Análise da freqüência fundamental, jitter, shimmer e intensidade vocal em crianças com transtorno fonológico

Resumos

Phonological Disorder is a disturbance of primary manifestation of undefined causes that makes speech become unintelligible. The analysis of vocal parameters becomes important in the process of diagnosis of this disorder, since voice disorders could interfere in the production of speech sounds. AIM: The objective of this study was to verify vocal characteristics related to the intensity and fundamental frequency -F0- and their disturbance indexes - jitter and shimmer - in children with phonological disorders. STUDY DESIGN: clinical prospective with transversal cohort. MATERIAL AND METHOD: There were 40 children, 20 of them with phonological disorders and 20 with no speech and language disturbances. Phonological exams with the ABFW infantile language test and spontaneous speech were applied. The Computer Speech Lab was used to record and perform acoustic analyses of the vowels /a/, /e/, /i/, through the vocal parameters: fundamental frequency, intensity, jitter and shimmer. RESULTS: F0 - vowel /e/ was smaller, on average, in the Phonological Disorder Group and it was 126 Hz in the Control Group. To shimmer and jitter there was no evidence that the means of the Phonological Disorder Group were different from the ones of the Control Group (p= 0.191, p=0.865, respectively). As for intensity, there was evidence that the average did not differ in the Phonological Disorder Group and the Control Group (p= 0.002). CONCLUSION: The frequency of the vowel /e/ was smaller in the Phonological Disorder Group. There was difference between the two groups regarding the means of intensity of vowels /a/, /e/ and /i/, smaller in the Phonological Disorder Group. No differences between the groups were found regarding the averages of jitter and shimmer.

language development disorders; speech acoustics; diagnosis

ARTIGO ORIGINAL

Análise da freqüência fundamental, jitter, shimmer e intensidade vocal em crianças com transtorno fonológico

Haydée F. Wertzner^I; Solange Schreiber^II; Luciana Amaro^III

^IProfa. Livre Docente do Curso de Fonoaudiologia da USP, Coordenadora do Laboratório de Investigação Fonoaudiológica em Fonologia

^IIFonoaudióloga

^IIIFonoaudióloga. Mestranda pela Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Sociais da Universidade de São Paulo

RESUMO

O transtorno fonológico é uma alteração de manifestação primária de causa indefinida que torna a fala ininteligível. A análise de parâmetros vocais torna-se importante no processo do diagnóstico deste transtorno, pois distúrbios de voz poderiam interferir na produção dos sons da fala.

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi verificar as características vocais relacionadas à intensidade e freqüência fundamental - F₀ - e seus índices de perturbação - jitter e shimmer - em crianças com transtorno fonológico.

FORMA DE ESTUDO: clínico prospectivo com coorte transversal.

MATERIAL E MÉTODO: Foram sujeitos 40 crianças distribuídas em dois grupos: 20 com transtorno fonológico e 20 sem alteração de fala e linguagem. Foram aplicadas provas de fonologia do Teste de Linguagem Infantil ABFW e de fala espontânea. Utilizou-se o Computer Speech Lab, para gravação e análise acústica das vogais /a/, /e/, /i/, por meio dos parâmetros vocais: freqüência fundamental, intensidade, jitter e shimmer.

RESULTADOS: F₀ - vogal /e/ é menor, em média, para o Grupo com Transtorno Fonológico (126Hz) e 237Hz no Grupo Controle. Para o shimmer e jitter não há evidência de que as médias do Grupo com Transtorno Fonológico sejam diferentes das do Grupo Controle (p= 0,191, p=0,865 respectivamente). Quanto à intensidade, há evidência de que a média diferencia os dois grupos (p= 0,002).

CONCLUSÃO: A freqüência da vogal /e/ é menor no Grupo com Transtorno Fonológico. Existe diferença entre grupos para as médias da intensidade das vogais /a/, /e/ e /i/, sendo estas menores no Grupo com Transtorno Fonológico. Não foram encontradas diferenças entre grupos para as médias do jitter e do shimmer.

