: feminino= 4.67 e masculino= 7.89. Os coeficientes obtidos foram: de fechamento: feminino= 0.37 e masculino= 0.42.; de abertura: feminino= 0.62 e masculino= 0.57; e de velocidade: feminino= 1.02 e masculino= 1.12. 59% de simetria em amplitude e 54% de assimetria de fase foram encontrados no traçado da quimografia de ata velocidade de sujeitos normais. Conclusão: A partir do uso de ferramentas computacionais específicas para analisar imagens laríngeas da videolaringoscopia de alta velocidade foi possível obter parâmetros quantitativos e qualitativos das ondas da área glótica e quimografia de alta velocidade de sujeitos normais e obter dados de referência quanto à normalidade para futuros estudos. / Several studies using laryngeal images from high-speed videolaryngoscopy of normal subjects reveals the diversity of tools and metrics used for different population. However, shortage of operational standardization and references of vocal fold parameters are evident. The main objectives of this study were to obtain parameters of vocal dynamics using computational tools of Medical Engineering Research Group (GPEM - CNPq) and to characterize the vocal fold\'s vibration pattern of normal subjects using glottal area waveforms and high-speed kymography. Methods: From laryngeal images of high-speed videolaryngoscopy we extracted the following quantitative parameters: i) phase time of glottal area waveforms, ii) phase time of vibratory cicle\'s total period, iii) quocients of high-speed kymography. Furthermore, qualitative parameters of glottal area waveform were analyzed according to visual pattern protocol. Results: Media values of glottal area waveforms, in milliseconds, of closed phase: female=0.83 and male= 2.47; opening phase: female= 2.43 and male= 2.95; closing phase: female= 2.08 and male= 2.53; opened phase: female=6.15 and male= 6.18, vibratory cicle of total period: female= 6.98 and male= 8.65, closing quotient: female= 0.14 and male= 0.29; opening quotient: female= 0.85 and male= 0.70; speed quotient: female= 1.16 and male= 1.19, besides 73% showed periodic signal. As the high- speed kymography the quantitative parameters obtained were: closed phase: female= 1.75 and male= 3.32; opening phase: female= 1.47 and male= 2.32; closing phase: female= 1.51 and male= 2.22; opened phase: female= 2.91 and male= 4.56, and vibratory cicie of total period: female= 4.67 and male= 7.89. The quotients obtained were: closing quotient: female= 0.37and male= 0.42; opening quotient: female= 0.62 and male= 0.57; speed quotient: female= 1.02 and male= 1.12. 59% amplitude symmetry and 54% phase asymmetry were obtained in the high- speed kymography of normal subjects. Conclusion: using specific computational tools to analyse high-speed laryngeal images we obtained quantitative and qualitative parameters of glottal area waveforms and high-speed kymography that can be used as a standard reference data for normal subjects.

A aproximação cricotireóidea simula a contração do músculo cricotireóideo, aproximando as cartilagens cricóidea e tireóidea anteriormente. Distende e tensiona as pregas vocais, elevando a freqüência fundamental da voz. É indicada em pacientes que apresentam voz grave em conseqüência da paralisia do nervo laríngeo superior ou por doenças endócrinas e reumatológicas no sexo feminino. Com o objetivo de estudar os efeitos da aproximação cricotireóidea sobre a vibração das pregas vocais em ambos sexos, foram avaliadas 30 laringes excisadas de cadáveres humanos frescos pré e pós aproximação cricotireóidea. Esse trabalho experimental permitiu excluir as interferências dos mecanismos compensatórios da fonação presentes em um estudo 'in vivo'. As cartilagens aritenóideas foram aproximadas por sutura, fechando a glote. Um fluxo de ar comprimido umedecido foi injetado no interior da traquéia, e ao passar pela glote promoveu a vibração das pregas vocais. Foi então realizada a aproximação cricotireóidea através de suturas, aproximando as cartilagens tireóidea e cricóidea. O comprimento da porção membranosa das pregas vocais foi obtido através de um paquímetro. A vibração das pregas vocais foi gravada pré e pós a aproximação cricotireóidea utilizando-se uma câmera de videoquimografia. Após digitalização e análise quadro a quadro das imagens documentadas, foram realizadas medidas da freqüência fundamental, da amplitude de vibração das pregas vocais, do ciclo vibratório e suas