תמונות אולטרסאונד של הלשון: הדרכה עבור הערכה וטיפול של שגיאות סאונד הדיבור
Summary
Ultrasound imaging can be used to display the shape and movements of the tongue in real time during speech. The images can be used to determine the nature of speech sound errors. Visual feedback of the tongue can be used to facilitate improvements in speech sound production in clinical populations.
Abstract
הדמית אולטרסאונד אבחון כבר כלי נפוץ פרקטיקה רפואית במשך כמה עשורים. הוא מספק שיטה יעילה ובטוחה עבור מבני הדמיה פנימיים לגוף. חלה עלייה אחרונה את השימוש בטכנולוגית אולטרסאונד לדמיין את הצורה ואת התנועות של הלשון במהלך נאום, הוא דוברי טיפוסיים באוכלוסיות קליניות. הדמיה של דיבור אולטראסאונד הרחיבה מאוד את הבנתנו של איך נשמע ניסח עם הלשון (לשוני נשמע) מופקים. מידע כזה יכול להיות בעל ערך במיוחד עבור פתולוגים-שפת הדיבור. בין שאר יתרונות, תמונות אולטרסאונד ניתן להשתמש במהלך טיפול בדיבור לספק (1) מודלים להמחשה של טיפוסי (כלומר "נכונות") תצורות לשון עבור קולות דיבור, ו (2) מקור תובנה טבע articulatory הפקות סוטות. התמונות יכולות לשמש גם כמקור נוסף של משוב עבור אוכלוסיות קליניות למידת דיסtinguish ההפקות הטובות יותר שלהם ההפקות שלהם שגויות, בדרך להקמת הרגלי articulatory יעילים יותר.
משוב אולטראסאונד משמש יותר ויותר על ידי מדענים ורופאים הוא המומחיות של עליות משתמשים וכפי חשבון ירידות הציוד. במדריך זה, נהלים מוצגים לאיסוף תמונות אולטרסאונד של הלשון בהקשר קליני. אנחנו להמחיש נהלים אלה דוגמא מורחבת שמציעה צליל שגיאה אחת משותף, אנגלית האמריקנית / / r. תמונות של נכון ומעוות / r / משמשות כדי להדגים (1) כיצד לפרש תמונות אולטרסאונד, (2) כיצד להעריך צורת לשון במהלך הייצור של קולות דיבור, (3), איך מסווגי שגיאות צורת לשון, ו- (4) איך, כדי לספק משוב חזותי לעורר צורת לשון מתאימה ופונקציונלית יותר. אנו מציגים פרוטוקול מדגם לשימוש בתמונות אולטרסאונד בזמן אמת של הלשון עבור משוב חזותי שמטרתן לתקן שגיאות צליל דיבור. בנוסף, דוארנתוני xample מוצגים כדי להדגים תוצאות עם ההליך.
Introduction
שניהם במסגרות קליניות ומחקר ראו עלייה בשימוש הדמית אולטרסאונד כדי לספק התערבות ביופידבק חזותית לאנשים עם הפרעות דיבור. אחד שימושים חשובים של הדמית אולטרסאונד פתולוגים בשפת דיבור ככלי ביופידבק ויזואלי במהלך התערבות עבור אנשים עם הפרעות דיבור. עם ההנחיות של פתולוג שפה לדיבור, לומדים יכולים לצפות וידאו בזמן אמת של הצורה ותנועות לשונם לדון כיצד דימויים אלה עשויים להיות שונים מאלה תנועות הלשון צורכות לבטא צליל דיבור כראוי. כדי לנהל התערבויות כאלה, חשוב עבור משתמשים כדי להיות מוכשרים בפרשנות של תמונות אולטרסאונד כשפת נעה בזמן אמת. ידע של המגוון של דפוסי articulatory נכונים שמוצג רמקולים טיפוסיים הוא יסוד להכרת צורות לשון מוטעות.
