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.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 ljudeffekt under avbildning och även begränsa exponeringstiden. Till exempel om ultraljud används för visuell återkoppling men deltagaren inte sköter den visuella feedback, skulle det vara klokt att avbryta avbildning.
1. Samla ultraljudsbilder av tungan
OBS: Tekniska överväganden. Diagnostiska ultraljudssonder används för att bilden tungan. En frekvensområdet mellan ungefär 3-8 MHz wed en bildhastighet på cirka 30 bilder per sekund rekommenderas för klinisk avbildning tungan 32.
OBS: Instruktionerna nedan gäller för diagnostiska ultraljudssystem (se Material tabell) med en C6-2 givare, som valdes baserat på visuell jämförelse av ultraljudsbilder som samlats in från flera givare som detta system. Dessa instruktioner är anpassade från den diagnostiska ultraljudssystemet referenshandbok för den här enheten och är avsedda att vara ett illustrativt exempel på ett ultraljud. Många andra ultraljudssystem är i bruk, och användare bör konsultera bruksanvisningen för deras specifika enhet.
- Slå på maskinen. När påslagen, observera 2D-bildåtergivningsläget visas automatiskt på skärmen.
- Vänta tills systemet för att slutföra självdiagnostik och kalibreringstest.
OBS: Den automatiskt visade bilden kan justeras för att optimera läkarens uppfattning genom att ändra inställningarna för instrument. Eftersom användningen av ultraljud för talterapi är ny, är inställningar som är lämpliga för avbildning av tungans yta under tal vanligtvis inte förinstallerat och måste installeras av en representant från tillverkaren (föredragen metod), eller av läkaren. Det är viktigt att ha rätt inställningar för att på ett säkert och korrekt bild tungan för talterapi ändamål.
OBS: Användare bör bekanta sig med de grundläggande funktionerna i deras ultraljudsutrustning vara säker på att de förstår hur man gör justeringar av alla kontroller, inklusive djup, intensitet och kontrast för att få de bästa bilderna med sin utrustning. Makt bör sättas så lågt som rimligen är möjligt av säkerhetsskäl, med justeringar i Gain för att kompensera för låga effektinställningar. - För att använda systemet förinställd funktion genom att trycka på PRESETS knappen på tangentbordet.
- Observera skärmen förinställningar. Följ menyalternativen till vänster och val till höger på skärmen.
- vals the styrkulan för att menyalternativet till vänster på skärmen och tryck på SET-tangenten på kontrollpanelen. Observera fler alternativ för det valda menyalternativet.
- För att spara ändringarna och avsluta systeminställningar genom att trycka på knappen Spara längst ned på skärmen.
OBS: Tabell 1 visar inställningar som används för bilder i videon. Observera att djupet är givare beroende. Inställningar utvecklades i samråd med Siemens Corporation.
- Vänta tills systemet för att slutföra självdiagnostik och kalibreringstest.
- Placera en liten mängd av ultraljud gel på ultraljudsomvandlaren.
- Placera deltagaren bekvämt i en stol med fötterna på golvet, ryggen rak och hakan något framåt.
- För att samla en sagittal bild och visualisera tungan från topp till rot, placera givaren vertikalt, vilket gör tät kontakt med huden under hakan och tillämpa en fast men inte obehaglig grad av tryck. Orientera givaren längs mittlinjen mellan det mentala ryggrad av underkäken och hyoid Bett.
- Börja skanna med ultraljud.
- Se på skärmen för att kontrollera att givaren är rätt orienterad. I dessa sagittala bilder, är den främre delen av tungan till höger på skärmen och baksidan av tungan är till vänster. Vinkla ultraljudgivaren något framåt eller något tillbaka beroende på vilken del av tungan är av intresse.
OBS: I vissa enheter, kommer standardinställningarna visar en ultraljudsbild som är upp och ner. Användaren bör kontrollera standardinställningarna för sin enhet och göra justeringar som behövs. - Instruera deltagaren att svälja för att orientera användare till tungan position i förhållande till gommen.
