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Etude de la dysprosodie parkinsonienne: Analyses acoustiques
d’un schéma de type interrogatif
Karine Rigaldie, Jean Luc Nespoulous, Nadine Vigouroux Institut des Sciences du Cerveau, Toulouse IRIT, UMR, CNRS, Université Paul Sabatier, Toulouse {rigaldie; vigourou}@irit.fr; [email protected] Excepté ces travaux, et ceux de Gentil [6], l’état de ABSTRACT
l’art montre que peu d’études sur la dysprosodie parkinsonienne ont été conduites en français; dans les This article aims to acquire a better knowledge of deux conditions état OFF (sans médicament) et état ON prosodic disturbances in Parkinson disease via an acoustic analysis. The investigation of the patients’ vocal productions by the way of acoustic analyses L’un des objectifs relatif à l’étude d’un schéma should indeed allow to identify phonetic and prosodic intonatif de type interrogatif répliqué trois fois, au parameters that are specific of such a pathology. The début, au milieu et en fin de protocole, est notamment Parkinsonian subjects had to repeat the interrogative d’observer les variations de la fréquence fondamentale pattern “Vous avez appris la nouvelle?” (in english: et de l’énergie, ceci en état ON et OFF de la prise "You heard the news?"), three times: at the beginning, in the middle, and in the end of the protocol. This En 1998, Le Dorze [7] observent les variations du F0 timing was determined in order to evaluate the effects sur des schémas intonatifs de type question-affirmation. of tiredness and the influence of other stimuli during Ils comparent le F0 de la dernière syllabe sur chaque the protocol. In order to determine the effect of phrase et observent que 10 patients produisent un F0 dopamine, oral productions of twelve parkinsonian moins élevé comparé aux sujets de contrôle. Tandis que patients have been collected, in the OFF and ON states, les sujets normaux réalisent les productions avec un F0 and have then been compared to those of control plus élevé sur la dernière syllabe, les sujets parkinsoniens ne montrent aucune variation. 1. INTRODUCTION
2. BASE D’INFORMATIONS MÉDICALES ET DE
Selon Chevrié Muller [1], les altérations prosodiques DONNÉES DE PAROLE
des sujets parkinsoniens seraient dues à des troubles de Nous disposons d’une base de données médicale, la réalisation motrice de la parole. Et pour Darley [2], neurologique et de parole constituée en collaboration l’origine de la dysarthrie parkinsonienne s’expliquerait avec l’équipe du CIC (Centre d’investigation Clinique) par la limitation de l'exécution des mouvements de l’hôpital de Purpan dans le cadre d’un projet respiratoires et phonatoires, liée à une faiblesse de la soutenu par l’INSERM. La base de données comporte plusieurs types d’énoncés selon le protocole de Laur et Au niveau de la parole dite « normale », la prosodie se traduit par des variations d’indices acoustiques et permet une organisation linguistique de l’énoncé. La 2.1. Les Patients
dysprosodie est donc une manifestation de la dysarthrie La présente étude porte sur un corpus de parole parkinsonienne. Les manifestations de ces troubles recueilli auprès de 12 patients parkinsoniens en état prosodiques sont : une articulation appauvrie OFF et ON (cinq femmes : P1, P2, P3, P4 et P5 et sept
manifestée par une faible intensité (palilalie), un débit hommes : P6, P7, P8, P9, P10, P11et P12 ) aux degrés
de parole accéléré (tachylalie) et un bredouillement lors 2.5, 3 et 4 de l’échelle de Hoehn et de Yahr [8] et de 12 du démarrage de la production ainsi que des variations sujets de contrôle (sept femmes : S1, S2, S3, S4, S5, S6
de débit (dysfluence). La dysprosodie est souvent le et S7 et cinq hommes : S8, S9, S10, S11 et S12). Afin
premier signe de la dysarthrie parkinsonienne [2] et de rendre compte de la variabilité inter-sujets nous semble résister aux traitements médicamenteux [3]. avons comparé les productions des sujets parkinsoniens en état OFF et ON de prise médicamenteuse et les Ce n’est que dans les récents travaux de Benoît Lagrue avons comparées à celles des sujets de contrôle. et Bernard Teston [4] et [5] que ces troubles de la parole ont été étudiés au moyen d’analyse acoustique. Les patients parkinsoniens retenus sont d’origine Courbe prosodique nouvelle
française, ont entre 60 et 80 ans et présentent au plan de la perception une altération de la parole repérée par l’équipe médicale selon l’échelle de la maladie de 2.2 Le protocole
