Ultrasuoni Immagini della lingua: un tutorial per la valutazione e la bonifica degli errori Discorso del suono

Riepilogo

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.

Introduzione

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.

Protocollo

Dichiarazione etica. Quando viene utilizzato nella ricerca, il consenso informato e / o di assenso dai bambini è sempre richiesto prima di raccogliere immagini ecografiche. Quando viene utilizzato clinicamente, i clienti devono essere informati dello scopo della ecografica. Sebbene diagnosi ecografica è considerata "rischio minimo" ^30, gli utenti dovrebbero sempre seguire il principio ALARA quando si utilizzano gli ultrasuoni, che significa l'esposizione agli ultrasuoni dovrebbe essere il "livello più basso ragionevolmente ottenibile" ^31. Ciò comporta la limitazione di potenza acustica durante l'imaging e anche limitare il tempo di esposizione. Ad esempio, se ultrasuoni viene utilizzato per feedback visivo ma il partecipante non partecipa al feedback visivo, sarebbe prudente interrompere imaging.

1. Raccolta ultrasuoni Immagini della lingua

NOTA: Considerazioni tecniche. sonde ad ultrasuoni di diagnostica vengono utilizzati per l'immagine della lingua. Una gamma di frequenza tra circa 3 - 8 MHz wesimo un frame rate di circa 30 fotogrammi al secondo è raccomandato per l'imaging clinico della lingua ^32.
NOTA: Le seguenti istruzioni si applicano al sistema diagnostico a ultrasuoni (vedi Materiali tabella) con un trasduttore C6-2, che è stato selezionato sulla base di confronto visivo di immagini ecografiche raccolti da diversi trasduttori disponibili per questo sistema. Queste istruzioni sono adattati dalla diagnostica manuale di riferimento ecografica per questo dispositivo e sono destinati ad essere un esempio illustrativo per una ecografia. Molti altri sistemi ad ultrasuoni sono in uso, e gli utenti dovrebbero consultare le istruzioni per l'uso del proprio dispositivo specifico.

1. Accendere la macchina. Una volta acceso, osservare la modalità di imaging 2D visualizzata automaticamente sullo schermo.
   1. Attendere che il sistema per completare i test di auto-diagnostica e calibrazione.
      NOTA: L'immagine visualizzata automaticamente può essere regolata per ottimizzare la vista del clinico, modificando le impostazioni dei instrument. Poiché l'uso di ultrasuoni per la terapia del linguaggio è nuovo, le impostazioni appropriate per l'imaging la superficie della lingua durante il discorso non sono in genere preinstallati e devono essere installati da un rappresentante del costruttore (metodo preferito), o dal medico. E 'importante avere le impostazioni corrette per sicuro e preciso immagine lingua per scopi logopedia.
      NOTA: Gli utenti dovrebbero familiarizzarsi con le operazioni di base del loro apparecchiature ad ultrasuoni essere sicuri di capire come fare le regolazioni di tutti i controlli, tra cui la profondità, l'intensità e il contrasto per ottenere le migliori immagini con la loro attrezzatura. Potenza deve essere impostata a partire da ragionevolmente ottenibile per motivi di sicurezza, con aggiustamenti in guadagno per compensare le impostazioni di bassa potenza.
   2. Per utilizzare la funzione di sistema di preselezione, premere il tasto PRESETS sulla tastiera.
   3. Osservare la schermata Predefiniti. Osservare le voci del menu a sinistra e le selezioni sulla destra dello schermo.
   4. esimo rulloe trackball per la voce di menu sulla sinistra dello schermo e premere il tasto SET sul pannello di controllo. Osservare più selezioni per la voce di menu selezionata.
   5. Per salvare le modifiche e uscire dalle impostazioni predefinite del sistema, premere il pulsante Salva nella parte inferiore dello schermo.
      NOTA: La tabella 1 mostra le impostazioni utilizzate per le immagini nel video. Si noti che profondità è trasduttore-dipendente. Impostazioni sono stati sviluppati in collaborazione con Siemens Corporation.
2. Mettere una piccola quantità di gel ultrasuoni sul trasduttore ad ultrasuoni.
3. Posizionare il partecipante comodamente su una sedia con i piedi sul pavimento, schiena dritta, e il mento leggermente in avanti.
4. Per raccogliere una immagine sagittale e visualizzare la lingua dalla punta alla radice, posizionare il trasduttore verticalmente, rendendo stretto contatto con la pelle sotto il mento e applicando una decisa ma non gradi disagio di pressione. Orientare il trasduttore lungo la linea mediana tra la colonna vertebrale mentale della mandibola e ioide Buno.
5. Avviare la scansione con l'ecografia.
6. Visualizzare lo schermo per verificare che il trasduttore è correttamente orientata. In queste immagini sagittali, la parte anteriore della lingua è sulla destra dello schermo e la parte posteriore della lingua è sulla sinistra. Angolo del trasduttore ad ultrasuoni leggermente in avanti o un po 'indietro a seconda di quale parte della lingua è di interesse.
   NOTA: In alcuni dispositivi, le impostazioni predefinite visualizzare un'immagine ad ultrasuoni che è a testa in giù. L'utente deve verificare le impostazioni di default per il loro dispositivo e apportare modifiche, se necessario.
7. Istruire il partecipante di deglutire per orientare l'utente alla posizione della lingua relativa al palato.
8. Ottenere una vista coronale all'immagine la lingua da sinistra a destra lati. Per raccogliere le immagini coronali, ruotare il trasduttore ad ultrasuoni di 90 gradi. Istruire il partecipante per sostenere i suoni che richiedono linea mediana scanalatura della lingua come ad esempio / r, s, z, ʃ / Esso può essere necessario regolare il trasduttore leggermente pellicciaTher in avanti o indietro di visualizzare lingua scanalatura per i suoni differenti.
9. Una volta che l'imaging è completa, pulire il gel in eccesso e pulire il trasduttore con salviettine disinfezione ultrasuoni approvato o spray di pulizia ad ultrasuoni approvato.

