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Vorrichtung zur Verwendung bei der Sprachtherapie
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Sprachtherapie.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Sprachtherapie unter Verwendung des
aus der Nase der betreffenden Person beim Sprechen ausgestoßenen Luftstromes.
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Es sind verschiedene Verfahren zum Heilen von Sprachfehlern bekannt.
Es besteht aber ein Bedarf danach, Sprachtherapeuten mit technologischen Hilfen
zu versehen, die die Diagnose und Therapie unterstützen. Die Messung des aus der
Nase ausgestoßenen Luftstromes ist an sich bekannt, beispielsweise durch die britische
Patentschrift 1215904, sowie bei der Behandlung von Patienten mit Gaumenspalten.
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Erfindungsgemäß wird ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung
zur Sprachtheratie unter Verwendung der Messung des beim Sprechen aus der tasse
ausgestoßenen Luftstromes entficEelt, wobei Aufzeichnungen der Sprache und der gleichzeitig
sich ergebenden Änderungen dieses Luftstrom es hergestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterstützung bei der Sprachtherapie
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sprache hörbar aufgezeichnet wird, und daß And.ertzgen
der Sprache über der Zeit im wesentlicoen dauerhaft graphisch wiedergegeben werden.
Außerdem wirc aer nasale Luftstrom nachgewiesen, der gleichzeitig mit der Sprache
erzeugt wird. Aus diesem nasalen Luftstrom wird ebenfalls eine im wesentlichen dauerhafte
graphische Wiedergabe der Änderungen des nasalen Luftstromes bezüglich der eit hergestellt,
wobei die beiden graphischen Aufzeichnungen eine visuelle Anzeige für den nasalen
Luftstrom bieten, der gleichzeitig mit der Sprache erfolgte. Die Aufzeichnung Liefert
außerdem eine hörbare Aufzeichnung ftir die gesprochene Sprache.
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Die graphischen Aufzeichnungen werden vorzugsweise als Wiedergabe
von einem oder mehreren Datenschreibern hergestellt.
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Die änderungen des nasalen Luftstromes werden vorzugsweise von einer
Vorrichtung nachgewiesen, die ein frequenzmoduliertes elektrisches Signal erzeugt,
deren Frequenz sich mit Änderungen des nasalen Luftstromes ändert. Das variabele
Frequenzsignal wird reproduzierbar in dem selben Medium wie die Sprache aufgezeichnet.
Vorzugsweise werden die Signale des nasalen Luftstromes und der Sprache auf getrennten
Spuren eines Magnet-Tonbandgerätes aufgezeichnet. Die aufgezeichneten Signale können
dann verwendet werden, um die graphischen Aufzeichnungen herzustellen, beispielsweise
indem die reproduzierten, frequenzmodulierten hasalen Luftstromsignale in analoge
Signale umgewandelt werden, sodaß analoge Aufzeichnungen beziehungsweise Wiedergaben
aus den umgewandelten Signalen hergest.e lt werden können.
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Bei einem anderen Aspekt der erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sprache nachgewiesen wird, woraus eine hörbare
Aufzeichnung der Sprache hergestellt lfirQ. Gleichzeitig damit wird der nasale Luftstrom
der Person von einer Vorrichtung nachgewiesen, die ein frequenzmoduliertes Signal
erzeugt, deren Frequenz sich mit Änderungen im nasalen Luftstrom ändert.
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das variaDele Frequenzslgnal des nasalen Luftstromes wird reproduzierbar
in demselben Medium aufgezeichnet wie die Sprache.
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Bei einem dritten Aspekt der erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die geschriebenen reproduzierbaren Aufzeichnungen
des vorstehenden Absatzes verwendet werden, um daraus im wesentlichen
dauerhafte
graphische Aufzeichnungen der gleichzeitig erfolgenden Änderung der Sprache und
des nasalen Luftstromes bezüglich der Zeit zu erzeugen.
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Bei--einem vierten Aspekt der Erfindung sind reproduzierbare Aufzeichnungen
vorgesehen, die die gleichzeitig erfolgenden Änderungen des nasalen Luftstromes
und der Sprache über der Zeit wiedergeben.
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Bei einem fünften Aspekt der Erfindung sind hörbare Aufzeichnungen
der Sprache und im wesentlichen dauerhafte graphische Aufzeichnungen der Änderungen
der hörbar reproduzierbaren aufgezeichneten Sprache und der gleichzeitigen Änderungen
des- nasalen Luftstromes über der Zeit vorgesehen.
