Corpus de parole pathologique, état d'avancement et enjeux méthodologiques

Autorisation No.3015 : TIPA est la revue du Laboratoire Parole et LangageDepuis une quinzaine d'années, l'étude des dysfonctionnements de la voix et de la parole est sortie du simple cadre de la recherche clinique et intéresse les laboratoires de recherche issus des sciences du langage. Par l'observation des dysfonctionnements, les chercheurs SHS confrontent les résultats de leurs recherches établies sur des corpus de parole "normale" à des situations d'élocution pathologique. En effet, le dysfonctionnement aide à comprendre le fonctionnement. Ces situations permettent un enrichissement des connaissances entre les communautés de scientifiques du langage, des cliniciens mais aussi de chercheurs issus des STIC. Actuellement, les études sur le dysfonctionnement de la voix et de la parole souffrent cruellement d'une dispersion et hétérogénéité des données. Souvent, les analyses portent sur quelques locuteurs enregistrés pour les besoins ponctuels d'une étude, ce qui affaiblit considérablement la portée des résultats et permet mal de généraliser les conclusions. L'enregistrement des données et le stockage sont souvent effectués par du personnel non formé à certains aspects techniques de la prise et du formatage de données, ce qui peut entraîner une impossibilité de diffusion. A cela s'ajoute la perte quasi systématique des méta-données, ce qui explique souvent la difficulté de faire émerger des résultats clairs car l'homogénéité des populations testées devient totalement opaque.Notre projet s'inscrit dans un dessein plus vaste qui vise à décrire et évaluer les dysfonctionnements de la voix et de la parole, ceci dans une optique fédérative et multidisciplinaire, en axant notre effort, dans un premier temps, sur la mise à disposition de masses de données organisées, de méthodes d'analyse et d'outils mutualisés. Pour cela, il est nécessaire d'obtenir un consensus permettant de proposer des recommandations et un mode de fonctionnement assurant un partage effectif des données. Cela implique la rédaction d'un protocole général, de conventions et de directions d'analyse. Le principe n'est pas d'imposer une façon de faire unique mais d'offrir un cadre de travail permettant d'assurer une compatibilité des données recueillies de parole pathologique, des méta-données et enrichissements associés.La deuxième étape consiste à mettre en place et développer un système d'interrogation, d'extraction, de classification des données de parole pathologique. Cela implique l'élaboration d'une organisation en base de données associant informations cliniques et enregistrements sonores et physiologiques, ceci dans une optique multicentrique capable d'intégrer différentes informations variant selon les équipes de recherche. Cette base devra permettre de centraliser et redéployer les informations provenant de divers laboratoires de recherche et centres cliniques impliqués dans l'étude des dysfonctionnements de la voix et de la parole. La consultation de la base doit être rendue publique par Internet avec divers niveaux d'accessibilité en restreignant l'accès selon des modalités à définir entre les partenaires du projet et selon l'ouverture prévue par la suite. De plus, il nous paraît important de fournir un ensemble d'outils d'analyse de ce type de corpus. Si certains outils sont disponibles sous la forme de dispositifs informatisés de tests de perception ou de logiciels d'analyse « classique » du signal, il nous parait intéressant d'introduire des systèmes de traitement issus de la reconnaissance automatique de la parole et du locuteur afin d'être en mesure d'évaluer une grande masse de données et d'obtenir des modèles et résultats statistiquement conséquents. Enfin, il nous paraît intéressant, dans le cadre de ce projet, de proposer un sous-ensemble de données représentatives des troubles de la communication parlée, ceci dans une optique pédagogique qui permettrait de fournir un support aux enseignements à la fois dans les cursus cliniques comme les écoles d'orthophonie mais aussi en sciences du langage ayant des filières « dysfonctionnements ».Notre objectif est d'aboutir dans ce sens au premier corpus conséquent de parole pathologique (dysphonies et dysarthries) de langue française, ainsi qu'à une mise à disposition d'outils communs adaptés à ce type de données. Cela ouvrirait la portée scientifique des études portant sur les dysfonctionnements de la voix et de la parole.Il faut aussi souligner la visée sociale de ce type de projet. Nous touchons au domaine de la santé. Notre projet contribuerait fortement à améliorer ce problème de communication du malade, relevant de la santé publique. Il est clair qu'une meilleure connaissance et évaluation des troubles de la voix et de la parole aurait un impact direct sur la prise en charge des personnes atteintes de ces troubles, celles-ci souffrant bien souvent d'une rupture sociale liée à la dégradation de leur capacité de communication avec leur entourage.Enfin, il faut signaler que la mise à disposition d'un tel type de corpus est d'un grand intérêt pour les laboratoires issus des technologies de l'information et de la communication. En effet, certaines équipes, qui travaillent par exemple sur la reconnaissance automatique de la parole ou du locuteur, manquent totalement de données organisées pour tester leurs systèmes dans des situations atypiques ou encore, pour adapter leurs méthodes aux situations de dysfonctionnement dans le but de fournir des systèmes de classification automatiques dédiés à l'évaluation de la qualité vocale ; le but final de ces travaux étant de fournir une aide au diagnostic et au suivi des dysfonctionnements

