In view of the hypothesis that the effects of Parkinson disease on voice production can be detected before pharmacological intervention, the voice differences of patients with Idiopathic Parkinson's disease and a healthy aging group were diagnostically analyzed with the long term object of establish...
In view of the hypothesis that the effects of Parkinson disease on voice production can be detected before pharmacological intervention, the voice differences of patients with Idiopathic Parkinson's disease and a healthy aging group were diagnostically analyzed with the long term object of establishing, for clinical purposes, early disease-progression biomarkers. Fifteen patients with Idopathic Parkinson's disease (prior to pharmacological intervention) and a healthy control group of 15 were selected and every voice was recorded three times using praat (ver. 5022) with a headset mic. Relevant parameters - acoustic measure of /a/ phonation, F0 related parameters, MPT related parameters, articulatory ratio, VOT - were then analyzed by MANOVA. Significant differences were found in the F0 related (low F0, high F0, F0 range) and MPT related parameters. There were also significant differences in acoustic measurements (intensity, shimmer, HNR, jitter), AMR (/$t{\Lambda}$/,/$k{\Lambda}$/) and VOT (/ta/), The findings indicated that the voice production of patients with Idiopathic Parkinson's disease have normal pitch but bad quality. In particular, with slow articulatory ratios and VOT values, the tongue tip functioning of patients was lower than for the healthy group.
In view of the hypothesis that the effects of Parkinson disease on voice production can be detected before pharmacological intervention, the voice differences of patients with Idiopathic Parkinson's disease and a healthy aging group were diagnostically analyzed with the long term object of establishing, for clinical purposes, early disease-progression biomarkers. Fifteen patients with Idopathic Parkinson's disease (prior to pharmacological intervention) and a healthy control group of 15 were selected and every voice was recorded three times using praat (ver. 5022) with a headset mic. Relevant parameters - acoustic measure of /a/ phonation, F0 related parameters, MPT related parameters, articulatory ratio, VOT - were then analyzed by MANOVA. Significant differences were found in the F0 related (low F0, high F0, F0 range) and MPT related parameters. There were also significant differences in acoustic measurements (intensity, shimmer, HNR, jitter), AMR (/$t{\Lambda}$/,/$k{\Lambda}$/) and VOT (/ta/), The findings indicated that the voice production of patients with Idiopathic Parkinson's disease have normal pitch but bad quality. In particular, with slow articulatory ratios and VOT values, the tongue tip functioning of patients was lower than for the healthy group.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 성별에 따른 차이 분석이 주 관심사항이 아니다. 다만, 환자군과 통제군간 차이를 비교할 때 성별에 따른 기본 주파수와 조음 속도 차이를 통제하여 다른 종속변인들의 차이 검정 시 통계적 검정력을 향상시키고자 하는 목적으로 포함시켰다.
하지만 치조음과 연구개음의 VOT는 양순음에 비해 비록 혀의 움직임이라는 새로운 변수가 추가되지만 활동성이 큰 입술 개폐 변수를 제거할 수 있기에, VOT 수치를 알아보고자 한다면 양순음뿐 아니라 치조음, 연구개음 측정도 함께 이루어져야 한다고 생각된다. 따라서 본 연구에서는 양순 파열음 VOT 와 더불어 치조 파열음과 연구개 파열음 VOT를 모두 확인하고자 한다.
본 논문은 약물중재 전후 파킨슨병 환자 음성의 종단적 연구 중, 약물중재 전 상황의 일부 연구이다. 후속 연구로 약물 복용 전후의 운율 특성, 환자의 주관적 음성 평가와 전문가의 객관적 음성 평가사이의 차이, 그리고 병의 진행에 따른 음성변화 연구가 이루어질 예정이다.
후속 연구로 약물 복용 전후의 운율 특성, 환자의 주관적 음성 평가와 전문가의 객관적 음성 평가사이의 차이, 그리고 병의 진행에 따른 음성변화 연구가 이루어질 예정이다. 본 논문은 약물중재전의 환자군 음성과 정상군 음성의 음향적 특징만을 살펴 본 것이다. 위에 든 후속 연구들 외에, 호흡 패턴과 호흡량을 정밀하게 측정할 수 있는 후속 연구도 진행할 필요가 있다.
본 연구는 약물복용을 하지 않은 파킨슨병 환자군과 정상 노인군을 대상으로 음성에 나타나는 차이점을 다양한 변수를 이용하여 살펴본 것이다. 결론을 정리하면 다음과 같다.
하지만 이런 변화는 신체 전반에 영향을 미치는 정상적인 노화로 인한 음성 변화와 구별하기 쉽지 않다. 이에 본 연구는 파킨슨병으로 확진을 받았지만 항파킨슨 약물 복용전인 초진 환자와 정상 노인의 음성을 비교하여 병의 유무로 인해 음성에 어떤 변화가 초래되는지 음향 음성학적 관점에서 확인하고자 한다.