Les patients sont convoqués la veille de l’investigation. Ils interrompent leur traitement 16 heures avant la phonèmes
première passation et sont enregistrés le lendemain matin vers 8H30. A la fin de la première série Figure 1: Représentation prosodique de N1, N2, N3,
d’exercices (phonétiques), ils prennent leur traitement habituel et peuvent se reposer. Dès qu’ils sont « débloqués », c'est-à-dire dès qu’ils ont atteint la phase A partir des marques d’annotation, les valeurs ON, ils répètent exactement la même procédure. moyennes de durée, de fréquence fondamentale, des formants des phonèmes ont été calculées. Pour cela, nous avons également utilisé le logiciel Winsnoori 3. METHODOLOGIE
(Loria Babel Technologie, 2002). L’algorithme de Le schéma interrogatif correspond à une question de calcul du F0 est basé sur la méthode : Fast Fourier type syntaxique déclaratif, “Vous avez appris la Transform (FFT). Le signal est digitalisé à 22 KHz. nouvelle?”. La phrase interrogative devrait être Pour le F0 et l’énergie, nous avons utilisé un pas de marquée par une montée importante de la voix à la fin discrétisation de cinq millisecondes. Les valeurs de F0 de la phrase surtout quand la structure de la phrase est sont calculées toutes les cinq millisecondes (en utilisant de type énonciatif, comme c’est le cas dans notre étude. La forme de la pente mélodique est déterminante. Plus La gamme de variations moyennes de la fréquence l’angle se rapproche de 90°, plus la courbe est perçue fondamentale se situe aux alentours de 100 à 150 Hz comme une question, Léon [10]. Il faut souligner que pour l'homme adulte et de 140 à 240 Hz pour la femme les formes des courbes peuvent présenter de adulte. Cependant au niveau de la parole pathologique, nombreuses variantes selon les caractéristiques intra et ces moyennes peuvent varier considérablement. Nous inter individuelles du locuteur et des effets avons donc comparé les résultats de la population des phonostylistiques comme par exemple un niveau sujets femmes et celle des sujets hommes séparément d’attaque plus ou moins haut pour une question, une afin de pouvoir les interpréter au mieux. montée plus ou moins ample pour une continuation, une descente plus ou moins brusque pour une finalité. Nous présenterons donc les moyennes du F0, de l’intensité pour chacune des populations, puis détaillerons les résultats obtenus chez les sujets en état Le stimulus « vous avez appris la nouvelle ? » a donc OFF et ON ainsi que chez les sujets sains. été produit trois fois par l’ensemble des sujets femmes et hommes, ceci en début du protocole N1 (première 4. RESULTATS
production de nouvelle), au milieu du protocole : N2 et à la fin du protocole : N3. Nous avons posé l’hypothèse Pour une meilleure lisibilité des graphiques lors de la selon laquelle les valeurs de fréquence, d’intensité et de présentation des différents résultats et notamment des durée de la dernière occurrence N3 seraient plus basses moyennes, nous avons regroupé les résultats des comparées à celles de la première N1 et de la deuxième patientes parkinsoniennes en état (PF OFF), des N2. Cela traduirait selon nous un effet de fatigue. Pour patientes parkinsoniennes en état ON (PF ON) et des l’étude des différents paramètres acoustiques, et afin sujets de contrôle femmes sous le terme générique de d’observer la meilleure production entre les deux états « sujets femmes ». Le terme de « sujets hommes » des patients, nous avons procédé à deux analyses, nous prend en compte la comparaison des résultats obtenus avons tout d’abord comparé la moyenne des trois entre les productions des patients parkinsoniens en état occurrences chez tous les sujets puis avons comparé (PH OFF), des patients parkinsoniens en état ON (PH chacune de ces trois occurrences entre elles. Afin de mesurer les variations de la fréquence
fondamentale, de l’intensité et de la durée entre l’état
OFF et l’état ON, nous avons en premier lieu moyenné
les trois productions du schéma de type interrogatif
chez l’ensemble des sujets. Nous constatons ainsi que
le traitement pharmacologique améliore l’ensemble des
productions des patients P2, P4 et P5. Un seul patient
n’améliore pas l’ensemble des ces valeurs entre l’état et 55,38 dB pour la dernière. En état ON la moyenne OFF et l’état ON, il s’agit du patient P8.
