脑卒中构音障碍患者元音产出特征与言语清晰度的相关性

葛胜男，王勇丽，尹敏敏，万勤，钱红，黄昭鸣

1.华东师范大学中国言语听觉康复科学与ICF应用研究院，上海市 200333；2.华东师范大学教育学部康复科学系，上海市 200333；3.杭州师范大学教育学院特殊教育系，浙江杭州市 311121；4.上海市第五康复医院康复医学科，上海市201600

脑卒中是一组由于脑部血管破裂或阻塞而引起脑组织损伤的急性脑血管疾病[1]，是导致中老年人残疾甚至死亡的主要原因之一[2]。脑卒中常继发构音障碍或失语症等语言功能障碍[3]。构音障碍也有学者称为“神经性言语障碍”[4]。根据《国际功能、残疾和健康分类》的定义，构音功能是指产生言语声的功能，包括发音、音素构音功能；痉挛、共济失调、弛缓性构音困难；口吃等。构音障碍反映言语产生的呼吸、发声、共鸣、构音或韵律方面所需要运动的力量、速度、范围/幅度、稳定性或准确性出现异常。《国际疾病分类第十一次修订本》将构音障碍归属于MA80 言语障碍(speech disturbances)。相对其他疾病，如帕金森病的构音障碍，脑卒中患者言语清晰度下降的可能性更大，主要包括构音运动范围和准确性下降、元音产出缺陷和辅音构音不准确等[5-6]。正常的元音产出是保证构音准确的前提[7]。目前通常使用客观声学参数判断构音障碍患者的元音产出特征[8]，包括构音运动类参数、元音集中类参数、元音稳定类参数等。普通话中，辅音与言语清晰度相关[9]。本研究探究脑卒中后构音障碍患者的元音产出特征，及其与言语清晰度的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2019 年10 月至2020 年1 月，选取上海市第五康复医院的住院脑卒中患者19 例为脑卒中组，均符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》 的诊断标准[10]。

脑卒中组纳入标准：①现存构音障碍；②排除其他类型或器质性言语语言障碍，如失语症、言语失用症等；③简易精神状态检查评分≥24 分；④视力正常，可进行文字阅读；⑤无听力损伤史，双耳0.5 kHz、2 kHz、4 kHz 频段下平均听阈均≤40 dB HL)；⑥识字，会说普通话。

脑卒中组排除标准：①存在其他神经系统或精神疾病；②长期酗酒或吸烟史；③近2 周内有咳嗽、流涕现象和感冒史。

同期于上海老年大学普陀分校纳入健康人18例为对照组。

对照组纳入标准：①无现存神经系统疾病或精神障碍；②语言功能正常；③听力和视力正常；④认知功能正常；⑤识字，会说普通话。

对照组排除标准：①长期酗酒或吸烟史；②近2周内有咳嗽、流涕现象和感冒史。

两组年龄和性别无显著性差异(P>0.05)。见表1。

两组均长期居住上海，会说普通话，正式试验前均对研究目的和过程知情。本研究取得华东师范大学人体实验伦理委员会批准(No.HR 249-2019)。

1.2 方法

1.2.1 测试语料及采集过程

选取华东师范大学言语听觉康复科学专业设计的语音均衡式短文“超市篇”作为测试语料[11]，该语料适用于成人在日常生活中的常见场景，贴近自然言语状态。

每位受试者用普通话，以自然语速和适当响度朗读测试语料。施测前，每位受试者可默读熟悉短文。采集过程由一名专业言语治疗师在安静环境下完成，环境噪声<45 dB SPL。采用数字音频处理软件Sound Forge 9.0进行录音和音频剪辑，单通道，16 bit，采样频率44.1 kHz。

1.2.2 元音产出特征

选择目标音节/da,ta,ba,yi,di,ni,shu,bu,fu/，提取单元音/a,i,u/，采用言语障碍测量仪(上海慧敏医疗器械有限公司)分析每个单元音的第一共振峰(F1)和第二共振峰(F2)，计算元音声学参数，包括表达元音运动范围的参数下颌距、舌距和F2i/F2u，表达元音集中程度的参数元音空间面积(vowel space area,VSA)和元音清晰度指数(vowel articulation index,VAI)，表达元音稳定性的参数F1 变异性和F2 变异性。其中，F2i/F2u 为元音/i/的F2与元音/u/的F2的比值[12]；F1、F2变异性为各元音共振峰标准差的平均值[13]。其余参数计算公式如下：

下颌距(△F1)=F1a-F1i[14]

舌距(△F2)=F2i-F2u[14]

VSA=|[F1i× (F2a-F2u) +F1a× (F2u-F2i) +F1u×(F2i-F2a)]/2|[15]

VAI=(F2i+F1a)/(F1i+F1u+F2u+F2a)[16]

1.2.3 言语清晰度

由两名有经验的言语康复专业研究生，根据主观听感，判断受试者朗读的短文中正确的字数，计算言语清晰度[17]。

1.3 统计学分析

采用SPSS 23.0 统计软件处理。所有数据均符合正态分布，计量资料采用(±s)表示，组间比较采用独立样本t检验。脑卒中组元音产出特征与言语清晰度间的相关性采用Spearman相关性分析。显著性水平α=0.05。

