Analysis of tungue motion using tagged CINE-MRI

Abstract

MANYETİK İŞARETLENMİŞ CINE-MRG KULLANILARAK DİL HAREKETLERİNİN ANALİZİ ÖZET Bu çalışmanın amacı konuşma sırasında dilin hareketim ve dil kaslarının kasılmalarını inceleyebilmektir. Görüntüler, `şa`, `ga`, `ta`, ve `ba` hecelerinin söylenişi sırasında gerçek zamanlı Cine Manyetik Rezonans Görüntüleme tekniği kullanılarak elde edilmiştir. Dilin herhangi bir yerindeki bir noktanın takip edilmesine olanak sağlayan dört- boyutlu parametrik alan hareketi analizi kullanılmıştır. Hecelerin söylenişi sırasında dil hareketinin analizi için dilin yüzeyindeki ve içindeki noktalar, B-spline parametrik alan hareketi tekniği ile birlikte kullanılmıştır. Bu çalışmada, konuşma sırasında dilin üç-boyutlu daralma/genişleme ve yüzey noktalarının iki-boyutlu yerdeğiştirme analizleri sunulmuştur. Yapay bir dil modeli oluşturmak için dilin yüzey noktalarından elde edilen bilginin yeterli olmadığı, ancak iç noktalarının böylesi bir model oluşturmaya ve dil hareketinin daralma-genişleme analizini yapmaya olanak sağladığı gösterilmiştir. Farklı heceler ve her hecenin farklı tekrarlamaları için dilde daralma-genişleme örüntüleri karşılaştınlmıştır. Bu araştırmanın uzun vadedeki amacı, normal ve anormal konuşma örüntüleri sırasında dilin iç kaslarının hareketi hakkında önemli bilgiler sunmak ve bu kaslar ile dilin şekli arasındaki kompleks ilişkiyi aydınlatmaktır. Anahtar Sözcükler: Dil hareketi, konuşma analizi, dört-boyutlu B-spline'lar, manyetik işaretlenmiş MRG

IV ANALYSIS OF TONGUE MOTION USING TAGGED CINE-MRI ABSTRACT The motivation of this study is to observe the motion characteristics of the tongue muscles during speech. Real-time Cine MRI (16 frames/s) with tagging has been used for imaging during the utterance of four short syllables, `sha`, `gha`, `ta` and `ba.` Four- dimensional parametric motion field analysis has been used which allows point tracking everywhere on the tongue. Both surface and internal points of the tongue were used to achieve the analysis of tongue motion during the utterance of four syllables with a B- spline parametric motion field technique. In this study, two-dimensional displacement analysis of the surface points and three-dimensional compression/expansion analysis of the tongue was presented. It was shown that the surface points do not provide enough information for the reconstruction of the model of the tongue, whereas the internal points enable us to reconstruct the model and achieve an extension analysis for the tongue motion. Patterns of expansion and compression have been compared for different syllables and various repetitions of each syllable. The long-term objective of this research is to provide important information about the motion of the internal tongue muscles and shed light on the intricate relationship between these muscles and the final shape of the tongue during regular and abnormal speech patterns. Keywords: tongue motion, speech analysis, 4D B-splines, tagged MRI