Latest Talks

Prof. Dr. Juan Rafael Orozco-Arroyave, University of Antioquia, Colombia

Details

  • Date: 23.09.2019
  • Time: 10:00 h
  • Place: Aquarium, Building D, Faculty of Engineering, Kaiserstr. 2., 24143 Kiel

 

Abstract

Parkinson's diseae (PD) is second most common neurodegenerative disorder worldwide. It affects the control of muscles and limbs in the body and typically has negative impact on the speech production. Other motor activities like handwriting and gait are also affected. This talk will start with a general description of several neurodegenerative disorders including PD, Alzheimer's, and Aphasia. Typical speech disorders suffered by PD patients will be discussed and a methodology to automatically model those symptoms is also introduced. The suitability of such a methodology for the automatic detection and monitoring of PD is also discussed. In the final part of the talk, an extension of the methodology is presented considering other bio signals like handwriting and gait

 

Short CV

Juan Rafael Orozco-Arroyave was born in Medellín, Colombia in 1981. He is Electronics Engineer from the University of Antioquia (2004). From 2004 to 2009 he was working for a telco company in Medellín, Colombia. In 2011 he finished the MSc. degree in Telecommunications from the Unversidad de Antioquia. In 2015 he finished the PhD in Computer Science in a double degree program between the University of Erlangen (Germany) and the University of Antioquia (Colombia). Currently Juan Rafael Orozco-Arroyave is associate Professor at the University of Antioquia and adjunct researcher at the Pattern Recognition Lab at the University of Erlangen.

DI Dr.techn. Philipp Aichinger, Medical University of Vienna, Dept. of Otorhinolaryngology, Division of Phoniatrics-Logopedics

Details

  • Date: 06.05.2019
  • Time: 16:00 h
  • Place: Aquarium, Building D, Faculty of Engineering, Kaiserstr. 2., 24143 Kiel

 

Abstract

Voice disorders are socially relevant, because they may lead to significant follow-up costs for health insurances and the economic system, if no adequate treatment is administered timely. Voice quality characterization is pivotal to the clinical care of voice disorders, because it aids the indication, selection, evaluation, and optimization of clinical treatment techniques, including speech therapy by administered by logopedists / speech language pathologists, and phonosurgery, performed by medical doctors specialized on voice disorders.

Current approaches to artificial intelligence, including (Deep) Neural Networks, are not fully accepted by clinical experts, partly due to their black box nature. In particular, explanatory power of these approaches is low. In contrast, we propose to use hand-crafted model based features as input to low-dimensional classification automats. Our features are meant to represent closely the properties of the voice, which are described on the level of voice production, on the level of acoustics, and on the level of perception.

Diplophonia is a particular type of pathological voice qualities, in which two simultaneous pitches are reported by clinical experts to be audible simultaneously. Diplophonia may be a symptom of a vocal dysfunction that needs medical treatment. The inherently subjective definition located on the domain of auditory perception is complemented by our approaches to track two simultaneous fundamental frequencies from high-speed videos of the vocal folds, and from audio signals. Also, first steps with a physiologically grounded hearing model are presented. The hearing model is used to predict from decomposed audio signals of the voice the presence of two simultaneously perceivable pitches.

The figure shows an an endoscopic picture of human vocal folds.

 

Short biography

Philipp Aichinger is a Research Associate of the Medical University of Vienna (MUV). He is affiliated with the Department of Otorhinolaryngology, Division of Phoniatrics-Logopedics. He graduated interdisciplinary studies in Electrical Engineering/Sound Engineering at the Graz University of Technology (TUG) and the University of Music and Dramatic Arts in Graz (KUG), acquiring expertise both in engineering and in music/perception research. His PhD-thesis "Diplophonic Voice - Definitions, models, and detection" has been supervised by the TUG and the MUV. Philipp is Principal Investigator of a research project FWF KLI722-B30 funded within the Program Clinical Research of the Austrian Science Fund (FWF), entitled “Objective differentiation of dysphonic voice quality types”. He is an organizer of the 2019 Special Session at Interspeech, entitled “Voice quality characterization for clinical voice assessment: Voice production, acoustics, and auditory perception”. He is a member of the IEEE Signal Processing Society, the Audio Engineering Society, and the Acoustical Society of America. He is reviewer for the Journal of the Acoustical Society of America, for the IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, for the Journal of Medical and Biological Engineering, for the Journal Biomedical Signal Processing and Control, and for Acta Acustica united with Acustica.