Palavras-chave: transtorno do desenvolvimento de linguagem, acústica da fala, diagnóstico.

INTRODUÇÃO

O transtorno fonológico é uma alteração de manifestação primária de causa indefinida¹, podendo tornar a fala ininteligível a ponto de causar ambigüidade da mensagem.

De acordo com um levantamento realizado com crianças falantes do português brasileiro por Andrade et al.², cerca de 54% das crianças que deram entrada no setor de fonoaudiologia no Centro de Saúde Escola Samuel Barnsley Pessoa eram portadores de alterações fonológicas e/ou fonéticas. Gierut³ apontou que o transtorno fonológico afeta aproximadamente 10% da população de crianças americanas em idade pré-escolar e escolar, sendo suficientemente severo para requerer intervenção clínica em 80% dos casos.

A literatura aponta que o domínio do sistema fonológico por uma criança envolve o desenvolvimento da percepção e produção do seu inventário fonético, bem como das regras fonológicas. As regras fonológicas correspondem às regularidades que ocorrem na Fonologia de uma língua⁴.

As simplificações sistemáticas das regras fonológicas que afetam uma classe ou seqüências de sons recebem o nome de processos fonológicos. Os processos fonológicos são esperados dentro do desenvolvimento típico, no entanto, à medida que a criança cresce e se desenvolve, deixa de usá-los e adquire as regras do adulto⁵.

Nas crianças com desenvolvimento típico, os processos fonológicos são suprimidos naturalmente, enquanto que em crianças com transtorno fonológico torna-se necessária a intervenção clínica. Para tanto, uma avaliação bem estruturada, com seleção e administração de testes apropriados torna-se imprescindível⁶.

Com esses procedimentos, os pesquisadores pretendem entender melhor as características do transtorno fonológico considerado de causa desconhecida, de forma a se poder classificar possíveis subtipos. Seguindo essa linha, Shriberg e Kwiatkowski^7-9 identificaram alguns fatores etiológicos para o transtorno fonológico, que possibilitaram a divisão em quatro subtipos: origem desconhecida, otite média, apraxia de desenvolvimento da fala (DAS) e envolvimento psicossocial.

Em 1999, Shriberg¹⁰ propôs uma nova classificação, sugerindo a existência de cinco subgrupos com etiologias diferentes: atraso de fala de origem genética, atraso de fala com otite média efusiva de repetição, atraso de fala acompanhada de DAS, atraso de fala com implicação do desenvolvimento psicossocial e, finalmente, tem-se o tipo com erros residuais com história de distorções.

Fatores relacionados à avaliação para o diagnóstico funcional

Na medida em que o transtorno fonológico é bastante ocorrente na população pré-escolar e escolar e pode apresentar várias causas, as pesquisas buscam descrições mais específicas dos sintomas lingüísticos segmentais e supra-segmentais com o intento de relacioná-los como características específicas de cada causa correlata do distúrbio. De acordo com Lowe¹¹, os traços segmentais referem-se às vogais e consoantes que se combinam para formar as sílabas, palavras e sentenças, enquanto os traços supra-segmentais ou prosódicos são os elementos que constituem o ritmo de uma determinada língua ou enunciado.

Para tanto na avaliação fonoaudiológica do transtorno fonológico, além da análise fonológica, deve-se fazer um levantamento das capacidades cognitivas, lingüísticas, neuromotoras, das estruturas e funções orais, da audição, fluência, voz e dos aspectos supra-segmentais da fala^7,12. Destaca-se que o processo do diagnóstico funcional explora a busca por fatores etiológicos e procura separar subtipos de transtorno fonológico, o que é importante para a intervenção clínica mais precisa.

Aspectos relacionados à qualidade vocal

Os aspectos segmentais e supra-segmentais relacionados à produção dos sons são observados na fala. A fala, por ser exclusiva a cada indivíduo, torna-se moldável às particularidades do falante. Desta forma, cada pessoa pode usar variações de velocidade, altura ou intensidade em seu discurso. Segundo Peña-Brooks e Hedge¹³, a queda e elevação da altura são essenciais para dar melodia à frase. A tonicidade, relacionada a uma combinação de intensidade aumentada, maior duração e freqüência mais alta nas sílabas das frases, enfatizam certas partes dos enunciados, garantindo ritmo na linguagem falada.