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Bei einem sechsten Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung für eines
der erwähnten Verfahren vorgesehen.
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Es wurde bereits erwähnt, daß das Nachweisgeräte für den nasalen Luftstrom
an sich bekannt sind. bei der Erfindung vorliegende Nachweisgerät mißt quantitativ
die Dauer und den Betrag an Luft, der aus der Nase bei verbundenem Sprechen oder
beim Sprechen einzelner wörter ausgestoßen wird. Der nasale Luftstrom kann dadurch
gemessen werden, daß eine herkömmliche Gummimaske eines Anästhetisten iiber die
Nase der Person gelegt wird. Am Ausgang der Maske ist ein Heißleiterkügelchen in
einem Rohr vorgesenen, durch das die von der Nase eingesogene und ausgestoßene Luft
ungedrosselt strömt.
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Die Strömungsrate wird von dem geeichten Kügelchen gemessen.
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Die Daten von der elektrischen Schaltung des Kügelchens werden einer
anderen Schaltung zugeleitet, die die Spannung in Frequenz umwandelt, sodaß die
langsamen Änderungen in der Luftgeschwindigkeit auf einem Kanal eines Stereo-Tonbandgeräts
aufgezeichnet
werden können. kiese Aufzeichnung erfolgt beim Sprechen, beispielsweise beim Sprechen
einer Liste mit Wörtern oder beim Sprechen von Sätzen. Gleichzeitig mit dem Aufzeichnen
des Luftstromes wird die Sprache auf dem anderen Kanal des Tonbandgeräts unter Verwendung
eines herkömmlichen Mikrophons aufgezeichnet. Die Sprachsignale liegen schon frecuenzmoduliert
vor, sodaß die beiden Kanäle des Tonbandgeräts Aufzeichnungen von im wesentlichen
der selben Art tragen, obgleich die Frequenz des nasalen Luftstromes nicht notwendigerweise
im Hörbereich liegt.
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Das Tonband mit den Aufzeichnungen kann aufbewahrt werden und wird
bei Bedarf abgehört beziehungsweise verwendet.
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Die Spuren brauchen also nicht gleichzeitig mit den Aufzeichnungen
des nasalen Luftstromes gemacht zu werden, sodaß die Aufzeichnungen an mehreren
Stellen unter Verwendung herkömmlicher Tonbandgeräte hergestellt werden können.
Sie können anschlie(3end mit einer einzigen maschine an ein und derselben Stelle
weiterverarbeitet werden. Diese Weiterverarbeitung schließt das Reproduzieren der
beiden Signale an einem geeigneten Wiedergabegerät mit zwei Kanälen ein.
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Weil herkömmliche Aufzeichnungsgeräte mit Schreibstiften zur Erzeugung
einer Frequenzmodulation üblicherweise nicht geeignet sind, so ist es ge&nscht,
sofern solche Aufzeichnungsgeräte -verwendet werden sollen, wenn das Signal des
nasalen Luftstromes in analoge Form umgewandelt wird, sodaß der Schreibstift dem
Signa folgen kann. Dies erfolgt vorzugsweise derart, daß dos Signal mit der variabelen
Frequenz" welches vom Tonband reproduziert ist, in ein Signal mit variabeler Spannung
umgewandelt wird, und zwar über einen Frequenz-Spannungs-Wandler. Das Sprachsignal
hat eine Amplitudenmodulation, sodaß die Komponente der variabelen Amplitude als
Grundlage zur Betätigung des Aufzeichnungsgeräts mit Registrierstreifen verwendet
werden kann. Die beiden Signale können in digitale Form umgewandelt werden,
und
zwar in einer herkömmlichen Speichereinheit. Die digitalen Daten werden dann langsam
in analoge Form zurückgewandelt, um die jeweiligen Schreibstifte zu aktivieren und
um zwei gleichzeitige Spuren auf einem Registrierstreifen-Aufnahmegerät beziehungsweise
Wiedergabegerät herzustellen.
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Die Speicherung der Information in der Speichereinheit ermöglicht
es, genau demjenigen Teil der Aufzeichnung auszuwählen, der benötigt wird, wobei
die richtige Auswahl an einem Oszilloskop überprüft Ford. Anschließend wird die
Aufzeichnung an einem herkömmlichen Schreibstift-Aufzeichnungsgerät (Frequenzgang
beisilsweise 10 Hz> bei einer geeignet langsamen Wiedergaberate gegeben. Das
Registrierpapier ist billig und Schreibstl-te mit verschiedenen Farben können für
jede Spur der Aufzeichnung verwendet werden.