PD Dr. med. Philipp Hüllemann, University Hospital Schleswig-Holstein, Department of Neurology

Details

  • Date: 29.04.2019
  • Time: 17:00 h
  • Place: Faculty Club, Building C, Faculty of Engineering, Kaiserstr. 2., 24143 Kiel

Abstract (in German)

Das somatosensorische Nervensystem ist in der Lage verschiedene Empfindungen über unterschiedliche Rezeptoren auf unterschiedlichen Nervenfasern weiterzuleiten, welche im Gehirn dekodiert und interpretiert werden. Entsprechend wird eine Berührung über dick myelinisierte A-Beta-Fasern übermittelt, ein Kaltreiz über dünn myelinisierte Kälte-leitende A-delta-Fasern, Hitzereize über Hitze-sensitive dünn myelinsierte A-delta-Fasern (AMH II), mechanische Reize/-Schmerzreize über mechano-sensitive dünn myelinisierte A-delta-Fasern (AMH I) und Wärmereize über nicht myelinisierte langsam leitende C-fasern. Die zentrale Verarbeitung dieser unterschiedlichen Empfindungen findet in Thalamus, somatosensorischem Kortex, präfrontalem Kortex, cingulärem Kortex, und anderen Teilen des limbischen Systems statt.

In den letzten Jahren wurden unterschiedliche elektrophysiologische Verfahren entwickelt, um jede einzelne Nervenfaserfunktion objektiv zu messen. Einige dieser Verfahren wie beispielsweise die somatosensorisch evozierten Potentiale zur Messung der Berührungsfasern oder die Laser evozierten Potentiale zur Messung der Hitzefasern werden bereits in der klinischen Routinediagnostik angewendet. Andere Verfahren wie beispielsweise die Wärme-, Kälte- oder Pinprick-evozierten Potentiale werden bisher ausschließlich in Forschungslaboren zum Verständnis unterschiedlicher Nervenfaserfunktionen eingesetzt.

Bisher wird in der klinischen Routinediagnostik das sensorische Nervensystem durch Ableitung somatosensorischer Potentiale im EEG gemessen. Dabei werden die Nervenfasern durch Stromimpulse erregt. Das Verfahren zeigt teilweise nicht-reproduzierbare Befunde, zudem können ausschließlich Aussagen über die Integrität der A-beta-Fasern (Berührungsfasern) getroffen werden, welche nur 20% des sensorischen Nervensystems ausmachen. Das schmerzleitende System (A-delta- und C-fasern) kann mit der Routinediagnostik nicht gemessen werden.

Durch neuere technische Entwicklungen können inzwischen alle klinisch relevanten sensorischen Modalitäten wie Vibration, Berührung, Pinprick (spitze Nadelreize), Hitze, Wärme und Kälte durch Stimulus-Synchronisation mit dem EEG in Form evozierter Potentiale abgebildet werden. Somit kann zum einen die Integrität des Hinterstrangsystem und des spinothalamischen Systems, zum anderen die Funktion der dick-, dünn- und unmyelinisierten Nervenfasern objektiv gemessen werden. Das sensorische Profil kann sowohl zur Phänotypisierung für klinische Studien genutzt werden als auch in der klinischen Routine wertvolle diagnostische Hinweise liefern.

Prof. Dr. rer. nat Dr. med. Birger Kollmeier, Medizinische Physik & Exzellenzcluster Hearing4All, Universität Oldenburg, Germany

Details

  • Date: 03.12.2018
  • Time: 17:15 h
  • Place: Aquarium, Building D, Faculty of Engineering, Kaiserstr. 2., 24143 Kiel

 

Abstract (in German)

Das Verstehen von gesprochener Sprache ist die Grundlage unserer Kultur. Doch was passiert, wenn der Hörsinn nachlässt? Werden wir dank Dauerbeschallung und demographischem Wandel ein Volk von Schwerhörigen? Wie funktioniert unser Gehör und welche technischen Möglichkeiten haben wir zum Ausgleich einer beginnenden, leichten oder massiven Hörstörung?