Some prosodic characteristics of parkinsonian French speech: Effects of bilateral stimulation of the subthalamic nucleus

International audienceThe main goal of the present study was to examine the impact of Parkinson's disease (PD) and bilateral STN stimulation on prosodic aspects of speech. This was accomplished comparing temporal variables and F0 in the speech produced by ten patients in the “Off” and “On” conditions and ten healthy controls. Several tendencies emerged. Concerning temporal variables, there was no significant impact of PD on articulation rate, pause ratio and pause time. Furthermore, there was a strong congruence between pause pattern and syntactic structure which suggests that the syntactic function of prosody is preserved in PD speech. In contrast, the analysis of F0 revealed significant differences between controls and PD patients as reported in the literature. Concerning bilateral STN stimulation, there were no group differences with respect to temporal variables and F0 values; however, a closer examination of the data revealed individual differences in articulation rate, F0 mean, ranges and maxima

L-DOPA effect on speech dysprosody in Parkinson's disease:an acoustic and aerodynamic study

International audienceWe try to quantify the changes induced by L-DOPA treatment in a large population of parkinsonian patients: - on pitch, intensity and oral airflow mean values during a sustained vowel task.- on speech dysprosody during a reading task (mean F0 and tonal range). - on subglottal pressure (assessed via the intra-oral pressure) during sentence production

Aspects dysprosodiques de la dysarthrie parkinsonienne

Cette étude examine les variables temporelles ainsi que la fréquence fondamentale (F0) moyenne et ses variations dans la parole de dix patients souffrant de la maladie de Parkinson et de dix sujets contrôle. La similarité des vitesses d'élocution confirme certains résultats reportés dans la littérature, de même que le temps de pause plus élevé qui peut être dû à une certaine akinésie motrice (un trait majeur de la maladie). La forte corrélation qui existe entre la durée et la fréquence des pauses et le poids des frontières syntaxiques montre que le patron distributionnel des pauses est intact chez les malades et suggère que la fonction syntaxique de la prosodie est préservée. L'aplatissement de la courbe de F0 doit cependant affaiblir les frontières prosodiques, et rendre leur perception plus difficile, cette hypothèse est à tester

Effets de la L-DOPA sur la dysprosodie et le fonctionnement laryngien de patients parkinsoniens

