La articulografía electromagnética (EMA) es un método para medir la posición de partes de la boca . EMA utiliza bobinas de sensores colocadas en la lengua y otras partes de la boca para medir su posición y movimiento a lo largo del tiempo durante el habla y la deglución. Las bobinas de inducción alrededor de la cabeza producen un campo electromagnético que crea, o induce, una corriente en los sensores de la boca. Debido a que la corriente inducida es inversamente proporcional al cubo de la distancia, una computadora puede analizar la corriente producida y determinar la ubicación de la bobina del sensor en el espacio.
EMA se utiliza en lingüística y patología del habla para estudiar la articulación y en medicina para estudiar la disfagia orofaríngea . Se han utilizado otros métodos para estudiar la articulación y la ingestión con compensaciones en el tipo y la cantidad de datos disponibles. La palatografía permite el estudio de articulaciones que hacen contacto con el paladar como algunas consonantes linguales , pero a diferencia de la EMA, los palatógrafos no pueden proporcionar datos sobre sonidos que no hacen contacto como las vocales. La fluoroscopia y el microhaz de rayos X permiten la investigación de movimientos de la boca sin contacto como EMA, pero exponen a los sujetos a radiación ionizante que limita la cantidad de datos que se pueden recopilar de un participante determinado.
Principios de Operación
La capacidad de observar los movimientos de los articuladores ha sido de gran importancia para el estudio de la fonética con el fin de comprender la forma en que se producen los sonidos. [1]
La articulografía electromagnética utiliza el principio de inducción electromagnética para medir la posición y el movimiento de varios puntos dentro y alrededor de la boca. Un casco que contiene transmisores electromagnéticos crea un campo magnético variable al hacer pasar corrientes a través de los transmisores a diferentes frecuencias. Las bobinas del sensor colocadas en posición media sagital en la boca producen corriente a medida que se mueven a través del campo magnético inversamente proporcional al cubo de la distancia desde los transmisores. [2] La corriente inducida se alterna a la misma frecuencia que la bobina del transmisor y la señal compuesta se puede separar para determinar la distancia de cada bobina individual, determinando así la posición del sensor en el espacio. [3] [4]
En la articulografía bidimensional, las bobinas del transmisor se colocan en un triángulo equilátero a lo largo del plano medio sagital en la frente, el mentón y el cuello. [2] Debido a la orientación geométrica de las bobinas del transmisor, se pueden tomar lecturas precisas siempre que las bobinas del sensor colocadas en la lengua permanezcan dentro de aproximadamente un centímetro del plano medio sagital y no tengan un ángulo de más de 30 grados. [4]
Los articulógrafos capaces de medir en tres dimensiones utilizan seis bobinas transmisoras organizadas en una configuración esférica. Los transmisores están dispuestos de manera que el eje de una bobina de sensor nunca sea perpendicular a más de tres transmisores. A través de la configuración del transmisor y la capacidad de medir en múltiples dimensiones, los articulógrafos tridimensionales pueden realizar mediciones fuera del plano medio sagital. Los articulógrafos 2D requieren montajes de cabeza restrictivos para garantizar que la cabeza del sujeto no se mueva fuera del plano de medición. Debido a que los articulógrafos 3D pueden medir fuera del plano medio sagital, se puede utilizar un cabezal menos restrictivo. [5]
Desarrollo de sensores bidimensionales y tridimensionales
Thomas Hixon fue el primero en describir el uso de principios electromagnéticos para medir la articulación. En su carta al editor, publicada en The Journal of the Acoustical Society of America , describió una configuración que utiliza dos bobinas de sensor y una bobina de generador. Las bobinas del sensor, unidas a la frente y la parte posterior del cuello, permanecerían estacionarias mientras que la bobina del generador, unida a la mandíbula, se movería creando corrientes variables en las bobinas del sensor. Estas corrientes podrían usarse para determinar la distancia en dos dimensiones. [6]
Los primeros sistemas EMA como el de Hixon tenían problemas para tener en cuenta la inclinación de la lengüeta durante el uso, ya que la inclinación de las bobinas del sensor provoca cambios en la corriente inducida que pueden sesgar los datos. [1] En 1987, Paul Schönle et al. publicó un sistema mejorado que usaba tres bobinas transmisoras (análogas a la bobina generadora de Hixon) y software de computadora para triangular la posición de las bobinas del sensor y tener en cuenta la inclinación. [1] Sin embargo, los sistemas bidimensionales modernos todavía no pueden compensar la inclinación de los sensores más allá de los 30 grados y la medición se distorsiona si las bobinas del sensor se mueven fuera de la línea central de la boca. [2] [4] En 1993, Andreas Zierdt publicó una descripción de un articulógrafo que podría medir el movimiento en tres dimensiones, aunque los articulógrafos tridimensionales solo han estado disponibles comercialmente desde alrededor de 2009. [5] La conceptualización de Zierdt colocó seis bobinas transmisoras equidistantes entre sí. Debido a que las bobinas del sensor son dipolos , cuando son perpendiculares a una bobina del transmisor, la corriente inducida es cero, por lo que Zierdt inclinó las bobinas del transmisor de modo que para cualquier rotación dada de una bobina del sensor, no fuera perpendicular a más de tres bobinas del transmisor, lo que permite un al menos tres bobinas transmisoras para triangular la posición del sensor. [5] [7]
