舌の超音波画像：スピーチサウンドエラーの評価および修復のためのチュートリアル

要約

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.

要約

診断用超音波イメージングは​​、数十年の間、医療行為で一般的なツールとなっています。これは、身体内部のイメージング構造のための安全で効果的な方法を提供します。典型的なスピーカーおよび臨床集団の両方で、演説の中で形や舌の動きを可視化するための超音波技術の使用の最近の増加がありました。スピーチの超音波イメージングは​​大幅に生産され、舌（舌側の音）で、多関節音方法の我々の理解を拡大してきました。このような情報は、音声言語病理学者のために特に有用であることができます。他の利点の中で、超音波画像は、音声のための典型的な（ すなわち 「正しい」）舌構成の（1）の例示的なモデルを提供するために、言語療法の間に使用することができる音、および逸脱制作の調音的性質への洞察力の（2）ソース。画像はまた、DISに学習臨床集団のフィードバックの追加のソースとして使用することができより効果的な調音習慣の確立への途中で、彼らの誤った作品から自分のより良い作品をtinguish。

超音波のフィードバックは、ますますユーザーが増加の専門知識の両方として、機器の下落の費用として科学者や臨床医によって使用されます。このチュートリアルでは、手順は、臨床コンテキストで舌の超音波画像を収集するために提示されています。私たちは、一つの共通のエラー音、アメリカ英語/ R /をフィーチャーした拡張例では、これらの手順を示しています。正しい歪ん/ Rの画像は、超音波画像を解釈する（2）方法、（3）どのように舌の形状誤差を分類する音、音声の製造時に舌の形状を評価するために、どのように（1）を証明するために使用される/（4） 、どのようにより適切かつ機能的な舌状を誘発する視覚的なフィードバックを提供します。我々は、音声エラーを修正するために視覚的なフィードバックのための舌のリアルタイム超音波画像を使用するためのサンプルプロトコールを提示します。また、電子XAMPLEデータは手順と結果を説明するために示されています。

概要

臨床と研究の両方の設定が言語障害を持つ個人に視覚バイオフィードバックの介入を提供するために、超音波イメージングの使用の増加を見てきました。音声言語病理学者のための超音波イメージングの一つの重要な用途は、言語障害を持つ個人のための介入中の視覚バイオフィードバックツールとしてです。音声言語病理学者の指導により、学習者は自分の舌の形状や動きのリアルタイムの映像を観察し、これらの画像が正しく音声を明確にするために必要な舌の動きと異なる場合がありますどのように議論することができます。そのような介入を行うためには、舌がリアルタイムで移動するように、ユーザが超音波画像の解釈において有能であるために重要です。典型的なスピーカーが正しい調音パターンの範囲の知識は、誤った舌形状を認識することに基本的です。

本明細書に記載される方法は、（a）は、トングの超音波画像を収集するアドレスUEは、（b）は正しく、不正確な音声の制作サウンド、及び音声エラーを有する個体における音声生成の変更を容易にするために、視覚的なバイオフィードバックの供給源として実時間超音波画像を用いた（c）の両方に関連付けられた超音波画像を解釈します。超音波は舌側音素の多様性を可視化するために使用することができるが、ここでの例は、アメリカ英語を取得する子供たちの間で最も一般的な残留誤差として記載されている、（ 赤い車のように）/ R /音のための舌の超音波画像に焦点を当てます^1。また、最も広く今日までの超音波の臨床応用に研究されている音です。 ^2月14日

スピーチ（再）ハビリテーションにおける一つの重要な目標は、対象音またはシーケンスの知覚的に適切な生産につながる調音ルーチンを教えることで、より明瞭な音声を容易にすることです。したがって、通常の音声とドゥリ時の舌の行動を理解することが重要です音声エラーの生成をngの。それは実際に演説の中で何が起こっているかの共有表現を臨床医とクライアントを提供するように舌のリアルタイム可視化は、調音運動を修正するためにスピーカーを奨励に非常に有益な役割を果たすことができます。舌のリアルタイム可視化することなく、唯一の静止画またはターゲット舌構成の口頭説明は、希望の調音動作の理解を容易にするために利用可能です。運動学習のスキーマベースのモデルでは、音声中の舌の動きに関する視覚情報は^15（ すなわち、それは起こった運動についての具体的な定性的な情報を提供して）「知識パフォーマンスの「フィードバックの形であると考えられます。これまでの研究では、パフォーマンスフィードバックの詳細な知識は、新規モータルーチン¹⁶の取得を容易にすることができることが示されました。

