способ оценки эффективности логокоррекции заикания

Формула изобретения

Способ оценки эффективности логокоррекции заикания, включающий регистрацию речи пациента, выделение сегментов акустического сигнала по принципу "есть голос - нет голоса", определение длительностей сегментов, их средней величины Т, коэффициента их вариации std и степени отклонения точки с координатами { Т, std} от нормы, отличающийся тем, что определяют длительности только голосовых сегментов в спонтанной речи пациента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и логопедии и может найти применение при профилактике и лечении заикания, а также при профотборе и массовых обследованиях учащихся общеобразовательных школ, детских садов и других организованных коллективов.

В настоящее время проводят диагностику и оценивают эффективность коррекции заикания преимущественно по изменению его выраженности с использованием неформализованных субъективных критериев. Это не дает возможности достаточно точно проследить динамику темпоритмических характеристик речи пациентов и не позволяет объективно сравнивать эффективность различных методов коррекции заикания.

Известен способ оценки тяжести заикания, основанный на количественных измерениях, проводимых во временной структуре речевого сигнала, полученного при чтении [1]. Авторы используют коэффициент вариации длительностей гласных на плавных участках речи заикающихся. Сегменты, соотносимые с гласными звуками, выделяются из речи заикающихся на участках плавности, отбираемых экспертным путем. Эти участки подчиняются списку довольно жестких ограничений: они должны состоять, по крайней мере, из двух слов, быть трехслоговой длины, слова должны произноситься без артикуляционных ошибок. Слова, входящие в эти участки, должны начинаться со стоп консонанты (например, русского "п") или с фрикатива (например, "с"), или так называемой смычной согласной (например, русского "т"), первая и вторая форманты, т.е. резонансные частоты артикуляторного тракта должны быть четко видны на спектрографе, сегментные и словесные границы должны быть четко идентифицируемы на экране дисплея. После выделения сегментов измеряют длительность гласных, используя при этом только участок стационарности. При этом анализируемый сигнал получают при чтении стандартного текста. Все перечисленное делает метод чрезвычайно сложным и трудоемким, при этом способ использует речь только при чтении стандартного теста и основывается на оценках эксперта. Все это делает невозможным широкое применение способа.

Наиболее близким по техническому решению является способ диагностики и оценки эффективности коррекции заикания [2], который заключается в регистрации речи пациента при чтении стандартного текста, сегментировании акустического сигнала по принципу "есть голос - нет голоса" (принцип "Voice/Unvoice"), в определении длительностей сегментов, причем используют их среднее значение Т (темп), а также величину коэффициента вариации std (аритмия) на объединении множеств голосовых и неголосовых сегментов. Эти значения определяют у заикающихся каждые 10-15 дней в процессе коррекции заикания и по степени удаленности полученных точек {Т, std} от нормы судят об изменении степени выраженности заикания.

Недостатком данного способа является то, что он непригоден для детей раннего дошкольного возраста, у которых еще нет навыков чтения стандартного текста.

Целью предлагаемого способа является устранение недостатков аналога [1] и прототипа [2], препятствующих диагностике заикания у детей младшего возраста, повышение эффективности диагностики и коррекции заикания, автоматизация и объективизация процесса диагностики и оценки эффективности коррекции заикания.

Поставленная цель достигается тем, что регистрируется акустический сигнал спонтанной речи пациента, проводится сегментация сигнала по принципу "есть голос - нет голоса", прореживаются четные элементы в последовательности сегментов, соответствующие неголосовым сегментам в спонтанной речи, выделяется множество длительностей голосовых сегментов, определяются длительности этих сегментов, вычисляется их средняя величина Т и коэффициент их вариации std и определяется степень отклонения точки с координатами {Т, std} от нормы.

Существенное отличие от аналога [1] и прототипа [2] состоит в том, что при обследовании выделяют голосовые сегменты в спонтанной речи заикающегося.

Новизна предлагаемого способа заключается в том, что только сочетание известного приема исследования спонтанной речи с ранее не применяемым приемом выделения голосовых сегментов позволяет достичь поставленную цель и получить положительный эффект при коррекции заикания.

Известно, что вербальный поток при спонтанной речи прерывается вневербальными хезитациями, или паузами молчания, связанными, как правило, с отвлечением внимания, обращением к невербальной памяти. В предлагаемом способе использование после сегментации акустического сигнала только лишь голосовых сегментов автоматически исключает такие хезитации и тем самым исключает ошибки, связанные с прерываниями вербального потока за счет таких невербальных актов.