- Skaffa en koronal vy till bild tungan från vänster till höger sida. Att samla koronalt bilder, rotera ultraljudsomvandlaren 90 grader. Instruera deltagaren att upprätthålla ljud som kräver mittlinje spårstickning av tungan som / r, s, z, ʃ / .Det kan vara nödvändigt att justera givaren något pälsfins framåt eller bakåt för att visualisera tunga spår för olika ljud.
- När avbildning är klar, torka bort överflödig gel och rengör givaren med ultraljud godkända desinfektion våtservetter eller ultraljud-godkänd rengöringsspray.
2. Tolkning ultraljudsbilder av tungan
- Grundläggande tolkning av sagittala bilder
- I en sagittal vy, observera tungan mellan två stora skuggor som skapas av ben, som är opakt för ultraljud: skuggan av underkäken (främre) och skuggan av tung (bakre). Åtminstone en, och företrädesvis båda, av dessa landmärken är synliga under tungan avbildning.
OBS: Om det finns luft nedanför tungspets (såsom typiskt är fallet när tungan spets är förlängd), kommer den yttersta änden av tungan spets inte vara synlig på ultraljudsbilden. - Instruera deltagaren att producera alveolära och Velarepitelceller ljud, såsom / tdn / då / kg /. Detta kommer att hjälpa orient bådedeltagaren och läkaren till vilken sida av bilden är främre / tungspets och vilken sida är bakre / tunga dorsum.
- I en sagittal vy, observera tungan mellan två stora skuggor som skapas av ben, som är opakt för ultraljud: skuggan av underkäken (främre) och skuggan av tung (bakre). Åtminstone en, och företrädesvis båda, av dessa landmärken är synliga under tungan avbildning.
- Korrekt / r / produktion
- Instruera deltagaren att producera och upprätthålla / r /. I en sagittal vy av en korrekt produktionen av / r /, kommer den främre delen av tungan elevate. Den bakre delen av tungan dorsum sluttar bakåt för en korrekt / r / produktion. Observera att om sonden är avstängd mittlinjen eller har roterat, kommer bilden att förändras och kan vara tolkningsbara.
OBS: Om produktionen är en "retroflext" / r /, då tungan spets höjs mot den hårda gommen och bilden av den tungspets kan förloras eller kan representeras som en artefakt (t.ex. verkar tungspets för att ställa via gommen). I ett klassiskt "bunched" / r /, tungan spetsen och / eller bladet är antingen horisontell eller vinklad nedåt mot golvet i munhålan, men den främre delen av tungan dorsum kommerhöjas. I båda fallen är den upphöjda delen av tungan minska luftrummet mellan tungan och gommen, det vill säga det är att göra en röstapparaten sammandragning. Placeringen av denna sammandragning ger engelska / r / dess primära palatal artikulationsställe. - Medan deltagaren upprätthålla / r /, visualisera tungan rot.
OBS: Beroende på den speciella typ av ultraljudssonden som används, detta kan kräva vinkla sonden tillbaka mot hyoid. Perceptuellt korrekt engelska / r / kräver en sekundär sammandragning i ansatsröret orsakas av tillbakadragning av tungan roten mot baksidan svalgväggen. Den bakre svalgväggen kan inte typiskt visualiseras med ultraljud, men tillbakadragning kan utläsas: om tungan roten dras tillbaka, kommer lutningen på tungans yta bakom den främre förträngningen vara ytlig. - Vrid sonden 90 grader för att få en koronal vy. Placera sonden i den grova närheten av den högsta punkten pådet tung ca 1/3 av avståndet mellan hakan och halsen i sagittalplanet.
OBS: Även om deltagaren upprätthålla / r /, är i allmänhet synlig någon förhöjning av sidomarginaler tungan. Även tänderna inte syns, är det vanligt att individer gör klungade typ av / r / känna någon kontakt med de bakre kindtänderna.
