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Article de méthode

Ultrasound Images de la langue: Un tutoriel pour l'évaluation et l'assainissement des erreurs phonèmes

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DOI :

10.3791/55123

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3 janvier 2017

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1Department of Communication Sciences and Disorders, Syracuse University, 2Haskins Laboratories, 3Department of Communicative Sciences and Disorders, New York University, 4Department of Communication Sciences and Disorders, University of Cincinnati, 5Program in Speech-Language-Hearing Sciences, City University of New York Graduate Center, 6Department of Linguistics, Yale University

Dans cet article

Résumé

L’imagerie par ultrasons peut être utilisée pour afficher la forme et les mouvements de la langue en temps réel pendant la parole. Les images peuvent être utilisées pour déterminer la nature des erreurs de son de la parole. La rétroaction visuelle de la langue peut être utilisée pour faciliter l’amélioration de la production de sons de la parole dans les populations cliniques.

Résumé

l'imagerie par ultrasons de diagnostic a été un outil commun dans la pratique médicale depuis plusieurs décennies. Il fournit une méthode sûre et efficace pour des structures internes d'imagerie du corps. Il y a eu une augmentation récente de l'utilisation de la technologie des ultrasons pour visualiser la forme et les mouvements de la langue pendant le discours, tant en haut-parleurs typiques et dans les populations cliniques. L'échographie de la parole a considérablement élargi notre compréhension de la façon dont les sons articulés avec la langue (lingual sons) sont produits. Ces informations peuvent être particulièrement précieux pour les orthophonistes de la parole. Entre autres avantages, les images échographiques peuvent être utilisées au cours du traitement de la parole pour fournir (1) modèles illustratifs de (c. -à «corriger») configurations de langue typiques pour les sons de la parole, et (2) une source de mieux comprendre la nature articulatoire des productions déviantes. Les images peuvent également être utilisés comme une source supplémentaire de rétroaction pour les populations cliniques d'apprentissage à la discriminationguer leurs meilleures productions de leurs productions incorrectes, en route pour l'établissement d'habitudes articulatoires plus efficaces.

rétroaction L'échographie est de plus en plus utilisé par les scientifiques et les cliniciens à la fois comme l'expertise des utilisateurs augmente et que la charge de la baisse de l'équipement. Dans ce tutoriel, les procédures sont présentées pour la collecte des images échographiques de la langue dans un contexte clinique. Nous illustrons ces procédures dans un exemple étendu avec un son d'erreur commune, l'anglais américain / r /. Images de rectification et de distorsion / r / sont utilisés pour démontrer (1) comment interpréter les images échographiques, (2) comment évaluer la forme de la langue lors de la production des sons de la parole, (3), la façon de classer les erreurs de forme de la langue, et (4) , comment fournir une rétroaction visuelle pour obtenir une forme de langue plus appropriée et fonctionnelle. Nous présentons un protocole d'échantillonnage pour l'utilisation des images échographiques en temps réel de la langue pour la rétroaction visuelle pour corriger les erreurs de son discours. En outre, l'eles données xemple sont présentés pour illustrer les résultats de la procédure.

Introduction

Les deux paramètres cliniques et de recherche ont vu une augmentation de l'utilisation de l'imagerie par ultrasons pour assurer une intervention de biofeedback visuelle à des personnes souffrant de troubles de la parole. Une utilisation importante de l'imagerie par ultrasons pour les pathologistes de discours-langage est un outil de biofeedback visuel lors de l'intervention pour les personnes souffrant de troubles de la parole. Avec l'aide d'un orthophoniste de la parole, les apprenants peuvent observer la vidéo en temps réel de la forme et les mouvements de leur langue et de discuter de la façon dont ces images peuvent différer des mouvements de la langue nécessaires pour articuler correctement un son de parole. Pour mener de telles interventions, il est important que les utilisateurs soient compétents dans l'interprétation des images échographiques de la langue se déplace en temps réel. La connaissance de la gamme de modèles articulatoires corrects utilisés par les haut-parleurs typiques est fondamental pour reconnaître des formes de langue erronées.