2. Interpretazione ultrasuoni Immagini della lingua

1. L'interpretazione di base di immagini sagittali
   1. In una vista sagittale, osservare la lingua tra due grandi ombre create da ossa, che è opaco agli ultrasuoni: l'ombra della mandibola (anteriore) e l'ombra del ioide (posteriore). Almeno una, e preferibilmente entrambi, di questi punti di riferimento sono visibili durante l'imaging lingua.
      NOTA: Se non c'è l'aria sotto la punta della lingua (come è in genere il caso in cui la punta della lingua è esteso), all'estremità della punta lingua non sarà visibile l'immagine ecografica su.
   2. Istruire il partecipante per produrre alveolari e velari suoni, come ad esempio / TDN / then / kg /. Ciò contribuirà a orientare siail partecipante e il clinico a cui lato dell'immagine è anteriore / punta della lingua e da che parte è posteriore / lingua dorso.
2. Corretto / r / produzione
   1. Istruire il partecipante a produrre e sostenere / r /. In una vista sagittale di una corretta produzione di / r /, la porzione anteriore della lingua eleverà. La parte posteriore del dorso lingua degrada all'indietro per una corretta / r / produzione. Si osservi che se la sonda è fuori linea mediana o ha ruotato, l'immagine cambia e può essere interpretabile.
      NOTA: Se la produzione è un "retroflessa" / r /, quindi la punta della lingua viene sollevata verso il palato duro e l'immagine della punta lingua può essere perso o può essere rappresentato come un manufatto (ad esempio, lingua punta sembra sollevare tramite il palato). In un classico "a pacchetti" / r /, la punta della lingua e / o la lama sono sia orizzontale o inclinato verso il fondo della cavità orale, ma la porzione anteriore del dorso lingua saràessere sollevata. In entrambi i casi, la porzione elevata della lingua si sta riducendo lo spazio tra la lingua ed il palato, cioè, si sta facendo una costrizione tratto vocale. La posizione di questa costrizione dà inglese / r / la sua primaria posizione palatina di articolazione.
   2. Mentre il partecipante è sostenere / r /, visualizzare la radice della lingua.
      NOTA: A seconda del tipo di sonda ecografica viene utilizzato, questo può richiedere inclinando la sonda verso il ioide. Percettivamente accurata English / r / richiede una costrizione secondaria nel tratto vocale causata dalla retrazione della radice della lingua verso la parete faringea posteriore. La parete posteriore della faringe non può in genere essere visualizzata con gli ultrasuoni, ma retrazione può essere dedotto: se la radice della lingua è retratto, la pendenza della superficie della lingua dietro la costrizione anteriore sarà superficiale.
   3. Ruotare la sonda di 90 gradi per ottenere una vista coronale. Posizionare la sonda in prossimità approssimativa del punto più altola linguetta circa 1/3 della distanza tra il mento e la gola nel piano sagittale.
      NOTA: Durante il partecipante è sostenere / r /, alcune elevazione dei margini laterali della lingua è generalmente visibile. Anche se i denti non sono visibili, è comune per le persone che fanno un tipo di ricompattato / r / a sentirsi qualche contatto con i molari posteriori.
3. Valutare / r / produzione distorto con gli ultrasuoni
   1. Istruire il partecipante di imitare e sostenere / r /.
      NOTA: In una vista sagittale di una produzione distorto di / r /, l'aspetto anteriore della lingua è in genere bassa, il dorso della lingua di solito è sollevato in alto e indietro. radice della linguetta retrazione è spesso assente, che è spesso indicata da una pendenza ripida o quasi verticale della figura della linguetta dietro la costrizione anteriore.
   2. Istruire il partecipante di imitare / r / in un certo numero di sillabe, come / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, RI, ru /. Prendere nota di eventuali contesti perceptually corretta e identificare le forme della lingua che sono associati con produzioni non corretti corretta vs..
      NOTA: le differenze dialettali influenzeranno articolazione; questi esempi sono per l'inglese americano.
   3. Ruotare la sonda di 90 gradi per ottenere una visione coronale e osservare i margini laterali della lingua. produzioni di ripetizione di sillabe, come / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, RI, ru /. Mentre il partecipante è sostenere una distorta / r /, i margini laterali della lingua spesso rimangono bassi su uno o entrambi i lati.

