LES VOIX PATHOLOGIQUES, ESSAI D'ÉVALUATION OBJECTIVE

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Submitted on 1 Jan 1990

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LES VOIX PATHOLOGIQUES, ESSAI D’ÉVALUATION OBJECTIVE

C. Berger-Vachon, P. Burlet, L. Collet, I. Kauffman

To cite this version:

C. Berger-Vachon, P. Burlet, L. Collet, I. Kauffman. LES VOIX PATHOLOGIQUES, ESSAI D’ÉVALUATION OBJECTIVE. Journal de Physique Colloques, 1990, 51 (C2), pp.C2-139-C2-142.

�10.1051/jphyscol:1990233�. �jpa-00230653�

LES VOIX PATHOLOGIQUES, ESSAI D'ÉVALUATION OBJECTIVE

C. BERGER-VACHON, P. BURLET, L. COLLET* et 1. KAUFFMAN'

Laboratoire de Génie Biomédical, Université Claude-Bernard Lyon

.

⁴³

?oulevard du 11 Novembre 1918, F-69622 Villeurbanne, France

Laboratoire d'Explorations Fonctionnelles, Hôpital doua rd Herriot, Pavillon U , 5 Place d'Arsonval, F-69003 Lyon, France

Résumé

-

L ' e x p l o r a t i o n des v o i x p a t h o l o g i q u e s e s t un o b j e c t i f

-

de recherche c l i n i q u e e t fondamental t r è s a t t r a c t i f . Néanmoins, l a v a r i a b i l i t é i n h é r e n t e à l a v o i x r e n d t r è s d i f f i c i l e l e s t e n t a t i v e s de c l a s s i f i c a t i o n de groupes de p a t h o l o g i e s . Le t r a v a i l s u i v a n t , mené s u r des i n s u f f i s a n c e s v é l a i r e s e t des p a r a l y s i e s r é c u r r e n t i e l l e s , c o n f i r m e c e t t e i m p r e s s i o n e t o r i e n t e v e r s des études l o n g i t u d i n a l e s .

A b s t r a c t

-

The a n a l y s i s o f p a t h o l o g i c a l v o i c e s i s a v e r y a t t r a c t i v e aim o f c l i n i c a l and fundamental research.

Nevertheless, t h e v a r i a b i l i t y embedded i n t h e v o i c e makes t h e a t t e m p t s o f c l a s s i f i c a t i o n o f p a t h o l o g i c a l v o i c e s v e r y d i f f i c u l t . The p r e s e n t work c o n f i r m s t h i s f a c t w i t h v e l a r incompetency and w i t h r e c u r r e n t i a l palsy. L o n g i t u d i n a l s t u d i e s seems more adapted.

1

-

INTRODUCTION

L ' é t u d e des v o i x de p a t i e n t s p o r t e u r s de p a t h o l o g i e s de l a phonation p e u t , a p r i o r i , c o n d u i r e à des d i a g n o s t i c s automatiques e t à 1 'é t a b l i s s e m e n t de systèmes e x p e r t s chargés de c a r a c t é r i s e r l e s anomalies vocales. Mais e n t r e l e s s u p p u t a t i o n s e t l a r é a l i t é il y a b i e n souvent un monde /1/ e t l a v a r i a b i l i t é de l a p a r o l e /2/ permet de p r é v o i r l a v a n i t é de t e l s o b j e c t i f s . P o u r t a n t , on e s t s u r p r i s p a r l a puissance de l ' o r e i l l e , s u r t o u t quand e l l e e s t exercée, pour a n a l y s e r l e s c a r a c t è r e s p a t h o l o g i q u e s des v o i x .

Par c o n t r e , ces é v a l u a t i o n s f a i t e s p a r l'homme se p r è t e n t mal à des q u a n t i f i c a t i o n s e t l a q u a l i t é d ' u n e v o i x en c o u r s de r é é d u c a t i o n n ' e s t h a b i t u e l l e m e n t jugée que de f a ç o n t r è s s u b j e c t i v e . Pour p r é c i s e r ces n o t i o n s , nous nous sommes penchés s u r deux types de p a t h o l o g i e r e n c o n t r é s assez fréquemment dans l e s c o n s u l t a t i o n s de p h o n i a t r i e , l ' i n s u f f i s a n c e v é l a i r e e t l a p a r a l y s i e r é c u r r e n t i e l l e / 3 / .

