Časopis Slovo a slovesnost
en cz

Některé metody komplexního výzkumu fyziologické činnosti mluvidel

Jana Ondráčková

[Články]

(pdf)

К методам комплексного исследования физиологической деятельности органов речи / Quelques méthodes de la recherche complexe de l’activité physiologique des organes de la parole

V poslední době se stále podrobněji zkoumá fyziologická činnost mluvidel. Výsledky jsou obsaženy v literatuře fonetické i v četných pracích foniatrických. Jedním z dílčích problémů výzkumu fyziologické činnosti při fonaci je analýza pohybů mluvidel v supraglotických dutinách.[1]

Analýza fyziologické činnosti mluvidel patří do základního fonetického výzkumu. Je značně ztížena nezbytným požadavkem komplexnosti výzkumu, neboť jde o zkoumání komplexního jevu, jímž je mluvní proces.[2] Není vhodné zkoumat odděleně činnost jednotlivých mluvních orgánů, protože se mluvního procesu neúčastní jednotlivě, nýbrž koordinovaně. Ani nelze oddělovat artikulační podobu hlásek od akustické a zanedbávat stránku percepční.

Předmět zkoumání vyžaduje vhodných metod výzkumu. Hlavní požadavky na adekvátnost metod pro výzkum fyziologické činnosti mluvidel jsou: (1) zachycovat přirozenou fonaci (tj. neovlivněnou vnějším zásahem), (2) pořizovat záznam artikulačních pohybů synchronní se zvukovým záznamem mluvního projevu, (3) registrovat činnost (tj. plynulé pohyby) mluvních orgánů, (4) umožnit libovolné opakování záznamů mluvního procesu jako komplexního jevu v jeho celku a (5) vypracovat spolehlivé metody pro analýzy materiálu získaného uvedenými metodami jako nezbytný podklad pro klasifikaci zkoumaných jevů.

Artikulační pohyby mluvních orgánů v supraglotických dutinách nelze pozorovat za normálních podmínek přímo. Proto je nutno k jejich výzkumu používat rentgenografických metod.

Přehled starších pokusů o použití rentgenových obrazů pro účely fonetické najdeme např. v publikaci B. Polland a B. Hála, Artikulace českých zvuků v rentgenových obrazech — skiagramech z r. 1926. Jsou v ní kriticky zhodnoceny tehdy užívané pracovní postupy při pořizování rentgenogramů mluvidel. Tehdejší rentgenogramy zachycovaly kontury měkkých částí mluvních orgánů jen velmi nezřetelně, takže bylo třeba k jejich zvýraznění používat kontrastní látky. Autoři se brzy pokoušeli o filmovou registraci rentgenového obrazu. Hlavní překážkou pro získání kvalitního obrazu byla malá jasnost rentgenového obrazu na štítě, malá citlivost filmového materiálu a nepostačující světelnost objektivů.[3]

Při pořizování rentgenogramů pro účely fonetické je naprosto nutná spolupráce rentgenologa. Kromě pokusů na některých jiných rentgenologických pracovištích spolupracujeme nyní převážně s rentgenologem MUDr. R. Pochem. Využíváme různých rentgenových aparatur a snímacích kamer běžných v klinické praxi.

[46]Základní rentgenografickou metodou užívanou ve fonetice byla dosud metoda přehledného rentgenového snímku.

V pražské fonetické škole jí při výzkumu artikulace hlásek použil první v r. 1926 B. Hála, později J. Chlumský, M. Romportl, K. Ohnesorg, A. Skaličková a jiní pracovníci. Také v zahraničí jsou dosud rentgenografické záběry mluvidel pořizovány běžně touto metodou (např. L. Hegedüs, H. Koneczna - W. Zawadowski, N. I. Žinkin, H. H. Wängler a jiní).

Fonace zkoumané osoby je kontrolována sluchem a rentgenový snímek je exponován v tzv. „vrcholné artikulační fázi“. Tak jsou získány přehledně bočné snímky zachycující postavení rtů, jazyka, měkkého patra, zadní stěny hrdelní, epiglotidy a čelistní úhel. Ke zvýraznění kontur měkkých částí mluvidel bylo používáno kontrastní látky, nejčastěji barya.