- Instruera deltagaren att producera och upprätthålla / r /. I en sagittal vy av en korrekt produktionen av / r /, kommer den främre delen av tungan elevate. Den bakre delen av tungan dorsum sluttar bakåt för en korrekt / r / produktion. Observera att om sonden är avstängd mittlinjen eller har roterat, kommer bilden att förändras och kan vara tolkningsbara.
- Bedöma förvrängda / r / produktion med ultraljud
- Instruera deltagaren att imitera och upprätthålla / r /.
OBS! I en sagittal vy av en förvrängd produktionen av / r /, är typiskt låg den anteriora aspekten av tungan, tungan dorsum vanligtvis höjs hög och tillbaka. Tungan root retraktion är ofta frånvarande, som ofta anges med en brant eller nästan vertikal lutning av tungan formen bakom den främre förträngningen. - Instruera deltagaren att imitera / r / i ett antal stavelser, såsom / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, ri, ru /. Notera eventuella sammanhang som är perceptually korrekt och identifiera tunga former som är förknippade med rätt kontra felaktiga produktioner.
OBS: Dialekt skillnader kommer att påverka artikulation; dessa exempel är för amerikansk engelska. - Vrid sonden 90 grader för att få en koronal vy och observera sidomarginaler tungan. Upprepa produktioner av stavelser såsom / ɝ, ɑr, ɪr, rɑ, ri, ru /. Medan deltagaren upprätthålla en förvrängd / r /, sidomarginaler tungan förblir ofta låg på en eller båda sidor.
- Instruera deltagaren att imitera och upprätthålla / r /.
3. Använd realtid ultraljudsbilder för återkoppling för att sanera Speech Sound fel
- Instruera deltagaren på korrekt positionering av ultraljud. Låt deltagaren att hålla ultraljudsgivare om de har möjlighet. Alternativt har den kliniska forskare hålla givaren, eller klämma givaren till en mikrofonstativ för att hålla den stadigt medan deltagaren lutar sig framåt och vilar hakanpå det, att upprätthålla ett fast tryck.
OBS: Det kan finnas en tendens för sonden att glida runt. Klinikern bör vara uppmärksam att korrigera rörelsen av sonden till endera sidan av mittsagittalplan, eftersom bilden blir mindre konsekvent och svårare att tolka. - Orientera deltagaren att ultraljudsbilder i sagittal avsnitt genom att lära dem om de delar av tungan. Deltagaren ska kunna spåra prov tunga konturer på en sagittal ultraljudsbild. Instruera deltagaren att / r / kräver både en muntlig förträngning i fronten och en svalg förträngning i ryggen.
OBS: Det är ofta bra att instruera deltagaren att identifiera spetsen, bladet, ryggen och rot separat, eftersom dessa motsvarar oberoende rörliga delar av tungan. - Begära att deltagaren punkten till sidan av en realtidsultraljudbild som representerar de främre och bakre, eller "framsidan av tungan" och "baksidan av tungan."
- Introducera deltagare till olika tunga former för / r / med hjälp av ritningar, ultraljudsbilder, eller magnetiska resonansbilder 33. Gör klart där mun- och svalg förträngningar är, men också erkänna att varje tunga formen är något annorlunda.
OBS: Se 2.2.1 och 2.2.2 för att tolka bilder korrekt / r / produktion - Begära att deltagaren beskriver 2 stora förträngningar för / r / som är synliga i sagittal avsnitt. Om deltagaren inte kan identifiera de orala och svalg förträngningar som just beskrivits, fortsätter att instruera.