Les procédés décrits ici traitent (a) la collecte des images échographiques de la tongue, (b) l'interprétation des images ultrasonores associés aux productions correctes et incorrectes des sons du langage, et (c) en utilisant des ultrasons d'imagerie en temps réel comme une source de biofeedback visuel pour faciliter les changements de production de la parole chez les personnes ayant des erreurs sonores de la parole. Bien que l' échographie peut être utilisée pour visualiser une variété de phonèmes linguales, exemples ici porteront sur les images échographiques de la langue pour le / r / son (comme dans la voiture rouge), qui est décrit comme l'erreur résiduelle la plus courante chez les enfants qui acquièrent l' anglais américain 1. Il est également le son qui a été le plus largement étudié dans les applications cliniques des ultrasons jusqu'à ce jour. 2-14

Un objectif important dans le discours (re) Habilitation est de faciliter la parole plus intelligible par l'enseignement des routines articulatoires qui donnent lieu à des productions perceptuelle appropriées d'un son ou d'une séquence cible. Par conséquent, il est essentiel de comprendre les actions de la langue au cours de la parole normale et during production d'erreurs de la parole. Visualisation en temps réel de la langue peut jouer un rôle très bénéfique pour encourager un haut-parleur pour modifier les mouvements articulatoires, car il fournit le clinicien et le client avec une représentation partagée de ce qui se passe réellement pendant le discours. Sans visualisation en temps réel de la langue, seulement des images statiques ou des descriptions verbales des configurations de la langue cible sont disponibles pour faciliter la compréhension des comportements articulatoires souhaités. Dans les modèles à base de schéma-de l' apprentissage moteur, des informations visuelles sur les mouvements de la langue au cours de la parole est considérée comme une forme de «connaissance de la performance" rétroaction (il fournit des informations qualitatives précises sur le mouvement qui a eu lieu) 15. Des recherches antérieures ont montré que la connaissance détaillée des évaluations de performance peut faciliter l' acquisition d'un moteur de nouvelle routine 16.

Ultrasons présente plusieurs avantages par rapport aux autres technologies utilisés pour visualiser la parole. Avec l'échographie, tout le contour de la langue peut être visualisée rapidement de pointe à la racine. Préparation pour l'imagerie par ultrasons dure généralement moins d'une minute.

En revanche, electropalatography (EPG) nécessite une empreinte dentaire et la création d'un pseudopalate personnalisé (qui peut prendre des semaines), et il peut prendre un temps d'adaptation à parler avec le pseudo-bouche 17. EPG permet également la visualisation de contact avec la langue de bouche seulement dans la région couverte par le pseudopalate et ne peut pas afficher la racine de la langue ou de la forme globale de la langue. Cela limite la nature de ce que les aspects de l'articulation peuvent être efficacement ciblées avec l'EPG.

Une autre alternative est articulographie électromagnétique (EMA), qui peut fournir des informations générales sur la forme de la langue et de mouvement 18. Cependant, l'EMA exige des capteurs à coller à la langue et d'autres structures; ainsi, la mise en place de ce type de langueimagerie peut prendre 20 - 30 min et peut ne pas être une méthode viable pour une utilisation fréquente. Ainsi, l'échographie peut être considérée comme plus pratique.

Dans le contexte spécifique de la recherche clinique sur l'évaluation et le traitement de / r / erreurs, l'utilisation des ultrasons a été rapporté dans plusieurs études pour les personnes souffrant de troubles sonores de la parole idiopathique 2,10,11,13,19, déficience auditive 20, enfance apraxie de la parole 12,21 et apraxie acquis de la parole suite à un accident vasculaire cérébral 22. Des études ont également rapporté l'utilisation d'ultrasons pour traiter les erreurs sur les autres phonèmes multilingues tels que / skgl ʃ ʧ / 23,24. Populations supplémentaires qui peuvent être candidats comprennent les personnes souffrant de troubles de la parole liés à la fente palatine, ou des individus d' apprentissage prononciation des sons dans une langue non-native 25.