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Beispielsweise kann ein Registrierstreifen-Wiedergabegerät der Firma
Bryans Southern, Instrumentennr. 2900, verwendet werden.
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Das Verfahren kann von einem entsprechend ausgertisteten Laboratorium
durchgeführt werden, wobei einige der Zwischenschritte, wie oben erwähnt, ausgelassen
werden können.
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wird beispielsweise ein frequenzmoduliertes Tonbandgerät mit mehreren
Kanälen eingesetzt, so erübrigt sich der Spannungs-Frequenz-Wandler für das nasale
Luftstromsignal.
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Das vorstehend beschriebene System verwendet aber eine handelsübliche,
preiswerte Audioanlage, der eine relativ einfache Box zugefügt werden muß, mit der
der Therapeut die Aufzeichnungen in seiner eigenen Klinik oder im Hause des Patienten
durchführt. Die Aufzeichnungen werden dann zentral weiterverarbeitet. Der Therapeut
erhält sein Originaltonband und den zugehörigen Registrierstreifen anschließend
zurück.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig.
1 schematisch und ssizzenhaft eine abgewandelte Gesichtsmaske eines Anästhetisten;
Fig. 2 ebenfalls schematisca in einer Seitenansicht eine vereinfachte und gerüstartige
Form eines Anemometer; Fig. 3 einen Schnitt durch den Block des Anemometer nach
Fig. 2; Fig. 4 perspektivisch die Verwendung des Anemometers bei einem Patienten;
Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der einzelnen Verfahrenschritte nach der Erfindung;
Fig. 6 ein Schaltbild für die Spannungs-Frequenz-Steuereinheit; Fig. 7 graphische
Aufzeichnungen, die an einem Patienten während dessen Behandlung aufgenommen wurden.
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In Fig 1 ist eine Gesichtsmaske 10 herkömmlicher Art gezeigt, die
einen Hohlkörper 12 mit einer großen Öffnung an einem Ende aufweise, sodaß die Nase
einer Person eingeschlossen werden kann. Die Öffnung 14 ist elastisch ausgebildet.
Am anderen Ende des Hohlkörpers ist eine Öffnung 16 vorgesehen, in der ein Heißleiterkügelchen
18 derart angeordnet ist, daß sie im Luftstrom durch die Öffnung liegt.
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Das Kügelchen ist über Anschlußleiter 20 an eine Steuereinheit angeschlossen,
die ein frequenzmoduliertes Signal entsprechend den Änderungen im Widerstand des
Heißleiters erzeugt. Ein geeigneter Heißleiter ist ein Widerstand von 100 KOhm (Heißleiter
der Firma ITT, Komponentencode Pol 5).
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Ein Ventil oder ein anderes nicht gezeigtes Bauelement kann vorgesehen
sein, um die einströmende von der ausströmenden Luft zu unterscheiden.
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das in Fig. 1 gezeigte nasale Anemometer verwendet eine herkömmliche
Gesichtsmaske eines Anästhetisten. Das Anemometer nach Fig. 2 - 4 ist für Patienten
geeigneter, die eine solche Maske nicht wollen. Das Anemometer hat einen Handgriff
22, durch den die Anschlußleiter 20 gehen. Am oberen Ende des Handgriffs ist ein
Nasenstück 24 vorgesehen, welches einen Block umfaßt, der vorzugsweise aus durchsichtigem
Kunstharz besteht. Der Block hat eine Höhlung 26 am oberen Ende des Blocks, die
sich zu einer Seite 28 des Blocks erstreckt.
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Der Heißleiter 18 befindet sich innerhalb der Höhlung in einem gewissen
Abstand von der seitlichen Öffnung 28.
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Er wird von quer verlaufenden Drähten 29 geschützt. Die Außenfläche
des Blocks an der vom Handgriff 22 abgewandten Seite hat eine etwas konkave Oberfläche
30, die gegen die Oberlippe der Person gelegt wird, sodaß die Höhlung 26 sich zur
Nase des Benutzers öffnet, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn also der Benutzer
spricht, so wird sein nasaler Luftstrom in und durch die Höhlung geleitet und trifft
auf den Heißleiter 18 auf.
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Fig. 5 erläutert zwei hauptsächliche Teile der Ausrüstung, um das
beschriebene Verfahren durchführen zu können. Der erste Ausrüstungsteil umfaßt das
Anemometer 10 (oder eih anderes geeignetes Anemometer, wie beispielsweise das nach
Fig. 2 - 4), dessen Heißleiter über die Anschlußleiter 20 mit einer Steuereinheit
32 verbunden ist, die ein frequenzmoduliertes elektrisches Signal erzeugt> (wie
dies weiter weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 6 noch näher erläutert wird).