OBS: Deltagarna bör kunna rapportera vad som beskrivs i 3,4, vilket tyder på att en del av den främre delen av tungan höjer upp, och att tungan rot flyttar tillbaka (som beskrivs i 2.2.1 och 2.2.2) - Orientera deltagaren att ultraljudsbilder i coronal avsnitt. Instruera deltagaren i önskad tungan formen från vänster till höger. Kräver att deltagaren spåra tungan formen,identifiera vänster och höger kanter och mittlinjen spår. Begära att deltagaren förklara den önskade formen.
- Försök att framkalla korrekt / r / ensamt eller i stavelser genom fonetiska ledtrådar för att kopiera olika tunga former.
OBS: Det kan vara till hjälp för att ge "mål" på skärmen för deltagaren att matcha under / r / produktion. Mål kan genereras med användning av en markör eller genom att rita på en öppenhet placeras över skärmen. Ge tydliga instruktioner som "Om tungan linje inte stämmer med den röda målet, prova att göra något annorlunda. Ändra hur man säger ljudet. Fokusera på att göra dorsum gå ner," etc. Se Supplement 1 för exempel på Articulator placerings~~POS=TRUNC signaler. - Har deltagaren ge en förklaring till vad de gjorde rätt eller fel efter några av sina försök.
- Om det behövs, använder standardformnings strategier såsom formning / l / till / r / eller / ɑ / till / r / medan du tittar på visUAL feedback.
- Efter att ha uppnått rätt produktioner genom att trycka på pausknappen för att frysa bilden. Diskutera hur korrekt bild ser annorlunda ut än tidigare felaktiga produktioner.
- Praktik under sessionen utan ultraljud för att ge en paus och att erbjuda möjlighet till generalisering till tal när visuell feedback är inte tillgänglig.
OBS: Som deltagare uppnår mer exakta produktioner, öka den språkliga komplexiteten från stavelser till ord, fraser och meningar, och minska mängden återkoppling för att underlätta generalisering.
OBS: Noggrannhet tal mål bör kontrolleras regelbundet. Detta kan göras perceptuellt av individer (företrädesvis som är blinda för behandlingsstatus) som betygsätta inspelningar av ljud som utbildas med ultraljud.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 ultraljudsbild av tungan (längst ned till höger) från samma deltagare. I alla bilder, den högra sidan av bilden representerar främre och vänster representerar bakre. Lägg märke till höjden av den främre tungan (högerpil) och sänkningen av dorsum (vänster pil). Klicka här för att se en större version av dennafigur.
I figur 2 är samma nio-åriga visas 3 månader tidigare (före ultraljud visuell feedback terapi). Observera att den förvrängda / r / innebär en hög bakre tunga läge, låg tungspets / blad, och avsaknaden av en svalg sammandragning, vilket ger ett ljud perceptuellt liknar [ʊ]. Korrekt / r / produktioner har förhöjning av den främre tungan, en sänkt tunga ryggen, och en bakre förträngning reflekterande indragning av tungroten. Notera att en rad tunga former är möjliga för korrekt / r /.
Figur 2: Sagittal Vy över en magnetresonanstomografi under en förvrängd Produktion av amerikansk engelska / r / med ultraljudsbild av tungan (längst ned till höger) från samma deltagare. I alla bilder, den högra sidan av bilden representerar främre och vänster representerar bakre. Lägg märke till den låga tungspets / bladet (högerpil) och den upphöjda tungan dorsum (vänster pil). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 visar prov korrekta och felaktiga / r / produktioner i frontal vy. Notera höjden av sidorna av tungan, tillsammans med mittlinjen spårstickning, i korrekta produktioner och en relativt platt tunga form för förvrängda / r /.