L' échographie peut également être utile pour le diagnostic, par exemple, pourcaractériser les erreurs dans les formes linguales, 26,27, ou pour identifier les contrastes sous-sensibles ou secrètes dans le discours désordonné 28,29. Si les mesures articulatoires précises sont obtenues et comparées, il est essentiel que les ultrasons se stabiliser de sorte que l'espace de coordonnées pour la mesure reste raisonnablement constante. Toutefois, il est généralement admis qu'une sonde stabilisée donne une information de qualité suffisante pour des applications de diagnostic clinique et de traitement, qui est l'objet du présent document.

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Protocole

Déclaration d'éthique. Lorsqu'ils sont utilisés dans la recherche, le consentement éclairé et / ou la sanction des enfants est toujours nécessaire avant de recueillir des images échographiques. Lorsqu'il est utilisé en clinique, les clients doivent être informés de l'objet de l'imagerie par ultrasons. Bien que l' imagerie par ultrasons de diagnostic est considéré comme «risque minimal» 30, les utilisateurs doivent toujours suivre le principe ALARA lors de l' utilisation des ultrasons, ce qui signifie l' exposition aux ultrasons devrait être aussi "As Low As Reasonably Achievable" 31. Cela implique de limiter la puissance acoustique lors de l'imagerie et en limitant le temps d'exposition. Par exemple, si l'échographie est utilisée pour la rétroaction visuelle, mais le participant ne fréquente pas la rétroaction visuelle, il serait prudent de mettre fin à l'imagerie.

1. Collecte ultrasons Images de la langue

NOTE: Considérations techniques. sondes à ultrasons de diagnostic sont utilisés pour l'image de la langue. Une gamme de fréquence comprise entre environ 3-8 MHz wvec un taux d'environ 30 images par seconde est recommandée pour l' imagerie clinique de la languette 32.
REMARQUE: Les instructions ci - dessous sont applicables au système à ultrasons de diagnostic (voir tableau des matériaux) avec un transducteur C6-2, qui a été choisi en fonction de la comparaison visuelle des images ultrasonores recueillies à partir de plusieurs capteurs disponibles pour ce système. Ces instructions sont adaptés à partir du manuel de référence du système d'échographie diagnostique pour cet appareil et sont destinés à être un exemple illustratif pour une échographie. De nombreux autres systèmes à ultrasons sont utilisés, et les utilisateurs devraient consulter les manuels d'utilisation de leur appareil spécifique.