Características prosódicas anormais têm sido descritas na literatura como um dos traços da apraxia de desenvolvimento da fala^9,14,15. Como apontou Shriberg¹⁰, o quadro de apraxia de desenvolvimento da fala seria um dos subtipos do transtorno fonológico. Dessa forma, a avaliação da prosódia pode contribuir para a identificação desse quadro.

Shriberg et al.¹⁶ apresentaram um procedimento perceptivo (PVSP - Prosody-Voice Screening Profile) para avaliar a prosódia e voz na fala espontânea. Estes autores consideraram fundamentais, para a avaliação das características vocais de crianças com transtorno fonológico, o levantamento de aspectos como pitch, loudness e qualidade vocal.

Os estudos dos aspectos prosódicos da fala podem ser realizados por meio de medidas de variação da freqüência fundamental (F₀), duração de sílabas, palavras e outras unidades e intensidade¹⁷.

Segundo Behlau e Pontes¹⁸, a intensidade vocal está ligada diretamente à pressão subglótica da coluna aérea. A pressão subglótica, por sua vez, depende de fatores como amplitude de vibração e tensão das pregas vocais, mais especificamente da resistência glótica.

As variações da intensidade, no entanto, são também dependentes da freqüência¹⁹. Para Behlau e Pontes¹⁸, vozes agudas tendem a ser mais intensas, pois o aumento da tonicidade laríngea gera maior resistência glótica e, conseqüentemente, maior intensidade.

A análise de parâmetros vocais torna-se importante no processo do diagnóstico do transtorno fonológico, uma vez que distúrbios de voz e de articulação comumente coexistem²⁰ sendo que o primeiro pode levar a dificuldades de produção de sons no segundo.

A voz pode ser avaliada de forma subjetiva (avaliação percetivo-auditiva) e/ou objetivamente com auxílio de equipamentos de análise acústica. Segundo Gurgueira²¹ a análise acústica permite determinar o número, a freqüência e a amplitude (intensidade) das vibrações que constituem um som complexo.

Os parâmetros vocais acústicos de maior importância para uso clínico são as medidas de ruído, perfil de extensão vocal, espectrografia acústica e a freqüência fundamental e seus índices de perturbação - jitter e shimmer²².

De acordo com Behlau et al.²² a freqüência fundamental é determinada fisiologicamente pelo número de ciclos que as pregas vocais fazem em um segundo, sendo o resultado natural do comprimento dessas estruturas.

O jitter e o shimmer representam as variações que ocorrem na freqüência fundamental. Enquanto o jitter indica a variabilidade ou perturbação da freqüência fundamental, o shimmer refere-se a essa mesma perturbação, mas relacionada à amplitude da onda sonora, ou intensidade da emissão vocal. O jitter altera-se principalmente com a falta de controle de vibração de pregas vocais e o shimmer com a redução da resistência glótica e lesões de massa nas pregas vocais, estando correlacionada com a presença de ruído à emissão e com a soprosidade²².

Alguns estudos foram desenvolvidos visando comparar perceptivamente e acusticamente vozes de crianças com e sem alterações de comunicação, como Shriberg e Kwiatkowski⁹ que usaram um procedimento perceptivo (PVSP - Prosody-Voice Screening Profile) para comparar um grupo de 64 crianças entre 3:0 e 6:0 anos com transtorno fonológico, cujos erros de fala eram severos o suficiente para interferir na inteligibilidade e um grupo de 71 crianças com idade entre 3:0 e 5:0 anos com desenvolvimento de fala normal pesquisados por Miller²⁷. Os dois grupos apresentaram resultados similares na velocidade de fala, pitch e ressonância. No entanto, 17,8% das crianças com transtornos fonológicos versus 1,4% das normais foram classificadas como tendo envolvimento perceptível e discutível em tonicidade; 30,7% versus 2,8% em loudness; e 48,8% versus 23,8% em aspectos de qualidade vocal laríngea.