השיטות שתוארו במסמך זה להתייחס (א) איסוף תמונות אולטרסאונד של טונגue, (ב) לפרש תמונות אולטרסאונד הקשורים הוא הפקות נכונות ולא נכונות של צלילי דיבור, ו (ג) באמצעות הדמיה אולטרסאונד בזמן אמת כמקור ביופידבק ויזואלי כדי להקל שינויי הפקת דיבור אצל אנשים עם שגיאות צליל דיבור. למרות אולטרסאונד יכול לשמש כדי לחזות במגוון פונמות לשוני, דוגמאות כאן תתמקדנה תמונות אולטרסאונד של הלשון עבור / r / הקול (כמו מכונית אדומה), אשר מתואר כטעות שיורית השכיחה ביותר בקרב ילדי רכישת אנגלית אמריקנית 1. זה גם הצליל נחקר בצורה המקיפה ביותר ביישומים קליניים של אולטרסאונד עד כה. 2-14
מטרה חשובה אחת בנאום (מחדש) habilitation היא להקל דיבור מובן יותר על ידי הוראה שגרה articulatory שתוצאתן הפקות מתאימות מבחינה תפיסתית של צליל יעד או רצף. לכן, חשוב להבין פעולות לשון במהלך דיבור רגיל ו דורותng ייצור של שגיאות דיבור. ויזואליזציה בזמן אמת של הלשון יכולה למלא תפקיד מועיל מאוד בעידוד רמקול לשנות תנועות articulatory, כפי שהוא מספק המטפל הלקוח עם ייצוג משותף של מה שקורה בפועל במהלך הנאום. ללא ויזואליזציה בזמן אמת של הלשון, רק תמונות סטטיות או תיאורים מילוליים של תצורות לשון היעד זמינות כדי להקל על הבנה של התנהגויות articulatory הרצויות. במודלים מבוססי סכימה של למידה מוטורית, מידע חזותי על התנועות של הלשון במהלך הנאום נחשב סוג של "ידע של ביצועים" משוב (כלומר, הוא מספק מידע איכותי ספציפי על התנועה שהתרחשה) 15. מחקר קודם שנעשה בתחום הראה כי ידע מפורט של משוב הביצועים יכול להקל רכישת מנוע הרומן 16 שגרתי.
יש אולטראסאונד מספר יתרונות על פני technologi האחרes רגיל לחזות דיבור. עם אולטרסאונד, את קווי המתאר כולו של הלשון ניתן דמיינו במהירות מקצה עד השורש. הכנה הדמיה אולטרסאונד בדרך כלל לוקח פחות מדקה.
לעומת זאת, electropalatography (EPG) דורש רושם שיני יצירת pseudopalate אישית (אשר עשוי להימשך שבועות), וזה יכול לקחת זמן להסתגל מדבר עם פסאודו חיך 17. EPG גם מאפשר הדמיה של קשר-חיך לשון יחיד באזור המכוסה pseudopalate ולא יכול להציג את שורש הלשון או את הצורה הכללית של הלשון. זה מגביל את האופי של מה היבטים של ביטוי יכולים להיות ממוקדים ביעילות עם EPG.
חלופה נוספת היא articulography אלקטרומגנטית (EMA), אשר יכול לספק מידע כללי על צורת לשון ותנועה 18. עם זאת, EMA דורש חיישנים כדי להיות דבוק הלשון ומבנים אחרים; לפיכך, ההגדרה עבור סוג זה של לשוןהדמיה יכול לקחת 20 – 30 דק ', ועשוי שלא להיות שיטה מעשית עבור שימוש תכוף. לפיכך, אולטרסאונד ניתן לראות בהם מעשי יותר.
בהקשר הספציפי של מחקר קליני על ההערכה והטיפול של שגיאות / r /, שימוש אולטרסאונד דווח במספר מחקרים עבור אנשים עם הפרעות קול דיבור אידיופטית 2,10,11,13,19, ליקוי שמיעת 20, ילדות אפרקסיה של דיבור 12,21, ו אפרקסיה רכש דיבור עקב תאונה וסקולרית מוחית 22. יש גם מחקרים דיווחו על שימוש אולטרסאונד כדי לטפל שגיאות על פונמות לשוני אחרים כגון / skgl ʃ ʧ / 23,24. אוכלוסיות נוספות העשויים להיות מועמדים כוללות אנשים עם הפרעות דיבור הקשורים חיך שסוע, או אנשים ללמוד הגייה של צלילים בשפה שאינה ילידי 25.