Das Ausi gangssignal wird einer Eingangs spur eines herkömmlichen Stereo-Tonbandgeräts
34 zugeführt. Gleichzeitig nimmt ein Mikrophon 36 die Sprache der Person auf, die
auf der anderen Spur des Tonbandgeräts 34 aufgezeichnet wird. Ein dadurch erhaltenes
Tonband 38 kann dann an eine zentrale Station geschickt
werden,
die über den zweiten Teil der Ausrüstung verfügt. Dort wird das Tonband in ein anderes
Stereo-Tonbandgerät 40 eingelegt und zurückgespult0 Das Signal des nasalen Luftstromes
wird einem Frequenz-Spannungs-Wandler 42 zugem leitet. Die beiden amplitudenmodulierten
Signale werden dann in einer Einheit 44 weiter verarbeitet, wie weiter oben erläutert
wurde. Dadurch können beide Signale einem Datenschreiber 46 mit zwei Kanälen zugeleitet
werden. Der Datenschreiber erzeugt einen Streifen 48 Registrierpapier, auf dem die
Signale der beiden Spuren wiedergegeben sind.Eine Spur gibt den nasalen Luftstrom
wieder und die andere Spur die gleichzeitige Sprache. Der Streifen wird zusammen
mit dem Original-Tonband an den Therapeuten zurückgeschickt, der die Aufnahme des
Patienten durchgeführt hatte.
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Fig. 6 zeigt die Arbeitsweise des Heißleiters in der Steuereinheit
32. Der Heißleiter T befindet sich in einer Widerstandsbrücke, die von einem einstellbaren
Widerstand 1 K im Gleichgewicht ist. Unter Gleichgewicht hatte der Ausgang des Betriebsverstärkers
(integrierte Schaltung von Typ 741) einen gewissen Wert, der die Brücke über den
stromverstärkenden Transistor 2 N 1613 erregt. Strömt Luft über den Heißleiter,
so gerät die Brücke momentan aus dem Gleichgewicht und der Ausgang des Betriebsverstärkers
ändert sich, sodaß der Brücke eine größere Erregungsspannung zugeführt wird.
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Im Heißleiter fließt dadurch bedingt ein stärkerer Strom und dieser
wird wieder auf seine Ausgangstemperatur erwärmt, sodaß er seinen ursprünglichen
Widerstandswert wieder annimmt. Die Brücke befindet sich also wieder im Gleichgewicht,
und zwar bei einer anderen Erregungsspannung Das positive Signal von der Brücke
wird in einem Verstärker A verstärkt, der ein Teil der integrierten Schaltung XRS
200 ist. Das negative Signal wird an den Teil B der Schaltung XRS 200 angelegt,
der eine Schwingung mit gleichbleibender Amplitude erzeugt, deren Frequenz proportional
zur Eingangs-Signalspannung ist (Spannlmg-Frequenz Wandlung).
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Der Teil B der integrierten Schaltung ist also ein spannungsgesteuerter
Oszillator.
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Die Schaltung ergibt für den Therapeuten eine einfache Messung des
nasalen Luftstromes. Gleichzeitig wird die Sprache aufgezeichnet, die mit früheren
Aufzeichnungen verglichen werden kann, um den Heilungsfortschritt zu überwachen.
Registrierstreifen, die von den Tonbandaufzeichnungen hergestellt werden, ermöglichen
es, daß der Therapeut in Ruhe seine Diagnose stellen kann. Jedes Teil eines Wortes
kann getrennt bezüglich der Sprache und des damit verbundenen nasalen Luftstromes
analysiert werden. Auch von gesunden Personen können viele Daten gesammelt werden,
die Vergleichsmöglich keiten mit den Daten von Patienten ergeben. Dadurch können
insbesondere Patienten mit hypernasaler Sprache geheilt werden.
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Es können auch auf andere Art und Weise im wesentlichen dauerhafte
Aufzeichnungen hergestellt werden. Beispielsweise kann der Schirm eines Oszilloskops
photographiert werden, insbesondere der Schirm eines sogenannten Memory-Oszillos
kops. Verlangt wird eine preisgünstige und dauerhafte Kopie, weshalb ein Datenschreiber
bevorzugt wird.
