Ultrasuoni Immagini della lingua: un tutorial per la valutazione e la bonifica degli errori Discorso del suono
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
diagnosi ecografica è stato uno strumento comune nella pratica medica per diversi decenni. Esso fornisce un metodo sicuro ed efficace per le strutture di imaging interne al corpo. C'è stato un recente aumento l'uso della tecnologia ultrasuoni per visualizzare la forma e movimenti della lingua durante il discorso, sia in altoparlanti tipici e in popolazioni cliniche. Ecografia di parola ha notevolmente ampliato la nostra comprensione di come i suoni articolati con la lingua (linguale suoni) sono prodotti. Tali informazioni possono essere particolarmente utile per logopedisti. Tra gli altri vantaggi, immagini a ultrasuoni possono essere utilizzati durante la terapia discorso di fornire (1) modelli illustrativi (cioè "correggere") configurazioni lingua tipici per suoni di discorso, e (2) una fonte di comprensione della natura articolatoria di produzioni devianti. Le immagini possono essere utilizzate anche come ulteriore fonte di feedback per popolazioni cliniche apprendimento a disguere le loro produzioni migliori dalle loro produzioni non corretti, in rotta per stabilire più efficaci abitudini articolatori.
il feedback ultrasuoni è sempre più utilizzato dagli scienziati e medici come sia l'esperienza degli aumenti degli utenti e come la spesa dei cali di attrezzature. In questo tutorial, le procedure vengono presentati per la raccolta di immagini ecografiche della lingua in un contesto clinico. Illustriamo queste procedure in un esempio esteso con un suono errore comune, l'inglese americano / r /. Immagini di corretta e distorta / r / sono usati per dimostrare (1) come interpretare immagini ecografiche, (2) come valutare la forma della lingua durante la produzione di suoni vocali, (3), come classificare errori di forma della lingua, e (4) , come fornire un feedback visivo per suscitare una forma lingua più appropriato e funzionale. Vi presentiamo un protocollo di esempio per l'utilizzo di immagini ecografiche in tempo reale della lingua per il feedback visivo per rimediare gli errori suono della parola. Inoltre, edati Xample sono riportati per illustrare i risultati della procedura.
Introduction
Entrambe le impostazioni clinici e di ricerca hanno visto un aumento nell'uso di imaging ad ultrasuoni per fornire un intervento di biofeedback visivo a persone con disturbi del linguaggio. Un uso importante di imaging ad ultrasuoni per logopedisti è come strumento di biofeedback visivo durante l'intervento per le persone con disturbi del linguaggio. Con la guida di un logopedista, gli studenti possono osservare video in tempo reale della forma e dei movimenti della loro lingua e discutere di come queste immagini possono differire dai movimenti della lingua necessari ad articolare correttamente un suono vocale. Per condurre tali interventi, è importante che gli utenti siano competente nell'interpretazione delle immagini ecografiche come la lingua si muove in tempo reale. La conoscenza della gamma di modelli articolatori corretti usato da oratori tipiche è fondamentale per riconoscere forme lingua errati.
I metodi descritti nel presente documento di indirizzo (a) la raccolta di immagini ecografiche del tongue, (b) interpretando immagini ecografiche associate a entrambe le produzioni corrette e non corrette del discorso suoni, e (c) mediante ecografia in tempo reale come fonte di biofeedback visivo per facilitare cambi di produzione discorso in individui con errori suono vocale. Sebbene ultrasuoni può essere utilizzato per visualizzare una varietà di fonemi linguali, esempi qui si concentreranno sulle immagini ecografiche della lingua per la / r / audio (come in macchina rossa), che è descritta come l'errore residuo più comune tra i bambini acquisizione inglese 1. È anche il suono che è stato studiato approfonditamente negli applicazioni cliniche degli ultrasuoni ad oggi. 2-14
Un obiettivo importante nel discorso (ri) abilitazione è quello di facilitare il discorso più intelligibile insegnando routine articolatori che si traducono in produzioni percettivamente appropriati di un suono o sequenza bersaglio. Pertanto, è fondamentale per comprendere le azioni della lingua durante il discorso normale e during produzione di errori discorso. visualizzazione in tempo reale della lingua può svolgere un ruolo estremamente utile nel favorire un altoparlante per modificare i movimenti articolatori, in quanto fornisce al clinico e cliente con una rappresentazione condivisa di ciò che sta realmente accadendo durante il discorso. Senza visualizzazione in tempo reale della lingua, solo le immagini statiche o descrizioni verbali di configurazioni della lingua di destinazione sono a disposizione per facilitare la comprensione dei comportamenti articolatori desiderati. Nei modelli di schema a base di apprendimento motorio, le informazioni visive circa i movimenti della lingua durante il discorso è considerato una forma di "conoscenza di performance" retroazione (vale a dire che fornisce informazioni qualitative specifiche sul movimento che si è verificato) 15. Precedenti ricerche hanno indicato che la conoscenza dettagliata del feedback di prestazione può facilitare l'acquisizione di un motore romanzo di routine 16.
