De werking van stemplooien beter bekijken met videokymografie

‘Een spiegeltje. Dat was heel lang de techniek om de stemplooien in het strottenhoofd, of stembanden zoals iedereen ze noemt, te onderzoeken. Pas midden jaren tachtig van de vorige eeuw kwam de endoscoopcamera om foto’s te maken. Dat soort camera’s verkopen we, en natuurlijk onze videokymografiecamera.’ Aan het woord is prof.dr. Harm Schutte. Hij is de grondlegger van de videokymografie, een techniek waarmee stemplooitrillingen die onregelmatig verlopen en gepaard gaan met een afwijkend stemgeluid, in beeld worden gebracht om stemproblemen te analyseren. De techniek komt voort uit onderzoek dat Schutte deed op een STW-project.

We bevinden ons bij het bedrijf dat Schutte samen met ex-promovendus Qinjun Qiu oprichtte: Cymo BV. In een grote, vierkante ruimte werken drie mannen en een vrouw achter computers. Twee foto’s van menselijke stembanden hangen aan de muur. Tegen de wand staat een Lundiakast vol elektronicaonderdelen, lampjes, draden en videokymografiekasten. Achterin is een werkbank met nog meer elektronica. Vanuit deze uit zijn krachten gegroeide hobbykamer zetten Qiu en zijn medewerkers de apparaten in elkaar die ze aan ziekenhuizen en medische centra verkopen. Schutte is inmiddels met emeritaat maar adviseert Cymo bij de dagelijkse gang van zaken.

Stemplooitrillingen gefilmd

Schutte: ‘Het begon in 1994 met een Tsjechische onderzoeker die zocht naar een manier hoe je een voice break, dus een overslaande stem, kunt bestuderen . De Tsjech trachtte deze werking van de stem in beeld te brengen met stroboscopie, maar dat lukte niet. De stroboscopietechniek werkt met lichtflitsen, waardoor je momentopnamen krijgt. Je kunt bij een niet goed functionerende stemplooi niet plannen wanneer je de lichtflits er op afstuurt en wanneer de stemplooi iets zal doen. Zo kwam het idee op om een opnamesysteem te ontwikkelen dat gebruik maakte van de topline van een videocamera. Door die steeds opnieuw te scannen kun je tijd winnen. Dat is het principe van videokymografie.
Met de Tsjech Jan Svec en de firma Lambert Instruments maakten we een prototype. Maar er moest wat aan verbeterd worden. Die mogelijkheden zag ik in een STW-project, toen ik Qinjun Qiu ontmoette. Hij had dezelfde ideeën als ik, het klikte en ik diende een STW-voorstel in om het systeem te gaan ontwikkelen. In het project werd de videokymografiecamera verbeterd en ontdaan van de nadelen in het prototype. Bovendien werd nu een productierijp type ontworpen.
Het eerste resultaat was de videokymografie camera 2156, een high speed volbeeld camera met een grote resolutie en hoge snelheid. Hiermee konden we de bewegingen van de stemplooien vastleggen op video en ze analyseren. Prachtig was dat. Bijkomend voordeel is dat de camera met goed licht een beeld laat zien, waarmee we de endoscoop heel secuur naar de goede plek kunnen sturen.’

Deed u altijd al onderzoek naar stembanden?

Schutte: ‘O ja, als medisch specialist was het mijn werk om stemvorming te bestuderen en ik maakte foto’s, om het een en ander vast te leggen, maar daarmee krijg je toch net niet voldoende informatie. Pas toen je stemplooien kon filmen, kon je het gedrag van de bewegende stemplooien met stroboscopie in beeld brengen. De menselijke stem maakt geluid door luchtdruk, geluidssterkte, luchtstromen en contact van de beide stemplooien. We konden nu deze verschijnselen tegelijk meten en analyseren. Voor mij leverde dat informatie op om bij mensen te analyseren wat er aan hun stem zou kunnen mankeren. Zo heb ik ook veel klassieke zangers advies kunnen geven. Ook werd software ontwikkeld in het Voice Research Lab. Groningen: het programma Voce Vista, een apparaatje waarmee zangers zelf hun stem analyseren. Het is echt verbijsterend hoe weinig zangers over de werking van hun eigen stem weten. Daarna begon de periode waarin we videokymografiecamera’s gingen maken. Dat was leuk onderzoek.’

Kunt u een hoogtepunt en een dieptepunt noemen?

‘Een hoogtepunt in het onderzoek was het moment waarop we een camera hadden gemaakt, een multilayer printplaatje met acht verbindingslagen. Drie maanden hadden Qiu en ik daaraan gewerkt. En het werkte meteen!
Een dieptepunt, als je dat zo wilt noemen, was de geringe belangstelling. Met mijn combinatie van passies viel ik tussen de verschillende onderzoeksgebieden in. Ik paste niet in een hokje en kreeg daardoor ook van de universiteit maar weinig belangstelling.’

Steeds betere camera’s

Samen met Qinjun Qiu ontwikkelde Schutte een videokymografiecamera.
Schutte: ‘We hebben patent aangevraagd op de vinding. Dankzij de bemiddeling van STW is dat prima geregeld. We begonnen daarna met Cymo de serie 2156 te bouwen, die verkopen we aan ziekenhuizen. Inmiddels zijn daar nieuwe soorten bij gekomen, maar daar kan Qiu meer over vertellen.’

Qiu: ‘De eerste serie videokymografiecamera’s 2156 die Harm noemt heeft een snelheid van 7200 lines per seconde. Daarmee kun je alle soorten regelmatige en onregelmatige trillingen van de stemplooien onderzoeken.
Maar we ontwikkelen bij Cymo ook nieuwe toepassingen. Zo hebben we nu vier endoscopiecamera’s op de markt gebracht. Dat zijn camera’s voor bijvoorbeeld kijkoperaties. Onze 1152-serie is een goede, multifunctionele camera voor relatief weinig geld. Aan de andere kant van het spectrum hebben we de 6688-serie. Dat zijn supergevoelige camera’s die heel scherp beeld leveren en waarvan de kop zelfs bestuurbaar is.

Wat ligt er voor Cymo in het verschiet?

Qiu: ‘Er is veel concurrentie op ons gebied. We leveren nu al aan KNO-artsen en ziekenhuizen in Amerika, Italië, eigenlijk wereldwijd. Voor de Europese markt zijn we bezig de CE-certificering te halen…’

Schutte valt in: ‘Die CE-certificering voor Europa is een probleem. Daarvoor zijn de regels zó streng en ondoorzichtig, dat het ons veel energie kost om dat voor elkaar te krijgen. Ikzelf ben er een beetje klaar mee …’

Qiu: ‘Maar we gaan het wel halen. Daar zorg ik voor. Als we ook in Europa kunnen leveren, vergroot dat onze markt geweldig. Mijn doel is dat we een volwassen bedrijf worden met een goede reputatie.’ Hij wijst op een trolley die naast de deur staat, waarop een complete analyseset van camera tot monitor staat: ‘Over een paar jaar willen we dit compleet aan ziekenhuizen aanleveren. Dat is waar we ons op richten.’

En blijft Schutte bij het bedrijf?

Schutte, glimlachend: ‘Op dit moment ben ik heel actief hier, maar wel aan het afbouwen. Ik ben thuis weer begonnen als radiozendamateur. Zelf wat hobbyen, een radiootje bouwen en verbinding maken met andere werelddelen in de “ether”. Dat is veel moeilijker dan 50 jaar geleden, wist je dat? Wat ik echt zou willen, is elektronica in veel facetten leren gebruiken.’