超音波は、他のtechnologiに比べていくつかの利点を持っていますesがスピーチを視覚化するために使用します。超音波で、舌の全体の輪郭はルートに先端から迅速に可視化することができます。超音波イメージングのための準備は、一般的に1分もかかり。

これとは対照的に、electropalatography（EPG）は、歯科印象と（数週間かかる場合があります）カスタマイズさpseudopalateを作成する必要があり、それが擬似口蓋¹⁷と話すに適応するための時間がかかることがあります。 EPGはまた、唯一のpseudopalateによって覆われている領域に舌口蓋接触の可視化を可能にし、舌の根や舌の全体形状を表示することはできません。これは、関節の側面が効果的にEPGで標的とすることができるものの性質を制限します。

別の方法として、舌の形状や動き¹⁸に関する一般的な情報を提供することができる電磁articulography（EMA）、です。しかし、EMAは、舌および他の構造に接着するセンサーが必要です。舌のこのタイプのため、セットアップ30分、頻繁に使用するための実行可能な方法ではないかもしれない - イメージングは​​20を取ることができます。このように、超音波は、より実用的とみなすことができます。

/ R /エラーの評価と治療に関する臨床研究の具体的な文脈では、超音波の使用は、障害^20を聞い^て 、特発性音声障害^{2,10,11,13,19}と個人のためにいくつかの研究で報告されている、子供の頃スピーチ^12,21の失行、および脳血管障害²²以下の発語失行を獲得しました。研究はまた、このようなskglʃʧ/ ^23,24 /などの他言語対応の音素上のエラーを治療するために超音波の使用を報告しています。候補となり得るさらなる集団は、音声口蓋裂に関連する障害、または非ネイティブ言語²⁵で音の発音を学習する個人と個人を含みます。

超音波イメージングは、またに、 例えば 、診断に有用であり得ます、舌の形状に誤差を特徴付ける^26,27、または無秩序なスピーチ^28,29にサブ知覚や秘密のコントラストを識別します。正確な調音測定値が得られ、比較されている場合は、測定用の座標空間が適度に一定になるように、超音波を安定させることが不可欠です。しかし、一般的に不安定なプローブは、本論文の焦点である臨床診断および治療用途のための十分な品質の情報をもたらすことが合意されています。

プロトコル

倫理声明。研究で使用した場合、子供からインフォームドコンセントおよび/または同意は、常に超音波画像を収集する前に必要とされます。臨床的に使用する場合、クライアントは、超音波イメージングの目的を知らされるべきです。診断用超音波イメージングは、「最小限のリスク^」30であると考えられているが、超音波を使用した場合、ユーザーは常にALARA原則に従うべきである、超音波への暴露を意味する^31「合理的に達成可能な限り低く」とすべきです。これは、撮像中に音響出力を制限し、また、露光時間を制限することを含みます。例えば、超音波は、視覚的なフィードバックのために使用されているが、参加者が視覚的なフィードバックに出席していない場合には、撮影を中止することが賢明であろう。

1.舌の超音波画像の収集

注： 技術的考察 。診断用超音波プローブは、舌の画像に使用されています。 8 MHzのW - 約3の間の周波数範囲毎秒約30フレームのフレームレートi番目の臨床舌^32を撮像することをお勧めします。
注：以下の手順は、このシステムのために利用可能ないくつかのトランスデューサから収集した超音波画像を視覚的に比較に基づいて選択されたC6-2トランスデューサー、と（ 材料表を参照）超音波診断システムに適用されます。これらの命令は、このデバイスのための超音波診断システムのリファレンスマニュアルから適応されており、1つの超音波のための例示的な例であることを意図しています。他の多くの超音波システムが使用され、ユーザーはその特定のデバイスの操作マニュアルを参照する必要があります。

