語(yǔ)音頻譜分析在單純功能性語(yǔ)音障礙中的應(yīng)用效果

馮曉偉 李向軍 竇晨雷 張曉 馮瑩 張曉燕

語(yǔ)音頻譜是反映語(yǔ)音信號(hào)能量與頻率分布關(guān)系的曲線[1]。語(yǔ)音信號(hào)的頻譜、功率譜、倒頻譜等是語(yǔ)音頻譜分析的主要方面。每種頻譜具有豐富的內(nèi)容和特性且相互關(guān)聯(lián)，被應(yīng)用于語(yǔ)音信號(hào)處理的各個(gè)方面[2]。功能性語(yǔ)音障礙是好發(fā)于青少年兒童的一種語(yǔ)音障礙疾病，患者構(gòu)音器官無(wú)異常，但構(gòu)音、語(yǔ)言發(fā)育存在不同程度的障礙[3]?？煞譃榀d攣型、遲緩型、失調(diào)型、運(yùn)動(dòng)過(guò)強(qiáng)型、運(yùn)動(dòng)過(guò)弱型、混合型6類(lèi)。關(guān)于功能性語(yǔ)音障礙的發(fā)病原因仍需要探索，目前已知的發(fā)病原因有難產(chǎn)導(dǎo)致嬰兒缺氧或腦損傷使大腦語(yǔ)言中樞受損；腦炎、高熱驚厥、病毒感染等導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾??；車(chē)禍、自然災(zāi)害等心理刺激而構(gòu)音異常。功能性語(yǔ)音障礙易伴發(fā)語(yǔ)言發(fā)育遲緩。大多數(shù)功能性語(yǔ)音障礙通過(guò)語(yǔ)音訓(xùn)練可極大改善甚至全愈[4]。本研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)單純性功能性語(yǔ)音障礙患者（即不伴有語(yǔ)言發(fā)育遲緩的患者）進(jìn)行語(yǔ)音頻譜分析使語(yǔ)音訓(xùn)練，記錄功能性語(yǔ)音障礙的聲學(xué)特點(diǎn)和語(yǔ)音治療成效，評(píng)價(jià)語(yǔ)音頻譜分析在功能性語(yǔ)音障礙診斷和治療中的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2018年12月～2019年12月本院語(yǔ)音室就診的功能性語(yǔ)音障礙患者60例作為實(shí)驗(yàn)組，同時(shí)募集無(wú)語(yǔ)音障礙的健康志愿者60例作為對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組納入標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)音器官和構(gòu)音器官正常；符合功能性語(yǔ)音障礙診斷標(biāo)準(zhǔn)；智力正常；年齡≥6歲。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)音器官和構(gòu)音器官正常；無(wú)功能性語(yǔ)音障礙；智力正常；年齡≥6歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：伴語(yǔ)言發(fā)育遲緩；孤獨(dú)癥及注意缺陷多動(dòng)癥；聽(tīng)力異常；精神異常。實(shí)驗(yàn)組男32例，女28例，平均年齡6.93±3.51歲，對(duì)照組男29例，女31例，平均年齡7.04±3.76歲，兩組一般資料無(wú)顯著差異（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 輔音語(yǔ)音樣本采樣及分析 語(yǔ)音室內(nèi)（20≤dB），受試者由醫(yī)生領(lǐng)讀輔音樣本/pa、ka、si、xi、zi、qi/，受試者雙唇與麥克風(fēng)保持5 cm，打開(kāi)Cooledit2.1軟件，采樣頻率44.100 kHz，16 bit。采樣結(jié)束后啟動(dòng)Speech Analyzer 1.5，頻率設(shè)為22.050 kHz，以500 Hz帶寬對(duì)所有受試者的聲樣開(kāi)展語(yǔ)圖分析[5]。

1.2.2 元音語(yǔ)音樣本采樣及分析 語(yǔ)音室內(nèi)受試者自然坐位，唇距麥克風(fēng)5 cm，發(fā)元音/a:/，持續(xù)3～5 s，計(jì)算機(jī)提取平穩(wěn)段聲音信號(hào)（≥0.5 s）[6]。采用Dr Speech science for windows軟件對(duì)語(yǔ)音樣本進(jìn)行分析。