fases (aberta, fechada, de abertura e fechamento) pré e pós aproximação cricotireóidea. Foram também calculados e analisados índices que correlacionam a duração das diferentes fases do ciclo vibratório, como o quociente de abertura, de fechamento e o quociente de velocidade. Estas variáveis foram analisadas estatisticamente pela técnica multivariada de análise de perfil e correlacionadas entre si. Observamos que houve alongamento significante das pregas vocais após a aproximação cricotireóidea, sendo mais evidente no sexo feminino. Ocorreu elevação significante da freqüência fundamental, mas esta não se correlacionou com o alongamento das pregas vocais. A amplitude de vibração diminuiu de forma significante, assim como a duração do ciclo vibratório e suas fases, correlacionando-se diretamente com o aumento da freqüência fundamental. A redução da fase de abertura foi significantemente maior no sexo masculino. Concluindo, a aproximação cricotireóidea provocou alongamento da prega vocal, redução da amplitude e duração do ciclo vibratório e suas fases, existindo correlação inversa com o aumento da freqüência de vibração. Embora as pregas vocais de laringes femininas tenham apresentado maior alongamento, e as masculinas maior redução da fase de abertura, não houve diferença significante do efeito da aproximação cricotireóidea sobre a freqüência vocal entre os sexos. / The cricothyroid approximation simulates the cricothyroid muscle contraction by approximating the cricoid and thyroid cartilage’s. By this surgery, the vocal folds are lengthened. Consequently, the fundamental frequency of the voice is increased. The main indications for this procedure are patients presenting voice hoarseness due to superior laryngeal nerve palsy or to rheumatoid and endocrinological diseases in women. Thirty fresh cadaver’s larynges were used for the purpose of studying the effects of the cricothyroid approximation on the vocal folds vibration in both genders. Ideally, this experiment would allow exclusion of the diverse phonation compensatory factors that can possible compromise the accuracy of an “in vivo" study. The surgical procedure was performed in the excised larynges. Initially, the arytenoids cartilages were approximated by suturing both together, closing the glottis. Humidified compressed air was injected inside of the tracheal tube, causing vocal folds vibration. The cricothyroid approximation was performed by sutures placed in the cricoid and thyroid cartilages. Calipers were used to measure the length of the membranous portion of the vocal folds. Pre and post cricothyroid approximation. Vocal folds vibration was recorded by a portable camera specific for videokymographic studies. After digitalizing the recorded images, each one of them was carefully evaluated. The fundamental voice frequency, the vocal folds vibratory amplitude, and the vibratory cycle with its phases (opened, closed, opening and closing phases) were measured pre and post operatively. Indexes related to the duration of the different phases of the vibratory cycle, such as open quotient, closed quotient and speed quotient were then calculated and analyzed. Multivariate statistical analysis and profile analysis were used for correlation and understanding of the results. There was a statistically significant lengthen of the vocal folds after cricothyroid approximation, more noticeable in female laryngeal specimens. The fundamental voice frequency was increased, but no relation with the increased length of the vocal cords could be observed. The vibratory amplitude was significantly reduced, as was the vibratory cycle duration. The latter was directly correlated with the increase of fundamental voice frequency. The male laryngeal specimens presented a significant higher reduction of the opening phase of the vibratory cycle. In this study, the cricothyroid approximation caused lengthening of the vocal folds. The vibratory cycle and its phases were also altered, presenting a reduced duration. An inverse correlation between these variables and the increase of the vibratory frequency was noted. Although the female laryngeal specimens had shown a longer length when compared with the male, and the male specimens had a higher decrease of the opening phase of the vibratory cycle, there was no statistically significant difference in the cricothyroid approximation effect on the vocal frequency according to gender.