1. マシンの電源をオンにします。電源を入れると、自動的に画面に表示された2D撮影モードを観察します。
   1. 自己診断およびキャリブレーションテストを完了するために、システムのを待ちます。
      注：自動的に表示される画像は、インの設定を変更することにより、臨床医の視界を最適化するように調整することができますtrument。スピーチ療法のための超音波の使用が新しいため、演説の中で舌の表面を画像化するための適切な設定は、一般的にプリインストールされておらず、製造業者（好ましい方法）からの代表者によってインストールされなければならない、または臨床医による。安全かつ正確に画像、音声治療目的のために舌に順に正しい設定を有することが重要です。
      注：ユーザーは、彼らが自分の機器と最高の画像を得るために深さ、強さとコントラストを含む、すべてのコントロールの調整を行う方法を理解してください彼らの超音波機器の基本操作に慣れる必要があります。電源は、低電力設定を補うためにゲインの調整で、安全上の理由から、合理的に達成可能な限り低く設定する必要があります。
   2. システムプリセット機能を使用するには、キーボード上のプリセットキーを押します。
   3. プリセット画面を観察します。画面の右側に左と選択のメニュー項目を守ってください。
   4. ロール番目画面左のメニュー項目に電子のトラックボールとコントロールパネルのSETキーを押してください。選択したメニュー項目のより多くの選択を確認します。
   5. 変更を保存し、システムのプリセットを終了するには、画面の下部にあるSAVEボタンを押してください。
      注： 表1は、ビデオの画像のために使用される設定を示しています。深さは、トランスデューサ依存性であることに注意してください。設定は、シーメンス社と協議して開発されました。
2. 超音波トランスデューサの超音波ゲルの少量を置きます。
3. 位置床に足で椅子に快適に参加、バックストレート、やや前方にあご。
4. サジタル画像を収集し、ルートに先端から舌を可視化するために、あごの下の皮膚に密着を作り、圧力の不快事務所ではなく、度を適用して、垂直方向に変換器を配置します。オリエント下顎の精神的な背骨と舌骨bとの正中線に沿ってトランスデューサ1。
5. 超音波でスキャンを開始します。
6. トランスデューサが適切に配向されていることを確認する画面を表示します。これらのサジタル画像では、舌の前面には、画面の右側にあり、舌の裏には、左側にあります。角度舌のどの部分に応じて、わずかに前方またはわずかに後方超音波トランスデューサが重要です。
   注：一部のデバイスでは、デフォルト設定は逆さまである超音波画像が表示されます。ユーザーは自分のデバイスのデフォルト設定を確認し、必要に応じて調整を行う必要があります。
7. 口蓋への相対的な舌の位置にユーザを方向付けるために飲み込むために参加者に指示します。
8. 右側に左からの画像に舌を冠状ビューを取得します。コロナル画像を収集するために、超音波トランスデューサを90度回転させます。このようなR、S、Z、ʃ/のように舌の正中溝加工を必要とする音を維持するために、参加者に指示/ .ITは少し毛皮トランスデューサを調整する必要があるかもしれません異なる音のための溝加工舌を視覚化するために前後にTHER。
9. 撮影が完了すると、余分なゲルを拭き取り、超音波承認消毒ワイプや超音波承認クレンジングスプレーでトランスデューサをクリーニングします。