Der Vortrag gibt einen Einblick in die laufende Forschung und Glanzpunkte des Exzellenzclusters „Hearing4All“. So wird der Bogen von den biophysikalischen Grundlagen des gestörten Hörvorgangs bis zur klinischen Anwendung und zu Hör-Assistenz-Systemen im täglichen Leben gespannt.

Ein Schwerpunkt liegt auf dem Wechselspiel zwischen Hörexperimenten und der darauf aufbauenden Hör-Theorie, die uns mit Methoden des maschinellen Lernens dabei hilft, eine Präzisions-Diagnostik zu erreichen und den Gewinn an Sprachverstehen durch eine Hörgeräte-Versorgung oder ein Hörimplantat genau vorherzusagen.

 

Short biography (in English)

Birger Kollmeier received the Ph.D. degree in physics (supervisor: Prof. Dr. M.R. Schroeder) and the Ph.D. degree in medicine from the Universität Göttingen, Germany, in 1986 and 1989, respectively. Since 1993, he has been a Full Professor of physics at the Universität Oldenburg, Oldenburg, Germany. He is head of the Cluster of Excellence "Hearing4All", director of the Department for medical physics and acoustics at the Universität Oldenburg, and scientific director of the Hörzentrum Oldenburg, HörTech gGmbH and Fraunhofer IDMT division for hearing, speech and audiotechnology.

He supervised more than 65 Ph.D. theses and authored and coauthored more than 300 scientific papers in various areas of hearing research, speech processing, auditory neuroscience, and audiology.

Prof. Kollmeier was awarded several scientific prizes, including the Alcatel-SEL research prize for technical communication, the International Award of the American Academy of Audiology and the German Presidents prize for Science and Innovation. He is Vice Chairman of the European Federation of Audiological Societies, past-president and board member of the German Audiological Society and advisory board member of the German Acoustical Society.

 

Short biography (in German)

Birger Kollmeier studierte Physik (bei Prof. Dr. M.R. Schroeder) und Medizin in Göttingen. Nach Promotion in beiden Fächern (1986 und 1989) und Habilitation in Physik wurde er 1993 an die Universität Oldenburg als Physik-Professur und Leiter der Abteilung Medizinische Physik berufen. Er ist wissenschaftlicher Leiter der Hörzentrum Oldenburg GmbH, seit 2000 Sprecher der Kompetenzzentrum HörTech gGmbH, seit 2008 Leiter der Fraunhofer-Projektgruppe Hör-, Sprach- und Audiotechnologie sowie seit 2012 Sprecher des Exzellenzclusters "Hearing4All".

Er hat bisher über 65 Promotionen betreut und über 300 wissenschaftliche Paper in verschiedenen Bereich der Hörforschung, Sprachverarbeitung, auditorische Neurowissenschaften und Audiologie verfasst.

Prof. Kollmeier wurde mit einer Reihe wissenschaftlicher Preise ausgezeichnet, darunter den Forschungspreis Technische Kommunikation der Alcatel-Lucent-Stiftung, den International Award der American Academy of Audiology und 2012 den Deutschen Zukunftspreis (Preis des Bundespräsidenten für Technologie und Innovation). Er ist Vizepräsident der Europäischen Föderation audiologischer Gesellschaften, ehemaliger Präsident und Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Audiologie und Beiratsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Akustik.

Website News

07.08.2019: Talk from Juan Rafael Orozco-Arroyave added.

11.07.2019: First free KiRAT version released - a game for Parkinson patients

25.06.2019: About 30 pupils from the Isarnwohld-Schule in Gettorf visited us.

02.05.2019: Christin Baasch finished sucessfully her defense on the evaluation of Parkinson speech.

30.11.2018: New student project on driver distraction added.

Recent Publications

   

J. Reermann, E. Elzenheimer and G. Schmidt: Real-time Biomagnetic Signal Processing for Uncooled Magnetometers in Cardiology, IEEE Sensors Journal, Volume 15, Number 10, Pages 4237-4249, June 2019, doi: 10.1109/JSEN.2019.2893236

Contact

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt

E-Mail: gus@tf.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Faculty of Engineering
Institute for Electrical Engineering and Information Engineering
Digital Signal Processing and System Theory

Kaiserstr. 2
24143 Kiel, Germany

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