L'ecografia ha diversi vantaggi rispetto ad altri tecnoes utilizzati per visualizzare discorso. Con l'ecografia, l'intero contorno della lingua può essere visualizzata rapidamente dalla punta alla radice. Preparazione per l'imaging ecografico richiede generalmente meno di un minuto.
Al contrario, electropalatography (EPG) richiede una impronta dentale e la creazione di un pseudopalate personalizzato (che può richiedere settimane), e può richiedere tempo per adattarsi a parlare con la pseudo-bocca 17. EPG consente inoltre la visualizzazione di contatto linguetta palato solo nella regione coperta dal pseudopalate e non può visualizzare la radice lingua o la forma complessiva della lingua. Questo limita la natura di ciò che gli aspetti di articolazione può essere efficacemente mirati con EPG.
Un'altra alternativa è articulography elettromagnetica (EMA), in grado di fornire informazioni di carattere generale sulla forma della lingua e il movimento 18. Tuttavia, EMA richiede sensori da incollare alla lingua e altre strutture; pertanto, il set-up per questo tipo di lingual'imaging può richiedere 20 – 30 minuti e non può essere un metodo praticabile per un uso frequente. Così, ad ultrasuoni può essere visto come più pratico.
Nel contesto specifico della ricerca clinica sulla valutazione e il trattamento di / r / errori, l'uso di ultrasuoni è stato riportato in diversi studi per le persone con disturbi del linguaggio idiopatica sonori 2,10,11,13,19, compromissione dell'udito 20, infanzia aprassia di discorso 12,21, e aprassia acquisito di discorso a seguito di un incidente vascolare cerebrale 22. Gli studi hanno anche riportato l'uso di ultrasuoni per il trattamento di errori su altri fonemi linguale come / skgl ʃ ʧ / 23,24. Ulteriori popolazioni che possono essere candidati includono le persone con disturbi del linguaggio legati alla palatoschisi, o individui pronuncia dei suoni di apprendimento in un linguaggio non nativo 25.
Ecografia può anche essere utile diagnostico, ad esempio, percaratterizzare gli errori in forme linguale, 26,27, o per identificare i contrasti sub-sensibili o segrete nel discorso disordinati 28,29. Se le misurazioni precise articolatori vengono ottenuti e confrontati, è essenziale che l'ecografia essere stabilizzato in modo che lo spazio di coordinate per la misura rimane ragionevolmente costante. Tuttavia, è generalmente accettato che una sonda stabilizzata produce informazioni di qualità sufficiente per le applicazioni di diagnosi e il trattamento clinico, che è al centro di questo lavoro.
Protocol
Representative Results
Discussion
I passaggi critici all'interno del protocollo
E 'essenziale per ottenere, immagini interpretabili chiare come descritto ai punti 1.3 e 1.6. Scarsa qualità delle immagini rende le procedure di significato. Inoltre, i partecipanti devono essere pienamente consapevoli di ciò che stanno vedendo sullo schermo. Pertanto, orientando il partecipante per l'immagine come descritto in 3.2 è un passo che dovrebbe essere sottolineato prima di fornire la formazione feedback visivo. Inolt…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Il lavoro è stato sostenuto da NIH concede R01DC013668 (D. Whalen, PI) e 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).
