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Artigo de método

Ultra-som Imagens da língua: um tutorial para avaliação e remediação de erros de fala de som

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DOI:

10.3791/55123

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3 de janeiro de 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

Neste artigo

Resumo

A imagem de ultrassom pode ser usada para exibir a forma e os movimentos da língua em tempo real durante a fala. As imagens podem ser usadas para determinar a natureza dos erros de som da fala. O feedback visual da língua pode ser usado para facilitar melhorias na produção do som da fala em populações clínicas.

Resumo

ultra-sonografia diagnóstica tem sido uma ferramenta comum na prática médica por várias décadas. Ele fornece um método seguro e eficaz para imagiologia de estruturas internas ao organismo. Tem havido um aumento recente no uso da tecnologia de ultra-som para visualizar a forma e movimentos da língua durante a fala, tanto em alto-falantes típicos e em populações clínicas. A ultra-sonografia de expressão expandiu nossa compreensão de como os sons articulados com a língua (lingual sons) são produzidos. Tal informação pode ser particularmente valiosa para fonoaudiólogos. Entre outras vantagens, imagens de ultra-som pode ser usado durante a terapia de fala para fornecer (1) modelos ilustrativos de (ou seja, "corrigir") configurações de língua típicos para sons de fala, e (2) uma fonte de insight sobre a natureza articulatória de produções desviantes. As imagens também podem ser usados ​​como uma fonte adicional de feedback para populações clínicas de aprendizagem para distinguish suas melhores produções de suas produções incorretas, a caminho de estabelecer hábitos articulatórios mais eficazes.

o feedback de ultra-som é cada vez mais utilizado por cientistas e médicos tanto como os conhecimentos dos usuários aumenta e como a despesa dos declínios de equipamentos. Neste tutorial, os procedimentos são apresentados para a recolha de imagens de ultra-som da língua em um contexto clínico. Nós ilustrar esses procedimentos em um exemplo estendido com um som de erro comum, American Inglês / r /. Imagens de correto e distorcida / r / são usados ​​para demonstrar (1) como interpretar imagens de ultra-som, (2) a forma de avaliar a forma da língua durante a produção dos sons da fala, (3), como categorizar erros de forma língua, e (4) , como fornecer feedback visual para provocar uma forma língua mais adequada e funcional. Nós apresentamos um protocolo de exemplo para o uso de imagens de ultra-som em tempo real da língua para o feedback visual para corrigir erros sons da fala. Além disso, eXEMPLO dados são apresentados para ilustrar os resultados com o procedimento.

Introdução

Ambos os ambientes clínicos e de pesquisa têm visto um aumento no uso de ultra-som para fornecer intervenção biofeedback visual para indivíduos com distúrbios da fala. Um importante uso de ultra-sonografia para fonoaudiólogos é como uma ferramenta de biofeedback visual durante a intervenção para indivíduos com distúrbios da fala. Com a orientação de um fonoaudiólogo, os alunos podem observar vídeo em tempo real da forma e os movimentos de sua língua e discutir como essas imagens podem diferir dos movimentos da língua necessários para articular corretamente um som da fala. Para realizar essas intervenções, é importante para os usuários a ser competente na interpretação das imagens de ultra-som como a língua se move em tempo real. O conhecimento da gama de padrões articulatórios corretas usadas pelos falantes típicos é fundamental para reconhecer formas língua erradas.

Os métodos aqui descritos abordar (a) recolha de imagens de ultra-som do tongue, (b) interpretação de imagens de ultra-som associados com ambas as produções corretas e incorretas dos sons da fala, e (c), utilizando ultra-sonografia em tempo real como fonte de biofeedback visual para facilitar as mudanças de produção da fala em indivíduos com erros dos sons da fala. Apesar de ultra-som pode ser usado para visualizar uma variedade de fonemas linguais, os exemplos aqui incidirá em imagens de ultra-sons da língua para o / r / som (como no carro vermelho), que é descrito como o erro residual mais comum em crianças que adquirem Inglês Americano 1. É também o som que tem sido mais extensivamente estudado em aplicações clínicas de ultra-sons até à data. 2-14