est plus basse sur la dernière réalisation, 59,02 dB pour N1, 56,29 dB pour N2 et 56,27 dB pour N3. Chez les 4.1. Sujets femmes
sujets femmes, c’est la deuxième réalisation qui est produite avec une plus faible intensité 55,21 dB pour Variabilité intra-groupes : le cas du F0
N2, 57,95 dB pour N1 et 58,04 dB pour N3. La patiente P4 est la seule patiente dont les valeurs de
Comparaison des trois occurences
fréquence diminuent entre chaque occurrence alors que ces valeurs d’intensité augmentent entre ces mêmes occurrences et ce quel que soit son état. Cette patiente semble donc compenser son déficit au niveau des vibrations des cordes vocales par une élévation de l’énergie. Chez les autres patientes les valeurs d’intensité et de fréquence diminuent entre chaque occurrence en état ON. L’effet de compensation du déficit du F0 se vérifie également chez deux sujets de Sujets femmes
contrôle femme (S1 et S7).
4.2. Sujets hommes
Figure 2 : F0 sujets femmes
Variabilité intra-groupes : le cas du F0
Nous avons étudié les valeurs de N1, N2 et N3 sur l’ensemble des sujets femmes. Il ressort que N3 est la Comparaison des trois occurences
plus mauvaise réalisation sur l’ensemble des patientes en état ON (206,79, 199,35 et 196,19 Hz) et chez les sujets de contrôle femmes (205,50 Hz ; 190,01 Hz et 182,34 Hz). Chez les patientes en état ON, N1 est la En ce qui concerne le paramètre de F0, l’effet de fatigue semble donc se vérifier chez trois patientes en état ON (P1, P2 et P4), trois sujets de contrôle (S1, S5
Figure 4 : F0 sujets Hommes
et S7) et une patiente en état OFF (P4) puisque les
valeurs déclinent entre la première, la deuxième et la
troisième
La figure 3 indique que sur l’ensemble de la population augmentation entre N1 et N2 chez trois patientes en patients parkinsoniens état OFF, état ON et sujets de état OFF mais les valeurs diminuent entre N2 et N3, il contrôle, la moyenne des trois occurrences est plus homogène chez les patients en état ON. Que ce soit en s’agit de (P1, P2 et P4). Ainsi quel que soit leur état la
OFF ou en état ON la deuxième réalisation est toujours dernière réalisation est toujours la plus mauvaise chez la plus mauvaise chez les patients parkinsoniens (135, ces patientes. Mais la dopamine améliore l’ensemble 74Hz pour N1, 134, 21 Hz pour N2 et 134, 66Hz pour des trois réalisations chez P2 et P4.
N3 en OFF et 143, 54 Hz pour N1, 142, 65 Hz pour N2 Variabilité intra-groupes : le cas de l’énergie
Comparaison des trois occurences
Comparaison des trois occurences
55,01 55,57 55,38
Figure 5 : Energie Sujets Hommes
Figure 3 : Energie sujets Femmes
Variabilité intra-groupes : le cas de l’énergie
Le paramètre de l’intensité entre les trois occurrences semble plus homogène en état OFF. Avant la prise de Les valeurs d’énergie sont plus élevés sur la deuxième dopamine la moyenne de l’énergie de la première occurrence que se soit en état OFF ou ON. Nous avions occurrence est de 55,01dB, 55,57 dB pour la deuxième constaté dans le paragraphe précédent que N2 était la production la moins bien réalisé au niveau des maladie de Parkinson, Acanthe (ed)) Masson, Paris, variations du F0 sur l’ensemble des patients et ce quel que soit leur état. Cela suppose que les sujets [2] Darley, F.-L., Aronson, A.-E., Brown, J.-R. parkinsoniens hommes compenseraient leur déficit du Differential diagnostic patterns of dysarthria. F0 par une élévation de l’énergie sur la deuxième Journal of Speech and Hearing Research, 12, pp.