  1. Mettez la machine. Une fois sous tension, observer le mode d'imagerie 2D affiché automatiquement sur l'écran.
    1. Attendez que le système d'effectuer des tests d'auto-diagnostic et d'étalonnage.
      REMARQUE: L'image affichée automatiquement peut être ajustée pour optimiser la vue du clinicien en modifiant les réglages des instrument. Parce que l'utilisation de l'échographie pour la thérapie de la parole est nouvelle, les réglages appropriés pour l'imagerie de la surface de la langue lors de la parole ne sont généralement pas préinstallées et doivent être installés par un représentant du fabricant (méthode préférée), ou par le clinicien. Il est important d'avoir les bons réglages afin d'en toute sécurité et avec précision l'image de la langue à des fins de thérapie de la parole.
      REMARQUE: Les utilisateurs doivent se familiariser avec les opérations de base de leur matériel d'échographie être sûr qu'ils comprennent comment faire des ajustements de tous les contrôles, y compris la profondeur, l'intensité et le contraste pour obtenir les meilleures images avec leur équipement. L'alimentation doit être réglé aussi bas que raisonnablement possible pour des raisons de sécurité, les ajustements de gain pour compenser les réglages de faible puissance.
    2. Pour utiliser la fonction du système présélectionner, appuyez sur la touche PRESETS sur le clavier.
    3. Observer l'écran Presets. Observer les éléments de menu sur la gauche et des sélections sur la droite de l'écran.
    4. e Rolle trackball à l'élément de menu à gauche de l'écran et appuyez sur la touche SET sur le panneau de commande. Observez plus de choix pour l'élément de menu sélectionné.
    5. Pour enregistrer les modifications et quitter les préréglages du système, appuyez sur le bouton SAVE dans le bas de l'écran.
      NOTE: Le tableau 1 présente les paramètres utilisés pour les images de la vidéo. Notez que la profondeur est transducteur dépendant. Paramètres ont été élaborés en consultation avec Siemens Corporation.
  2. Placer une petite quantité de gel d'ultrasons sur le transducteur à ultrasons.
  3. Positionner le participant confortablement dans un fauteuil avec les pieds sur le sol, le dos droit, et le menton légèrement vers l'avant.
  4. Pour récupérer une image sagittale et de visualiser la langue de la pointe à la racine, placer le transducteur verticalement, ce qui rend un contact étroit avec la peau sous le menton et en appliquant un degré inconfortable ferme mais pas de pression. Orienter le transducteur le long de la ligne médiane entre l'épine mentale de la mandibule et l'os hyoïde bun.
  5. Commencez la numérisation avec les ultrasons.
  6. Afficher l'écran pour vérifier que le capteur est correctement orienté. Dans ces images sagittal, le devant de la langue est à droite de l'écran et le dos de la langue est sur la gauche. Angle du transducteur ultrasonore légèrement vers l'avant ou légèrement en arrière en fonction de quelle partie de la langue est d'intérêt.
    NOTE: Dans certains dispositifs, les paramètres par défaut afficheront une image ultrasonore qui est à l'envers. L'utilisateur doit vérifier les paramètres par défaut de leur appareil et faire les ajustements nécessaires.
  7. Instruire le participant à avaler pour orienter l'utilisateur vers la position de la langue par rapport à la bouche.
  8. Obtenir une vue coronale à l'image de la langue de gauche à droite côtés. Pour recueillir des images coronales, tourner le transducteur à ultrasons 90 degrés. Instruire le participant pour soutenir les sons nécessitant midline rainurage de la langue comme / r, s, z, ʃ / .Il peut être nécessaire d'ajuster le transducteur légèrement la fourrureTher avant ou en arrière pour visualiser la langue rainurage pour des sons différents.
  9. Une fois que l'imagerie est terminée, essuyez l'excédent de gel et nettoyer le capteur avec des lingettes désinfectantes ultrasons approuvé ou le nettoyage de pulvérisation à ultrasons approuvé.