A aproximação cricotireóidea simula a contração do músculo cricotireóideo, aproximando as cartilagens cricóidea e tireóidea anteriormente. Distende e tensiona as pregas vocais, elevando a freqüência fundamental da voz. É indicada em pacientes que apresentam voz grave em conseqüência da paralisia do nervo laríngeo superior ou por doenças endócrinas e reumatológicas no sexo feminino. Com o objetivo de estudar os efeitos da aproximação cricotireóidea sobre a vibração das pregas vocais em ambos sexos, foram avaliadas 30 laringes excisadas de cadáveres humanos frescos pré e pós aproximação cricotireóidea. Esse trabalho experimental permitiu excluir as interferências dos mecanismos compensatórios da fonação presentes em um estudo 'in vivo'. As cartilagens aritenóideas foram aproximadas por sutura, fechando a glote. Um fluxo de ar comprimido umedecido foi injetado no interior da traquéia, e ao passar pela glote promoveu a vibração das pregas vocais. Foi então realizada a aproximação cricotireóidea através de suturas, aproximando as cartilagens tireóidea e cricóidea. O comprimento da porção membranosa das pregas vocais foi obtido através de um paquímetro. A vibração das pregas vocais foi gravada pré e pós a aproximação cricotireóidea utilizando-se uma câmera de videoquimografia. Após digitalização e análise quadro a quadro das imagens documentadas, foram realizadas medidas da freqüência fundamental, da amplitude de vibração das pregas vocais, do ciclo vibratório e suas fases (aberta, fechada, de abertura e fechamento) pré e pós aproximação cricotireóidea. Foram também calculados e analisados índices que correlacionam a duração das diferentes fases do ciclo vibratório, como o quociente de abertura, de fechamento e o quociente de velocidade. Estas variáveis foram analisadas estatisticamente pela técnica multivariada de análise de perfil e correlacionadas entre si. Observamos que houve alongamento significante das pregas vocais após a aproximação cricotireóidea, sendo mais evidente no sexo feminino. Ocorreu elevação significante da freqüência fundamental, mas esta não se correlacionou com o alongamento das pregas vocais. A amplitude de vibração diminuiu de forma significante, assim como a duração do ciclo vibratório e suas fases, correlacionando-se diretamente com o aumento da freqüência fundamental. A redução da fase de abertura foi significantemente maior no sexo masculino. Concluindo, a aproximação cricotireóidea provocou alongamento da prega vocal, redução da amplitude e duração do ciclo vibratório e suas fases, existindo correlação inversa com o aumento da freqüência de vibração. Embora as pregas vocais de laringes femininas tenham apresentado maior alongamento, e as masculinas maior redução da fase de abertura, não houve diferença significante do efeito da aproximação cricotireóidea sobre a freqüência vocal entre os sexos. / The cricothyroid approximation simulates the cricothyroid muscle contraction by approximating the cricoid and thyroid cartilage’s. By this surgery, the vocal folds are lengthened. Consequently, the fundamental frequency of the voice is increased. The main indications for this procedure are patients presenting voice hoarseness due to superior laryngeal nerve palsy or to rheumatoid and endocrinological diseases in women. Thirty fresh cadaver’s larynges were used for the purpose of studying the effects of the cricothyroid approximation on the vocal folds vibration in both genders. Ideally, this experiment would allow exclusion of the diverse phonation compensatory factors that can possible compromise the accuracy of an “in vivo” study. The surgical procedure was performed in the excised larynges. Initially, the arytenoids cartilages were approximated by suturing both together, closing the glottis. Humidified compressed air was injected inside of the tracheal tube, causing vocal folds vibration. The cricothyroid approximation was performed by sutures placed in the cricoid and thyroid cartilages. Calipers were used to measure the length of the membranous portion of the vocal folds. Pre and post cricothyroid approximation. Vocal folds vibration was recorded by a portable camera specific for videokymographic studies. After digitalizing the recorded images, each one of them was carefully evaluated. The fundamental voice frequency, the vocal folds vibratory amplitude, and the vibratory cycle with its phases (opened, closed, opening and closing phases) were measured pre and post operatively. Indexes related to the duration of the different phases of the vibratory cycle, such as open quotient, closed quotient and speed quotient were then calculated and analyzed. Multivariate statistical analysis and profile analysis were used for correlation and understanding of the results. There was a statistically significant lengthen of the vocal folds after cricothyroid approximation, more noticeable in female laryngeal specimens. The fundamental voice frequency was increased, but no relation with the increased length of the vocal cords could be observed. The vibratory amplitude was significantly reduced, as was the vibratory cycle duration. The latter was directly correlated with the increase of fundamental voice frequency. The male laryngeal specimens presented a significant higher reduction of the opening phase of the vibratory cycle. In this study, the cricothyroid approximation caused lengthening of the vocal folds. The vibratory cycle and its phases were also altered, presenting a reduced duration. An inverse correlation between these variables and the increase of the vibratory frequency was noted. Although the female laryngeal specimens had shown a longer length when compared with the male, and the male specimens had a higher decrease of the opening phase of the vibratory cycle, there was no statistically significant difference in the cricothyroid approximation effect on the vocal frequency according to gender.