Ultraljudsbilder av tungan: en handledning för bedömning och sanering av Speech Sound fel

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

Diagnostiska ultraljudsundersökningar har varit ett gemensamt verktyg i medicinsk praxis för flera årtionden. Det ger en säker och effektiv metod för avbildning strukturer interna kroppen. Det har skett en senaste tidens ökning av användningen av ultraljudsteknologi för att visualisera formen och rörelser i tungan under tal, både i typiska högtalare och i kliniska populationer. Ultraljudsundersökningar av tal har kraftigt utökat vår förståelse för hur ljud ledat med tungan (lingual ljud) produceras. Sådan information kan vara särskilt värdefull för tal språk patologer. Bland andra fördelar, kan ultraljudsbilder användas under talterapi att ge (1) belysande modeller av typiska (dvs "rätt") tunga konfigurationer för talljud, och (2) en källa till insikt i artikulatorisk natur avvikande produktioner. Bilderna kan också användas som en ytterligare källa till återkoppling för kliniska populationer lära sig att dissärskilja sina bättre produktioner från sina inkorrekta produktioner, på väg till en mer effektiv artikulatorisk vanor.

Ultraljud återkoppling används alltmer av forskare och kliniker som både kompetens av användare ökar och som bekostnad av utrustningen minskar. I den här guiden är förfaranden presenteras för att samla in ultraljudsbilder av tungan i ett kliniskt sammanhang. Vi illustrerar dessa förfaranden i en utvidgad exempel med ett vanligt fel ljud, amerikansk engelska / r /. Bilder av korrekt och förvrängda / r / används för att visa (1) hur man ska tolka ultraljudsbilder, (2) hur man bedömer tunga form under tillverkningen av talljud, (3), hur man kategoriserar tunga form fel, och (4) , hur man ger visuell feedback för att framkalla en mer lämplig och funktionell tunga form. Vi presenterar ett urval protokoll för att använda realtidsultraljudsbilder av tungan för visuell återkoppling att sanera tal ljud fel. Dessutom, eXEMPEL data visas för att illustrera resultaten med förfarandet.

Introduction

Både kliniska och forskningsmiljöer har sett en ökning i användningen av ultraljud för att ge visuell biofeedback ingripande för att personer med talsvårigheter. En viktig användning av ultraljud för tal språk patologer är som en visuell biofeedback verktyg under intervention för personer med talsvårigheter. Med ledning av en logoped, kan eleverna observera video i realtid av formen och rörelser sin tunga och diskutera hur dessa bilder kan skilja sig från tungrörelser som behövs för att korrekt formulera en talljud. För att utföra sådana ingrepp, är det viktigt för användarna att vara behörig i tolkningen av ultraljudsbilder som tungan rör sig i realtid. Kunskap om olika korrekta artikulatorisk mönster som används av typiska högtalare är grundläggande att erkänna felaktiga tunga former.

De metoder som beskrivs häri itu (a) uppsamling av ultraljudsbilder av tongue, (b) tolka ultraljudsbilder i samband med både korrekta och felaktiga produktioner av tal ljud och (c) med hjälp av realtids-ultraljud som en källa till visuell biofeedback att underlätta tal produktionsförändringar hos individer med talljud fel. Även ultraljud kan användas för att visualisera en mängd språkiga fonem, kommer exempel här att fokusera på ultraljudsbilder av tungan för / r / ljud (som i röd bil), som beskrivs som den vanligaste kvarstående fel bland barn förvärvar amerikansk engelska ^1. Det är även ljudet som har studerats mest omfattande i kliniska tillämpningar av ultraljud hittills. ^2-14

Ett viktigt mål i tal (re) habilitering är att underlätta mer begripligt tal genom att lära artikulatorisk rutiner som resulterar i perceptuellt lämpliga produktioner av ett mål ljud eller sekvens. Därför är det viktigt att förstå tunga åtgärder under normalt tal och During produktion av tal fel. Realtid visualisering av tungan kan spela en mycket positiv roll i att uppmuntra en högtalare för att modifiera artikulatoriska rörelser, eftersom det ger klinikern och klienten med en gemensam representation av vad som faktiskt händer under tal. Utan realtid visualisering av tungan, bara statiska bilder eller verbala beskrivningar av mål tunga konfigurationer finns tillgängliga för att underlätta förståelsen av de önskade artikulatorisk beteenden. I schema baserade modeller av motorisk inlärning, är visuell information om rörelser i tungan under tal betraktas som en form av "kunskap om prestanda" feedback (dvs. det ger specifik kvalitativ information om den rörelse som uppstod) ^15. Tidigare forskning har visat att detaljerad kunskap om återkoppling prestanda kan underlätta förvärv av en ny motor rutin ^16.