הדמיה אולטראסאונד יכול להיות גם שימושי אבחנה, למשל, כדילאפיין טעויות בצורות לשוניות, 26,27, או לזהות ניגודים תת-מורגשים או סמויים בנאום סדר 28,29. אם מדידות articulatory מדויקות מושגות ומשווות, זה הכרחי כי אולטרסאונד להיות מיוצב כך שהמרחב לתאם עבור מדידה נשאר סביר מתמיד. עם זאת, קיים הסכמה כללית כי חללית לא יציבה, מניב מידע באיכות מספקת עבור יישומי אבחון וטיפול קליניים, המהווה את המוקד של המאמר.
Protocol
Representative Results
Discussion
צעדים קריטיים בתוך הפרוטוקול
זה חיוני כדי להשיג תמונות ברורות, וניתנת לפרשנות כמתואר בשלבים 1.3 ו -1.6. איכות תמונה ירודה הופכת את הנהלים משמעות. בנוסף, המשתתפים חייבים להיות מודעים היטב למה שהם רואים על המסך. לכן, המכוון את המשתתף ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
העבודה נתמכה על ידי NIH מענקים R01DC013668 (ד וואלן, PI) ו R03DC013152 (J. פרסטון, PI).
Materials
| ACUSON X300 ultrasound with C6-2 probe | Siemens | Acuson X300 | |
| Trasceptic Spray | Parker labs | PLI 09-25 | |
| Acquasonic 100 ultrasound gel | Parker labs | 01-08 |
References
- Ruscello, D. M. Visual feedback in treatment of residual phonological disorders. J Commun Disord. 28, 279-302 (1995).
- Adler-Bock, M., Bernhardt, B., Gick, B., Bacsfalvi, P. The Use of Ultrasound in Remediation of North American English /r/ in 2 Adolescents. Am J Speech Lang Pathol. 16 (2), 128-139 (2007).
- Bacsfalvi, P., Bernhardt, B. M. Long-term outcomes of speech therapy for seven adolescents with visual feedback technologies: ultrasound and electropalatography. Clin Linguist Phon. 25 (11-12), 1034-1043 (2011).
- Bacsfalvi, P., Bernhardt, B. M., Gick, B. Electropalatography and ultrasound in vowel remediation for adolescents with hearing impairment. Int. J. Speech Lang. Pathol. 9 (1), 36-45 (2007).
- Bernhardt, B., et al. Ultrasound as visual feedback in speech habilitation: Exploring consultative use in rural British Columbia, Canada. Clin Linguist Phon. 22 (2), 149-162 (2008).
- Bernhardt, B., Bacsfalvi, P., Gick, B., Radanov, B., Williams, R. Exploring the Use of electropalatography and ultrasound in speech habilitation. Can. J. Speech Lang. Pathol. 29 (4), 169-182 (2005).
- Bernhardt, B., Gick, B., Bacsfalvi, P., Adler-Bock, M. Ultrasound in speech therapy with adolescents and adults. Clin Linguist Phon. 19 (6/7), 605-617 (2005).
- Bernhardt, B., Gick, B., Bacsfalvi, P., Ashdown, J. Speech habilitation of hard of hearing adolescents using electropalatography and ultrasound as evaluated by trained listeners. Clin Linguist Phon. 17 (3), 199-216 (2003).
- Fawcett, S., Bacsfalvi, P., Bernhardt, B. Ultrasound as visual feedback in speech therapy for/r/with adults with Down syndrome. Down Syndrome Quarterly. 10 (1), 4-12 (2008).
- Modha, G., Bernhardt, B., Church, R., Bacsfalvi, P. Case study to use ultrasound to treat /r. Int J Lang Commun Disord. 43 (3), 323-329 (2008).
- McAllister Byun, T., Hitchcock, E. R., Swartz, M. T. Retroflex versus bunched in treatment for rhotic misarticulation: Evidence from ultrasound biofeedback intervention. J Speech Lang Hear Res. 57 (6), 2116-2130 (2014).
- Preston, J. L., Maas, E., Whittle, J., Leece, M. C., McCabe, P. Limited acquisition and generalisation of rhotics with ultrasound visual feedback in childhood apraxia. Clin Linguist Phon. 30 (3-5), 363-381 (2016).
- Preston, J. L., et al. Ultrasound visual feedback treatment and practice variability for residual speech sound errors. J Speech Lang Hear Res. 57 (6), 2102-2115 (2014).