Při podrobných analýzách pořízených uvedenou metodou jsme zjistili, že na snímcích nebylo vždy zachyceno „postavení“ mluvidel při fonaci zkoumané hlásky v její „vrcholné fázi“. Necháváme zde stranou otázku, v kterých případech je tato „vrcholná artikulační fáze“ relevantní pro identifikaci určité hlásky.[4] Tento nedostatek (pokud jde o registraci „artikulačního postavení“ samohlásek) jsme se snažili odstranit exponováním dvou snímků za sebou na způsob snímků stereoskopických. Snímky jsme mohli pozorovat jako diapozitivy ve speciálním zařízení k prohlížení stereoskopických snímků. Tak získáváme prostorový obraz poměrů v supraglotických dutinách.

Obě uvedené rentgenografické metody umožňují zachytit měkké části mluvidel v dutině ústní a nosohltanové pouze staticky. Protože však při fonaci nejde o statické postavení mluvidel,[5] bylo třeba získat pokud možno větší seriály snímků zachycující artikulační fáze jednotlivých hlásek. To umožňuje metoda rychlé rentgenové sériografie. K fonetickým účelům jsme této metody použili jako první r. 1956 v Hradci Králové a později v Praze.[6]

Metoda rychlé rentgenové sériografie umožňuje pořizovat série 4—12 snímků v jedné vteřině. Na sériích snímků jsme postupně zachycovali mluvidla bez fonace, mluvidla při intenzi, tenzi a detenzi samohlásky až k záběrům mluvidel bez fonace. Souvislý filmový pás snímků o rozměru 30×30 cm (při nejpomalejším posunu filmového pásu 4×30 cm/sec) je vhodným materiálem pro přesné pozorování a rozlišování detailů.

Rychlá rentgenová sériografie umožňuje studium obrazů mluvidel, které zachycují proměnnost mluvních orgánů při jednotlivých artikulačních fázích. Snímky podávají velmi názornou představu o přirozených pohybech artikulačního ústrojí. Rychlá rentgenová sériografie je z tohoto hlediska značným zlepšením proti dosavadním statickým snímkům mluvidel. Výhody rychlé rentgenové sériografie zřetelně vynikají zvláště při zkoumání některých speciálních otázek. Sériogramy např. pomohly vysvětlit rozdíly v utváření patrohltanového závěru a průchodu do nosní dutiny, upozornily na některé tzv. přechodové artikulační jevy apod.

[47]Další rentgenografická metoda, které jsme užili pro naše výzkumy, je metoda tomografická. Touto metodou získáváme rentgenové snímky, na nichž je výrazně zachycena pouze určitá vrstva, v našem případě bočný průřez měkkého patra s čípkem, zatímco ostatní vrstvy zůstávají nevýrazné.

V zahraničí se pro lékařské účely užívá některých rentgenografických metod, které by bylo výhodné aplikovat ve fonetice. Např. supervoltážní rentgenografie umožňuje další podstatné zkrácení expozičních časů a má dále tu výhodu, že stíny kostí jsou na rentgenogramech slabě pozorovatelné, takže struktury měkkých částí vynikají tím jasněji. Rotační rentgenokinematografie zachycuje prostorové vztahy orgánů při rotaci objektu, takže vzniká trojrozměrný rentgenogram. Výhody těchto záběrů jsou zřejmé.

Všech výše uvedených rentgenografických metod je možno užívat pro fonetické účely v doplňujících se kombinacích nebo jednotlivě podle potřeby vyplývající z povahy zkoumaného jevu.

Přestože bylo rentgenografie užíváno pro fonetické účely již dávno, působí dosud obtíže tím, že pro zachycení artikulačního obrazu činnosti mluvidel při fonaci je relevantní pohyb měkkých částí mluvidel. Používání kontrastní látky pro zvýraznění měkkých částí nezůstává bez vlivu na přirozenou, tj. fyziologickou činnost mluvidel. Se zřetelem na tento rušivý zásah jsme se s rentgenologem MUDr. R. Pochem zaměřili na ověření vhodnosti dosud užívaných kontrastních látek.