연구와 문헌에서 소개되고 있다. 하지만 본 연구는 약물과 치료법에 의한 음성 변화가 초점이 아니므로, 파킨슨병 환자의 음성에 단순 초점을 둔 선행연구만을 살펴보고자 한다.
제안 방법
모든 수치는 3번 녹음 평균값이며, F0를 측정하기 위하여 대상자에게 각자의 이름을 넣은 '■저는 000입니다』라는 문장 뒤에 바로 /아/ 연장 발성을 하도록 요구하였다. /아/발성을 최고 낮은 음도에서 시작하여 최고 높은 음도까지 도달하는 글리산도(glissando) 방식으로 가성을 포함한 발성을 하도록 유도하였으며 최저 음도를 low F0, 최고 음도를 high F0, 두 값의 차이를 range F0로 하였다. SMR과 AM眼은 5초 동안의 조음 회수를 기준으로 하였으며 시간 기준을 엄격히 지키기 위하여, 부득이 SMR/퍼터커/ 회수 측정을 AMR와 동일하게 한 음절씩 세는 방식으로 하였다.
/아/발성을 최고 낮은 음도에서 시작하여 최고 높은 음도까지 도달하는 글리산도(glissando) 방식으로 가성을 포함한 발성을 하도록 유도하였으며 최저 음도를 low F0, 최고 음도를 high F0, 두 값의 차이를 range F0로 하였다. SMR과 AM眼은 5초 동안의 조음 회수를 기준으로 하였으며 시간 기준을 엄격히 지키기 위하여, 부득이 SMR/퍼터커/ 회수 측정을 AMR와 동일하게 한 음절씩 세는 방식으로 하였다. VOT는『이것은 —이다4 문장에 양순음, 치조음, 연구개음에서의 평음, 경음, 격음의 9개 음소를 /아/와 결합시켜 일음절로 읽을 수 있도록 목차를 만들어 대상자에게 제시하고, 연구자가 사전 시현을 해주었다.
자발화를 이용한 분석이므로 발화의 실질적 인내용을 통제하기 어려우며 그로 인해 말소리 샘플이 다른 점 때문에 유의한 결과 도출이 안되었다고 보고하였다. 두 번째 실험은 항파킨슨 약물 복용 전 4 명의 파킨슨병 환자(남: 2, 여: 2)와 나이와 성별을 일치시킨 통제군을 대상으로 자발화에서 F0 변화와 VOT 그리고 교대운동 비율(diadochokinetic rate, DDK)의 상관을 연구하였다. DDK 비율은 5초간 발화 가능한 /pA/의 수를 의미하고 VOT 의 샘플은 DDK의 5번째 것으로 사용하였다.
본 연구에서는 집단 간 차이분석을 할 때 성별을 하나의 요인으로 포함하여 분석하였다. 그렇지만 남녀는 해부학적 구조와 생활습관적인 근력에서 차이가 나므로 이를 통계적으로 검정하는 것은 의미가 없다.
비교 파라미터로는 /아/ 연장 발성에서 F0, intensity, jitter, shimmer, HNR, 최저 기본주파수(low F0), 최고 기본주파수(high F0), 기본주파수 범위(range F0), MPT, 최대발성지속시간의 기본주파수(MPT F0), 일련운동속도(SMR/퍼, 터, 커/), 교대운동속도 (A心R/퍼/, /터/, /커/), VOT(/바, 빠, 파, 다, 따, 타, 가, 까, 카/)를 선택하였다. 모든 수치는 3번 녹음 평균값이며, F0를 측정하기 위하여 대상자에게 각자의 이름을 넣은 '■저는 000입니다』라는 문장 뒤에 바로 /아/ 연장 발성을 하도록 요구하였다.
첫번째 실험은 2명의 파킨슨병 환자의 발병 전 5~10년 사이의 음성부터 발병 후 2~3년까지의 음성의 종단적 연구를 통제군과 비교분석하였다. 자발화를 이용하여 음성신호의 25ms 마다 나타나는 억양 곡선 상에서의 F0 변화 양상과 치조 파열음인 rtoj, 『two』, rtooj 단어에서의 VOT 그리고 파열 자음을 산출할 수 있을 만큼 의성 문하 압력이 요구되는 200ms 시간을 초과하는 휴지 시간 (pause time)의 비율을 구하였다. 발병 전에는 환자군 F0 변화성은 통제군보다 낮았으나 발병후 환자군 F0 변화성이 통제군가 비슷하게 증가하였고, 환자군 VOT가 발병 전에는 유의미하게 낮은 수치를 보였으나 발병 후 통제군과 차이를 보이지 않는다고 보고하였다.