Теоретической основой исключения неголосовых сегментов явилась установленная возможность описания последовательности длительностей сегментов с помощью логистического отображения множества длительностей голосовых и неголосовых сегментов на себя. Оказывается, что такое отображение обладает свойством ренормгруппы, то есть допускается процедура прореживания множества, на котором определено данное отображение.

В предлагаемом способе прореживают четные элементы в последовательности сегментов, соответствующие неголосовым участкам в спонтанной речи.

Техническое решение заключается в создании четкой последовательности действий, а именно регистрации акустического сигнала спонтанной речи пациента, сегментации сигнала по принципу "есть голос - нет голоса", прореживании четных (неголосовых) элементов в последовательности сегментов, выделении множества длительностей голосовых сегментов, определении длительностей этих сегментов, вычислении их средней величины Т и коэффициента их вариации std и определении степени отклонения точки с координатами {Т, std} от нормы.

Положительный эффект способа состоит в том, что он, в отличие от прототипа, допускает диагностику заикания у детей младшего возраста, критического как с точки зрения возникновения заикания, так и его устранения.

Именно в этом возрасте, при правильной диагностике заикания, этот дефицит речи лучше всего корректируется вплоть до полного его устранения. Это как раз тот возраст, когда на фоне еще не установившихся навыков речеобразования могут возникать различные формы заикания, проявления которых нельзя отличить обычными способами диагностики от нерегулярностей речи, имеющих место вследствие ее недоразвития. С другой стороны, именно в этом возрасте возможно полное исправление заикания, при правильной его диагностике, вплоть до полного его устранения. При сложившихся навыках чтения заикание, как правило, уже переходит в хроническую стадию, когда возможна лишь его коррекция с конечным временем ремиссии (в наиболее благоприятных случаях период ремиссии заключен между 12 и 18 месяцами). Объективная диагностика заикания особенно важна при коррекционной работе с детьми, т. к. известно, что наиболее чревата последствиями неадекватная диагностика заикания в младшем дошкольном возрасте, так как надежно установлен факт возникновения так называемого "вторичного" заикания, когда у ребенка, у которого спонтанно прекратилось "первичное" заикание, развивается "вторичное" заикание под воздействием затянувшегося оказания терапевтических мероприятий [3].

Объективный способ оценки эффективности логокоррекции заикания именно в детском возрасте имеет большое теоретическое и практическое значение. Как показано в работе [4], переход от заикания к нормальной речи и наоборот представляет собой пример критического поведения сложной физической системы в условиях сильной неравновесности. Установление закономерностей возникновения заикания у детей позволило бы описать критическое поведение такой важной для выживания человека как биологического вида сложной физической системы, как система речеобразования.

Способ реализуется следующим образом. Речь испытуемых фиксируют на магнитную ленту магнитофоном ТЕАС-200 фирмы "Fillips" с помощью отечественного электродинамического микрофона 82А-12 производства объединения "ЛОМО". Характеристики микрофона: частотный диапазон - 5-12000 Гц; чувствительность на частоте 1 кГц - 1,8 mV/Pa; направленность - кардиоидная.

Речевые сигналы оцифровывают стандартным компьютером типа "Pentium" в реальном времени. При этом используют блок предварительных усилителей входа-выхода и 12-разрядную плату АЦП-ЦАП с блоком предварительного усиления сигнала. Плата изготовлена Санкт-Петербургским ООО "Центр Речевых Технологий". Частота дискретизации сигнала 10 кГц. Оцифрованные сигналы подвергают контрольному прослушиванию путем вывода с ЦАП на усилитель динамика, а также визуальному контролю с помощью программного пакета "Sound Development Tools", изготовленного тем же обществом.

С помощью программы сегментации определяют длительности голосовых сегментов в речи испытуемых и вычисляют среднее значение длительностей Т и безразмерный коэффициент вариации std указанных длительностей. Точку с координатами { Т, std} наносят на планшет с соответствующими координатными осями. На этом планшете предварительно наносят компактную область точек {Т, std}, соответствующих речи лиц без явной речевой патологии. По удаленности текущей в ходе коррекции точки {Т, std} от области нормы производят текущую диагностику степени заикания и определяют эффективность его коррекции.