Ultraljud har flera fördelar jämfört med andra Technologies används för att visualisera tal. Med ultraljud, kan hela konturen av tungan visualiseras snabbt från topp till rot. Förberedelse för ultraljudsundersökningar tar i allmänhet mindre än en minut.

Däremot electropalatography (EPG) kräver en tandavtryck och skapandet av en anpassad pseudopalate (som kan ta veckor), och det kan ta tid att anpassa sig till att tala med pseudo-gommen ^17. EPG gör också visualisering av tung gommen kontakt endast i den region som omfattas av pseudopalate och kan inte visa tungan rot eller den övergripande formen av tungan. Detta begränsar den typ av vilka aspekter av artikulation kan effektivt riktas med EPG.

Ett annat alternativ är elektro artikulografi (EMA), som kan ge allmän information om tunga form och rörelse ^18. Kräver emellertid EMA sensorer som skall limmas på tungan och andra strukturer; Således set-up för denna typ av tungaavbildning kan ta 20-30 minuter och får inte vara en genomförbar metod för frekvent användning. Sålunda kan ultraljud ses som mer praktiskt.

I det specifika sammanhanget av klinisk forskning om bedömning och behandling av / r / fel, har användningen av ultraljud har rapporterats i flera studier för individer med idiopatisk talljud störningar ^{2,10,11,13,19,} hörselnedsättning ^20, barndom apraxi av tal ^12,21, och förvärvade apraxi av tal efter en cerebral vaskulär olycka ^22. Studier har också rapporterat att använda ultraljud för att behandla fel på andra språkiga fonem såsom / skgl ʃ ʧ / ^23,24. Ytterligare populationer som kan vara kandidater inkluderar personer med talsvårigheter samband med gomspalt eller individer lärande uttal av ljud i en icke-modersmål ^25.

Ultraljudsavbildning kan också vara användbara diagnostiskt, t.ex., för attkarakterisera fel i språkiga former, ^26,27, eller för att identifiera undermärk eller hemliga kontraster i oordnad tal ^28,29. Om exakta mätningar artikulatorisk är erhålls och jämförs, är det viktigt att ultraljud stabiliseras så att koordinat utrymme för mätning förblir tämligen konstant. Det är dock allmänt vedertaget att en stabiliserad sond ger information av tillräcklig kvalitet för kliniska diagnoser och behandling applikationer, som är i fokus för detta dokument.

Protocol

Etik uttalande. Vid användning i forskning, informerat samtycke och / eller samtycke från barn är alltid krävs innan samla ultraljudsbilder. När det används kliniskt, bör kunderna informeras om syftet med ultraljud. Även diagnostiska ultraljudsundersökningar anses "minimal risk" 30, bör användare alltid följa principen ALARA vid användning av ultraljud, vilket innebär exponering för ultraljud bör vara så "Som låg som möjligt" 31. Detta innebär att begränsa l…

Representative Results

Figur 1 visar prov sagittala bilder av korrekt / r / i en 9-årig kvinna. De ultraljudsbilder paras med magnetresonansbilder från samma högtalare för att visa liknande tungan form som kan ses med båda teknikerna. Figur 1: Sagittal Vy över en magnetresonanstomografi under en rätt gjord amerikansk engelska / r / med ultraljudsbi…

Discussion

Kritiska steg i protokollet

Det är viktigt att få tydliga, tolkningsbara bilder som beskrivs i steg 1,3 och 1,6. Dålig bildkvalitet gör förfarandena meningslös. Dessutom måste deltagarna vara fullt medvetna om vad de ser på skärmen. Därför orientera deltagaren att bilden som beskrivs i 3.2 är ett steg som bör betonas före att ge visuell feedback utbildning. Dessutom, steg 3,10, vilket innebär tydligt beskriver skillnader i tungan form mellan deltagarens perceptuellt korrekt…

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