1.2.3 語(yǔ)音訓(xùn)練方法 實(shí)驗(yàn)組患者在語(yǔ)音評(píng)估后，由專(zhuān)科醫(yī)生向患者解釋病情，幫助其認(rèn)識(shí)嗓音問(wèn)題，采取一對(duì)一方式進(jìn)行語(yǔ)音訓(xùn)練，每周1次。具體訓(xùn)練方式如下：①輔音弱化、缺失：患者進(jìn)行3～4周強(qiáng)化吹氣和鼓氣訓(xùn)練。②喉塞代償糾正：前期口腔鼓氣訓(xùn)練，患者按出氣音到不出氣音從前至后的構(gòu)音部位順序輕輕吹氣，患者利用唇、舌、牙齦以及上顎控制氣流。③送氣代償矯治：在患者口前放置一張紙片，利用發(fā)聲時(shí)紙片的動(dòng)態(tài)引導(dǎo)患者正確的控制口腔氣流。④舌后縮發(fā)音錯(cuò)誤，使用咬舌發(fā)音的方式，糾正舌前部向后上移位的習(xí)慣[7]；⑤音節(jié)因素訓(xùn)練：按/a/-/m/-/a/的順序發(fā)輕聲元音，熟練后替換其他元音進(jìn)行練習(xí)；容易發(fā)音的輔音如/f、h/和不同的元音組合進(jìn)行練習(xí)；建立正確的爆破音發(fā)音方式，如閉唇、鼓氣用手指突然開(kāi)啟下唇，可發(fā)出爆破音/p/。訓(xùn)練后采用計(jì)算機(jī)檢測(cè)分析，與正常聲學(xué)信息對(duì)比，并將患者本人和正常的發(fā)聲視覺(jué)圖像、聽(tīng)覺(jué)信號(hào)反饋給患者，不斷調(diào)節(jié)錯(cuò)誤發(fā)聲。

1.2.4 療效評(píng)價(jià)方法 語(yǔ)音清晰度主觀評(píng)價(jià)：語(yǔ)音室內(nèi)，按王國(guó)民編“語(yǔ)音清晰度字表”[8]主試領(lǐng)讀，患者跟讀，并進(jìn)行錄音[9]。錄音后由3位專(zhuān)業(yè)語(yǔ)音病理學(xué)醫(yī)生對(duì)錄音文件進(jìn)行語(yǔ)音清晰度評(píng)分，三者均值為語(yǔ)音清晰度的最終得分。語(yǔ)音清晰度客觀評(píng)價(jià)：“/pai/ /kan/ /si/ /te/”為語(yǔ)音樣本，Speech analyzer分析聲樣語(yǔ)圖，統(tǒng)計(jì)患者治療前后聲學(xué)指標(biāo)變化[10]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)數(shù)資料用率表示，采用χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料用±s表示，采用t檢驗(yàn)。P＜0.05提示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 治療前實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組輔音聲學(xué)特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)組患者語(yǔ)圖中/pa、ka/音的沖直條、空白間隙出現(xiàn)，但塞擦音/zi、ji/的沖直條、擦音亂紋不明顯，見(jiàn)圖1。實(shí)驗(yàn)組塞音和擦音聲學(xué)指標(biāo)與對(duì)照組未見(jiàn)明顯差異，但在塞擦音/zi、ji/存在顯著差異（P＜0.05），見(jiàn)表1。

圖1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組窄帶語(yǔ)音圖中沖直條、亂紋和空白間隙比較

表1 兩組聲學(xué)指標(biāo)出現(xiàn)率比較[n（%）]

2.2 治療前實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組輔音聲學(xué)特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)組振幅微擾（shimmer）和標(biāo)準(zhǔn)噪聲能量（NNE）值顯著升高（P＜0.05）， 基頻微擾（jitter）值高于對(duì)照組，但差異不顯著（P＞0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組語(yǔ)音聲學(xué)參數(shù)值 ( ±s，%）

表2 兩組語(yǔ)音聲學(xué)參數(shù)值 ( ±s，%）

*P＜0.05

組別 例數(shù) jitter shimmer NNE實(shí)驗(yàn)組 60 0.23±0.12 3.62±0.73 -8.92±-3.53對(duì)照組 60 0.20±0.09 2.38±0.64 -17.61±-3.85 χ2 1.549 9.894 12.887 P 0.124 0.000* 0.000*

2.3 實(shí)驗(yàn)組語(yǔ)音治療客觀評(píng)價(jià)

語(yǔ)音治療后，Speech Analyzer 1.5軟件分析顯示/pai、si、te/沖直條、亂紋出現(xiàn)率明顯增加（P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 實(shí)驗(yàn)組治療前后輔音聲學(xué)指標(biāo)出現(xiàn)率比較[n（%）]

2.4 實(shí)驗(yàn)組語(yǔ)音治療主觀評(píng)價(jià)