Пример. Для того чтобы проиллюстрировать преимущества данного метода по отношению к прототипу, в качестве примера проводится сравнение динамики темпоритмических характеристик речи при чтении у ребенка, уже обладающего навыками чтения, и при его же спонтанной речи.

Из анамнеза.

М. А., 1983 г.р., и/б 275/2429 от 07.10.99, обратилась с жалобами на заикание и его "переживание".

Раннее психомоторное и речевое развитие без особенностей. Заикается с начала развития фразовой речи. Наследственность не отягощена речевой патологией. Данные ЭЭГ свидетельствуют о повышенной возбудимости моторной коры левого полушария. Экспрессивная речь с пароксизмами заикания. Строение и подвижность органов артикуляционного аппарата без особенностей. В спонтанной речи отмечаются повторения и пролонгации звуков, запинки судорожного характера, затруднения преимущественно в начале высказывания.

Уточненный диагноз в ходе обследования: заикание клонотонической формы, судороги смешанного вида (дыхательно-инспираторные), артикуляционные судороги на губных звуках умеренной степени выраженности.

Сравнение динамики темпоритмических характеристик данного пациента, полученных при чтении способом прототипа и при спонтанной речи способом, предлагаемым в настоящем изобретении, представлено на чертеже.

В случае с М.А. проявляется способность данного способа не только качественно, но и количественно адекватно отражать динамику, получаемую при отслеживании темпоритмических характеристик на речи, полученной при чтении (см. чертеж, слева) и на спонтанной речи (см. чертеж, справа). Траектория, соответствующая спонтанной речи, обработанной по предлагаемому способу, явно демонстрирует приведение темпоритмических характеристик в область нормы, что свидетельствует о большей доказательной силе предлагаемого способа. Предлагаемый способ позволил определить курс коррекции, даже более эффективный, чем у прототипа. Действительно, способ, описанный в прототипе, оптимизировал темпоритмические характеристики только в отношении чтения, и то лишь приближая их к норме. В случае предлагаемого способа темпоритмические характеристики спонтанной речи (а она-то как раз и используется в повседневной жизни) приводятся уверенно в область нормальных значений. Это обстоятельство свидетельствует в пользу предлагаемого способа по сравнению с прототипом. И та, и другая траектории соответствуют эффективности проведенного курса коррекции применительно к данному больному, причем в случае спонтанной речи эта эффективность выше.

Сравнение с аналогом также свидетельствует о преимуществе данного способа, так как в аналоге приводится вывод о том, что степень выраженности заикания, установленная описанным в [1] способом применительно к речи при чтении, уменьшается при увеличении параметра std. Этот вывод противоречит как результатам, описанным в прототипе [2], так и данным, приведенным в данной заявке. Об опасности неадекватной процедуры диагностики у детей мы говорили выше.

Таким образом, предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:

- его применение позволяет произвести диагностику заикания и получить оценки эффективности того или иного курса коррекции заикания по спонтанной речи и без применения субъективных суждений, основываясь на объективной диагностике состояния темпоритмических характеристик в ходе коррекции;

- длительность обследования практически соответствует длительности спонтанной речи (принцип "реального времени"), что имеет важное значение при терапии детей младшего возраста;

- способ абсолютно неинвазивен, то есть не сопряжен с использованием каких-либо транквилизаторов и опасных воздействий типа электростимуляции мозга;

- способ позволяет быстро проводить массовое обследование детей и взрослых с целью диагностики темпоритмических нарушений, характерных для заикания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мах L. , Caruso, A.J. Adaptation of Stuttering Frequincy During Repeated Readings: Associated Changes in Acoustic Parameters of Perceptually Fluent Speech //. J. Speech Lang. Hear. Res. - 1998. - Vol.41. - P.1265-1281.

2. О. П. Скляров. Программа сегментирования речевого сигнала как объективное средство планирования коррекционных мероприятий при заикании // Новости оторинолар. и логопатол. - 1998. - 2(14). - С.61-65.

3. Bloodstein О. A handbook on stuttering. - Fifth ed.-San Diego; London: Singular Publ. Group, Inc., 1995. - 606 p.

4. О. П. Скляров. Элементы теории ритма речи на основе физической феноменологии его нарушений // Автореф. дисс....доктора физ. - мат. наук, СПб. 1999.