5. CONCLUSION
[3] Shea, B., Drummond, S., Metzer, W., et Kreuger, K. Effect of Selegiline on speech performance in Les résultats obtenus sur le stimulus « vous avez appris Parkinson’s disease. Folia Phoniatrica, 45, 40-46,
la nouvelle ? » nous permettent de vérifier plus précisément les deux principales hypothèses relatives à ce stimulus à savoir le respect ou non du schéma [4] Teston, B. Evaluation acoustique des dysarthries : mélodique de base (réalisation ascendante en finale de méthodes acoustiques et aérodynamiques, in Auzou, production et ce sur l’ensemble des trois occurrences) P., Ozcancack, C., Brun, V., (Eds.), Les dysarthries, par l’ensemble des patients et des sujets et (Problèmes en médecine de rééducation, 41), l’observation ou non d’un effet de fatigue sur la troisième occurrence. Nous avons ainsi noté que [5] Lagrue, B., Mignard, P., Viallet, F., Gantcheva, R., l’ensemble de la population (hommes et femmes) ne Voice in Parkinson disease: A study of pitch, tonal présentaient pas de difficulté à réaliser un schéma de range and fundamental frequency variations, ICPhs San Fransisco, Vol. 9, pp. 1811-1814, 1999. Nous avions également posé l’hypothèse que la [6] Gentil, M., Pollack, P., Perret, J., La dysarthrie troisième réalisation serait la plus mauvaise tant au parkinsonienne, Revue Neurologique, 151, n° 2, pp. niveau des valeurs du F0 que celles de l’énergie de l’énergie, traduisant un certain effet de fatigue. [7] Le Dorze, G., Ryalls, J., Brassard, C., Boulanger, En ce qui concerne le paramètre de fréquence N., et Ratte, D. A comparison of the prosodic fondamentale et en état OFF nous observons cet effet characteristics of the speech of people with de fatigue chez les patients P4, P8 et P11 entre la
Parkinson’s disease and Friedrich’s ataxia with première, la deuxième et la troisième réalisation. En neurologically normal speakers. Folia Phoniatrica et état ON, ce phénomène apparaît chez P8.
Logopaedica, 50, 1-9, 1998.
Les valeurs d’énergie quant à elles diminuent entre N1, [8] Laur, D., Vigouroux, N., Nespoulous, J. L : Les N2 et N3 chez P2, P5 en état OFF et chez P1, P2 et P3
altérations de la parole dans la maladie de Parkinson en état ON. Nous avons également remarqué sur ce : bilan et perspectives de recherche, dans Cahiers du stimulus, un effet de compensation du déficit des Centre Interdisciplinaire des Sciences du Langage vibrations des cordes vocales par une élévation des n° 11, 1995-1996, Université Toulouse-Le Mirail, valeurs de l’énergie. En effet, alors que les valeurs de fréquence déclinent entre chaque occurrence les valeurs d’énergie augmentent. Nous avons observé ce [9] Hoehn, M.-M., Yahr, M.-D. Parkinsonism: onset phénomène chez les patients P4 et P11 en état OFF et
progression and mortality, Neurology, 17, 472-442,
chez P7, P8 et P9 en état ON. Ceci s’observe
également chez les sujets de contrôle S1, S7, S8 et S9.
[10] Leon PR., Phonétisme et prononciation du français, Un troisième niveau d’étude concerne le paramètre de durée. Nous avons initié une analyse de la durée de la En effet, nous formulons également l’hypothèse selon laquelle la dopamine pourrait avoir, un effet sur le débit ou la vitesse d’articulation des productions des sujets. De plus, nous pensons que l’augmentation ou le ralentissement du débit serait donc tout comme l’intensité une stratégie consciente ou non mise en œuvre par le patient pour compenser le déficit en termes de vibration des cordes vocales. BIBLIOGRAPHIE
[1] Chevrie Muller C., Intervention rééducative sur la voix et la parole dans la maladie de Parkinson, in La

Source: http://jep2006.irisa.fr/openconf/author/final/final-152.pdf