Há pouca pesquisa sobre a aquisição supra-segmental e as relações entre parâmetros vocais e o transtorno fonológico em crianças. Estudos nessa área são de grande importância para permitir avanços na busca por uma etiologia e assegurar uma intervenção mais efetiva e identificação precoce do distúrbio.

Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo estudar as características vocais relacionadas à intensidade e freqüência fundamental e seus índices de perturbação - jitter e shimmer - em crianças com transtorno fonológico.

MATERIAL E MÉTODO

A presente pesquisa foi aprovada pela Comissão de Ética e Pesquisa do HC-FMUSP (nº 00/09220-3) e financiada pela FAPESP (processo nº 02/03102-4). Todos os responsáveis assinaram o Termo de Consentimento Pós-Informação.

Foram sujeitos dessa pesquisa 40 crianças, com idades entre 4;0 e 10;2 anos, de ambos os sexos, residentes na cidade de São Paulo.

O grupo com transtorno fonológico (GTF) foi formado por 20 sujeitos, sendo 9 do sexo feminino e 11 do sexo masculino, atendidos no Laboratório de Investigação Fonoaudiológica em Fonologia (LIF Fonologia), do Departamento de Fisioterapia, Fonoaudiologia e Terapia Ocupacional da FMUSP. Os sujeitos deste grupo foram selecionados após passarem pelo processo de diagnóstico, constituído pelas provas do teste de linguagem infantil ABFW²⁸, prova de fala espontânea, sistema miofuncional oral, consciência fonológica e avaliação audiológica.

O grupo controle (GC) foi composto por 20 sujeitos sem alteração de fala e linguagem, oriundos de escolas da região do Butantã, sendo 9 do sexo feminino e 11 do sexo masculino. Para sua seleção foi aplicado junto aos pais um questionário com o objetivo de verificar se havia queixas de alteração de fala e linguagem. Em seguida, foram aplicadas as provas de fonologia do teste de linguagem infantil ABFW²⁹ e a prova de fala espontânea. Dessa forma, para ser incluído no GC, o sujeito deveria apresentar desempenho fonológico adequado para a idade e não ter queixas relativas ao desenvolvimento da linguagem.

Todas as provas foram gravadas em Digital Áudio Tape (DAT Foster D-S Digital Master Record) e filmadas na filmadora digital (Sony CCD-TRV66).

Para a análise acústica dos parâmetros pesquisados - freqüência fundamental (F₀), jitter, shimmer e intensidade - foi utilizado o Computer Speech Lab (CSL), fabricado pela Kay Elemetrics - modelo 4300B, e o microfone unidirecional da marca Shure, modelo SM-58.

Procedimentos

A análise da F₀ (Hz), jitter (%), shimmer (dB) e intensidade (dbNA) foi realizada a partir da obtenção da emissão isolada e sustentada das vogais /a/, /e/, e /i/. Para tanto, os sujeitos permaneceram sentados e foram orientados a emitir as vogais em uma intensidade e altura confortáveis, com o microfone a uma distância de 10cm da boca. Cada uma das vogais foi emitida três vezes, sendo gravadas diretamente no Computerized Speech Lab (CSL).

Visando neutralizar os efeitos de ataques vocais, o início da gravação de cada vogal foi desprezado. As amostras sofreram cortes de forma a apresentarem o mesmo tempo de duração em todos os sujeitos, sendo este igual a 2 segundos.

Cada uma das três emissões sustentadas de cada vogal foi analisada individualmente para cada um dos parâmetros pesquisados. O valor final das medidas de cada uma das vogais é uma média daquele obtido a partir da análise de cada uma das vogais separadamente.

Terminada a coleta de dados, foi ajustado no computador o comando de taxa de amostragem de captura (sampling rate) para 10.000 Hz.

