Uproszczona informacja zwrotna ultradźwiękowa w celu korekcji mowy (SUFSR)

Ultradźwiękowa terapia biofeedbackiem (UBT), oferująca podgląd języka w czasie rzeczywistym podczas mowy, okazała się obiecująca w leczeniu resztkowych zaburzeń dźwięku mowy. Jednakże użyteczność kliniczna UBT jest ograniczona przez nieodłączną trudność w interpretacji obrazów ultradźwiękowych w czasie rzeczywistym szybko zmieniających się deformacji języka podczas mowy. Aby pacjenci mogli uzyskać skuteczną informację zwrotną na podstawie tych obrazów, lekarze muszą zapewnić szczegółowe wyjaśnienia i wskazówki podczas wielu sesji. Szczególnie w przypadku młodszych pacjentów ta bogata, złożona wizualna informacja zwrotna kieruje uwagę do wewnątrz, co zmniejsza wydajność i kontrolę siły impulsów podczas zadań związanych z ruchem kończyn i jamy ustnej. Co więcej, ponieważ zaburzenia brzmienia mowy często współistnieją z trudnościami poznawczymi lub behawioralnymi, wielu pacjentów nigdy nie opanowało interpretacji obrazów USG języka. Zatem ogromne obietnice UBT nie zostały zrealizowane, ponieważ informacje zwrotne od niego są zbyt złożone, źle skierowane i niejednoznaczne.

Badania naukowe dotyczące ukrytego uczenia się motorycznego sugerują, że UBT można by ulepszyć, gdyby (1) mówcy kierowali się prostszymi wizualnymi informacjami zwrotnymi oraz (2) uproszczenie angażowało uwagę zewnętrzną. Wiadomo, że informacje zwrotne charakteryzujące się tymi cechami ułatwiają szybkie i solidne uczenie się umiejętności sensomotorycznych. Oczekuje się, że zastosowanie tych zasad w UBT przyniesie ogromne korzyści osobom z zaburzeniami dźwięku mowy.

Głównym celem tego projektu jest przełożenie najnowszych osiągnięć w dziedzinie UBT i uczenia się motorycznego na nowy, uproszczony system biofeedbacku ultradźwiękowego w celu lepszego leczenia klinicznego resztkowych zaburzeń dźwięku mowy. Proponowany przez nas system przekształci złożone ruchy języka zarejestrowane za pomocą ultradźwięków w uproszczone wyświetlacze informacji zwrotnej w czasie rzeczywistym, dostosowane do każdego użytkownika, aby przybliżyć ruchy języka do docelowych wzorców ruchu. Skoncentrujemy się na naprawie /r/ i /l/, najbardziej złożonych i frustrujących dźwięków w logopedii klinicznej. Wykorzystując nowatorską metodę śledzenia ruchu języka opartą na przetwarzaniu obrazów ultradźwiękowych w czasie rzeczywistym, automatycznie scharakteryzujemy zróżnicowany ruch części języka podczas produkcji /r/ i /l/. Zastosujemy statystyczną analizę skupień, aby zidentyfikować cele biofeedbacku wskazujące prawidłową produkcję. Cele te zostaną zastosowane w prototypowym, uproszczonym systemie UBT, wykorzystującym proste, wciągające wizualne informacje zwrotne, które poprowadzą pacjentów w stronę prawidłowego ruchu języka, prezentowane za pomocą wysoce motywującego, grywalizowanego interfejsu. Nasz uproszczony system UBT zostanie zweryfikowany w pilotażowym badaniu klinicznym, testującym hipotezy, że uproszczony UBT jest skuteczniejszy niż standardowy UBT oraz że najskuteczniejszymi celami biofeedbacku będą te, które promują większe zróżnicowanie ruchu języka. Efektem końcowym będzie przełożenie najnowszych osiągnięć w ultrasonograficznym obrazowaniu mowy, przetwarzaniu obrazu w czasie rzeczywistym i planowaniu motorycznym w oparciu o biofeedback na nowatorskie narzędzie kliniczne UBT, które znacznie przyspieszy leczenie resztkowych zaburzeń dźwięku mowy.