Echografie Foto's van de Tong: A Tutorial voor onderzoek en sanering van meningsuiting Sound Fouten
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
Echografie is een gemeenschappelijk instrument in de medische praktijk al tientallen jaren. Het biedt een veilige en effectieve methode voor het afbeelden van structuren intern in het lichaam. Er is een recente toename van het gebruik van ultrasone technologie om de vorm en bewegingen van de tong visualiseren tijdens het spreken, zowel typische luidsprekers en klinische populaties. Echografie van meningsuiting is sterk uitgebreid ons begrip van hoe geluiden gelede met de tong (lingual geluiden) worden geproduceerd. Dergelijke informatie kan bijzonder waardevol voor spraak-taal pathologen zijn. Onder andere voordelen, kunnen ultrasone beelden worden gebruikt tijdens de logopedie om (1) illustratief modellen van typische (ie "correct") tong configuraties voor spraakklanken, en (2) een bron van inzicht in de articulatorische aard van afwijkende producties. De beelden kunnen ook worden gebruikt als een extra bron van feedback voor klinische populaties leren distinguish hun betere producties uit hun verkeerde producties, op weg naar de oprichting van een doeltreffender articulatorische gewoonten.
Echografie feedback wordt steeds meer gebruikt door wetenschappers en clinici als zowel de expertise van de gebruikers toeneemt en de kosten van de dalingen apparatuur. In deze tutorial, worden procedures voorgesteld voor het verzamelen van ultrasound beelden van de tong in een klinische context. We illustreren deze procedures in een uitgebreid voorbeeld met een veel voorkomende fout geluid, Amerikaans Engels / r /. Beelden van correcte en vervormde / r / worden gebruikt om (1) laten zien hoe echobeelden interpreteren, (2) hoe je tong vorm te beoordelen tijdens de productie van spraakklanken, (3), hoe je tong vorm fouten te categoriseren, en (4) , hoe je visuele feedback naar een meer geschikte en functionele tong vorm te lokken bieden. We presenteren een monster protocol voor het gebruik van real-time ultrasone beelden van de tong voor visuele feedback om spraak geluid fouten te saneren. Bovendien, example gegevens worden getoond om de resultaten te illustreren de procedure.
Introduction
Zowel de klinische en onderzoek instellingen hebben een toename gezien in het gebruik van echografie om visuele biofeedback interventie te verstrekken aan mensen met spraakstoornissen. Een belangrijk gebruik van echografie voor spraak-taal pathologen is als een visueel hulpmiddel biofeedback tijdens interventie voor mensen met spraakstoornissen. Met de begeleiding van een logopedist, kunnen leerlingen real-time video van de vorm en de bewegingen van hun tong te observeren en te bespreken hoe deze beelden kunnen afwijken van de tong bewegingen die nodig zijn om een toespraak geluid goed te verwoorden. Om dergelijke interventies uit te voeren, is het belangrijk dat gebruikers die bevoegd zijn op de interpretatie van ultrasone beelden als de tong beweegt in real time. Kennis van het bereik van de juiste articulatorische patronen gebruikt door typische luidsprekers is fundamenteel voor het herkennen van onjuiste tong vormen.
De hierin beschreven methoden richten (a) het verzamelen van ultrasone beelden van de tongUE, (b) het interpreteren ultrasoundafbeeldingen geassocieerd met zowel de juiste en onjuiste productie van spraakklanken en (c) met behulp van real-time ultrasone beeldvorming als bron van visuele biofeedback tot spraakproductie veranderingen bij personen met spraakklank fouten mogelijk. Hoewel ultrageluid kan worden gebruikt om een verscheidenheid van linguale fonemen brengen zal voorbeelden gericht op ultrasone beelden van de tong van de / r / geluid (zoals in rode auto), die wordt beschreven als de meest voorkomende restfouten bij kinderen verkrijgen Amerikaans Engels 1. Ook het geluid dat het meest uitgebreid bestudeerd in klinische toepassingen van ultrageluid tot nu toe. 2-14
Een belangrijk doel in spraak (re) habilitatie is om meer verstaanbaar spreken door te leren articulatorische routines die resulteren in perceptueel juiste producties van een doel geluid of sequentie te vergemakkelijken. Daarom is het essentieel om tongacties tijdens normale spraak en duri begrijpenng productie van meningsuiting fouten. Real-time visualisatie van de tong kan een zeer positieve rol spelen in een spreker aan te moedigen om articulatorische bewegingen aan te passen, omdat het de clinicus en de klant met een gedeelde representatie van wat er daadwerkelijk gebeurt tijdens de toespraak. Zonder real-time visualisatie van de tong, alleen statische afbeeldingen of verbale beschrijvingen van doel tong configuraties beschikbaar zijn voor begrip van de gewenste articulatorische gedrag te vergemakkelijken. In-schema gebaseerde modellen van motorisch leren, wordt visuele informatie over de bewegingen van de tong tijdens toespraak als een vorm van "kennis van de performance" feedback (dwz het biedt specifieke kwalitatieve informatie over de beweging die zich heeft voorgedaan) 15. Eerder onderzoek heeft aangegeven dat gedetailleerde kennis van de prestaties feedback verwerving van een nieuwe motor routine 16 kan faciliteren.