Figur 3: Exempel på frontala Ultraljud Tongue Bilder korrekt (överst) och förvrängda (nederst) produktioner av amerikansk engelska / r / I dessa frontala Views sonden placerades vertikalt för att avbilda Posterior Tongue Dorsum.Lägg märke till förhöjning av sidomarginaler tungan för den korrekta / r /, tillsammans med ett spår i mitten. Lägg märke till den platta tungan formen för den förvrängda / r /. Dessa bilder är från en EchoBlaster 128 ultraljud. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Hittills har studier på ultraljud visuell feedback för talljud fel inblandade fallserier eller fristående mönster. 2,5,9-13,21-23 mycket varierande mönster av individuell behandlingssvar har rapporterats. För många individer, kan observeras förbättring i ljud noggrannhet med bara några timmars experimentell behandling på / r /. Individer som inte visar omedelbara vinster kan fortfarande uppnå förbättrad produktion under loppet av ultraljud praktiken. Vinster som gjorts i inställningen behandling nästan alltid kräver en viss tid för att generalisera till untreated ord eller sammanhang.
Figur 4 visar den genomsnittliga noggrannhet på ord som innehåller / r / över 11 amerikanska engelsktalande deltagare i åldern 10-20 år som behandlades för / r / snedvridningar. Uppgifterna kommer från flera utgångs övergripande ämnen enda fall design 13,34. Några av deltagarna behandlades på andra ljud också, även om siffran är begränsad till noggrannheten hos / r / i ett ord ställning per deltagare. Den vertikala axeln representerar procent av obehandlade / r / ord bedöms som korrekt. Den horisontella axeln representerar separata sessioner (avstånd cirka 3 - 4 d isär) där uppgifterna samlades in. Noggrannhet / r / produktion på ordnivå övervakades före, under och efter de 7 behandlingstillfällen. Flera lyssnare rankade registreras produktioner av ord som antingen "rätt / r /" eller "fel / r /" baserad på upplevd fonetiska noggrannhet. Lådan speglar 7 sessions där ultraljuds biofeedback terapi tillhandahölls. Förbättrad / r / noggrannhet överensstämmer med påbörjad behandling. Dessutom, efter 7 sessioner, när behandlingen drogs tillbaka, en uppåtgående trend i noggrannhet fortsätter, vilket tyder på att behålla och generalisering fortsatte att inträffa.
Figur 4: Genomsnittlig Noggrannhet / r / i enstaka ord för 11 deltagare i åldern 10 - 20 år ska betraktas för / r / snedvridningar. Lådan representerar sessioner där ultraljuds visuell feedback behandling inträffade. Felstaplar representerar standardavvikelser. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 och felaktiga tunga former, är ett kritiskt steg för att öka medvetenheten om mål tungan form för en viss högtalare.
Ändringar och felsökning
Bildkvaliteten är mycket viktigt. När bildkvaliteten avtar, kan det vara nödvändigt att på nytt ansöka gel och / eller för att kontrollera att sonden gör stabil kontakt med huden.
tält "> Dessutom är det viktigt att inse när bilderna inte representerar vad användaren har för avsikt. Till exempel, när man samlar in sagittal bilder, om sonden är placerad i mittsagittalplan (dvs i mitten av huvudet), den bilden kommer att visa spåret som löper längs centrumlinjen av tungan. Om sonden är placerad åt sidan, kommer bilden att visa mer av den laterala kanten av tungan. brutto~~POS=TRUNC formen på ultraljud "ljusa vita linjen" kommer att vara liknande om bilden visar mer av spåret eller flera av fjädersidan, men de kommer inte att vara exakt densamma. användaren bör därför regelbundet kontrollera läget av sonden för att avgöra om bilderna speglar mitten sagittala bilder och placera sonden om nödvändigt.Begränsningar av tekniken
Även ultraljud har betydande fördelar jämfört med andra metoder för att visualisera tal produktion, är det inte utan begränsningar. en primary begränsning av ultraljudavbildning är att endast tungan avbildas. Det är andra strukturer såsom den hårda eller mjuka gommen eller svalg väggarna inte är synliga; således, är inte uppenbart förhållandet av tungan till andra strukturer. Dessutom kan det vara svårt att avgöra var exakt längs tungan konturen de bilder samlas in. Till exempel, när man tolkar sagittala bilder av tungan, är positionen av sonden viktigt att tänka på, som bilder inte nödvändigtvis vara i mitten av sagittal (dvs mittlinjen) om proben är offcenter eller har vridits. Dessutom, inte alla deltagare / kunder tolerera användning av ultraljud gel under hakan. Den uppmärksamma användare av ultraljud bör vara medvetna om både fördelar och begränsningar av tekniken.
