Morfometria do trato vocal por ressonância magnética: simulação de padrões patológicos articulatórios
DOI:
https://doi.org/10.25758/set.1044Palavras-chave:
Imagiologia do trato vocal, Imagem por ressonância magnética, IRM, Análise morfométrica, Articulação da fala, Processamento e análise de imagem, Perturbações articulatóriasResumo
Introdução – A análise da forma ou morfometria de estruturas anatómicas, como o trato vocal, pode ser efetuada a partir de imagens bidimensionais (2D) como de aquisições volumétricas (3D) de ressonância magnética (RM). Esta técnica de imagem tem vindo a ter uma utilização crescente no estudo da produção da fala. Objetivos – Demonstrar como pode ser efetuada a morfometria do trato vocal a partir da imagem por ressonância magnética e ainda apresentar padrões anatómicos normais durante a produção das vogais [i a u] e dois padrões articulatórios patológicos em contexto simulado. Métodos – As imagens consideradas foram recolhidas a partir de aquisições 2D (Turbo Spin-eco) e 3D (Flash Gradiente-Eco) de RM em quatro sujeitos durante a produção das vogais em estudo; adicionalmente procedeu-se à avaliação de duas perturbações articulatórias usando o mesmo protocolo de RM. A morfometria do trato vocal foi extraída com recurso a técnicas manuais (para extração de cinco medidas articulatórias) e automáticas (para determinação de volumes) de processamento e análise de imagem. Resultados – Foi possível analisar todo o trato vocal, incluindo a posição e a forma dos articuladores, tendo por base cinco medidas descritivas do posicionamento destes órgãos durante a produção das vogais. A determinação destas medições permitiu identificar quais as estratégias mais comummente adotadas na produção de cada som, nomeadamente a postura articulatória e a variação de cada medida para cada um dos sujeitos em estudo. No contexto de voz falada intersujeitos, foi notória a variabilidade nos volumes estimados do trato vocal para cada som e, em especial, o aumento do volume do trato vocal na perturbação articulatória de sigmatismo. Conclusão – A imagem por RM é, sem dúvida, uma técnica promissora no estudo da fala, inócua, não-invasiva e que fornece informação fiável da morfometria do trato vocal.
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Referências
Rokkaku M, Hashimoto K, Imaizumi S, Niimi S, Kiritani S. Measurements of the three-dimensional shape of the vocal tract based on the magnetic resonance imaging technique. Ann Bull Res Inst Logoped Phoniatr. 1986;20:47-54.
Demolin D, Metens T, Soquet A. Three-dimensional measurement of the vocal tract by MRI. In Proceedings of the 4th International Conference on Spoken Language Processing (ICSLP 96). Philadelphia, USA; 1996. p. 272-5.
Badin P, Bailly G, Revéret L, Baciu M, Segebarth C, Savariaux C. Three-dimensional linear articulatory modeling of tongue, lips and face, based on MRI and video images. J Phon. 2002;30(3):533-53.
Narayanan S, Nayak K, Lee S, Sethy A, Byrd D. An approach to real-time magnetic resonance imaging for speech production. J Acoust Soc Am. 2004;115(4):1771-6.
Story BH. Comparison of magentic resonance imaging-based vocal tract area functions obtained from the same speaker in 1994 and 2002. J Acoust Soc Am. 2008;123(1):327-35.
Birkholz P, Kröger BJ. Vocal tract model adaptation using magnetic resonance imaging. In Proceedings of the 7th International Seminar on Speech Production (ISSP’06). Ubatuba, Belo Horizonte, Brazil; 2006. p. 493-500.
Takemoto H, Honda K, Masaki S, Shimada Y. Measurement of temporal changes in vocal tract area function during a continuous vowel sequence using a 3D Cine-MRI technique. In Proceedings of the 6th International Seminar on Speech Production. Sydney, Australia; 2003. p. 284-9.
Engwall O. Combining MRI, EMA and EPG measurements in a three-dimensional tongue model. Speech Commun. 2003;41(2-3):303-29.
Engwall O. A 3D tongue model based on MRI data. In Proceedings of the Sixth International Conference on Spoken Language Processing. Beijing, China; 2000. p. 1-4.
Ramanarayana V, Goldstein L, Byrd D, Narayanan S. An MRI study of articulatory settings of L1 and L2 speakers of American english. In Proceedings of the 9th International Seminar on Speech Production (ISSP’11). Montreal, Canada; 2011.
Kröger BJ, Winkler R, Mooshammer C, Pompino-Marschall B. Estimation of vocal tract area function from magnetic resonance imaging: preliminary results. In Proceedings of the 5th Seminar on Speech Production. München, Germany; 2000. p. 333-6.
Doel K Van Den, Vogt F, English R. Towards articulatory speech synthesis with a dynamic 3D finite element tongue model. In Proceedings of the 7th International Seminar on Speech Production (ISSP’06). Ubatuba, Belo Horizonte, Brazil; 2006. p. 59-66.
