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문제 정의
- 따라서 본 연구는 구강안면통증 환자들과 정상인들을 대상으로 각 집단의 음성 파라미터를 비교 분석함으로써 구강안면통증 환자의 음성적 특징을 살펴보고, 소음환경과 음악환경에서의 음성 특징에 변화를 살펴보고자 하였다.
- 본 연구는 구강안면통증 환자와 정상인을 대상으로 그들의 일반 음성과 청각 조건(소음, 음악)에서의 음성 파라미터들을 비교 분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
제안 방법
- 대상자들은 바르게 선 자세에서 마이크와 입의 거리가 10 cm를 유지하여 발성하도록 하였으며 대상자들에게 자연스런 ‘아’ 발성을 유도하고 약 3초 동안의 지속모음(sustained vowel)을 4회 녹음하였다. 특히 훈련이 안된 피험자들의 경우에는 일정한 강도를 유지하여 발성할 때까지 2회에 걸쳐 녹음을 반복하도록 주문하였다.
- 특히 훈련이 안된 피험자들의 경우에는 일정한 강도를 유지하여 발성할 때까지 2회에 걸쳐 녹음을 반복하도록 주문하였다. 신호 채집은 순서에 따른 변인을 통제하기 위해 일반, 소음(white noise, 60 dB), 음악(파하벨의 canon)의 조건을 reverse하여 무선적으로 제시하였으며 소음과 음악 환경은 헤드셑을 이용하여 마이크로폰에 유입되는 것을 방지한 상태로 청각 자극을 들으면서 발성하도록 하였다.
- 총 4회의 연속 발성 중 일시적으로 우연히 나타나는 음도 및 음성 일탈, 혹은 떨림이 포함되지 않은 안정된 3회의 부분을 분석 대상으로 삼아 음성 파라미터 중 기본 주파수(F0), 주파수 변동률(jitter %), 진폭 변동률(shimmer %)의 값을 분석 대상으로 하였다. 간혹 음성 신호가 불안정하게 취득된 데이터는 분석 대상에서 제외되었다.
- 대상자들은 바르게 선 자세에서 마이크와 입의 거리가 10 cm를 유지하여 발성하도록 하였으며 대상자들에게 자연스런 ‘아’ 발성을 유도하고 약 3초 동안의 지속모음(sustained vowel)을 4회 녹음하였다. 특히 훈련이 안된 피험자들의 경우에는 일정한 강도를 유지하여 발성할 때까지 2회에 걸쳐 녹음을 반복하도록 주문하였다. 신호 채집은 순서에 따른 변인을 통제하기 위해 일반, 소음(white noise, 60 dB), 음악(파하벨의 canon)의 조건을 reverse하여 무선적으로 제시하였으며 소음과 음악 환경은 헤드셑을 이용하여 마이크로폰에 유입되는 것을 방지한 상태로 청각 자극을 들으면서 발성하도록 하였다.
대상 데이터
- 실험 대상자들의 음성 신호의 취득은 SONY TCD-D3 DAT녹음기와 ECM-737마이크로폰, National Instrument DAQpad-6052E A/d D/A multifunction I/O 기기와 컴퓨터를 이용하여 실시되었다. 음성 신호의 채집 환경은 외부의 소음이 차단된 연구실에서 이루어졌으며 배경잡음 대비 음성 신호가 35 dB 이상이었으며 48 kHz, 16 bits로 샘플링하였다.
- 실험 대상자들의 음성 신호의 취득은 SONY TCD-D3 DAT녹음기와 ECM-737마이크로폰, National Instrument DAQpad-6052E A/d D/A multifunction I/O 기기와 컴퓨터를 이용하여 실시되었다. 음성 신호의 채집 환경은 외부의 소음이 차단된 연구실에서 이루어졌으며 배경잡음 대비 음성 신호가 35 dB 이상이었으며 48 kHz, 16 bits로 샘플링하였다.
- 환자군은 구강안면통증으로 경희의료원 구강내과에 내원한 환자 중 전신적인 질환과 청력에 이상이 없는 환자 29명으로 남자8명(평균연령 24.25세, 범위 15세～32세), 여자21명(평균연령 24.85세, 범위 12세～57세)이며, 대조군은 단국대와 숙명여대에 재학 중인 학부, 대학원생으로 청력, 음성장애, 전신적인 질환을 가지고 있지 않은 일반인 31명으로 남자 12명(평균연령 16.83, 범위 21-45세), 여자 19명(평균연령 30.38, 범위 25세～47세)이었다.
데이터처리
- 두 집단의 대상들을 통해 3가지 조건(일반, 소음, 음악)에서 취득된 데이터는 통계 프로그램인 SPSS version 10.0을 사용하여 두 집단 간의 차이를 독립 t 검정을 통해 분석하였으며 집단 내의 평균값의 차이는 대응 t 검정을 통해 분석하였다.
- 채집된 음성 신호의 분석은 영국의 SPAR 프로젝트6)의 연구 결과 개발된 소프트웨어를 바탕으로 University College London에서 Mark Huckvale에 의해 윈도우버전으로 개발된 SFSwin 소프트웨어를 이용하여 Fundamental Frequency(Hz), Laryngograph 파형 분석 및 Larynx 주기 데이터 분석으로부터 Jitter(%) 값과 Shimmer(%) 값을 계산하였다.
