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포먼트 주파수 대역폭 추출 및 분석을 이용한 신장 질환 진단 방법의 설계
A Design of Kidney Diseases Diagnosis Method Using Formant Frequency Bandwidth Extraction and Analysis 원문보기

한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스, v.34 no.10B, 2009년, pp.1062 - 1069  

김봉현 (한밭대학교 컴퓨터공학과) ,  조동욱 (충북도립대학교 정보통신과학과)

초록
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비만으로 인해 대사증후군을 많이 앓고 있는 상황에서 후유증으로 신장 질환이 커다란 사회문제가 되고 있는 실정이다. 따라서 자각증상이 없는 신장의 이상 유무를 조기에 판단하여 적절한 조치를 취하는 것이 무엇보다 중요하다. 이를 위해 본 논문에서는 음성 분석을 통해 신장 질환을 무자각, 무구속, 무통종의 방법으로 진단할 수 있는 방법을 제안하였다. 구성하고자 하는 전체 시스템은 크게 음성 분석과 얼굴색을 살피는 방법을 결합시키는 시스템이 개발되고 있으며 이 중 본 논문은 입술소리를 기반으로 신장 질환을 진단하는 방법에 설계하였다. 이를 위해 본 논문에서는 첫째, 신장 질환을 앓고 있는 환자와 정상인을 대상으로 피실험자 집단을 각각 구성하고 입술소리의 수치학적 분석을 실험으로 출력하고 그 결과값에 대한 비교 분석을 수행하였으며 둘째, 한의학적 청진 이론과 언어학, 음성학과의 상관성을 분석하고 이를 기반으로 음성에 대한 신장의 특징 요소를 추출하여 제1포먼트 주파수와의 연관성을 도출하였다. 실험 결과 신장 질환자 집단이 정상인 집단보다 제1포먼트 주파수 대역폭이 넓게 형성되는 결과를 추출하였으며 최종적으로 입술소리만으로 신장 질환을 진단할 때의 오진 확률에 대해 계산하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The kidney diseases is a big social problem what is suffering sequela of metabolic syndrome due to obesity. Therefore, it is most important that early to take the appropriate action; it does not have symptoms Abnormalities of the kidney. With this, in mind, this paper wish to propose the method to c...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 이와 같은 한의학적, 언어학적 및 음성학적 이론을 기반으로 음성과 신장과의 상관성을 분석하였다. 즉, 정상인과 신장 질환자를 비교·분석하면 신장에 이상이 있는 질환자의 경우는입술소리에 문제가 발생하며 이를 정량화, 객관화하기위한 방법으로 순음을 판단하는 음성 분석학적 요소인 제 1 포먼트에 대한 주파수 대역폭을 추출하면 입술소리에 대한 발음이 부정확한 신장 질환자가 정상인보다 넓은 대역폭을 발생한다는 한의학적 청진 이론을 실험으로 규명하고자 한다.
  • 이와 같이 한의학에서는 얼굴빛과 귀의 위치, 목소리 등으로 신장의 이상 유무를진단한다. 따라서 본 논문에서는 한의학에서 제시하고있는 음령오행표를 기반으로 신장과 우(羽)소리와의연관성을 입술소리 분석으로 규명하는 실험을 수행하였다. 즉, 한의학에서 신장의 소리는 오음(五音) 중 “우음(羽音尸에 속하며, 발음상 순음(脣舌), 즉 입술소리에 해당한다.
  • 본 논문에서는 제1포먼트에 대한 주파수 대역폭을추출하여 피실험자 집단간의 유의성을 추출하는 실험을 수행하였다. 아래 그림 3은 실험에서 사용한 저포먼트 주파수의 대역폭을 추출하는 과정을 나타낸 것이다.
  • 본 논문에서는 한의학적인 진단 이론 중 오장과 오음과의 관계 이론에 음성학적인 분석 요소를 접근시켜 신장과 입술소리와의 관련성 여부를 연구하였다. 즉, 입술소리와 음성학적 분석 요소인 제 1 포먼트와의 관련성 여부를 연구하여 신장과 순음과의 상관성을 규명하였다.
  • 따라서 자각증세가없는 신장 질환을 간단한 방법으로 질병 유무를 알게 하기 위한 방법과 시스템 개발이 대단히 중요한사회적 요구사항이 되고 있다. 이를 위해 본 논문에서는 신장의 이상 유무에 따른 음성의 변화를 측정하여 신장과 음성과의 관계를 정립하였다. 따라서신장 질환을 앓고 있는 환자들을 대상으로 신장 질환자 집단군을 구성하고 이와 동일한 성별과 연령대의 정상인들을 대상으로 정상인 집단군을 구성하였다.
  • 특히 우리나라의 경우 OECD 국가 중 사회적 의료 보장 혜택이 가장 낮은 국가로 파악되고 있을 정도로 건강한 삶의 증진에 대한 구체적인 방안 모색 및 논의가 진행되어야 할 시기이다. 이를 위해 본 논문에서는 한의학적진단 방법과 IT 기술과의 융합으로 신장 질환의 조기진단에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 한의학적진단 이론에 근거하여 신장 질환자의 음성 중에서 순음에 해당하는 “口, 立” 발음이 불분명할 것이라는예측을 전제조건으로 연구를 진행하였다.
  • 도출하였다. 이와 같은 연구 과정을 통해 도출된 결과값을 이용하여 음성 분석에 의한 신장 질환의 조기 진단에 필요한방법을 제안할 수 있었다. 향후 본 논문에서 제안한연구 방법의 결과를 토대로 신장 질환 진단에 대한 다른 분석 요소 등을 추가하여 효율성 및 유용성을 더욱높일 계획이며 실제 시스템 구축을 위해 방대한 양의임상 실험을 수행하여 현재 도출된 결과를 완전하게임상기반 검증 작업을 행하는 연구를 지속적으로 수행 할 계획이다.
  • 분석하였다. 즉, 정상인과 신장 질환자를 비교·분석하면 신장에 이상이 있는 질환자의 경우는입술소리에 문제가 발생하며 이를 정량화, 객관화하기위한 방법으로 순음을 판단하는 음성 분석학적 요소인 제 1 포먼트에 대한 주파수 대역폭을 추출하면 입술소리에 대한 발음이 부정확한 신장 질환자가 정상인보다 넓은 대역폭을 발생한다는 한의학적 청진 이론을 실험으로 규명하고자 한다. 또한 입술소리만으로 신장 질환 유무를 진단하는 것이 어디까지 가능한지를 임상 실험을 통해 오진 확률을 계산하고자 하며향후 최종적인 시스템은 입술소리 외에 가라앉는 음성, 얼굴색 까지 분석하는 방법을 개발하여 전체 시스템을 구축할 계획이다
  • 한의학적 청진 이론에 대한 공학적 기술의 융합을통한 객관적 진단 지표를 마련하기 위한 연구가 부족한 실정에서 본 논문에서는 음성 신호를 분석하여 신장 질환과의 상관성 분석을 통해 신장 질환에 대한 조기 진단이 가능한 객관적 지표를 추출하기 위한 연구를 수행하였다. 따라서 본 연구의 수행은 한의학적 청진 이론과 언어학적 이론, 음성학적 분석 요소를 각각분석하여 신장 질환과 관련된 제1포먼트 주파수 대역폭 추출값과의 연관성을 도출하였다.