Um objetivo importante no discurso de (re) habilitação é facilitar a fala mais inteligível, ensinando rotinas articulatórios que resultam em produções perceptually adequadas de um som alvo ou sequência. Portanto, é fundamental entender acções da língua durante a fala normal e during de produção de erros de fala. visualização em tempo real da língua pode desempenhar um papel altamente benéfico no sentido de incentivar um alto-falante para modificar movimentos articulatórios, uma vez que fornece o clínico eo cliente com uma representação comum do que está realmente acontecendo durante o discurso. Sem visualização em tempo real da língua, apenas imagens estáticas ou descrições verbais de configurações da língua-alvo estão disponíveis para facilitar a compreensão dos comportamentos articulatórios desejados. Em modelos baseados em esquema de aprendizagem motora, a informação visual sobre os movimentos da língua durante a fala é considerada uma forma de "conhecimento do desempenho de" feedback (ou seja, ele fornece informações qualitativas específicas sobre o movimento que ocorreu) 15. Pesquisas anteriores indicaram que o conhecimento detalhado do feedback de desempenho pode facilitar a aquisição de um novo motor de rotina 16.

O ultra-som tem várias vantagens sobre outros TechnologiES usado para visualizar a fala. Com ultra-som, todo o contorno da lingueta podem ser visualizadas mais rapidamente a partir da ponta de raiz. Preparação para a ultra-sonografia geralmente leva menos de um minuto.

Em contraste, electropalatography (EPG) requer uma impressão dentária e a criação de um pseudopalate personalizado (o que pode levar semanas), e isso pode levar algum tempo para se adaptar a falar com a pseudo-palato 17. EPG também permite a visualização de contato com a língua do palato apenas na região coberta pelo pseudopalate e não pode exibir a raiz da língua ou a forma geral da língua. Isso limita a natureza do que os aspectos da articulação pode ser efetivamente alvo de EPG.

Outra alternativa é articulography eletromagnética (EMA), que pode fornecer informações gerais sobre a forma da língua e movimento 18. No entanto, EMA requer sensores de ser colada à língua e outras estruturas; Assim, o conjunto-se para este tipo de línguaimagiologia pode ter 20 - 30 min, e pode não ser um método viável para uso frequente. Assim, o ultra-som pode ser vista como mais prático.

No contexto específico da investigação clínica na avaliação e tratamento de / r / erros, o uso do ultra-som tem sido relatada em vários estudos para indivíduos com transtornos de som da fala idiopática 2,10,11,13,19, deficiência auditiva 20, infância apraxia de fala 12,21, e apraxia da fala adquirida após um acidente vascular cerebral 22. Estudos também têm relatado o uso do ultrassom para tratar erros em outros fonemas lingual como / skgl ʃ ʧ / 23,24. Populações adicionais que podem ser candidatos incluem indivíduos com distúrbios da fala relacionadas com fenda palatina, ou indivíduos pronúncia de sons de aprendizagem em uma língua não-nativa 25.

A ultra-sonografia também podem ser úteis em diagnóstico, por exemplo, acaracterizar erros em formas lingual, 26,27, ou para identificar contrastes sub-perceptíveis ou velada no discurso desordenado 28,29. Se as medições precisas articulatórias estão a ser obtidos e comparados, é essencial que os ultra-sons ser estabilizada de modo a que o espaço de coordenadas para medição permanece razoavelmente constante. No entanto, é geralmente aceite que uma sonda estabilizado fornece informações de qualidade suficiente para aplicações de diagnóstico e tratamento clínico, que é o foco do presente trabalho.

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Protocolo

Declaração de ética. Quando usado em pesquisa, o consentimento informado e / ou consentimento das crianças é sempre necessária antes de coletar imagens de ultra-som. Quando usado clinicamente, os clientes devem ser informados sobre o propósito da ultra-sonografia. Apesar de ultra-sonografia de diagnóstico é considerado "risco mínimo" 30, os usuários devem sempre seguir o princípio ALARA pelo uso de ultra-som, ou seja, a exposição ao ultra-som deve ser tão "tão baixa quanto razoavelmente possível" 31. Trata-se de limitar o poder acústico durante o exame e também limitando o tempo de exposição. Por exemplo, se o ultra-som está sendo usado para feedback visual, mas o participante não está atendendo ao feedback visual, seria prudente interromper imagem.

1. A recolha de ultra-som Imagens da língua

NOTA: Considerações técnicas. sondas de ultra-som diagnóstico são utilizados para a imagem da língua. A faixa de frequência entre cerca de 3-8 MHz wom uma taxa de quadros de cerca de 30 quadros por segundo é recomendado para clínica imagiologia da língua 32.
NOTA: As instruções a seguir aplicam-se ao Sistema de ultra-som diagnóstico (veja Materiais tabela) com um transdutor C6-2, o qual foi seleccionado com base na comparação visual de imagens de ultra-som recolhidos de vários transdutores disponíveis para este sistema. Estas instruções são adaptados a partir do manual de referência do sistema de ultra-sons de diagnóstico para este dispositivo e destinam-se a ser um exemplo ilustrativo de um ultra-som. Muitos outros sistemas de ultra-som estão em uso, e os usuários devem consultar os manuais de operação do seu dispositivo específico.