A obtenção dos valores de Fo, jitter e shimmer, das amostras de cada vogal ocorreram por meio dos comandos do CSL. O cálculo da intensidade também ocorreu no CSL, que forneceu a intensidade em três momentos - início da emissão (0 segundos), metade da emissão (1 segundo) e final da emissão (2 segundos). O valor final da intensidade obtido foi uma média dos valores iniciais, mediais e finais de cada vogal.

RESULTADOS

A análise descritiva demonstrou que a Fo das vogais /a/ e /i/ são, em média, similares em ambos os grupos, enquanto que a Fo da vogal /e/ é menor, em média, para o GTF (237 Hz no GC e 126 Hz no GTF). O jitter de todas as vogais apresentou distribuição parecida para ambos os grupos. Em relação ao shimmer, apenas a vogal /e/ foi maior, em relação à mediana, no GTF (0,339 dB no GC e 0,486 dB no GTF).

No que se refere à intensidade, observou-se que as vogais /a/, /e/ e /i/ apresentaram valores menores, em relação à mediana, no GTF. Os resultados podem ser melhor visualizados nas Tabelas 1 e 2.

Para a realização da análise inferencial da Fo foi utilizado o teste não-paramétrico de Mann-Whitney. Pela Tabela 3, a um nível de significância de 5%, conclui-se que apenas a freqüência fundamental da vogal /e/ diferencia o GTF do GC. A Figura 1 é o "Boxplot" relativo à comparação entre o GC e o GTF quanto à variável Fo.

Para comparação das médias do shimmer e do jitter utilizou-se a técnica da Análise de Variância com dois fatores fixos e medidas repetidas em um fator após a transformação da variável resposta segundo Box-Cox. Para o shimmer, a um nível de significância de 5%, conclui-se que não há evidência de que as médias do GTF sejam diferentes do GC (p= 0,191). Para o jitter, o teste também não mostrou diferenças entre o GC e o GTF (p= 0,865). As Figuras 2 e 3 referem-se aos Boxplots que fez a comparação entre o GC e o GTF quanto às variáveis shimmer e jitter.

Finalmente, para a intensidade, utilizou-se a técnica de Análise de Variância com dois fatores fixos e medidas repetidas em um fator. A um nível de significância de 5%, verificou-se que há evidência de que a média da intensidade diferencia o GTF do GC (p= 0,002). A Figura 4 indica os Boxplots que compara o GC e o GTF em relação à intensidade.

DISCUSSÃO

Os resultados encontrados nesta pesquisa mostram que tanto as crianças do GC como do GTF apresentaram valores de F₀ semelhantes a outros estudos. Assim, os valores médios de F₀ para a vogal /a/ esteve entre 243 e 246 Hz e para a vogal /i/ entre 229 e 228 Hz, valores próximos aos encontrados por Hasek et al.²³ no qual os valores médios de freqüência fundamental encontrados para o sexo masculino com 5 anos foram de 247,5 Hz, 6 anos de 262,5 Hz, 7 anos de 234,2 Hz, 8 anos de 235,6 Hz, 9 anos de 230,4 Hz e 10 anos de 228,9 Hz. Para o sexo feminino os seguintes valores foram encontrados para 5 anos de 257,7 Hz, 6 anos de 254,3 Hz, 7 anos de 261,7 Hz, 8 anos de 264 Hz, 9 anos de 246,7 Hz e 10 anos de 253,7 Hz. Os resultados encontrados por Navas²⁴ indicaram valores médios compreendidos entre 298,1 e 290,9 Hz para o sexo masculino e 299,8 e 290,9 Hz para o sexo feminino. Behlau²⁶ observou que o valor de F₀ para crianças entre 8 e 11 anos foi de 236 hz e Awan e Mueller²⁵ verificaram, na fala espontânea, 243 Hz para os sujeitos de sexo feminino e 240 Hz para os de sexo masculino.