가설 설정

  • 그러나 생체 신호에 대한 인체 장기와의 관련성을 규명하기 위한 노력에 비해 아직까지 명확한 결론을 얻지 못하고 있는 실정이다四 따라서 본논문에서는 음성에 대한 분석을 통해 언어학적 요소를 기반으로 음성 분석 요소에 대한 결과를 도출하여신장과의 상관성을 분석하였다. 이를 위해 한의학적진단 이론에 근거하여 신장 질환자의 음성 중에서 순음에 해당하는 "口, U, 立” 발음이 불분명할 것이라는가설을 전제로 연구를 진행하였다. 연구에 필요한 실험 대상자들을 정상인군과 신장 질환군으로 분류하여동일한 조건과 형태로 음성을 녹음하여 비교, 분석을행하였다.
  • 분석을 수행하였다. 이를 위해 두 비교 집단간의분산 결과에 따라 유의성을 추출하기 위해 분산에 대한 두 집단의 F-검정을 수행하였으며 아래 표 5와 표 6에서 나타난 분석 결과에서 알 수 있듯이 모든 피실험자 집단간에서 P값이 0.05보다 높은 0.242874306 과 0.209847886으로 나타나 분산이 같다는 가설이 적용되었다. 아래 표 7은 등분산에 대한 남성 및 여성개체 집단간의 t-검정 분석 결과를 나타낸 것이다.
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참고문헌 (17)

  1. 학술 편집국, 성인간호학, 예당, 2008 

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  5. 최경애, 신장질환, 나눔의집, 2002 

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  8. 홍종수, 신장병을 치료하는 한방, 국일미디어, 2000 

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  11. 고바야시 산고, 동양의학 강좌 3권 - 비장.폐장.신장편, 집문당, 2004 

  12. 동의과학연구소, 동의보감 내경편, 휴머니스트, 2002 

  13. 안철민, 음성 질환의 진단과 치료, 대한의학서적, 2004 

  14. 양병곤, 프라트를 이용한 음성 분석의 이론과 실제, 만수출판사, 2003 

  15. 고도흥, 정옥란, 음성 및 언어 분석기기 활용법, 한국문화사, 2001 

  16. 전정례, 훈민정음과 문자론, 역락, 2002 

  17. 조성문, '현대 국어의 모음 체계에 대한 음향음성학적인 연구', 한국언어문화학회 제24집 pp. 427-441, 2003 

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