語(yǔ)音治療后，主觀語(yǔ)音清晰度顯著提高（P＜0.05），見(jiàn)表4。

表4 語(yǔ)音治療前后患者語(yǔ)音清晰度比較 ( ±s，%）

表4 語(yǔ)音治療前后患者語(yǔ)音清晰度比較 ( ±s，%）

*P＜0.05

組別 語(yǔ)音清晰度實(shí)驗(yàn)組 66.89±3.72對(duì)照組 93.25±4.34 t 35.721 P 0.000*

3 討論

頻譜是頻率譜密度的簡(jiǎn)稱(chēng)，是頻率的分布曲線，語(yǔ)音頻譜即聲音頻率分布曲線。語(yǔ)音頻譜分析自開(kāi)發(fā)以來(lái)，主要用于嗓音的科學(xué)研究，具有無(wú)創(chuàng)傷的特點(diǎn)，并可對(duì)聲音進(jìn)行可視量化處理，被廣泛應(yīng)用于臨床[11]。語(yǔ)音頻譜分析在腭裂患者術(shù)后的治療中發(fā)揮了積極作用[12]。本研究探討語(yǔ)音頻譜分析在功能性語(yǔ)音障礙中的指導(dǎo)作用。功能性語(yǔ)音障礙患者雖然沒(méi)有發(fā)音器官的器質(zhì)性病變，但由于患者發(fā)音方式不正確或精神壓力導(dǎo)致語(yǔ)音異常，如不及時(shí)矯治，會(huì)進(jìn)一步發(fā)展為器質(zhì)性病變[13]。本研究實(shí)驗(yàn)組患者雖發(fā)音器官和構(gòu)音器官實(shí)驗(yàn)室檢查均正常，但Speech Analyzer軟件分析顯示，語(yǔ)音圖及聲學(xué)指標(biāo)均出現(xiàn)明顯異常，這是由于語(yǔ)音特性受不正確發(fā)聲方式影響，喉內(nèi)外相關(guān)肌肉張力改變，喉結(jié)不穩(wěn)、聲帶擠壓、假聲帶內(nèi)收、聲門(mén)關(guān)閉，進(jìn)而影響聲音振動(dòng)頻率和幅度[13]。Dr Speech science for windows聲學(xué)檢測(cè)結(jié)果表明，shimmer和NNE值明顯升高。功能性語(yǔ)音障礙的特征為在元音聲樣中可出現(xiàn)某段正常聲樣作為區(qū)分功能性語(yǔ)音障礙和器質(zhì)性語(yǔ)音障礙的診斷依據(jù)[14]。語(yǔ)音參數(shù)可從聲學(xué)角度提示患者語(yǔ)音異常，功能語(yǔ)音障礙的語(yǔ)圖特征為中、高頻能量增加，非周期性波形出現(xiàn)，聲能連續(xù)性中斷[15]。

功能性語(yǔ)音障礙誘因復(fù)雜多樣，臨床上沒(méi)有立竿見(jiàn)影的手術(shù)或藥物治療手段，目前主要通過(guò)發(fā)聲訓(xùn)練、心理暗示等多種非手術(shù)方法治療。語(yǔ)音訓(xùn)練屬于發(fā)聲訓(xùn)練的一種，在臨床上應(yīng)用效果得到廣泛認(rèn)可，但傳統(tǒng)的發(fā)聲訓(xùn)練需要系統(tǒng)、長(zhǎng)期的練習(xí)，許多患者難以堅(jiān)持。本研究以Speech Analyzer 1.5軟件語(yǔ)圖分析為基礎(chǔ)，進(jìn)行視聽(tīng)反饋語(yǔ)音訓(xùn)練，使患者明確嗓音問(wèn)題，在專(zhuān)科醫(yī)生指導(dǎo)下訓(xùn)練，能更快糾正語(yǔ)音障礙。語(yǔ)音治療后，實(shí)驗(yàn)組患者發(fā)輔音時(shí)的沖直條和亂紋頻率明顯增加。主觀語(yǔ)音清晰度評(píng)價(jià)結(jié)果與語(yǔ)音頻譜分析結(jié)果一致，通過(guò)針對(duì)性的語(yǔ)音糾正治療，患者語(yǔ)音清晰度明顯提升。相較于傳統(tǒng)語(yǔ)音診斷方式，語(yǔ)音頻譜分析能夠更快速直觀的識(shí)別功能性語(yǔ)音障礙患者存在的發(fā)聲問(wèn)題，及時(shí)矯正患者的發(fā)聲方式[16]。語(yǔ)音功能是大腦皮質(zhì)和皮質(zhì)下兩個(gè)中樞控制，功能性語(yǔ)音障礙是皮層下中樞的一種錯(cuò)誤的發(fā)音反射[17]。本實(shí)驗(yàn)功能性語(yǔ)音障礙患者通過(guò)語(yǔ)音頻譜分析，進(jìn)行準(zhǔn)確的語(yǔ)音矯治，取得了良好效果，同時(shí)緩解了門(mén)診壓力，加快患者康復(fù)速度，使患者盡快回歸正常生活。

綜上，語(yǔ)音頻譜分析具有快速、客觀、直觀、準(zhǔn)確性高等特征，可作為功能性語(yǔ)音障礙臨床診治的重要手段，指導(dǎo)功能性語(yǔ)音障礙患者康復(fù)治療手段的選擇，提高功能性語(yǔ)音障礙的診治效率。