Po mnoha pokusech se nám potvrdil předpoklad, že je nutno považovat i nejčastěji užívanou kontrastní látku — baryovou kaši — za nevhodnou. Baryová kaše ulpívá vždy určitou, někdy i dosti silnou vrstvou na potřeném artikulačním orgánu, obtiskuje se na různých místech ústní nebo hrdelní dutiny, kde to není žádoucí, a na druhé straně vlhkost sliznice zabraňuje, aby baryová kaše pevně ulpěla tam, kde je to pro zvýraznění nejvíce třeba. Kaše může např. i ucpat patrohltanový průchod a zkreslit skutečný stav v této oblasti mluvních orgánů.

Při ověřování vhodnosti kontrastních hmot jsme došli k přesvědčení, že nejsprávnějším a pro výzkum nezbytným způsobem je snímkování bez jakéhokoli zásahu do přirozené artikulace zkoumané osoby. Našli jsme a vypracovali novou potřebnou nativní metodu pro fonetický výzkum, jež využívá toho, že v dutině ústní a nosohltanové je vždy zcela přirozená negativní kontrastní látka, a to vzduch. Ta umožňuje při dodržení potřebných technických podmínek, jež je nutno určovat speciálně pro jednotlivé zkoumané osoby, pro používaný přístroj a pro materiál,[7] že na rentgenových snímcích jsou výrazné měkké části artikulačních orgánů, a to nejen při statických snímcích, ale i při sériogramech a při rentgenokinematografických filmových záběrech. Od r. 1957 jsme exponovali všechny rentgenové snímky bez aplikace jakékoli umělé kontrastní látky.

Během rentgenového snímkování artikulační činnosti mluvidel při fonaci se až dosud nezachycovala akustická podoba realizovaných hlásek. Pro fonetické účely je však synchronní obrazový a zvukový záznam nezbytným předpokladem. Přesné označení úseku artikulace, který je zachycen na rentgenovém snímku, umožňuje komplexní záznamní metoda, tj. nově vypracovaná a ověřená metoda synchronizovaného obrazového, zvukového a osciloskopického záznamu, který přesně odpovídá době expozice snímku. Při pokusech se ukázalo, že je nezbytně nutné sestrojit pro přesné synchronní [48]záznamy automatický spínač, který přístroje samočinně zapojuje v daném časovém sledu.[8] Komplexní záznamní metoda dává možnost studovat získaný materiál za objektivně stejných podmínek, jaké byly při původní realizaci hlásky. Má zejména tyto výhody:

(1) Určuje přesně, která artikulační fáze je zachycena na rentgenovém snímku, a registruje akustickou podobu realizované hlásky.

(2) Magnetofonový záznam zachycuje celou fonaci, přičemž je zaznamenán zvuk zapnutí a vypnutí kamery automatickým spínačem.

(3) Na synchronním osciloskopickém záznamu je světelnou stopou označena ta část fonace, která je zachycena na snímku.

(4) Akustickou kvalitu hlásky můžeme kdykoli později reprodukovat ze zvukového záznamu a analyzovat.[9]

Rentgenogramy jsou při aplikaci komplexního záznamu nedílnou částí studijního materiálu jako celku. Aby se při studiu nepoškozovaly, zhotovujeme jejich pozitivní kopie, na nichž jsou všechny potřebné detaily stejně zřetelné jako na originálních rentgenogramech.

Podmínky pro studium pohybu mluvidel při fonaci jsou dosud nejlepší při aplikaci zvukové rentgenokinematografie, neboť zvýšením světelnosti obrazu na štítě se podstatně zkrátila doba expozice, a tím je umožněno nafilmovat zcela přirozený plynulý pohyb artikulačních orgánů.[10] Nyní je zvuková rentgenokinematografie bez použití jakékoli umělé kontrastní látky zcela nezbytnou nejadekvátnější metodou pro studium fyziologické a patologické činnosti artikulačních a fonačních mluvních orgánů. Technický pokrok umožňuje stu[49]dovat artikulační pohyby mluvidel na základě filmových záběrů, jež při promítání demonstrují zpomalený pohyb mluvidel.[11]

