Das Forschungsprojekt hat ein FE-Modell der selbsterhaltenden Stimmlippenschwingung zum Ziel, das Fluid-Struktur-Interaktion und die Möglichkeit der Vocalis-Muskel-Aktivierung umfasst. Ein FE-Modell (Finite Elemente Modell) ist ein Computermodell, bei dem der zu untersuchende Bereich, in diesem Fall also die Stimmlippen, und das umgebende Gewebe in endlich viele Elemente unterteilt und an den Berührungspunkten der Elemente (genannt Knoten) Regeln für das Verhalten der Knoten untereinander definiert. So kann die Reaktion des Gesamtsystems auf das Einwirken einer Kraft berechnet werden. Ist z.B. eine starre Verbindung zwischen den Knoten vorgesehen, wirkt sich eine Kraft auf einen Knoten gleich auf alle anderen Knoten aus und der Abstand zwischen zwei Knoten ist immer gleich. Bei einer elastischen Verbindung verteilt sich die Kraft auf die umliegenden Knoten, der Abstand zwischen den Knoten kann sich verändern. Die „Regeln“ für die Interaktion der Knoten lassen sich meist in Differentialgleichungen ausdrücken, die von Computern numerisch gelöst werden können. Das FE-Modell soll sowohl normale Phonation simulieren, als auch pathologische Fälle, wie solche, bei denen Phonation trotz unvollständigem Schließen der Stimmlippen möglich ist, oder solche, bei denen die Kompensation einer Funktionsstörung zu beobachten ist. Aus den Ergebnissen des FE-Modells wird eine akustische Ausgabe in einem separaten Modell berechnet. Die individuellen Modellgeometrien (d.h. Form der adduzierten Stimmlippen in gesunder und kompensierter Phonation so wie der Schichtaufbau der Stimmlippen) werden durch dreidimensionale Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) erstellt, die eine räumliche Auflösung im Sub-Millimeter-Bereich erlaubt. Dadurch wird diese Methode für weitere Anwendungen in Fragestellungen der Phoniatrie angepasst und verbessert. Die folgenden Abbildungen zeigen ein aus MRI Daten erzeugtes Modell des Kehlkopfes. Im Larynx gibt es keine Knochen sondern nur Knorpel als stützende Strukturen, an denen Muskeln und Schleimhäute befestigt sind.

Das erste Bild zeigt den Schildknorpel, der bei Männern den Adamsapfel bildet. Bei Frauen ist er natürlich auch vorhanden, jedoch weniger ausgeprägt. Die zweite Abbildung zeigt den Ringknorpel, der die Verbindung zur Luftröhre ist. Die Stellknorpel im dritten Bild sind drehbar gelagert und können über Muskeln bewegt werden, wodurch die Spannung der Stimmlippen verändert werden kann.

Diese drei Knorpel Sind verantwortlich für die Form des Luftstromes, wie er in der folgenden Abbildung dargestellt ist. Im letzten Bild sind alle „Bauteile“ des Larynx in ihrem Zusammenhang dargestellt. In der Abbildung sind nur Knorpel und Luftweg dargestellt, in den Freiräumen zwischen ihnen befinden sich Muskeln, Bänder und anderes Gewebe.

Messungen der strukturellen Materialeigenschaften, endoskopische und stroboskopische Videoaufnahmen, MRI-Daten sowie akustische Aufnahmen werden zur Validierung auf allen Modellebenen herangezogen. Das Modell wird zu einem besseren Verständnis menschlicher Phonation beitragen und liefert eine Basis für zukünftige Simulationswerkzeuge in der Therapie.