舌の2.通訳超音波画像

1. サジタル画像の基本的な解釈
   1. 下顎の影（前方）と舌（後部）の影：サジタルビューでは、超音波に不透明である骨によって作成された2つの主要な影、間の舌を観察します。少なくとも一つ、好ましくは両方、これらのランドマークのは、舌の撮影時表示されます。
      注：舌先下の空気は（一般的に舌の先端が延長される場合のように）がある場合は、舌の先端部の先端は、超音波画像上に表示されません。
   2. このような/ TDN /次に/キロ/として肺胞と軟口蓋音を生成するために、参加者に指示します。これは、両方の配向を助けます画像のどの辺に参加し、臨床医は、前/舌先で、どちら側が後方/舌背です。
2. 正しい/ R /生産
   1. / R /を生成し、維持するために参加者に指示します。 / R /の正しい生産のサジタルビューでは、舌の前方部分が昇格します。舌背の背面部分には、正しい/ R /生産のために後方に傾斜しています。プローブは正中線をオフになっているか、または回転した場合、画像が変更され、解釈不能であることを確認します。
      注：生産は「反転音"/ R /である場合には、舌の先端が硬口蓋に向かって上昇させ、舌先のイメージが失われる可能性があるか、アーチファクトとして表すことができる（ 例えば 、舌の先端が貫通上げるように見えます口蓋）。古典的に「バンチ」/ R /で、舌先および/またはブレードは、水平または口腔の床に向かって傾斜してのいずれかであるが、舌背部の前部はなります上昇させます。いずれの場合においても、舌の隆起部分は、舌と口蓋、それは声道のくびれを作っている、である間の空域を狭くされています。このくびれの位置は英語/ R /関節のそのプライマリ口蓋場所を提供します。
   2. 参加者は/ R /を維持している間、舌の根を可視化します。
      注：使用されている超音波プローブの特定のタイプに応じて、このバック舌骨に向かってプローブを傾ける必要とし得ます。知覚的に正確な英語/ R /バック咽頭壁に向かって舌の根の後退に起因する声道で二次狭窄が必要です。咽頭後壁は、典型的には、超音波を用いて可視化することはできませんが、後退を推測することができます：舌の根が後退する場合、前方くびれ背後に舌表面の傾斜が浅くなります。
   3. 冠状ビューを取得するためにプローブを90度回転させます。の最高点の大まかな近傍にプローブを置き舌の約1/3あごと矢状面での喉の間の距離の。
      注：参加者が維持されている/ R /ながら、舌の横の余白のいくつかの上昇は、一般的に表示されます。歯が見えないですが、それはバック臼歯といくつかの接触を感じる/ R /の群生型を作る個人のための一般的です。
3. 超音波で歪んだ/ R /生産性を評価します
   1. / R /を模倣し、維持するために参加者に指示します。
      注：/ rを/の歪んだ生産のサジタルビューでは、舌の前方側面は、一般的に低く、舌背部は通常、高い上昇してバックされます。舌の根の後退は、多くの場合、前方くびれの背後にある舌状の急なまたはほぼ垂直の傾きによって示されている、多くの場合、存在しません。
   2. このような/ɝ、ɑr、ɪr、rɑ、里として音節数、RU /中/ R /を模倣する参加者に指示します。 PEされているすべてのコンテキストに注意してください。rceptually正しい、正しい対間違ったプロダクションに関連付けられている舌の形状を特定します。
      注：方言の違いが関節に影響を与えるであろう。これらの例は、アメリカ英語のためのものです。
   3. 冠状ビューを取得するためにプローブを90度回転させて、舌の横の余白を観察します。このような/ɝ、ɑr、ɪr、rɑ、里として音節の繰り返し生産、RU /。参加者が歪ん/ R /を維持している間に、舌の横方向のマージンは、しばしば、一方または両方の側面に低いままです。