Betydelsen av tekniken med avseende på befintliga / alternativa metoder
Ultraljudsundersökningar av tungan med hjälp av diagnostikläge kan vara en snabb, säker och eftiva teknik för att visualisera tungrörelser i realtid 30,32. Denna information kan användas för att kontras korrekta och felaktiga produktioner av talljud som ett sätt att förstå tal fel och lär önskade rörelserna för en mängd olika talljud. Traditionella tal terapimetoder för att bedöma och sanera talljud fel såsom / r / snedvridningar lita på auditiv perception. Således är det tal språk kliniker omedvetna om den exakta innebörden av talarens tungrörelser. Signaler tillhandahålls ofta instruera högtalare för att ändra deras tunga ställning utan visuell referens till den verkliga rörelsen. Således, i realtid avbildning av tungan i ger en omedelbar visualisering för delad diskussion av tal, som traditionellt har varit abstrakt eller övergående. När det gäller dagens teorier om tal motorisk inlärning (t.ex. schema baserade motor lärande), erbjuder ultraljud visuell feedback en form av kunskap om återkoppling prestanda 13,15
Ultraljudsundersökningar kan vara särskilt användbart för att utvärdera 26,27 och sanera 2,10,11,12,13,20 talljud fel som involverar de orala och svalg förträngningar i samband med / r /. Sagittala vyer kan identifiera om deltagaren saknar en främre förträngning eller tunga rot indragning. Koronala vyer ger möjlighet att undersöka om det finns mittlinjen spår- och förhöjning av sidomarginaler tungan under / r / produktion. När elementen i fel har korrekt identifierade, kan denna information användas för att systematiskt utbilda nya tungrörelser, helst medan du tittar feedback i realtid av tungan 2,10,11,12,13,20. Metoder såsom electropalatography eller elektromagnetisk artikulografi tillåter inte tillräcklig visualisering av alltaspekter av tungan, såsom tungan rot, medan ultraljud kan övervinna denna begränsning.
Framtida tillämpningar eller riktningar efter behärska denna teknik
Det protokoll som beskrivs här är avsedd att vara tillräckligt bred för att tillåta andra att följa de förfaranden som oberoende av ultraljudsteknologi tillgänglig. Procedurerna är också avsedda att vara tillräckligt flexibel för att möta en mängd klinisk forskning eller klinisk praxis behov. Även om fokus i hela denna diskussion var på det specifika sammanhanget för behandling av / r /, kan dessa förfaranden lätt anpassas när du tränar andra talljud eller när man arbetar med en mängd olika populationer. Ultraljud återkoppling av tungan kan vara användbart för sanering av lingual andra ljud än / r /, inklusive vokaler, velar och alveolära slutar och nasaler samt linguala frikativor och affricates 21,23.
Variationer i förfaranden existerar; till exempel, en del efterforskningarers har använt huvudet stabiliseringstekniker för att förhindra rörelse av röstapparaten i förhållande till ultraljudssonden. Sådana förfaranden är användbara om man avser att mäta konturen av tungan 23,35,36 och stabilisering kan även övervinna några av de problem som avdriften i positionen av sonden över tiden; dock kan huvud stabilisering under ultraljudsundersökningar av tungan leda till praktiska begränsningar (t.ex. obekväma huvudmonterade enheter) och därmed ultraljuds användaren måste fatta beslut om den relativa avvägningen av sådana förfaranden. Studier pågår undersöker specifika ändringar av förfaranden (t.ex. mängden praktiken med ultraljud som är perfekt, den roll som cueing endast muntliga förträngningar vs. mun- och svalg förträngningar) för att fastställa vilka metoder som är optimalt effektiva. Sammanfattningsvis fortsätter bevis att ackumulera att förfarandena innehåller ultraljuds återkoppling av tungan kan ge förbättrad taltydlighethos individer med tal ljudstörningar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Arbetet stöddes av NIH bidrag R01DC013668 (D. Whalen, PI) och R03DC013152 (J. Preston, PI).