Bresch E, Adams J, Pouzet A, Lee S, Byrd D, Narayanan S. Semi-automatic processing of real-time MR image sequences for speech production studies. In Proceedings of the 7th International Seminar on Speech Production (ISSP’06). Ubatuba, Belo Horizonte, Brazil; 2006. p. 427-34.
Narayanan SS, Alwan AA, Haker K. An articulatory study of fricative consonants using magnetic resonance imaging. J Acoust Soc Am. 1995;98(3):1325-47.
Fricke BL, Abbott MB, Donnelly LF, Dardzinski BJ, Poe SA, Karl M, et al. Upper airway volume segmentation analysis using cine MRI findings in children with tracheostomy tubes. Korean J Radiol. 2007;8(6):506-11.
Mády K, Sader R, Zimmermann A, Hoole P, Beer A, Zeilhofer HF, et al. Assessment of consonant articulation in glossectomee speech by dynamic MRI. In Proceedings of the 7th International Conference on Spoken Language Processing (ICSLP). Denver; 2002. p. 3-6.
Mády K, Sader R, Zimmermann A, Hoole P, Beer A, Zeilhofe H, et al. Use of real-time MRI in assessment of consonant articulation before and after tongue surgery and tongue reconstruction. In Proceedings of the 4th International Speech Motor Conference. Nijmegen, The Netherlands; 2001. p. 142-5.
Masaki S, Nota Y, Takano S, Takemoto H, Kitamura T, Honda K. Integrated magnetic resonance imaging methods for speech science and technology. J Acoust Soc Am. 2008;123(5):375-9.
Rua SM, Freitas DR. Morphological dynamic imaging of human vocal tract. In Proceedings of the Computational Modelling of Objects Represented in Images: fundamentals, methods and applications (CompIMAGE). Coimbra, Portugal; 2006. p. 381-6.
Martins P, Carbone I, Pinto A, Silva A, Teixeira A. European Portuguese MRI based speech production studies. Speech Commun. 2008;50(11-12):925-52.
Serrurier A, Badin P. Towards a 3D articulatory model of velum based on MRI and CT images. ZAS Pap Linguist. 2005;40(1):195-211.
Ventura SR, Freitas DR, Tavares JM. Application of MRI and biomedical engineering in speech production study. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2009;12(6):671-81.
Martins P, Oliveira C, Silva A, Inform T. Articulatory characteristics of European Portuguese laterals: a 2D & 3D MRI study. In VI Jornadas en Tecnología del Habla and II Iberian SLTech Workshop. Vigo, Spain; 2010. p. 33-6.
Ventura SR, Freitas DR, Tavares JM. Toward dynamic magnetic resonance imaging of the vocal tract during speech production. J Voice. 2011;25(4):511-8.
Vasconcelos MJ, Ventura SR, Freitas DR, Tavares JM. Towards the automatic study of the vocal tract from magnetic resonance images. J Voice. 2011;25(6):732-42.
Ventura SR, Freitas DR, Ramos IM, Tavares JM. Requisitos e condicionantes da imagem por ressonância magnética no estudo da fala humana. In Congresso de Métodos Numéricos em Engenharia (CMNE). Coimbra, Portugal; 2011. p. 1-12.
Vasconcelos MJ, Ventura SR, Freitas DR, Tavares JM. Using statistical deformable models to reconstruct vocal tract shape from magnetic resonance images. In Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H. J Engin Med. 2010;224(10):1153-63.
Ventura SR, Freitas DR, Ramos IM, Tavares JM. Morphologic differences in the vocal tract resonance cavities of voice professionals: an MRI-based study. J Voice. 2013;27(2):132-40.
Engwall O. Assessing MRI measurements: effects of sustentation, gravitation and coarticulation. In Harrington J, Tabain M, editors. Speech production: models, phonetic processes and techniques. New York: Psychology Press; 2006. p. 301-14. ISBN 9781841694375
Idiyatullin D, Corum C, Moeller S, Prasad HS, Garwood M, Nixdorf DR. Dental magnetic resonance imaging: making the invisible visible. J Endod. 2011;37(6):745-52.
Kitamura T, Nishimoto H, Fujimoto I, Shimada Y. Dental imaging using magnetic resonance visible mouthpiece for measurement of vocal tract shape and dimensions. Acoust Sci Technol. 2011;32(5):224-7.
Ng IW, Ono T, Inoue-Arai MS, Honda E, Kurabayashi T, Moriyama K. Application of MRI movie for observation of articulatory movement during fricative /s/ and a plosive /t/. Angle Orthod. 2011;81(2):237-44.
Olt S, Jakob PM. Contrast-enhanced dental MRI for visualization of the teeth and jaw. Magn Reson Med. 2004;52(1):174-6.
Tutton LM, Goddard PR. MRI of the teeth. Br J Radiol. 2002;75(894):552-62.
Ventura SR, Freitas DR, Ramos IM, Tavares JM. Three-dimensional visualization of teeth by magnetic resonance imaging during speech. In Proceedings of the II International Conference on Biodental Enginnering. Porto, Portugal; 2012. p. 13-7.
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