  1. Ligue a máquina. Quando ligado, observar o modo de imagens 2D exibida automaticamente na tela.
    1. Aguarde até que o sistema para concluir os testes de auto-diagnóstico e calibração.
      NOTA: A imagem exibida automaticamente pode ser ajustado para otimizar a visão do médico, alterando as configurações dos instrument. Porque o uso do ultrassom para terapia da fala é novo, configurações apropriadas para geração de imagens da superfície da língua durante a fala não são tipicamente pré-instalado e deve ser instalado por um representante do fabricante (método preferido), ou pelo clínico. É importante ter as configurações corretas, a fim de forma segura e precisa imagem da língua para fins de terapia da fala.
      NOTA: Os usuários devem se familiarizar com as operações básicas de seus equipamentos de ultra-som ter certeza que eles entendem como fazer ajustes de todos os controles, incluindo a profundidade, intensidade e contraste para obter as melhores imagens com o seu equipamento. A alimentação deve ser definido um preço tão baixo quanto razoavelmente possível por razões de segurança, com ajustes em ganho para compensar as configurações de baixa potência.
    2. Para utilizar a função de predefinição do sistema, pressione a tecla PRESETS no teclado.
    3. Observe a tela de Presets. Observe os itens do menu à esquerda e seleções à direita da tela.
    4. th roloe trackball para o item de menu à esquerda da tela e pressione a tecla SET no painel de controle. Observe mais seleções para o item de menu selecionado.
    5. Para salvar as alterações e sair as predefinições do sistema, pressione o botão Salvar na parte inferior da tela.
      NOTA: A Tabela 1 mostra as definições utilizadas para imagens em vídeo. Note-se que a profundidade é dependente do transdutor. Configurações foram desenvolvidas em consulta com a Siemens Corporation.
  2. Colocar uma pequena quantidade de gel de ultra-sons do transdutor de ultra-sons.
  3. Posicione o participante confortavelmente em uma cadeira com os pés no chão, costas retas, e o queixo ligeiramente para a frente.
  4. Para recolher uma imagem sagital e visualizar a língua da ponta à raiz, coloque o transdutor verticalmente, fazendo contato firme com a pele por baixo do queixo e da aplicação de uma firme mas não desconfortável grau de pressão. Orientar o transdutor ao longo da linha mediana entre a espinha mental da mandíbula e do osso hióide bum.
  5. Iniciar a digitalização com o ultra-som.
  6. Ver a tela para verificar se o transdutor está orientado corretamente. Nestas imagens sagital, da parte dianteira da lingueta é na parte superior da tela e a parte posterior da língua é do lado esquerdo. Ângulo do transdutor de ultra-som ligeiramente para a frente ou ligeiramente para trás dependendo de que parte da língua é de interesse.
    NOTA: Em alguns dispositivos, as configurações padrão irá exibir uma imagem de ultra-som que está de cabeça para baixo. O usuário deve verificar as configurações padrão para o seu dispositivo e fazer os ajustes necessários.
  7. Instruir o participante de engolir para orientar o usuário sobre a posição da língua em relação ao paladar.
  8. Obter uma vista coronal para a imagem da língua da esquerda para o lado direito. Para coletar imagens coronais, gire o transdutor de ultra-som 90 graus. Instruir o participante para sustentar sons que requerem ranhuragem linha média da língua, tal como / r, s, z, ʃ / .É pode ser necessário ajustar ligeiramente a pele transdutorther frente ou para trás para visualizar língua grooving para diferentes sons.
  9. Depois de imagem estiver concluída, limpe o excesso de gel e limpar o transdutor com toalhetes desinfectantes aprovados pelo ultra-som ou spray de limpeza aprovado por ultra-som.