Subjektivní prvky při hodnocení rentgenových snímků vylučuje metoda objektivního proměřování, při níž užíváme fotoodporů k odečítání důležitých parametrů na rentgenogramech. Jsou to vhodně upravené fotoodpory, které vyvíjejí pracovníci Fyzikálního ústavu ČSAV. Citlivost fotoodporů je přizpůsobena pro světelné kontrasty rentgenového snímku, takže registrují tyto změny. Protože při rentgenovém snímkování neužíváme žádných kontrastních látek, není rentgenogram nepříznivě ovlivňován změnou světelných poměrů způsobenou rozptýlenou kontrastní látkou. Parametry, které jsou potřebné ke zjištění obrysu měkkých částí mluvních orgánů v supraglotických dutinách, hodnotíme podle grafického záznamu nebo se odečítají na stupnici měřicího přístroje.[12]

Filmové záběry analyzujeme metodou, jež umožňuje pozorovat pohyb artikulačních orgánů se zvukovým doprovodem. Je to metoda srovnávací analýzy, jež záleží v tom, že analýzu provádíme pomocí smyček vystříhaných z kopie zvukového rentgenokinematografického filmu. Smyčky, jež obsahují ucelené fonační fáze samohlásek, slabik a větších celků, dávají možnost přihlížet při hodnocení k různým korelacím jednotlivých fonetických jevů a podtrhují nejcharakterističtější rysy příznačné pro pohyb (a tím i pro celý jeho průběh) při artikulaci dané hlásky nebo hláskové skupiny.

Smyčky promítáme na speciálně upraveném zvukovém projektoru, který pojme do svého zásobníku smyčky různé délky.[13] Při analýzách není nutno přerušovat promítání, takže oko zůstává přizpůsobeno pro čtení a analýzy rentgenokinematografických záběrů. Když se promítání několikrát opakuje, projevují se výrazně ty fáze činnosti mluvidel, jež dosud nebylo možno pozorovat ani v přirozeném průběhu jejich pohybu, ani při opakované realizaci za naprosto stejných podmínek.

Pro analýzy jsem od r. 1955 vyhodnotila 433 rentgenových snímků, 757 rentgenových sériogramů a tři části zvukového rentgenokinematografického filmu (332 m).[14]

Přesto je to pouze dílčí materiál zaměřený na výzkum fyziologické činnosti mluvidel při výslovnosti českých samohlásek mluvených, zpívaných a šeptaných.[15] Z dosavadního hodnocení materiálu vyplývají zpřesněné popisy arti[50]kulace českých samohlásek a nové informace o vlivu změny výšky a síly tónu na zachování samohláskové barvy. Ze změn tvaru měkkých částí mluvních orgánů je možno usuzovat na změny svalového napětí artikulačních orgánů při fonaci, tj. jazyka, měkkého patra s čípkem a zadní stěny hrdelní, jež mají rozhodující vliv na modifikaci ústní a hrdelní dutiny a na vytváření patrohltanového závěru nebo průchodu. Důležité jsou i poznatky o časovém sledu nebo spíše o dokonalé vzájemné souhře artikulačních orgánů při fonaci, nové poznatky o relevantnosti změn velikosti, tvaru a vzájemného poměru artikulačních dutin modifikovaných během artikulačního procesu pro akustickou podobu hlásek, pro konstrukci modelů mluvidel apod.[16]

 

R é s u m é

К МЕТОДАМ КОМПЛЕКСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНОВ РЕЧИ

При исследовании физиологической деятельности органов речи были применены комплексные методы исследования, соответствующие комплексному явлению — речевой деятельности.

Одним из основных методов исследования является применение рентгенографии с использованием нативного метода (без контрастной массы) и комплексных методов записи (синхронная звукозапись и осциллоскопическая запись во время экспозиции рентгеновского кадра). После обзорных рентгенограмм и кадров с применением стереоскопического метода была использована быстрая рентгеновская сериография. Звуковая рентгенокинематография с применением нативного метода лучше всего отвечает в настоящее время требованиям, предъявляемым к изучению физиологической деятельности органов речи. Она снимает естественное движение органов речи одновременно со звукозаписью.