성능/효과
- 1. 구강안면통증 환자는 정상인의 음성과 비교해 낮은 F0 값과 큰 jitter, shimmer 값을 가져 정상인에 비해 낮고 불안정한 음성 특징을 나타내었다.
- 2. 구강안면통증 환자의 음성은 소음 환경과 비교해 음악 환경에서 낮은 F0값과 shimmer 값을 가져, 보다 이완되고 안정된 음성 특징을 나타내었다.
- 3. 일반인의 음성은 소음 환경에서 높은 F0 값을 가졌으나 음악, 소음 환경에 따른 특징적인 차이를 나타내지 않았다.
- 구강안면 통증환자의 음성과 대조군의 음성을 음향 파라미터인 F0, jitter, shimmer 값을 독립 t 검정을 통해 분석한 결과, 집단 간의 F0는 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았으나 jitter 값(t=3.650, p 〈.001)과 shimmer 값(t=6.826, p〈.001)은 99.9% 신뢰수준에서 유의한 차이를 나타내었다. 한편 F0의 경우, 집단 간 성별에 따른 분석 결과, 남자들의 F0 값은 유의한 차이를 나타내지 않았으나 두 집단의 여자 간에는 유의한 차이를 발견할 수 있었다(t=-26.
- 대조군을 대상으로 대응 t 검정을 통해 소음과 음악 조건에서 각각의 음성파라미터를 분석한 결과, F0값에서만 두 조건 간 유의한 차이를 나타내었다(t=4.032, p〈.001). jitter와 shimmer에서는 음악 조건이 소음 조건 보다 감소하는 경향을 나타내었으나 통계적으로 유의하진 않았다.
- 그러나 shimmer의 경우 환자군은 소음과 음악 상황에서 모두 유의한 감소를 나타내어 음성의 안정적인 패턴으로 변화하였음을 알 수 있다. 반면, 대조군은 모든 조건 간에 통계적인 유의성을 발견할 수 없었으나 소음에서는 감소하는 경향성과 음악에서는 일반조건의 값에 근접하는 것을 볼 수 있었다. 이는 음악 환경은 소음이 제시되는 환경과 비교해 과도한 근육의 긴장으로 인한 음의 산출을 줄이고 보다 안정적인 음성 특징을 이끄는 것으로 사료된다.
- 본 연구 결과에서 얻어진 소음과 음악환경에서 나타난 음성 파라미터들을 살펴보면, 대조군과 환자군의 F0 경우 소음과 음악조건에서 모두 유의한 차이를 나타내었는데, 특이한 점은 두 집단 모두 일반적인 F0값과 음악의 F0값에는 유의한 차이를 나타내지 않았다는 것이다. 이는 소음 상황에서 F0 값이 커지는 것은 근육의 긴장과 과도한 힘으로 인해 이루어진다는 기존의 연구들의 결과들과 일치하는 것이며, 즉, 음악은 그들에게 과도한 긴장을 유발하지 않고 청각적인 자극이 주어지지 않은 일반적인 상태를 유지할 수 있는 청각자극임을 알 수 있다.
- 연구자는 본 연구를 통해 대조군의 남녀의 음성 파라미터가 일반 성인의 기준8)에 부합됨을 알 수 있었다. 남자의 경우 F0는 114.
- 이상의 결과를 통해 구강안면통증 환자는 일반인과 비교해 음성 특징에 차이를 보였으며 외부적인 청각 환경에도 다른 반응 양상을 나타내었다. 따라서 구강안면통증 환자들의 기능적 장애를 보다 효율적으로 치료하기 위해서는 음악과 같은 긍정적인 정서 환경이 제공되어야 할 것으로 사료된다.
- 001). 한편 shimmer 값에서는 소음과 음악의 조건에서는 유의한 차를 발견할 수 없었으나 일반적인 음성과 음악 조건에서의 shimmer 값에는 유의한 차(t=2.256, p〈.05)를 나타내었는데, 이는 음악 환경에서 소음 상황보다 낮고 일반 음성 보다 안정적인 음성이 산출되었음을 알 수 있다.
- 환자군을 대상으로 대응 t 검정을 통해 소음과 음악 조건에서 각각의 음성파라미터를 분석한 결과, F0에서만 조건 간 유의한 차이를 나타내었다(t=3.541, p〈.001). 한편 shimmer 값에서는 소음과 음악의 조건에서는 유의한 차를 발견할 수 없었으나 일반적인 음성과 음악 조건에서의 shimmer 값에는 유의한 차(t=2.
후속연구
- 이상의 결과를 통해 구강안면통증 환자는 일반인과 비교해 음성 특징에 차이를 보였으며 외부적인 청각 환경에도 다른 반응 양상을 나타내었다. 따라서 구강안면통증 환자들의 기능적 장애를 보다 효율적으로 치료하기 위해서는 음악과 같은 긍정적인 정서 환경이 제공되어야 할 것으로 사료된다.
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