On s a i t que l ' i n s u f f i s a n c e v é l a i r e e s t l i é e à une l i m i t a t i o n de l a f e r m e t u r e du v o i l e du p a l a i s , ce q u i i m p l i q u e une n a s a l i s a t i o n permanente de l a p a r o l e .

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1990233

COLLOQUE DE PHYSIQUE

La p a r a l y s i e r é c u r r e n t i e l l e c o n d u i t à 1 'absence de commande d'une des deux cordes vocales q u i r e s t e en p o s i t i o n f i x e . Dans ces c o n d i t i o n s , une source de b r u i t se s u r a j o u t e au voisement e t p e r t u r b e l a phonation.

Nous avons essayé de c a r a c t é r i s e r , s u r l e s i g n a l sonore, ces deux pathologies.

2

-

^MATERIEL ET METHODES 2.1 M a t é r i e l u t i l i s é

Le s i g n a l a é t é r e c u e i l l i p u i s analysé à 1 'a i d e d'une s t a t i o n SAM (Speech Communication Hardware) standard ( f i g u r e 1).

L'onde sonore attaque un microphone; un f i l t r a g e , l i é à l a fréquence d ' é c h a n t i l l o n n a g e , e s t e f f e c t u é avant que l ' o n d e s o i t numérisée par une c a r t e DT2825 e t e n t r é e dans un o r d i n a t e u r personnel Goupi 1 286.

O

Micro

Le l o g i c i e l de t r a i t e m e n t du s i g n a l e s t ILS ( I n t e r a c t i v e Language System) /4/. Le s i g n a l a é t é é c h a n t i l l o n n é à l a fréquence de 10 kHz, ce q u i é t a i t s u f f i s a n t dans l e cadre de n o t r e a p p l i c a t i o n .

2.2 Choix du vocabulaire

En t h é o r i e , l a n a s a l i s a t i o n des sons s'accompagne, d'une i m p o s s i b i l i t é de former l e s consonnes p l o s i v e s . Nous avons donc retenu l e s mots "manteau autour" dans l e t e x t e " l a b i s e e t l e s o l e i l " e t notamment l e /t/ compris e n t r e /O/ e t /u/.

Fig. 1

-

Synoptique du système de r e c u e i l du s i g n a l vocal.

Pour nous a f f r a n c h i r des valeurs absolues des amplitudes, nous avons é t u d i é l e r a p p o r t des maximums observés s u r l e /t/ e t s u r l a moyenne de /O/ e t /u/, d'où :

a

Micro c a l c u l a t e u r

Max / O / + Max /u/

R1= ^L

2*Max /t/

.

Carte d ' a c q u i s i t i o r

A

*

En ce q u i concerne l a p a r a l y s i e r é c u r r e n t i e l l e , nous nous sommes basés sur l a d i f f i c u l t é de former l e ^/O/ dans une phrase exclamative du type

"Moi, j ' a d o r e l e c h o c o l a t ! "

puisque que l e s cordes vocales ne se fermant pas e l l e s ne peuvent pas l i b é r e r t o u t e l e u r puissance.

F i 1 tr e a n t i repliement

Nous avons donc comparé 1 'énergie du /O/ de 'adore" avec c e l l e du /e/ " l e " .

Le r a p p o r t R2 é t u d i é e s t a l o r s :

-

moyenne et la variance de

R1

et

R2.

Il est classique de dire que lorsque ce rapport est

à

1 'extérieur de 1 'intervalle

(

M -

^2*ET

,

M +

2*ET)

i l reflète un comportement phonatoire anormal.

M est la moyenne et ET est l'écart-type calculés sur la population témoin. Nous avons ensuite regardé, pour chaque population pathologique, le nombre de sujets qui conduisaient

à

des rapports situés en dehors de l'intervalle de normalité.

3

- ^RESULTATS

3.1

Insuffisants vélaires

Dix-neuf personnes ont servi de sujets témoins pour le rapport

RI.

Elles ont été prises au cours de bilans systématiques sur la base d'un volontariat. Elles n'étaient pas suspectes d'insuffisance vélaire.

Les paramètres observés sont

: M = 3,67

ET

= 2,04

L'intervalle de variation est donc

: Il = ( O ; 7,75 )

Les voix de trois insuffisants vélaires ont été analysées.