При помощи указанных методов было получено: 433 снимка в боковой проекции, 757 сериограмм и 3 серии звуковой рентгенокинематографической пленки (332 м). Статические снимки подверглись оценке при помощи объективного метода, т. е. с помощью подходящим образом обработанных фотосопротивлений устанавливались параметры контуров мягких частей органов речи. При помощи сравнительного анализа исследовались кадры из фильма, содержащего избранный отрезок фонации. В результате произвольно повторяемой демонстрации кинопетли без прекращения и при одновременной звуковой репродукции выделяются характерные черты артикуляционных движений отдельных мягких частей речевого аппарата и их взаимная координация.

Изучению подверглись чешские гласные, произносимые при пении, громкой речи и шепотом в слогах и в односложных словах; при этом высота и сила тона были различны. Полученный материал способствует изучению изменений размеров полости рта и глотки; на основе изменения формы мягких частей органов речи он позволяет делать заключения о силе мышечного напряжения, решать вопросы небно-глоточного смыкания или прохода, прослеживать переходные артикуляционные явления и связь между артикуляционными движениями, акустическим результатом и слуховым восприятием.

[1] Jejich označování z hlediska anatomického se nekryje s dělením, jakého se užívá ve fonetice. Zatímco se ve fonetice rozlišuje dutina ústní, hrdelní a nosní, anatomicky se tyto dutiny dělí na dutinu ústní, orofarynx, nazofarynx a na dutinu nosní (podle B. Hály a M. Sováka, Hlas řeč sluch, 19624, s. 97).

[2] Mluvíme o procesu, abychom zdůraznili časový průběh mluvního projevu, v kterém se realizuje. To je zvlášť důležité při hodnocení výsledků získaných různými pracovními metodami.

[3] Z prvních pokusů o filmovou registraci rentgenového obrazu jsou u nás dostupné krátký film H. Gutzmanna, který byl předveden r. 1930 v Praze na IV. kongresu foniatrů a logopedů. Pohyby mluvidel jsou příliš rychlé, takže není možno tento záběr podrobněji analyzovat. M. Romportl nafilmoval r. 1956 pohyby mluvidel při frekvenci 18 snímků za vteřinu.

[4] Viz např. M. Romportl, K akustické podstatě a klasifikaci okluzív, AUC — Philologica Slavica Pragensia IV, 1962 s. 75—80. — A. Skaličková, The Korean Consonants, Rozpravy ČSAV 70, 1960.

[5] O „postavení“ mluvidel není vhodné mluvit ani při tzv. držených samohláskách, jak potvrdily analýzy rentgenokinematografických zvukových záběrů filmu J. Ondráčkové Pohyb jazyka a měkkého patra při zpívání samohlásek (1959—60).

[6] J. Ondráčková - R. Poch, Zur Methodik der Untersuchung der Vokalartikulation beim Gesang, Zeitschrift für Phonetik und allgemeine Sprachwissenschaft 10, 1957, 258—268.

[7] Technické podmínky musí vždy určovat rentgenolog.

[8] Automatický spínač zkonstruovali v r. 1956 inženýři V. Palička a V. Maláč. Při snímání rentgenogramů se uvádějí v činnost magnetofon, oscilograf a rentgenový přístroj. Když začne zkoumaná osoba fonovat příslušnou samohlásku, uvede se ve vhodném okamžiku tlačítkem spínače v činnost kamera pro snímání osciloskopického záznamu a rotující anoda rentgenové lampy. O 0,2 sec později spínač automaticky exponuje rentgenový snímek, přičemž po dobu expozice je na osciloskopickém záznamu přerušovaná světelná stopa. Po expozici spínač vypne přístroje z činnosti.

[9] Např. pomocí Janotova segmentátoru, spektrometru RFT SSp 10, sonagrafu Kay Electric ap.