Echografie heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere Technologies gebruikt om spraak te visualiseren. Met echografie kan de gehele omtrek van de tong worden gevisualiseerd snel van top tot wortel. Voorbereiding voor echografie duurt over het algemeen minder dan een minuut.
In tegenstelling electropalatography (EPG) is een tandheelkundige indruk en het creëren van een op maat gemaakte pseudopalate (die weken kan duren), en het kan enige tijd duren aan te passen aan het spreken met de pseudo-gehemelte 17. EPG maakt het ook mogelijk visualisatie van de tong-gehemelte contact alleen in de regio onder de pseudopalate en kan de tong root of de algemene vorm van de tong niet laten zien. Dit beperkt de aard van wat aspecten van de articulatie effectief kan worden gericht, met EPG.
Een ander alternatief is elektromagnetische articulography (EMA), waarin algemene informatie over de tong vorm en beweging 18 kan bieden. Echter, EMA vereist sensoren worden vastgelijmd aan de tong en andere structuren; dus de set-up voor dit type van de tong30 min en mag niet een levensvatbare methode voor frequent gebruik zijn – beeldvorming kan 20 nemen. Aldus kan ultrasoon worden beschouwd als praktischer.
In de specifieke context van klinisch onderzoek naar de beoordeling en behandeling van / r / fouten, heeft het gebruik van ultrageluid gemeld in een aantal studies voor mensen met idiopathische spraakklank aandoeningen 2,10,11,13,19, slechthorendheid 20, jeugd apraxie van de spraak 12,21, en verworven apraxie van de spraak na een cerebrovasculair accident 22. Studies hebben ook melding gemaakt van het gebruik van ultrageluid om fouten behandelen andere linguale fonemen zoals / skgl ʃ ʧ / 23,24. Extra bevolking dat de kandidaten kunnen zijn, omvatten personen met spraakstoornissen die verband houden met een gespleten gehemelte, of individuen leren uitspraak van klanken in een niet-moedertaal 25.
Echografie kan ook diagnostisch nuttig zijn, bijvoorbeeld omkarakteriseren fouten in lingual vormen, 26,27, of sub-waarneembare of verkapte contrasten te identificeren in wanordelijke toespraak 28,29. Wanneer geen nauwkeurige articulatorische meting worden verkregen en vergeleken, is het essentieel dat de ultrageluid gestabiliseerd zodat de coördinatenruimte voor meting redelijk constant blijft. Er wordt echter algemeen aangenomen dat een gestabiliseerde sonde levert informatie van hoge kwaliteit voor de klinische diagnose en behandeling toepassingen, die de focus van het huidige document.
Protocol
Representative Results
Discussion
Kritische stappen in het protocol
Het is essentieel om duidelijk interpreteerbare beelden te verkrijgen zoals beschreven in stap 1,3 en 1,6. Slechte beeldkwaliteit maakt de procedures zinloos. Daarnaast moeten de deelnemers zich volledig bewust van wat ze zien op het scherm. Daarom is het oriënteren van de deelnemer om het beeld, zoals beschreven in 3.2 is een stap die voorafgaand aan het verstrekken van visuele feedback opleiding moet worden benadrukt. Daarnaast stap 3.10, die duidelijk…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Het werk werd ondersteund door NIH subsidies R01DC013668 (D. Whalen, PI) en R03DC013152 (J. Preston, 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).