Materials
| 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 |
References
- Ruscello, D. M. Visual feedback in treatment of residual phonological disorders. J Commun Disord. 28, 279-302 (1995).
- Adler-Bock, M., Bernhardt, B., Gick, B., Bacsfalvi, P. The Use of Ultrasound in Remediation of North American English /r/ in 2 Adolescents. Am J Speech Lang Pathol. 16 (2), 128-139 (2007).
- Bacsfalvi, P., Bernhardt, B. M. Long-term outcomes of speech therapy for seven adolescents with visual feedback technologies: ultrasound and electropalatography. Clin Linguist Phon. 25 (11-12), 1034-1043 (2011).
- Bacsfalvi, P., Bernhardt, B. M., Gick, B. Electropalatography and ultrasound in vowel remediation for adolescents with hearing impairment. Int. J. Speech Lang. Pathol. 9 (1), 36-45 (2007).
- Bernhardt, B., et al. Ultrasound as visual feedback in speech habilitation: Exploring consultative use in rural British Columbia, Canada. Clin Linguist Phon. 22 (2), 149-162 (2008).
- Bernhardt, B., Bacsfalvi, P., Gick, B., Radanov, B., Williams, R. Exploring the Use of electropalatography and ultrasound in speech habilitation. Can. J. Speech Lang. Pathol. 29 (4), 169-182 (2005).
- Bernhardt, B., Gick, B., Bacsfalvi, P., Adler-Bock, M. Ultrasound in speech therapy with adolescents and adults. Clin Linguist Phon. 19 (6/7), 605-617 (2005).
- Bernhardt, B., Gick, B., Bacsfalvi, P., Ashdown, J. Speech habilitation of hard of hearing adolescents using electropalatography and ultrasound as evaluated by trained listeners. Clin Linguist Phon. 17 (3), 199-216 (2003).
- Fawcett, S., Bacsfalvi, P., Bernhardt, B. Ultrasound as visual feedback in speech therapy for/r/with adults with Down syndrome. Down Syndrome Quarterly. 10 (1), 4-12 (2008).
- Modha, G., Bernhardt, B., Church, R., Bacsfalvi, P. Case study to use ultrasound to treat /r. Int J Lang Commun Disord. 43 (3), 323-329 (2008).
- McAllister Byun, T., Hitchcock, E. R., Swartz, M. T. Retroflex versus bunched in treatment for rhotic misarticulation: Evidence from ultrasound biofeedback intervention. J Speech Lang Hear Res. 57 (6), 2116-2130 (2014).
- Preston, J. L., Maas, E., Whittle, J., Leece, M. C., McCabe, P. Limited acquisition and generalisation of rhotics with ultrasound visual feedback in childhood apraxia. Clin Linguist Phon. 30 (3-5), 363-381 (2016).
- Preston, J. L., et al. Ultrasound visual feedback treatment and practice variability for residual speech sound errors. J Speech Lang Hear Res. 57 (6), 2102-2115 (2014).
- Sjolie, G. Effects of Ultrasound as Visual Feedback of the Tongue on Generalization, Retention, and Acquisition in Speech Therapy for Rhotics [Masters thesis]. , Syracuse University. (2015).
- Maas, E., et al. Principles of motor learning in treatment of motor speech disorders. Am J Speech Lang Pathol. 17 (3), (2008).
- Newell, K., Carlton, M., Antoniou, A. The interaction of criterion and feedback information in learning a drawing task. J Mot Behav. 22 (4), 536-552 (1990).