International audienceThe beneficial effects of L-DOPA medication on the global motor impairment in Parkinson's disease have been largely claimed and confirmed in a large series of papers. However, the effects on speech production still remain difficult to qualify on the basis of voice intelligibility. The aim of this study is to investigate the changes induced by a L-DOPA pharmacological treatment on prosodic parameters during a reading task, and voice efficiency in a population of 59 Parkinsonian patients. The results of this study show a clear effect of L-DOPA treatment on mean fundamental frequency and intensity parameters, for both a reading task and a sustained vowel task. A statistically significant increase of mean F0 and mean intensity occurs after L-DOPA intake. The same comment can be made about the voice efficiency parameters. The intra oral pressure seems to be the most affected physiological parameter of speech production in the Parkinson disease.Les effets bénéfiques du traitement à la L-DOPA sur le déficit moteur global dans la maladie de Parkinson a été largement établi et confirmé dans de nombreuses publications. Cependant, les effets de ce traitement sur la production de la parole en particulier ont été beaucoup moins évalués et presque exclusivement à travers des études perceptives d'intelligibilité.Le but de cette étude physiologique est d'analyser les changements provoqués par la L-DOPA sur la prosodie de la parole au cours d'une tache de lecture et sur l'efficacité glottique au cours de la production d'une voyelle tenue.L'étude porte sur 59 patients parkinsonniens en situation ON et OFF. Les résultats montrent un effet trés net du traitement sur la Fo moyenne et l'intensité dans les deux taches par l'augmentation significative des moyennes de ces deux paramètres. On constate les mèmes effets sur l'efficacité glottique.La pression intra orale semble étre le paramètre physiologique le plus affecté dans la production de la parole dans la maladie de Parkinson

Effets de la L-DOPA sur la dysprosodie et le fonctionnement laryngien de patients parkinsoniens

International audienceThe beneficial effects of L-DOPA medication on the global motor impairment in Parkinson's disease have been largely claimed and confirmed in a large series of papers. However, the effects on speech production still remain difficult to qualify on the basis of voice intelligibility. The aim of this study is to investigate the changes induced by a L-DOPA pharmacological treatment on prosodic parameters during a reading task, and voice efficiency in a population of 59 Parkinsonian patients. The results of this study show a clear effect of L-DOPA treatment on mean fundamental frequency and intensity parameters, for both a reading task and a sustained vowel task. A statistically significant increase of mean F0 and mean intensity occurs after L-DOPA intake. The same comment can be made about the voice efficiency parameters. The intra oral pressure seems to be the most affected physiological parameter of speech production in the Parkinson disease.Les effets bénéfiques du traitement à la L-DOPA sur le déficit moteur global dans la maladie de Parkinson a été largement établi et confirmé dans de nombreuses publications. Cependant, les effets de ce traitement sur la production de la parole en particulier ont été beaucoup moins évalués et presque exclusivement à travers des études perceptives d'intelligibilité.Le but de cette étude physiologique est d'analyser les changements provoqués par la L-DOPA sur la prosodie de la parole au cours d'une tache de lecture et sur l'efficacité glottique au cours de la production d'une voyelle tenue.L'étude porte sur 59 patients parkinsonniens en situation ON et OFF. Les résultats montrent un effet trés net du traitement sur la Fo moyenne et l'intensité dans les deux taches par l'augmentation significative des moyennes de ces deux paramètres. On constate les mèmes effets sur l'efficacité glottique.La pression intra orale semble étre le paramètre physiologique le plus affecté dans la production de la parole dans la maladie de Parkinson

Speech prosody impairments in Parkinson's disease : an acoustic analysis

International audienceBackground ; Prosodic features (pitch and intensity variation, pauses,rate) play a crucial role, besides the articulatory ones, on the intelligibility of ail languages around the world, namely in french.Objective : To indentify and to quantify the speech prosody impairments in Parkinson's disease (PD)Methods : 10 PD male patients (mean age : 57 y, mean disease duration : 9 y) were compared with 10 male controls (mean age : 59 y). AII subjects, after informed consent, were recorded during a loud voice reading task of a text (1 mn duration) with an acoustic system (EVA 2, SQ-lab, France). The PD patients were in OFF L. DOPA status (overnight washout > 12 hours). The distribution of tonal and intensity ranges (with mean fundamental frequency Fo in Hz and mean intensity in dB) were calculated, using the melodic tonal and intensity curves. The distribution and duration of silent pauses and the duration of vowels and consonants were also measured systematically from the acoustic signal. Statistical comparisons were made between PD patients and control sujects (paired Student's t test : significance at p Results : A significant reduction in mean Fo and in mean intensity was observed in PD patients, with lack of the upper part of the tonal range, thus resulting also in the reduction of variability in pitch and intensity. The silent pauses duration and the mean vowel duration were significantly increased in PD patients, whereas the mean consonant duration was decreased in PD patients. Conclusion : This acoustic approach can provide an objective and quantitative assessment of the speech dysprosody in Parkinson's disease, thus completing the classical perceptual assessment more focused on the articulatory disorders.Acknowledgments : this study was supported by PHRC 2003 and France Parkinson.<BR /

