Introduction: Rhinophonia aperta may result from velopharyngeal insufficiency. Neuromuscular electrical stimulation (NMES) has been discussed in the context of muscle strengthening. The aim of this study was to evaluate in healthy subjects whether NMES can change the velopharyngeal closure pattern during phonation and increase muscle strength.
Method: Eleven healthy adult volunteers (21-57 years) were included. Pressure profiles were measured by high resolution manometry (HRM): isolated sustained articulation of /a/ over 5 s (protocol 1), isolated NMES applied to soft palate above motor threshold (protocol 2) and combined articulation with NMES (protocol 3). Mean activation pressures (MeanAct), maximum pressures (Max), Area under curve (AUC) and type of velum reactions were compared. A statistical comparison of mean values of protocol 1 versus protocol 3 was carried out using the Wilcoxon signed rank test. Ordinally scaled parameters were analyzed by cross table.
Results: MeanAct values measured: 17.15±20.69 mmHg (protocol 1), 34.59±25.75 mmHg (protocol 3) on average, Max: 37.86±49.17 mmHg (protocol 1), 87.24±59.53 mmHg (protocol 3) and AUC: 17.06±20.70 mmHg.s (protocol 1), 33.76±23.81 mmHg.s (protocol 3). Protocol 2 produced velum reactions on 32 occasions. These presented with MeanAct values of 13.58±12.40 mmHg, Max values of 56.14±53.14 mmHg and AUC values of 13.84±12.78 mmHg.s on average. Statistical analysis comparing protocol 1 and 3 showed more positive ranks for MeanAct, Max and AUC. This difference reached statistical significance (p=0.026) for maximum pressure values.
Conclusions: NMES in combination with articulation results in a change of the velopharyngeal closure pattern with a pressure increase of around 200% in healthy individuals. This might be of therapeutic benefit for patients with velopharyngeal insufficiency.
Hintergrund: Offene Rhinophonien können aufgrund einer velopharyngealen Insuffizienz entstehen. Die neuromuskuläre Elektrostimulation (NMES) wird seit einiger Zeit als Therapieform zur Muskelkräftigung angewendet. Ziel dieser Studie war es, an gesunden Proband_innen zu untersuchen, ob NMES das velopharygeale Verschlussmuster während der Phonation verändern und die Muskelkraft erhöhen kann.
Methodik: In die Studie wurden 11 gesunde Proband_innen eingeschlossen (21–57 Jahre). Mit der Hochauflösungsmanometrie wurden Druckprofile unter verschiedenen Bedingungen aufgezeichnet: die isolierte Phonation des Lautes /a/ über 5 s (Protokoll 1), die isolierte, motorisch überschwellig applizierte NMES auf das Velum (Protokoll 2) sowie die Phonation und die NMES in Kombination (Protokoll 3). Verglichen wurden der durchschnittliche Druck während der Aktivierung (MeanAct), die durchschnittlichen Maximaldrücke (Max), die durchschnittlichen Integrale unter der Druckkurve (Area under curve (AUC)) und die Art der Velumreaktion. Der Vergleich der Durchschnittswerte von Protokoll 1 und 3 wurden mithilfe des Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Tests durchgeführt. Ordinär skalierte Parameter wurden über eine Kreuztabelle analysiert.
Ergebnisse: MeanAct Mittelwerte lagen bei 17,15±20,69 mmHg (Protokoll 1), 34,59±25,75 mmHg (Protokoll 3), Max bei 37,86±49,17 mmHg (Protokoll 1), 87,24±59,53 mmHg (Protokoll 3) und AUC bei 17,06±20,70 mmHg.s (Protokoll 1), 33.76±23.81 mmHg.s (Protokoll 3). Im Protokoll 2 zeigten sich 32 Velumreaktionen mit durchschnittlichen MeanAct-Werten von 13,58±12,40 mmHg, Maximalwerten von 56,14±53,14 mmHg und Mean-AUC-Werten von 13,84±12,78 mmHg.s. Der Vergleich der Protokolle 1 und 3 ergab mehr positive Ränge für die Kombination aus Phonation und NMES und für die Parameter MeanAct, Max und AUC. Dieser Unterschied zeigte mit p=0.026 statistische Signifikanz in Bezug auf den Parameter Max.
Diskussion: NMES in Kombination mit Phonation führt bei Gesunden zu einer Veränderung des velopharyngealen Verschlussmusters mit einer Druckerhöhung von etwa 200%. Dies könnte für Patient_innen mit velopharyngealer Insuffizienz von therapeutischem Nutzen sein.
Keywords: articulation; high resolution manometry (HRM); neuromuscular electrical stimulation (NMES); velopharyngeal function; velopharyngeal insufficiency.
Copyright © 2024 Miller et al.