환자음성 녹음은 입원중인 경우에는 병원내 조용한 방에서 이루어졌으며 퇴원한 경우에는 연구자가 직접 방문하여 자택에서 실시하였다, 통제군 음성 녹음은 연구자가 개별적으로 직접 방문하여 조용한 방에서 실시하였다.
대상 데이터
본 연구는 2007년 8월부터 2008년 10월까지 병원에 내원하여 파킨슨병으로 진단 받은 환자를 대상으로 이루어졌다. 환자음성 녹음은 입원중인 경우에는 병원내 조용한 방에서 이루어졌으며 퇴원한 경우에는 연구자가 직접 방문하여 자택에서 실시하였다, 통제군 음성 녹음은 연구자가 개별적으로 직접 방문하여 조용한 방에서 실시하였다.
본 연구에 참가한 대상자는 신경과 전문의로부터 파킨슨병으로 확진을 받고 항파킨슨 약물을 복용하기 전 상태인 특발성 파킨슨병 환지{Idiopathic F^rkinson's Disease, IPD) 15명(남: 6, 여: 9)과 통제군(control group)으로 신체 활동에 불편이 없는 정상 노인 15명(남: 6, 여: 9)이다<표환자군과 통제군에서 모두 고혈압과 당뇨 관련 약물을 복용하는 경우가 많아 다른 약물복용 유무를 대상자 선정기준에 고려하지 않았다. 대상자 모두 일상생활에 어려움을 초래하는 청력문제는 없었다.
데이터처리
[12]는 한 연구에서 두 가지 실험을 설계하였다. 첫번째 실험은 2명의 파킨슨병 환자의 발병 전 5~10년 사이의 음성부터 발병 후 2~3년까지의 음성의 종단적 연구를 통제군과 비교분석하였다. 자발화를 이용하여 음성신호의 25ms 마다 나타나는 억양 곡선 상에서의 F0 변화 양상과 치조 파열음인 rtoj, 『two』, rtooj 단어에서의 VOT 그리고 파열 자음을 산출할 수 있을 만큼 의성 문하 압력이 요구되는 200ms 시간을 초과하는 휴지 시간 (pause time)의 비율을 구하였다.
통계 분석은 관련 있는 파라미터 별로 분류하였고, SPSS 12.0을 이용하여 5% 유의수준에서 다변량 분석(MANOVA)을 실시하였다.
이론/모형
이상의 선행연구에서는 VOT 측정 시 양순음만을 이용하였다. 양순음은 구륜근(orbicularis oris m.
성능/효과
shimmer와 jitter는 환자군에서, HNR은 통제군에서 높은 평균을 보이고 있다<표3>. /아/ 연장 발성 관련 5 개 파라미터를 동시에 고려한 다변량 분석에서는 집단 간 차이를 보이지 않았고 성별 간 비교에서 유의한 차이를 보였다(F키.687, ”.001)<;표4>. 개별 종속변수의 차이를 알아보는 일변량 분석에서는 집단 간에 따라 intensity, shimmer, HNR, jitter에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났고(F=7.
2 개 파라미터 (MPT, MPT F0)를 동시에 고려한 다변량 분석에서 성별 간 유의미한 차이를 보이고 있으며(F=23.511, p<.0이), 개별 파라미터에 대한 일변량 분석에서도 mpt F0에 대한 성별 간 비교에서 유의미한 차이가 나타났다(F=46.886, p<.001) .
병으로 인하여 남성의 high F0가 영향을 우선 받는 것으로 나타났다. 3개 파라미터(low F0, high F0, range F0)> 동시에 고려한 다변량 분석에서는 집단 간유 의미한 차이를 보였고(F=4.991, p<.01), 성별 간 고려에서도 유의미한 차이가 나타났다世=6.856, p<.01)<;표7>. 개별 파라미터를 종속변수로 본 일변량 분석에서는 집단 간 비교에서는 유의미한 차이가 나타나지 않았으나, 성별 간 비교에서 low F0와 high F0에서 유의한 차이가 나타났다(각 F=12.
9개 vor 수치의 다변량 분석에서는 집단과 성별 간에 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 개별 파라미터를 종속변수로 잡는 일변량 분석의 집단 간 비교에서는 치조 파열음 /타 /(tavot) 파라미터에서 유의미한 차이가 나타났고(F=1Q286 pO.Ol), 성별 간 비교에서는 /다/(davot) 파라미터에서 유의미한 차이를 보였다(F=3.501, p<0.(H).