L-dopa and STN stimulation effects on pneumophonic coordination in Parkinsonian dysarthria: intra-oral pressure measurements

International audienceObjective: To evaluate L-dopa and STN stimulation effects on pneumophonic coordination (PC) in Parkinson's disease (PD), bystudying the temporal progression of intra-oral pressure (IOP) during the expiratory phase of a sentence production.Background: Effects of L-dopa and STN stimulation on Parkinsonian dysarthria still remain erratic and challenging for theclinician. As the PC plays a crucial role in the sound pressure level production, then contributing largely to speech intelligibility,it is important to assess this aspect of speech in PD and to quantify the changes that may be expected following treatments.Methods: Using a dedicated system (EVA2, SQLAb, Aix-en-Provence), 24 PD patients were recorded preoperatively on and offL-dopa, as well as postoperatively ON and OFF STN stimulation. IOP on six measurement points (every p consonants) duringrealisation of the French sentence Papa ne m'a pas parl de beau-papa (Daddy did not speak to me about daddy-in-law) wascalculated. Fifty control subjects were recorded in parallel in order to define the reference. A linear mixed model was estimated( R software, version 2.6.2, http://www.r-project.org) for group analyses integrating patient and p consonant as randomterms and treatment nature (L-dopa vs. STN stimulation) and state (off vs. on) as fixed effects.Results: UPDRS motor scores and IOP measurements displayed significant differences (p<0.05) between off and on states,either with L-dopa or STN stimulation. Differences between on and off states could not be distinguished from L-dopa and STNstimulation treatments. Regards to IOP measurements, significant differences were found between control subjects and patientsOFF stimulation, ON stimulation and off L-dopa. No difference was revealed between controls and patients on L-dopa.Conclusions: L-dopa administration led to patient IOP values closer to controls in comparison with the STN stimulation ONstate: this point deserves attention since it confirms the frequent need for treatment combination following surgery. However,the levels of PC improvement by L-dopa preoperatively and STN stimulation postoperatively are not statistically different,highlighting the controversial effect of treatments on axial signs

Analyse acoustique de la production vocale: contribution à l'évaluation de la dysprosodie parkinsonienne

International audienc

Effets de la L-dopa et de la stimulation du noyau subthalamique sur la coordination pneumophonique dans la dysarthrie parkinsonienne: mesures de la pression intra-orale

International audienceLa maladie de Parkinson (MP) est une pathologie neurodégénérative pour laquelle des troubles de la parole, regroupés sous le terme générique de dysarthrie, peuvent apparaître. La dysarthrie répond souvent de manière aléatoire aux traitements par L-dopa et/ou stimulation du noyau subthalamique (NST), ce qui demeure un défi de prise en charge pour le clinicien. Parmi les multiples fonctions physiologiques intervenant dans la production de parole, la coordination pneumophonique (i.e. le contrôle de la pression et de la quantité d'air pour transformer correctement le souffle pulmonaire en son) joue un rôle prépondérant dans l'intensité sonore de la production de parole, le volume vocal contribuant lui-même largement à l'intelligibilité. Dans ce contexte, il est important d'évaluer ce paramètre de la parole parkinsonienne et de quantifier les changements qui peuvent être attendus après traitement. Le but de notre étude était de mesurer dans la maladie de Parkinson les effets de la prise de L-dopa et de la stimulation du NST sur le décours temporel de la pression sous-glottique (PSG) lors d'une phase expiratoire associée à la production d'une phrase. Lors du voisement, la PSG est équivalente à la pression intra-orale (PIO) ; c'est grâce à cette propriété que la PSG a pu être estimée de manière non-invasive en mesurant la PIO