Apenas a vogal /e/ foi capaz de diferenciar os dois grupos, (no GC o valor médio encontrado foi de 237 Hz, enquanto que no GTF esse valor foi 126 Hz), sendo que este fato pode estar relacionado à própria configuração do trato vocal implicada na produção deste som. As diferenças de trato vocal podem ser decorrentes dos movimentos adaptados pelas crianças com transtorno fonológico para efetivar as suas produções. É interessante ressaltar que esse achado deve ser mais bem investigado para a verificação da possibilidade de ser usado como um diferencial entre crianças com esse transtorno.

Embora não se constatem diferenças significantes entre o GC e o GTF para o jitter e shimmer, os valores encontrados estão abaixo de outro estudo com crianças brasileiras realizado por Behlau²⁶, onde o jitter foi 2,3% e o shimmer 2,5 dB. Esse fato pode ter sofrido influência da utilização de equipamentos diferentes para a análise acústica.

Quanto à intensidade, foram observadas diferenças significantes entre os dois grupos, sendo que o GTF apresentou intensidades médias mais baixas do que o GC. Esse achado pode estar relacionado aos aspectos psicossociais que interferem na comunicação das crianças com transtorno fonológico.

É importante ressaltar que foi difícil comparar nossos dados acústicos com achados de outros estudos, uma vez que esses trabalhos enfocam adultos ou crianças com alterações e distúrbios da comunicação distintos e não transtorno fonológico. Ainda, a variedade de metodologias e equipamentos para a análise acústica utilizados nestes trabalhos limita as possíveis comparações entre estudos.

No entanto, os resultados encontrados no presente trabalho apontam para o fato de que crianças com transtorno fonológico quando comparadas às crianças sem o distúrbio não apresentam qualquer alteração que afetam as pregas vocais, quer seja na atividade muscular e neural envolvida à fonação, quer seja lesões que possam causar um aumento na aperiodicidade de vibração das pregas vocais, que se reflete em valores aumentados de jitter. Quanto ao shimmer, o estudo também indicou que características como redução da resistência glótica, lesões de massa nas pregas vocais e maior ruído à emissão, fatores que podem levar a alteração nos valores do shimmer, não foram encontrados.

CONCLUSÃO

O estudo realizado apontou na comparação entre o GC e o GTF que a F₀ da vogal /e/ é menor do que a das outras vogais no GTF, enquanto que no GC todas as vogais possuem números de F₀ muito próximos. Outra diferença detectada entre os grupos foi para as médias da intensidade das vogais /a/, /e/ e /i/, sendo estas menores no GTF.

Não foram encontradas diferenças entre grupos para as médias do jitter e do shimmer das vogais. No efeito vogal, observou-se que a média do jitter da vogal /i/ é menor do que das vogais /a/, e /e/, e que a média do shimmer da vogal /a/ é maior do que das vogais /e/ e /i/.

Dessa forma, a Fo da vogal /e/ e a intensidade foram medidas acústicas que permitiram a diferenciação entre os grupos, merecendo mais estudos. Como aponta Shriberg^8,10,14, essas características podem ser utilizadas para complementar o diagnóstico do transtorno fonológico e precisam ainda ser mais pesquisadas.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos à Fapesp por ter financiado esta pesquisa.

Artigo recebido em 20 de maio de 2004. Artigo aceito em 24 de setembro de 2004.

Financiamento: Fapesp, processos nº 00/09220-3; 02/03102-4; 03/00159-8.

Instituição: Curso de Fonoaudiologia do Departamento de Fisioterapia, Fonoaudiologia e Terapia Ocupacional da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo.

Autor Responsável: Haydée F. Wertzner Av.: Angélica, 566, apto 61 Santa Cecília CEP: 01228-000 São Paulo - SP, tel; (11) 3825 9311; e-mail: [e-mail]; fax [phone]

Congresso: Trabalho apresentado no V Congresso Internacional, XI Congresso Brasileiro e I Encontro Cearense de Fonoaudiologia, 2003. Trabalho Científico Premiado - Fortaleza 2003.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  24 Mar 2006
• Data do Fascículo
  Out 2005

Histórico

• Revisado
  24 Set 2004
• Recebido
  20 Maio 2004