2. Interprétation Ultrasound Images de la langue

  1. Interprétation de base des images sagittales
    1. Dans une vue sagittale, observer la langue entre deux ombres majeures créées par de l'os, qui est opaque aux ultrasons: l'ombre de la mandibule (antérieure) et l'ombre de l'hyoïde (postérieur). Au moins un, et de préférence les deux, de ces points de repère sont visibles lors de l'imagerie de la langue.
      NOTE: Si l'air est inférieure à la pointe de la langue (comme est généralement le cas lorsque la pointe de la langue est prolongée), l'extrémité de la pointe de la langue ne sera pas visible sur l'image échographique.
    2. Instruire le participant pour produire alvéolaires et vélaires sons, tels que / TDN / puis / kg /. Cela vous aidera à orienter à la foisle participant et le clinicien de quel côté de l'image est antérieure / pointe de la langue et de quel côté est postérieure / langue dorsum.
  2. Correct / r / production
    1. Demander au participant de produire et de maintenir / r /. Dans une vue sagittale d'une production correcte de / r /, la partie antérieure de la langue va élever. La partie arrière du dos de la langue en pente vers l'arrière pour un / r / production correcte. Notez que si la sonde est hors ligne médiane ou a tourné, l'image va changer et peut être ininterprétable.
      NOTE: Si la production est une "rétroflexe" / r /, puis la pointe de la langue est soulevée vers le palais dur et l'image de la pointe de la langue peut être perdue ou peut être représenté comme un artefact (par exemple, pointe de la langue semble soulever par le palais). Dans un / r /, la pointe et / ou d'une lame classique "groupés" langue sont soit horizontale ou inclinée vers le bas vers le plancher de la cavité buccale, mais la partie antérieure du dos de la langue seraêtre élevé. Dans les deux cas, la partie élevée de la langue se rétrécit l'espace aérien entre la langue et le palais qui est, il fait un rétrécissement du conduit vocal. L'emplacement de cet étranglement donne English / r / son principal lieu palatine d'articulation.
    2. Alors que le participant est le maintien / r /, visualiser la racine de la langue.
      NOTE: En fonction du type particulier de sonde à ultrasons utilisé, cela peut nécessiter pêche à la ligne de la sonde de retour vers l'hyoïde. Perceptuellement précise anglais / r / requiert un étranglement secondaire dans le tractus vocal causé par la rétraction de la racine de la languette vers la paroi arrière du pharynx. La paroi postérieure du pharynx ne peut généralement être visualisé à l'échographie, mais la rétraction peut être déduit: si la racine de la langue est rétractée, la pente de la surface de la langue derrière la constriction antérieure sera peu profonde.
    3. Tournez la sonde de 90 degrés pour obtenir une vue coronale. Placez la sonde dans le voisinage approximatif du point de la plus hautela languette d'environ 1/3 de la distance entre le menton et la gorge dans le plan sagittal.
      NOTE: Bien que le participant est le maintien / r /, une certaine élévation des marges latérales de la langue est généralement visible. Bien que les dents ne sont pas visibles, il est courant pour les personnes faisant un type groupé de / r / se sentir un certain contact avec les molaires arrière.
  3. Évaluation déformée / r / production aux ultrasons
    1. Demandez au participant d'imiter et de soutenir / r /.
      NOTE: Dans une vue sagittale d'une production déformée de / r /, la face antérieure de la langue est généralement faible, le dos de la langue en général est élevé, et le dos. rétraction Tongue racine est souvent absent, ce qui est souvent indiquée par une pente raide ou presque verticale de la forme de la langue derrière la constriction antérieure.
    2. Demander au participant d'imiter / r / dans un certain nombre de syllabes, comme / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, ri, ru /. Notez tous les contextes qui sont perceptually correct et identifier des formes de la langue qui sont associés à correcte par rapport aux productions incorrectes.
      REMARQUE: les différences Dialect vont influencer l'articulation; ces exemples sont pour l'anglais américain.
    3. Tournez la sonde de 90 degrés pour obtenir une vue coronale et observer les marges latérales de la langue. productions répétées de syllabes telles que / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, ri, ru /. Alors que le participant est le maintien d'une distorsion / r /, les marges latérales de la langue reste souvent faible sur un ou deux côtés.

3. À l'aide en temps réel images ultrasonores pour Feedback sur Remediate erreurs phonèmes