[10] Zpočátku nebylo možno získat záběry dosti ostré ani v tak dostatečném počtu za vteřinu, aby při promítání daly obraz plynulého pohybu mluvidel. Ani zjasnění štítových fólií, ani zlepšení fotografických objektivů a zvýšení citlivosti filmů pro snímání záběrů ze štítu nepřinášelo plné uspokojení. Dokud bylo možno exponovat pouze 8—10 snímků za vteřinu, bylo nutno v kopii každý snímek zdvojnásobit, aby vznikl aspoň částečně dojem plynulého pohybu. V r. 1959 jsme zachytili s doc. MUDr. W. Porstmannem v berlínském Ústavu pro rentgenologii a radiologii Humboldtovy university na třech zvukových rentgenokinematografických filmech poprvé přirozené artikulační pohyby mluvidel při fonaci českých mluvených a zpívaných vokálů při frekvenci 24 snímků za vteřinu. Tento film „Pohyb jazyka a měkkého patra při zpívání samohlásek“ byl předváděn na radiologickém kongresu v Hradci Králové r. 1960, na 14. kongresu mezinárodní asociace vědeckého filmu r. 1960 v Praze, na 4. mezinárodním fonetickém kongresu r. 1961 v Helsinkách, dále v Sydney, v Maroku, ve Varšavě, na 12. mezinárodním kongresu pro foniatrii a logopedii r. 1962 v Padově a je promítán zahraničním návštěvám, které navštěvují fonetickou laboratoř ÚJČ ČSAV. Kopii filmu zakoupila universita v Oslo. Otolaryngologická klinika v Erfurtu si vyžádala kopii další. Uvedený film existuje kromě českého originálu také v anglické a německé verzi a byl převeden též na redukovanou (16 mm) kopii. O náplni filmu viz J. Ondráčková, The Movement of the Tongue and the Soft Palate in the Singing of Vowels, Folia phoniatrica 13, 1961, 99—106 a Rentgenologický výzkum artikulace českých vokálů, Praha 1964.

[11] Této metody jsem využila při natáčení dalších zvukových barevných filmů „Přímé záběry činnosti měkkého patra při fonaci“ (1960—61) a „Artikulační pohyby jazyka a měkkého patra“ (1961).

[12] Při sestavení aparatury pro objektivní analýzu spolupracoval inž. S. Hlaváč z fonetické laboratoře ÚJČ ČSAV. Viz J. Ondráčková, Objektivní analýzy rentgenogramů mluvidel, Věstník ČSAV 71, 1962, 558—559.

[13] Adaptér ke zvukovému projektoru zhotovili M. Janeba a inž. S. Hlaváč z fonetické laboratoře ÚJČ ČSAV. Viz J. Ondráčková, Analýza rentgenokinematografických záběrů pomocí filmových smyček, Bulletin komise pro vědeckovýzkumný film při presidiu ČSAV 1964, č. 3, s. 30—32. — J. Ondráčková, Zur Untersuchung der physiologischen Tätigkeit der Sprechorgane in den supraglottischen Höhlen, Pholia phoniatrica 16, 1964, 161—171.

[14] Uvedené materiály byly získány na různých pracovištích v ČSSR a NDR ve spolupráci s rentgenology, převážně s MUDr. R. Pochem. Jsou uloženy ve fonetické laboratoři ÚJČ ČSAV. Kopie filmů jsou kromě toho podle rozhodnutí komise pro vědeckovýzkumný film při presidiu ČSAV uloženy ve filmotéce základní knihovny ČSAV. Tím je umožněna mezinárodní výměna.

[15] Podrobnosti obsahuje kandidátská disertační práce J. Ondráčkové Artikulace českých zpívaných samohlásek (1960).

[16] Výsledky jsou podrobněji zhodnoceny v cit. práci J. Ondráčkové Rentgenologický výzkum artikulace českých vokálů, kde je i přehled literatury.

Slovo a slovesnost, ročník 26 (1965), číslo 1, s. 45-50

Předchozí Karel Svoboda: K třídění složených souvětí

Následující Jiří Kraus: Diskuse o pravopise. K některým otázkám pravopisu z hlediska grafematické soustavy češtiny