3.音声サウンドのエラーを修復するためにフィードバックのためのリアルタイム超音波画像を用いました

1. 超音波の適切な位置決めの参加者に指示します。彼らはことができれば、参加者は、超音波トランスデューサーを保持することができます。また、臨床研究者がトランスデューサを保持する、または参加者が前方に傾いながら着実にそれを維持し、あごを休符するマイクスタンドへの変換器をクランプしていますその上で、しっかりと圧力を維持します。
   注：周りにスライドするためのプローブのための傾向があるかもしれません。画像はあまり一貫して解釈するのが難しくなると、臨床医は、正中矢状面のいずれかの側にプローブの動きを補正するために警戒しなければなりません。
2. 舌の部分についてのそれらを教えることで、矢状断面の画像を超音波に参加者を向けます。参加者はサジタル超音波画像上のサンプル舌の輪郭をトレースすることができるはずです。 / R /フロントでの経口くびれと背面の咽頭狭窄の両方を必要とする参加者に指示します。
   注：これらは舌の独立可動領域に対応するようにそれは、別途先端、刃、背と根を識別するために、参加者に指示することがしばしば有用です。
3. リアルタイム超音波の前部と後部を表す画像、または「舌の前」との側に参加ポイントすることを要求し、「舌の奥。」
4. 別の舌/ Rの形状/図面を用いて、超音波画像、磁気共鳴画像³³に参加者を紹介します。口腔および咽頭の狭窄がどこにあるか、それを明確にするだけでなく、すべての舌の形状が若干異なっていることを認めます。
   注：正しい/ R /生産から画像を解釈するための2.2.1と2.2.2を参照してください。
5. 参加者は矢状セクションに表示されている/ R / 2大きな制約を記述することを要求します。参加者は、今説明した口腔および咽頭狭窄を識別できない場合は、指示し続けます。
   注：参加者は、舌の前部の一部がアップ上昇させていること、および舌の根が後退することを示す、3.4に記載されているものを報告することができる必要があります（2.2.1および2.2.2に記載されているように）
6. 冠状断面の画像を超音波に参加者を向けます。左から右に希望の舌状の参加者に指示します。参加者は舌の形状をトレースすることを要求し、左右の縁、及び中心線溝を識別する。参加者は、所望の形状を説明することを要求します。
7. 別の舌の形をコピーする表音手がかりを提供することにより、単独でまたは音節で正しい/ R /を引き出すためにしようとしました。
   注：/ R /製造中に一致するように、参加者の画面上の「ターゲット」を提供するために役立つことができます。ターゲットは、カーソルを使用するか、画面上に配置され透明で描画することによって生成することができます。以下のような明確な指示を提供する咬合器の例については、補足1を参照してくださいなど 「舌ラインは赤ターゲットと一致しない場合は、下に行く。1が音を言っている方法を変更。異なる何かをしようと背を作ることに焦点を当てます"配置のキュー。
8. 参加者は、彼らが彼らの試みのいくつかの後に正しくまたは間違って何をしたかの説明を提供しています。
9. 必要に応じて、シェーピング/リットル/へ/ R /または/ɑ/に/ rを/見ながらVISなどの標準的な造形戦略を使用しますUALフィードバック。
10. 正しい生産を達成した後、画像を凍結する一時停止ボタンを押してください。正しいイメージが前の誤った作品とは異なる見え方を話し合います。
11. 休憩を提供し、視覚的なフィードバックが利用できないときに音声に一般化するための機会を提供するために、超音波なしのセッションを通して実践。
    注：参加者は、より正確な生産を実現し、音節の単語、フレーズ、文を言語的複雑さを増加させ、一般に容易にするために、フィードバックの量を減少させるように。
    注：音声ターゲットの精度を定期的に監視する必要があります。これは、超音波でトレーニングされている音の録音を評価（処置状態に盲目であり、好ましくは）個人によって知覚的に行うことができます。

結果

図1は、9歳の女性で正しい/ R /のサンプルサジタル画像を提示します。超音波画像は、両方の技術を用いて見ることができる同様の舌の形状を示すために同一のスピーカーからの磁気共鳴画像と対になっています。

図1：同じ参加者からの舌の超音波画?...

ディスカッション

プロトコル内の重要なステップ

ステップ1.3および1.6に記載のように透明な、解釈可能な画像を得ることが不可欠です。悪い画質は無意味な手続きをレンダリングします。さらに、参加者は画面上に見ているものを十分に認識しなければなりません。したがって、3.2で説明したように、画像への参加者を配向すると、視覚的なフィードバックの訓練を提供する前に強調さ...

資料

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