- Sjolie, G. . Effects of Ultrasound as Visual Feedback of the Tongue on Generalization, Retention, and Acquisition in Speech Therapy for Rhotics [Masters thesis]. , (2015).
- Maas, E., et al. Principles of motor learning in treatment of motor speech disorders. Am J Speech Lang Pathol. 17 (3), (2008).
- Newell, K., Carlton, M., Antoniou, A. The interaction of criterion and feedback information in learning a drawing task. J Mot Behav. 22 (4), 536-552 (1990).
- McLeod, S., Searl, J. Adaptation to an electropalatograph palate: Acoustic, impressionistic, and perceptual data. Am J Speech Lang Pathol. 15 (2), 192-206 (2006).
- Katz, W., et al. Opti-speech: A real-time, 3D visual feedback system for speech training. Proc. Interspeech. , (2014).
- Shawker, T. H., Sonies, B. C. Ultrasound Biofeedback for Speech Training: Instrumentation and Preliminary Results. Invest Radiol. 20 (1), 90-93 (1985).
- Bacsfalvi, P. Attaining the lingual components of /r/ with ultrasound for three adolescents with cochlear implants. Can. J. Speech Lang. Pathol. 34 (3), 206-217 (2010).
- Preston, J. L., Brick, N., Landi, N. Ultrasound biofeedback treatment for persisting childhood apraxia of speech. Am J Speech Lang Pathol. 22 (4), 627-643 (2013).
- Preston, J. L., Leaman, M. Ultrasound visual feedback for acquired apraxia of speech: A case report. Aphasiology. 28 (3), 278-295 (2014).
- Cleland, J., Scobbie, J. M., Wrench, A. A. Using ultrasound visual biofeedback to treat persistent primary speech sound disorders. Clin Linguist Phon. 29 (8-10), 575-597 (2015).
- Lipetz, H. M., Bernhardt, B. M. A multi-modal approach to intervention for one adolescent’s frontal lisp. Clin Linguist Phon. 27 (1), 1-17 (2013).
- Gick, B., et al. Ultrasound imaging applications in second language acquisition. Phonology and second language acquisition. 36, 315-328 (2008).
- Gick, B., et al. A motor differentiation model for liquid substitutions in children’s speech. Proceedings of Meetings on Acoustics. 1 (1), (2007).
- Klein, H. B., McAllister Byun, T., Davidson, L., Grigos, M. I. A Multidimensional Investigation of Children’s /r/ Productions: Perceptual, Ultrasound, and Acoustic Measures. Am J Speech Lang Pathol. 22 (3), 540-553 (2013).
- Zharkova, N., Gibbon, F. E., Lee, A. Using ultrasound tongue imaging to identify covert contrasts in children’s speech. Clin Linguist Phon. , 1-14 (2016).
- McAllister Byun, T., Buchwald, A., Mizoguchi, A. Covert contrast in velar fronting: An acoustic and ultrasound study. Clin Linguist Phon. 30 (3-5), 249-276 (2016).
- Epstein, M. A. Ultrasound and the IRB. Clin Linguist Phon. 19 (6-7), 567-572 (2005).
- Barnett, S. B., et al. International recommendations and guidelines for the safe use of diagnostic ultrasound in medicine. Ultrasound Med Biol. 26 (3), 355-366 (2000).
- Lee, S. A. S., Wrench, A., Sancibrian, S. How To Get Started With Ultrasound Technology for Treatment of Speech Sound Disorders. SIG 5 Perspectives on Speech Science and Orofacial Disorders. 25 (2), 66-80 (2015).
- Boyce, S. E. The articulatory phonetics of /r/ for residual speech errors. Seminars in Speech and Language. 36 (4), 257-270 (2015).
- Preston, J. L., Leece, M. C., Maas, E. Motor-based treatment with and without ultrasound feedback for residual speech-sound errors. International Journal of Language & Communication Disorders. , (2016).
- Cleland, J., Mccron, C., Scobbie, J. M. Tongue reading: Comparing the interpretation of visual information from inside the mouth, from electropalatographic and ultrasound displays of speech sounds. Clin Linguist Phon. 27 (4), 299-311 (2013).
- Zharkova, N., Gibbon, F. E., Hardcastle, W. J. Quantifying lingual coarticulation using ultrasound imaging data collected with and without head stabilisation. Clin Linguist Phon. 29 (4), 249-265 (2015).