  1. Instruire le participant sur le bon positionnement de l'échographie. Permettre aux participants de tenir le transducteur à ultrasons si elles sont capables. Vous pouvez également avoir le chercheur clinique de tenir le transducteur, ou serrer le transducteur à un pied de micro pour le garder stable tandis que le participant se penche en avant et repose le mentonsur elle, le maintien d'une pression ferme.
    NOTE: Il peut y avoir une tendance à la sonde de glisser autour. Le clinicien doit être attentif pour corriger le mouvement de la sonde à chaque côté du plan sagittal médian, que l'image devient moins cohérente et plus difficile à interpréter.
  2. Orientez le participant aux ultrasons des images en coupe sagittale en leur enseignant les parties de la langue. Le participant doit être en mesure de tracer les contours de la langue échantillon sur une image échographique sagittale. Demander au participant qui / r / exige à la fois une constriction orale à l'avant et un rétrécissement du pharynx dans le dos.
    NOTE: Il est souvent utile de demander au participant d'identifier la pointe, lame, dos et la racine séparément, comme ceux-ci correspondent à des zones indépendamment mobiles de la langue.
  3. Demander que le point de participant au côté d'une image échographique en temps réel qui représente la partie antérieure et postérieure, ou "avant de la langue» et «arrière de la langue."
  4. Présentez le participant aux différentes formes de la langue pour / r / en utilisant des dessins, des images échographiques, ou des images de résonance magnétique 33. Faites bien comprendre où les constrictions bouche et du pharynx sont, mais reconnaissent aussi que toutes les formes de la langue est légèrement différente.
    NOTE: Voir 2.2.1 et 2.2.2 pour l'interprétation des images de bonne / r / production
  5. Demander au participant de décrire 2 grands constrictions pour / r / qui sont visibles dans la section sagittale. Si le participant ne peut pas identifier les constrictions bouche et du pharynx vient d'être décrit, continuer à instruire.
    NOTE: Les participants doivent être en mesure de signaler ce qui est décrit au point 3.4, ce qui indique qu'une partie de l'avant de la langue pose, et que la racine de la langue recule (comme décrit au point 2.2.1 et 2.2.2)
  6. Orientez le participant aux ultrasons des images dans la section coronale. Instruire le participant à la forme de la langue souhaitée de gauche à droite. Exiger que le participant trace la forme de la langue,identifier les bords gauche et droit, et de la rainure de la ligne centrale. Demander au participant d'expliquer la forme désirée.
  7. Tenter d'obtenir correcte / r / isolément ou en syllabes en fournissant des indices phonétiques pour copier des formes différentes de la langue.
    NOTE: Il peut être utile de fournir des «cibles» sur l'écran pour le participant au match pendant / r / production. Les cibles peuvent être générées à l'aide d'un curseur ou en appuyant sur une transparence placée sur l'écran. Fournir des instructions explicites telles que «Si la ligne de langue ne correspond pas à la cible rouge, essayez de faire quelque chose différemment. Changer la façon qu'on dit le son. Focus sur faire le dos descendre» , etc. Voir Supplément 1 pour des exemples de articulateur Cues de placement.
  8. Demandez au participant de fournir une explication de ce qu'ils ont fait correctement ou incorrectement après que certains de leurs tentatives.
  9. Si nécessaire, utiliser des stratégies de mise en forme standard, telles que la mise en forme / l / à / r / ou / ɑ / à / r / tout en regardant le visrétroaction uel.
  10. Après la réalisation de productions correctes, appuyez sur le bouton Pause pour figer l'image. Discutez comment l'image correcte semble différent des productions incorrectes précédentes.
  11. Pratique tout au long de la session sans les ultrasons pour fournir une pause et d'offrir la possibilité de généralisation à la parole lors de la rétroaction visuelle ne sont pas disponibles.
    NOTE: Comme le participant réalise des productions plus précises, augmenter la complexité linguistique de syllabes des mots, des phrases et des phrases, et de réduire la quantité de rétroaction pour faciliter la généralisation.
    NOTE: La précision des cibles de la parole doit être surveillé régulièrement. Cela peut être fait par des personnes perceptuelle (de préférence aveugles au statut de traitement) qui évaluent les enregistrements des sons qui sont formés à l'échographie.

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Résultats

La figure 1 présente des images sagittales échantillons de bonne / r / dans une femelle de 9 ans. Les images échographiques sont jumelés avec des images de résonance magnétique du même orateur pour démontrer la forme de languette similaire qui peut être vu avec les deux technologies.

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Figure 1: Vue sagittale d'une image...

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Discussion

Étapes critiques dans le Protocole

Il est essentiel d'obtenir des images claires interprétables comme décrit dans les étapes 1.3 et 1.6. La mauvaise qualité de l'image rend les procédures de sens. En outre, les participants doivent être pleinement conscients de ce qu'ils voient à l'écran. Par conséquent, l'orientation du participant à l'image telle que décrite au point 3.2 est une étape qui doit être souligné avant de fournir une formation de rétroaction visuelle. ...

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Déclarations de divulgation

Siemens Corporation a prêté temporairement trois échographies Acuson X300 à des fins de recherche, sans frais pour les auteurs.

Remerciements

Le travail a été soutenu par le NIH accorde R01DC013668 (D. Whalen, PI) et R03DC013152 (J. Preston, PI).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Échographie ACUSON X300 avec sonde C6-2SiemensAcuson X300
Spray TrasceptiqueParker labsPLI 09-25
Gel d’échographie Acquasonic 100Parker labs01-08

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