Elles ont conduit aux résultats suivants:

R1 = 2,92 2,76 1,89

Les résultats sont donc tous situés dans l'intervalle de normalité.

3.2

Paralysies récurrentielles

Dix-neuf voix de sujets témoins ont été étudiées

;

elles ont conduit aux valeurs suivantes des paramètres de

R2 :

M = 1,95

ET

= 1,20

L'intervalle de variation est alors

: 12 = ( 0,55 ; 4,35 )

Dix-huit voix de paralysies récurrentiel les ont été analysées

;

les paramètres obtenus sont alors:

M

= 2,21

ET

= 2,25

Deux sujets se sont retrouvés en dehors de l'intervalle de normalité, avec des valeurs pour

R2

de

4,66

et

10,33.

3.3

Etudes longitudinales

Dans le cas des paralysies récurrentielles deux sujets ont été étudiés, avant et après rééducation

;

les valeurs observées ont été

(

pour

R2 ) :

*

1,57

avant et

2

après,

COLLOQUE DE PHYSIQUE

*

0.7 avant e t 1,2 après.

Pour l a p a r a l y s i e r é c u r r e n t i e l l e , une p a t i e n t e porteuse d'une plaque p a l a t a l e a conduit aux r é s u l t a t s ci-dessous :

*

avec plaque : 2 , l

*

sans plaque : 7,9 4

-

DISCUSSION

L'étude des i n s u f f i s a n c e s v é l a i r e s , avec l e s paramètres que nous avons é t u d i é s , montre que l a v a r i a b i l i t é e s t t e l l e s u r l a population normale, q u ' i l s e r a d i f f i c i l e de mettre en évidence, avec R 1 , des s u j e t s pathologiques.

La remarque e s t l a même pour l e s p a r a l y s i e s r é c u r r e n t i e l l e s avec l e rapport R2. Néanmoins deux v a l e u r s s o r t e n t nettement de l ' i n t e r v a l l e , paradoxalement par valeurs p o s i t i v e s . E l l e s s ' e x p l i q u e n t par l a présence de "coups de g l o t t e ' qui tendent à suppléer l a f a i b l e s s e de l ' a c t i o n des cordes vocales.

De plus, l a variance de R2 dans l a population pathologique e s t plus grande que c e l l e de R2 dans l a population normale ; ceci e s t dû à une plus grande hétérogénéité. E l l e nous i n c i t e r a à mieux é t i q u e t e r l e mot "pathologique", notamment à intro!uire une g r a d a t i o n e n t r e 'faiblement pathologique" e t fortement pathologique".

L'étude l o n g i t u d i n a l e e s t , e l l e , plus encourageante puisque dans tous l e s c a s l e s rééducations o n t amené des c o r r e c t i o n s dans l e sens de l a normalité.

5

-

CONCLUSIONS

Comme dans t o u t e s l e s é t u d e s sur l a p a r o l e , l a v a r i a b i l i t é e s t un paramètre d i f f i c i l e à m a i t r i s e r . Sa réduction, par r a p p o r t aux valeurs que nous avons obtenues dans c e t t e étude p r é l i m i n a i r e , e s t un o b j e c t i f p r i o r i t a i r e . E l l e n é c e s s i t e donc une analyse d é t a i l l é e des populations, a u t a n t de référence que pathologiques.

De plus, l a "chasse aux paramètres" r e s t e ouverte e t nous avons e n t r e p r i s des revues de l i t t é r a t u r e pour v o i r ce qui e s t préconisé par l e s a u t e u r s qui nous o n t précédés.

L ' é t u d e l o n g i t u d i n a l e , en ce qui concerne l a q u a n t i f i c a t i o n des p a t i e n t s , semble plus prometteuse. Ceci o r i e n t e r a nos e f f o r t s en recherche.

REFERENCES

/1/ Good, 1. Speculations Concerning t h e F i r s t I n t e l l i g e n t Machine Academic Press (1965)

/2/ Rossi, M. La v a r i a b i l i t é dans l a parole

Séminaire

sur

l a v a r i a b i l i t é e t l a s p é c i f i c i t é du l o c u t e u r , Marseil le-Luminy, 20-21 j u i n (1989)

/3/ Cornu, G. La voix, Collection "Que s a i s - j e ? "

Presses Univ. de France (1986) /4/ Signal Technology Inc., Users' Manuel

5951 Encina Road, G o l e t t a , Cal i f o r n i a 93117 (1986)