2. Interpretação de ultra-som Imagens da língua

  1. Interpretação básica de imagens sagital
    1. Em uma vista sagital, observar a língua entre dois grandes sombras criadas por osso, que é opaco aos ultra-sons: a sombra da mandíbula (anterior) e à sombra do hióide (posterior). Pelo menos um, e preferencialmente ambos, desses pontos de referência são visíveis durante o exame língua.
      NOTA: Se houver ar abaixo da ponta da língua (como é geralmente o caso quando a ponta da língua é estendida), a extremidade da ponta da língua não será visível na imagem de ultra-som.
    2. Instruir o participante para produzir alveolares e velares sons, como / NDT / then / kg /. Isso vai ajudar a orientar tantoo participante e o clínico para que lado da imagem é anterior ponta / língua e qual é o lado posterior / dorso da língua.
  2. Corrigir / r / produção
    1. Instruir o participante para produzir e sustentar / r /. Em uma visão sagital de uma produção correta de / r /, a parte anterior da língua elevará. A parte de trás do dorso da língua inclina para trás para uma correcta / r / produção. Observe que, se a sonda está fora da linha média ou que tenha rodado, a imagem vai mudar e pode ser não interpretável.
      NOTA: Se a produção é um "retroflex" / r /, em seguida, a ponta da língua é levantada em direção ao palato duro e a imagem da ponta da língua pode ser perdido ou pode ser representado como um artefacto (por exemplo, ponta da língua parece levantar através o paladar). Em um / r /, a ponta da língua clássica "agrupados" e / ou lâmina são horizontais ou inclinados para baixo em direção ao assoalho da cavidade oral, mas a porção anterior do dorso da língua vaicresça. Em ambos os casos, a porção elevada da lingueta está a diminuir o espaço aéreo entre a língua e o palato, isto é, fazendo-se uma constrição do trato vocal. A localização deste constrição dá Inglês / r / o seu lugar palatal principal de articulação.
    2. Enquanto o participante é sustentar / r /, visualizar a raiz da língua.
      NOTA: Dependendo do tipo de sonda de ultra-som está sendo usado, isso pode exigir dobrando a sonda de volta para o hióide. Perceptualmente precisas Inglês / r / exige uma constrição secundária no trato vocal causada pela retração da raiz da língua para a parede da faringe de volta. A parede posterior da faringe não podem normalmente ser visualizados com ultra-sons, mas pode ser inferida a retracção: se a raiz da língua é retraído, a inclinação da superfície de lingueta atrás da constrição anterior será raso.
    3. Gire a sonda de 90 graus para obter uma visão coronal. Posicionar a sonda na vizinhança aproximada do ponto mais alto dea lingueta cerca de 1/3 da distância entre o queixo e o pescoço, no plano sagital.
      NOTA: Enquanto o participante é sustentar / r /, alguma elevação das margens laterais da língua é geralmente visível. Embora os dentes não são visíveis, é comum que os indivíduos que fazem um tipo ajuntado de / r / a sentir algum contato com os dentes molares.
  3. Avaliando distorcida / r / produção com ultra-som
    1. Instruir o participante para imitar e sustentar a / r /.
      NOTA: Em uma visão sagital de uma produção distorcida de / r /, o aspecto anterior da língua é tipicamente baixa, o dorso da língua geralmente é erguida e costas. retração língua raiz é muitas vezes ausente, que é muitas vezes indicado por uma encosta íngreme ou quase vertical da forma língua atrás da constrição anterior.
    2. Instruir o participante a imitar / r / em um número de sílabas, como / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, ri, ru /. Observe quaisquer contextos que são perceptually correta e identificar formas língua que estão associados a correta vs. produções incorretas.
      Nota: As diferenças Dialecto irá influenciar articulação; estes exemplos são para Inglês Americano.
    3. Gire a sonda de 90 graus para obter uma visão coronal e observar as margens laterais da língua. produções de repetição de sílabas, como / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, ri, ru /. Enquanto o participante é sustentar uma distorcida / r /, as margens laterais da língua, muitas vezes permanecem baixas em um ou ambos os lados.