3. Utilizzando in tempo reale ad ultrasuoni Immagini per Feedback per Remediate errori Discorso del suono

1. Istruire il partecipante sul corretto posizionamento degli ultrasuoni. Lasciare che il partecipante di tenere il trasduttore ad ultrasuoni se sono in grado. In alternativa, hanno il ricercatore clinico tenere il trasduttore, o morsetto il trasduttore ad un microfono stare a tenerla ferma mentre il partecipante si piega in avanti e appoggia il mentosu di essa, mantenendo la pressione costante.
   NOTA: Ci può essere una tendenza per la sonda a scivolare. Il medico deve essere attento a correggere il movimento della sonda ad entrambi i lati del piano sagittale mediano, l'immagine diventa meno consistente e più difficile da interpretare.
2. Orientare il partecipante agli ultrasuoni immagini in sezione sagittale insegnando loro sulle parti della lingua. Il partecipante deve essere in grado di tracciare i contorni della lingua di esempio una immagine ecografica sagittale su. Istruire il partecipante che / r / richiede sia una costrizione orale nella parte anteriore e una costrizione faringea nella parte posteriore.
   NOTA: È spesso utile per istruire il partecipante per identificare la punta, lama, dorso e la radice a parte, in quanto questi corrispondono ad aree indipendentemente mobili della lingua.
3. Richiedere che il punto partecipante al lato di una immagine ecografica in tempo reale che rappresenta anteriore e posteriore, o "anteriore della lingua" e "posteriore della lingua."
4. Introdurre il partecipante a diverse forme lingua per / r / utilizzando i disegni, le immagini ecografiche, o immagini di risonanza magnetica ^33. Mettere in chiaro, dove le costrizioni orale e faringea sono, ma anche riconoscere che ogni forma lingua è leggermente diversa.
   NOTA: vedere 2.2.1 e 2.2.2 per interpretare le immagini dal corretto / r / produzione
5. Richiedere che il partecipante descrivono 2 costrizioni principali per / r / che sono visibili nella sezione sagittale. Se il partecipante non è in grado di identificare le costrizioni orale e faringea appena descritto, continuano ad istruire.
   NOTA: I partecipanti devono essere in grado di riferire ciò che è descritto in 3.4, indicando che una parte della parte anteriore della lingua solleva, e che la radice lingua si muove indietro (come descritto in 2.2.1 e 2.2.2)
6. Orientare il partecipante a ultrasuoni le immagini in sezione coronale. Istruire il partecipante a forma lingua desiderata da sinistra a destra. Richiede che il partecipante tracciare la forma della lingua,identificare la bordi sinistro e destro, e la scanalatura linea centrale. Richiedere che il partecipante a spiegare la forma desiderata.
7. Tentativo di suscitare corretta / r / isolatamente o sillabe, fornendo spunti fonetici per copiare diverse forme lingua.
   NOTA: Può essere utile per fornire "obiettivi" sullo schermo per il partecipante per abbinare durante / r / produzione. Gli obiettivi possono essere generati utilizzando un cursore o disegnando su un lucido posto sopra lo schermo. Fornire istruzioni esplicite, come "Se la linea lingua non corrisponde al bersaglio rosso, prova a fare qualcosa di diverso. Cambia il modo in cui si sta dicendo il suono. Concentrarsi sul rendere il dorso andare giù", ecc Vedere Supplemento 1 per esempi di articolatore Cues posizionamento.
8. Avere il partecipante fornisce una spiegazione di ciò che hanno fatto in modo corretto o non correttamente dopo un po 'dei loro tentativi.
9. Se necessario, utilizzare le strategie di sagomatura standard come sagomatura / l / a / r / o / ɑ / a / r / durante la visualizzazione del visil feedback sessuale.
10. Dopo aver raggiunto produzioni corretti, premere il tasto Pausa per bloccare l'immagine. Parlate di come l'immagine corretta appare diverso da produzioni errate precedenti.
11. La pratica per tutta la sessione, senza l'ecografia per fornire una pausa e per offrire la possibilità di generalizzazione al discorso quando il feedback visivo non è disponibile.
    NOTA: il partecipante raggiunge produzioni più accurate, aumentare la complessità linguistica da sillabe di parole, frasi e frasi, e di ridurre la quantità di feedback per facilitare la generalizzazione.
    NOTA: La precisione degli obiettivi discorso deve essere monitorata regolarmente. Questo può essere fatto percettivamente da individui (preferibilmente non vedenti allo stato di trattamento) che valutano le registrazioni dei suoni che vengono addestrati con l'ecografia.

Risultati

La figura 1 presenta immagini sagittali esempio di corretta / r / in una femmina di 9 anni. Le immagini ecografiche sono accoppiati con immagini di risonanza magnetica dallo stesso altoparlante per dimostrare l'analoga lingua forma che può essere visualizzato con entrambe le tecnologie.

Figura 1: sagittale Vista di una risonan...

Discussione

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...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
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