- McLeod, S., Searl, J. Adaptation to an electropalatograph palate: Acoustic, impressionistic, and perceptual data. Am J Speech Lang Pathol. 15 (2), 192-206 (2006).
- Katz, W., et al. Opti-speech: A real-time, 3D visual feedback system for speech training. Proc. Interspeech. , (2014).
- Shawker, T. H., Sonies, B. C. Ultrasound Biofeedback for Speech Training: Instrumentation and Preliminary Results. Invest Radiol. 20 (1), 90-93 (1985).
- Bacsfalvi, P. Attaining the lingual components of /r/ with ultrasound for three adolescents with cochlear implants. Can. J. Speech Lang. Pathol. 34 (3), 206-217 (2010).
- Preston, J. L., Brick, N., Landi, N. Ultrasound biofeedback treatment for persisting childhood apraxia of speech. Am J Speech Lang Pathol. 22 (4), 627-643 (2013).
- Preston, J. L., Leaman, M. Ultrasound visual feedback for acquired apraxia of speech: A case report. Aphasiology. 28 (3), 278-295 (2014).
- Cleland, J., Scobbie, J. M., Wrench, A. A. Using ultrasound visual biofeedback to treat persistent primary speech sound disorders. Clin Linguist Phon. 29 (8-10), 575-597 (2015).
- Lipetz, H. M., Bernhardt, B. M. A multi-modal approach to intervention for one adolescent's frontal lisp. Clin Linguist Phon. 27 (1), 1-17 (2013).
- Gick, B., et al. Ultrasound imaging applications in second language acquisition. Phonology and second language acquisition. 36, 315-328 (2008).
- Gick, B., et al. A motor differentiation model for liquid substitutions in children's speech. Proceedings of Meetings on Acoustics. 1 (1), (2007).
- Klein, H. B., McAllister Byun, T., Davidson, L., Grigos, M. I. A Multidimensional Investigation of Children's /r/ Productions: Perceptual, Ultrasound, and Acoustic Measures. Am J Speech Lang Pathol. 22 (3), 540-553 (2013).
- Zharkova, N., Gibbon, F. E., Lee, A. Using ultrasound tongue imaging to identify covert contrasts in children's speech. Clin Linguist Phon. , 1-14 (2016).
- McAllister Byun, T., Buchwald, A., Mizoguchi, A. Covert contrast in velar fronting: An acoustic and ultrasound study. Clin Linguist Phon. 30 (3-5), 249-276 (2016).
- Epstein, M. A. Ultrasound and the IRB. Clin Linguist Phon. 19 (6-7), 567-572 (2005).
- Barnett, S. B., et al. International recommendations and guidelines for the safe use of diagnostic ultrasound in medicine. Ultrasound Med Biol. 26 (3), 355-366 (2000).
- Lee, S. A. S., Wrench, A., Sancibrian, S. How To Get Started With Ultrasound Technology for Treatment of Speech Sound Disorders. SIG 5 Perspectives on Speech Science and Orofacial Disorders. 25 (2), 66-80 (2015).
- Boyce, S. E. The articulatory phonetics of /r/ for residual speech errors. Seminars in Speech and Language. 36 (4), 257-270 (2015).
- Preston, J. L., Leece, M. C., Maas, E. Motor-based treatment with and without ultrasound feedback for residual speech-sound errors. International Journal of Language & Communication Disorders. , (2016).
- Cleland, J., Mccron, C., Scobbie, J. M. Tongue reading: Comparing the interpretation of visual information from inside the mouth, from electropalatographic and ultrasound displays of speech sounds. Clin Linguist Phon. 27 (4), 299-311 (2013).
- Zharkova, N., Gibbon, F. E., Hardcastle, W. J. Quantifying lingual coarticulation using ultrasound imaging data collected with and without head stabilisation. Clin Linguist Phon. 29 (4), 249-265 (2015).
