X-ray microbeam method for measurement of articulatory dynamics-techniques and results

Features of the X-ray microbeam method in the observation of articulatory movements are discussed, and an analysis of the dynamic characteristics of several speech organs based on X-ray microbeam data are presented. Experience with the use of the X-ray microbeam system has confirmed that a substantial reduction in X-ray dosage can be achieved. The movements of 6 pellets on the tongue and teeth are tracked at a rate of more than 100 frames per second, with an effective exposure area of about 1 cm 2 per frame, and with an exposure rate of 120 mR per minute in this area. Approximation of the movements of the pellets on the tongue, jaw and velum by means of the step response of a linear second order system has revealed that there are considerable differences in the values of the time constant among these speech organs. The duration of the step command also varies according to the type of vowel. These differences are reflected on the undershoot pattern and on the pattern of the coarticulation between consonant and vowel. The investigation of the movements of the velum has showed that a simultaneous observation of EMG is important for interpreting the pattern of the underlying motor control. Nach Besprechung der Merkmale der Mikroröntgenstrahlmethode zur Beobachtung artikulatorischer Bewegungen wird eine Analyse der dynamischen Charakteristika verschiedener Sprachorgane auf der Grundlage von Mikroröntgenstrahldaten vorgeführt. Erfahrung mit dem Mikroröntgenstrahlsystem hat gezeigt, daß eine wesentliche Verringerung der Strahlenbelastung erreicht wird. Die Auslenkung von 6 Kügelchen auf Zunge und Zähnen werden mit einer Geschwindigkeit von über 100 Bildern/Sek. bei einer wirksamen Ausleuchtungsfläche von 1 cm pro Bild und einer Strahlendosis von 120 mR/Min. in diesem Bereich aufgezeichnet. Bei Approximation der Auslenkung der Kügelchen auf Zunge, Kiefer und Velum mit Hilfe der Sprungantwort eines linearen Systems zweiter Ordnung wurden erhebliche Unterschiede in den Werten der Zeitkonstante der genannten Sprachorgane deutlich. Auch variiert die Dauer des Sprungsbefehls in Abhängigkeit vom Volkaltyp. Diese Unterschiede spiegeln sich im Nacheilmuster und Koartikulationsschema zwischen Konsonant und Vokal wider. Die Untersuchung der Velumbewegung machte die Notwendigkeit einer simultanen EMG-Beobachtung zur Interpretation der unterliegenden Steuermuster deutlich. Les caractéristiques de la méthode du micro-faisceau à Rx dans l'observation des mouvements articulatoir