3. Usando em tempo real de ultra-som Imagens de feedback para corrigir erros de fala de som

  1. Instruir o participante no posicionamento adequado do ultra-som. Permitir que o participante para segurar o transdutor de ultra-som, se eles são capazes. Alternativamente, têm o pesquisador clínico segurar o transdutor, ou prender o transdutor a um microfone de um lado para mantê-lo estável, enquanto o participante se inclina para a frente e repousa o queixoem que, mantendo uma pressão firme.
    NOTA: Pode haver uma tendência para que a sonda para deslizar ao redor. O clínico deve estar alerta para corrigir o movimento da sonda para cada lado do plano sagital médio, como a imagem se torna menos consistente e mais difícil de interpretar.
  2. Orientar o participante ao ultra-som imagens em corte sagital, ensinando-lhes sobre as partes da língua. O participante deve ser capaz de traçar contornos língua de amostra em uma ultra-sonografia sagital. Instruir o participante que / r / requer tanto uma constrição oral na frente e uma constrição faríngea nas costas.
    NOTA: Muitas vezes, é útil para instruir o participante para identificar a ponta, lâmina, dorso e da raiz separadamente, uma vez que estes correspondem a áreas de forma independente móveis da língua.
  3. Solicitar que o ponto de participante para o lado de uma imagem de ultra-sons em tempo real, que representa a anterior e posterior, ou "frente da língua" e "parte posterior da língua."
  4. Introduzir o participante a diferentes formas de língua para / r / usando desenhos, imagens de ultra-som ou ressonância magnética 33. Deixe claro onde as constrições de boca e faringe são, mas também reconhece que cada forma língua é um pouco diferente.
    NOTA: Ver 2.2.1 e 2.2.2 para interpretar imagens de correto / r / produção
  5. Exigir que o participante descrever 2 grandes constrições para / r / que são visíveis no corte sagital. Se o participante não pode identificar as constrições de boca e faringe que acabamos de descrever, continuar a instruir.
    NOTA: Os participantes devem ser capazes de informar o que é descrito em 3.4, o que indica que alguma parte da frente da língua eleva-se, e que a raiz da língua se move para trás (como descrito em 2.2.1 e 2.2.2)
  6. Orientar o participante ao ultra-som imagens no plano coronal. Instruir o participante na forma língua desejada a partir da esquerda para a direita. Exigem que o participante traçar a forma língua,identificar o margens esquerda e direita, e groove linha central. Exigir que o participante explicar a forma desejada.
  7. Tentativa de obter correta / r / isoladamente ou em sílabas, fornecendo pistas fonéticas para copiar diferentes formas da língua.
    NOTA: Pode ser útil para fornecer "alvos" na tela para o participante para corresponder durante a / r / produção. As metas podem ser gerados usando um cursor ou desenhando em uma transparência colocada sobre a tela. Fornecer instruções explícitas como "Se a linha de língua não coincide com o alvo vermelho, tente fazer algo diferente. Alterar o modo como se está dizendo que o som. Concentre-se em fazer o dorso para baixo", etc. Veja Suplemento 1 para exemplos de Articulador Sugestões colocação.
  8. Tem o participante fornecer uma explicação sobre o que eles fizeram correta ou incorretamente depois de algumas de suas tentativas.
  9. Se necessário, use as estratégias para modelar padrão, tais como formação / l / a / r / ou / ɑ / a / r / enquanto visualiza a visrealimentação ual.
  10. Depois de atingir produções corretas, pressione o botão de pausa para congelar a imagem. Discutir como a imagem correta parece diferente de produções incorretas anteriores.
  11. Práticas em toda a sessão sem o ultra-som para fornecer uma pausa e para oferecer a oportunidade para a generalização a fala quando feedback visual não está disponível.
    NOTA: Como o participante atinge produções mais precisos, aumentar a complexidade linguística de sílabas de palavras, frases e sentenças, e reduzir a quantidade de feedback para facilitar a generalização.
    NOTA: A precisão de alvos de fala devem ser monitorizados regularmente. Isso pode ser feito perceptually por indivíduos (de preferência que são cegos para o status de tratamento) que taxa gravações dos sons que estão sendo treinados com o ultra-som.

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Resultados

A Figura 1 apresenta imagens sagital amostra de correto / r / em uma fêmea de 9 anos de idade. As imagens de ultra-som são combinados com imagens de ressonância magnética do mesmo alto-falante para demonstrar a forma língua similar que pode ser visto com ambas as tecnologias.

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Figura 1: Vista sagital de uma Ressonância Magnética Ima...

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Discussão

Passos críticos dentro do Protocolo

É essencial para a obtenção de imagens claras e interpretáveis ​​como descrito nas etapas 1.3 e 1.6. Má qualidade de imagem torna os procedimentos sem sentido. Além disso, os participantes devem estar plenamente conscientes do que estão vendo na tela. Portanto, orientar o participante para a imagem conforme descrito em 3.2 é um passo que deve ser enfatizado antes de fornecer treinamento de feedback visual. Além disso, etapa 3.10, que envolve descrevendo...

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Divulgações

A Siemens Corporation forneceu um empréstimo temporário de três ultrassons Acuson X300 para fins de pesquisa, sem nenhum custo para os autores.

Agradecimentos

O trabalho foi apoiado pelo NIH concede R01DC013668 (D. Whalen, PI) e R03DC013152 (J. Preston, PI).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ultrassom ACUSON X300 com sonda C6-2SiemensAcuson X300
Spray TrascéticoParker labsPLI 09-25
Gel de ultrassom Acquasonic 100Parker labs01-08

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