2 结果

脑卒中组舌距、F2i/F2u、VSA、VAI 和言语清晰度小于对照组(P< 0.05)，F2 变异性大于对照组(P<0.05)。见表1。

脑卒中组F2i/F2u、VAI、F2变异性与言语清晰度相关(P<0.05)。见表2。

3 讨论

构音障碍患者的元音产出缺陷通常表现为构音运动范围减小、元音发音位置不准确；各元音间距离缩短，呈集中趋势；元音发音不稳定等[18]。可使用客观声学参数直观反映元音缺陷，包括构音运动类参数、元音集中类参数、元音稳定类参数等。

元音相关的客观声学参数多根据元音共振峰计算而来，F1反映下颌的垂直运动，下颌距反映构音器官上下运动时的变化范围[19]；F2反映舌的水平运动，舌距则反映构音器官前后运动时的变化范围[14]。本研究显示，脑卒中患者舌距减小，下颌距无显著变化，与万勤等[14]对学龄唐氏综合征儿童的研究结果一致。

Sapir等[12]认为，使用比值的形式能够更准确反映构音器官的运动范围，由于/i/和/u/的F2最易受到舌的前后运动、唇的圆展运动影响，因此选用F2i/F2u 反映构音运动程度的变化，F2i/F2u减小反映构音运动不足(articulatory undershoot)。本研究显示，脑卒中患者F2i/F2u减小，构音运动受限。Sapir等[12]和Moura等[20]对帕金森病患者和唐氏综合征儿童的研究显示，F2i/F2u 能显著区分患者和与之年龄、性别匹配的健康人。

表1 两组一般资料、元音产出特征参数和言语清晰度比较

表2 脑卒中组元音产出特征参数与言语清晰度的相关性分析

下颌距、舌距、F2i/F2u可反映构音运动的方向和程度。本研究结果表明，脑卒中后构音障碍患者构音运动范围减小，以舌水平方向的运动减少为主，构音器官难以到达目标位置，元音发音不清。

构音障碍患者的元音集中程度可通过VSA[15]和VAI[16]测量。VSA 和VAI 均随元音的集中逐渐减小。本研究显示，脑卒中患者VSA 和VAI减小，与此前研究结果一致[21-22]。Mou 等[21]发现，脑卒中构音障碍患者VSA 减小；丁馨[22]则发现，帕金森病患者VAI 减小。由于构音障碍患者构音运动幅度和准确度下降，元音之间的距离缩小，呈集中趋势，难以保证较高的言语清晰度。

Kim 等[13]指出，F1、F2 变异性可判断元音发音稳定性，元音越稳定，F1、F2 变异性越小。本研究显示，脑卒中患者F2 稳定性较差，F1 稳定性尚可。这是由于正常情况下，各元音F2 范围远大于F1 范围，当某些元音共振峰出现异常时，极易导致F2 变异增大，F1受到的影响相对较少。

言语清晰度是评估构音障碍患者言语功能的主要参数之一，治疗师可根据言语清晰度制订治疗计划，评价治疗效果。庞子建等[23]对构音障碍的言语清晰度评估进行总结，列举了不同形式下的清晰度评估方法。本研究主要考察脑卒中患者在连续语音下的言语清晰度，故选择字清晰度作为指标进行分析。结果显示，脑卒中患者言语清晰度显著下降，与梁峻波[24]对脑瘫后构音障碍患者的研究结果一致。造成言语清晰度下降的原因之一可能是构音运动不足而引起的元音产出缺陷。

本研究显示，F2i/F2u、VAI和F2变异性与言语清晰度相关，说明元音产出的不同维度特征，如元音的构音运动、元音集中程度和元音稳定性会对言语清晰度产生影响。普通话的音节结构由辅音和元音组合而成，原则上辅音和元音均会不同程度影响整体言语清晰度。周璇等[25]对学龄前脑瘫患儿的研究发现，患儿的元音特征与构音清晰度显著相关，但由于脑瘫儿童的语言能力有限，仅考察了单字下的构音清晰度，未探讨连续语音下的言语清晰度与元音产出的相关性。Tasko 等[26]通过实验证明双元音与言语清晰度相关。本研究进一步证实，元音产出与言语清晰度相关，脑卒中患者元音产出对连续语音下的言语清晰度产生影响，元音发音越集中、越不准确、越不稳定，言语清晰度越低。

总之，脑卒中后构音障碍患者存在元音产出缺陷，主要表现为构音位置不准确、元音运动范围受限、元音间距减小、元音稳定性降低等方面。元音产出特征与言语清晰度相关，元音产出缺陷会降低患者的言语清晰度。F2i/F2u、VAI、F2 变异性分别代表构音运动类参数、元音集中类参数和元音稳定类参数，脑卒中后构音障碍患者上述参数均与健康人存在差异，且均与言语清晰度相关，可能比其他参数更具代表性。

本研究选择了上海的脑卒中患者和健康成人，后续可以扩大受试者的地域范围，探究普通话下的脑卒中元音产出特征。

本研究使用声学参数客观反映脑卒中的元音产出特征，具有一定的理论意义。临床工作者可参考此类参数判断脑卒中患者的元音产出，辅助制定康复方案。

未来研究可进一步探讨脑卒中后构音障碍的具体类型和严重程度对元音产出特征的影响，明确不同类型或严重程度脑卒中患者的元音产出特征，并建立关于元音产出特征的参考标准。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。