Efecto sobre los sujetos
Como las bobinas del sensor se colocan en la lengua del sujeto, la articulación puede verse afectada dependiendo de la ubicación de las bobinas, pero ningún análisis comparativo ha demostrado si la articulación se altera debido a las bobinas. Las bobinas tienen un tamaño de aproximadamente 3 mm y no se consideran una fuente de error particularmente grande para las mediciones. Algunos investigadores han descubierto que los sujetos se irritan con las bobinas del sensor colocadas en la punta de la lengua, lo que puede provocar una articulación alterada. De manera similar, los cables conectados a las bobinas del sensor pueden inhibir la articulación si no salen por el costado de la boca. [8]
No se ha demostrado que la exposición prolongada a campos electromagnéticos sea perjudicial para la salud humana, pero se recomienda evitar a las mujeres embarazadas o que utilicen marcapasos. Las pautas establecen el límite de exposición continua segura entre 100 μT y 200 μT . [9] El campo y las frecuencias emitidas por los articulógrafos electromagnéticos son comparables a las emitidas por los terminales de computadora, siendo el máximo medido alrededor de 10μT.
Metodos alternativos
Varias técnicas de diagnóstico precedieron a la articulografía electromagnética.
Palatografía y electropalatografía
Tanto la palatografía como la electropalatografía miden el contacto de la lengua con el paladar y, por lo tanto, no pueden medir las articulaciones que no hacen contacto con el paladar, como las vocales . [10]
La palatografía consiste en pintar una sustancia coloreada en la lengua que luego se transfiere al paladar durante la articulación. Luego se toma una fotografía del paladar para registrar la ubicación del contacto y, si se va a tomar otro palatograma, se lava la boca y se vuelve a pintar la lengua. Un método de costo particularmente bajo que se usa a menudo en el trabajo de campo, puede ser difícil recolectar grandes cantidades de datos. [10] [11]
La electropalatografía implica el uso de un paladar artificial personalizado que contiene electrodos que miden el contacto. Si bien puede registrar múltiples contactos, el paladar artificial puede obstruir o interferir con la articulación, y cada sujeto requiere un paladar personalizado. [12]
Fluoroscopia de video
La videofluoroscopia utiliza radiación de rayos X para producir imágenes en movimiento de la boca durante la articulación o la deglución. Se considera el estándar de oro en los estudios de disfagia debido a su capacidad para tomar videos de todo el tracto digestivo durante los eventos de deglución. [13] A menudo se utiliza para estudiar y tratar la aspiración de alimentos, qué partes del tracto digestivo funcionan mal durante la deglución y las posiciones en las que es más fácil tragar. [14] Solo se pueden recopilar datos limitados, ya que las sesiones generalmente se limitan a tres minutos debido a los peligros de la exposición a la radiación. [4] [15] y no permite un análisis detallado de los movimientos de la lengua.
Microhaz de rayos X
De forma similar a la videofluoroscopia, los estudios de microhaz de rayos X utilizan radiación para estudiar los movimientos de los articuladores. Las bolitas de oro, de 2 a 3 mm de tamaño, se colocan dentro y alrededor de la boca de forma similar a las bobinas utilizadas en EMA. La exposición a la radiación se limita mediante el uso de software de computadora para enfocar haces de rayos X estrechos , de aproximadamente 6 mm 2 , en los gránulos y seguirlos a medida que se mueven. [16] Al igual que la EMA, los estudios de rayos X con microhaz están limitados por la ubicación de los gránulos. Si bien puede minimizar la exposición a la radiación, el sistema es en gran parte inaccesible ya que es exclusivo de la Universidad de Wisconsin . [4] [16] [17]
Referencias
- ^ a b c Schönle, Paul ; Klause Gräbe ; Peter Wenig ; Jörg Höhne ; Jörg Schrader y Bastian Conrad . 1987. Articulografía electromagnética: uso de campos magnéticos alternos para rastrear movimientos de múltiples puntos dentro y fuera del tracto vocal. Cerebro y lenguaje 31. 26–35.
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- ^ Westbury, John . Junio de 1994. Historia de XRMB. Manual del usuario de la base de datos de producción de voz de rayos X Microbeam , 4–7. Universidad de Wisconsin.
enlaces externos
- Articulógrafo electromagnético (EMA) en el Centro de Investigación sobre el Cerebro, el Lenguaje y la Música en YouTube