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Es kann auch eine einzige Ausrüstung verwendet werden, die das Anemometer
10, das Mikrophon 36, ein erstes Aufzeichnungsgerät, beispielsweise das Gerät 34
für die Aufzeichnung der Sprache, gegebenenfalls ein frequenzmodulierendes Aufzeichnungsgerät
für den nasalen Luftstrom, und ein zweites Aufzeichnungsgerät, beispielsweise des
Gerät 40 zur Herstellung graphischer Aufzeichnungen umfaßt. Die Wandler 32 und 42
können ebenfalls bei der Ausrüstung vorhanden sein.
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Fig. 7 zeigt drei verschiedene Spurenpaare eines Datenschreibers,
die von einem Patienten im Verlauf seiner Heilung aufgenommen wurden, nämlich am
8. März, am 12. April und am 13. Mai. Die obere Spur gibt die Sprache wieder und
die
untere Spurden nasalen Luftstrom. Die vom Patient gesprochenen
Wörter sind über den Spuren eingezeichnet0 Das neuartige Verfahren zur Unterstützung
bei der Sprachtherapie ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Sprache
einer Person gemessen wird, woraus eine hörbar wiedergebbare Aufzeichnung 38 der
Sprache sowie eine im wesentlichen dauerhafte graphische Wiedergabe 48 der Anderungen
der Sprache bezüglich der Zeit hergestellt werden, und wobei der nasale Luftstrom
der Person gleichzeitig mit der Sprache nachgewiesen wird, woraus eine im wesentlichen
dauerhafte graphische Aufzeichnung 48 der Änderungen des nasalen Luftstromes über
der Zeit hergestellt wird, wobei die beiden graphischen Aufzeichnungen 48 eine sichtbare
Aufzeichnung des nasalen Luftstromes gleichzeitig mit der Sprache wiedergeben und
die Aufzeichnung 38 eine hörbare Aufzeichnung der betreffenden Sprache darstellt.
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Dieses Verfahren wird dadurch weitergebildet, daß die graphischen
Aufzeichnungen als Spuren 48 eines oder mehrerer Datenschreiber hergestellt werden.
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Bevorzugt wird es, wenn die Änderungen des nasalen Luftstromes von
einer Einrichtung 10,32; Fig. 6 nachgewiesen werden, die ein frequenzmoduliertes
elektrisches Signal erzeugt, dessen Frequenz sich mit Anderungen des nasalen Luftstromes
ändert, wobei das Signal der variabelen Frequenz reproduzierbar in dem selben Medium
38 aufgezeichnet wird wie die Sprache.
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Dieses Verfahren wird weiterhin dadurch weitergebildet, daß das Signal
des nasalen Luftstromes und das Sprachsignal auf getrennten Spuren eines Tonbandgeräts
38 aufgezeichnet werden.
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Eine weitere Ausbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aufgezeichneten
Signale 38 verwendet werden, um die graphischen Aufzeichnungen 48 der Sprache und
des nasalen Luftstromes
zu erzeugen.
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Erfindungsgemäß wird außerdem ein Verfahren zur Verwendung bei der
Sprachtherapie vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sprache
einer Person nachgewiesen wird, woraus eine hörbar reproduzierbare Aufzeichnung
38 der Sprache erzeugt wird, wobei weiterhin der nasale Luftstrom der Person gleichzeitig
mit der Sprache von einer Vorrichtung nachgewiesen wird, die ein frequenzmoduliertes
elektrisches Signal erzeugt, deren Frequenz sich mit Änderungen im nasalen Luftstrom
ändert. Das variabele Frequenzsignal wird reprodurzierbar in demselben Medium 38
wie die Sprache aufgezeichnet.
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Dieses Verfahren wird dadurch weitergebildet, daß das Signal des nasalen
Luftstromes und das Sprachsignal auf getrennten Spuren eines Tonbandgerät er 38
aufgezeichnet werden.
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Ein neuartiges Verfahren zur Verwendung der Sprachtherapie ist außerdem
dadurch gekennzeichnet, das reproduzierbare Aufzeichnungen 38 entsprechend der beschriebenen
Vorrichtung hergestellt werden, woraus im wesentlichen dauerhafte graphische Aufzeichnungen
48 der gleichzeitig ablaufenden nderungen der Sprache und des nasalen Luftstromes
der Person über der Zeit hergestellt werden.
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Dieses Verfahren wird dadurch weitergebildet, daß die graphfshen Aufzeichnungen
als Schreibspuren eines oder mehrerer Datenschreiber 46 hergestellt werden.
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L e e r s e i t e