001)<표4>. 개별 종속변수의 차이를 알아보는 일변량 분석에서는 집단 간에 따라 intensity, shimmer, HNR, jitter에서 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났고(F=7.026, F=5.258, F=5.859, F=6.755, P<.005), 성별 간 비교에서 F0가 유의미한 차이를 보였다(F= 42.677, JX.01). 하지만 집단과 성별 간 상호작용 효과는 없는 것으로 나타나서 단순효과에 대한 분석은 하지 않았다.
01)<표7>. 개별 파라미터를 종속변수로 본 일변량 분석에서는 집단 간 비교에서는 유의미한 차이가 나타나지 않았으나, 성별 간 비교에서 low F0와 high F0에서 유의한 차이가 나타났다(각 F=12.776, F=13.176, 표8>;. 일변량 분석에서 각 파라미터가 집단 간 차이를나타내지 못하였으나 다변량 분석에서는 3개 파라미터를 동시에 고려하였을 때는 병의 유무로 인한 집단 간 차이를 보였다.
넷째, SMR 과 AMR 비교에서, 환자군은 치조음 /터와 /커/ 에서 집단 간 유의미하게 낮은 차이를 보이고 있다. 이는 통제 군보다 환자군의 VOT 값이 더 크며 9개의 VOT 파라미터 중치조 파열음인 /타/에서 집단 간 유의미한 차이를 보인 것과도 같은 의미로 해석할 수 있다.
2) Hz 로 나타났다. 두 집단 간 MPT 차이가 크지 않으나, MPT F0에서는 통제군보다 환자군 남녀 모두에서 낮은 수치를 나타났다. 특별흐), 환자군 여성 평균 MPT F0가 214(±26.
둘째, 기본주파수 변화 관련 low F0, high F0, range F0를 동시해 고려한 경우 집단 간, 성별 간 유의한 차이를 나타내었다. 또한 환자군에서 high F0가 낮아지는 변화를 보였으며 이는 병의 초기부터 환자의 음도가 낮은 주파수대에 머무는 것을 의미한다.
셋째, 파킨슨병 초기에는 환자군과 정상 노인군 사이에 MPT 차이를 보이지 않는다’ 그러나 동일시간대로 나타났어도 지각 적 측면에서 환자군의 음성은 힘이 없이 발성이 되는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 맺음말 첫째 내용에 언급한 세기(intensity) 약화와 관련지어 생각해봄직한 현상이다.
윤상갑상근이 수축하여 성대길이를 늘리는 것을 시도할지라도 성대근 강직으로 단면적의 양이 줄지 않는다면 고음이 나오지 않을 것이다. 이에 본 연구에서 환자군의 high F0와 range F0가 정상 노인보다 감소하는 기전은 후두 근인 윤상갑상근과 갑상피열근의 강직으로 생각한다. 이런 생각의 근거는 파킨슨병 환자의 후두 구조와 운동성에 대한 여러 선행연구가 뒷받침해주고 있다[5].
이는 환자군의 발병 기간이 상대적으로 짧았기 때문으로 여겨진다. 즉, 초기 환자군의 평상시 발성은 통상적인 음도를 유지하고 있는 반면, 강도와 음질에서는 차이가 나는 것을 알 수 있다. 파킨슨병 환자들의 성대 휨(bowing)과 성대의 불완전한 수행력의 정도(degree of 이ottal incompetence)를 보고한 선행연구[5]卩5]에서와 같이 본연구에서의 jitter와 shimmer 상승도 같은 맥락으로 설명될 수 있다
일변량 분석에서 각 파라미터가 집단 간 차이를나타내지 못하였으나 다변량 분석에서는 3개 파라미터를 동시에 고려하였을 때는 병의 유무로 인한 집단 간 차이를 보였다. 하지만 집단과 성별 간 상호작용 효과는 없는 것으로 나타났다. 성별 간 유의한 차이는 남녀 성대와 성도 크기 그리고 길이에 대한 해부학적 차이에 대해서 정규화(normalization)를 하지 않았기에 당연한 결과로 여겨진다.
첫째, /아/ 연장 발성 음향 파라미터인 FO, intensity, Glimmer, HNR, jitter에서 모든 파라미터를 동시에 고려한 경우에는 환자군과 정상 노인과의 유의미한 차이를 보이지 않았으나 intensity, shimmer, HNR, jitter 파라미터에서 개별적으로는 집단 간 차이를 나타내었다. 발병 초기 환자군 음성은 습관적 기본주파수 (habitual F0)에서의 변화를 보이지 않았다.
통제군 M* PT12.8(±5.5) 초이고 환자군은 12.2(±4.1) 초, 통제군 MPT F0는 216.3(±35.4) Hz이고 환자군은 185.4(±44.2) Hz 로 나타났다. 두 집단 간 MPT 차이가 크지 않으나, MPT F0에서는 통제군보다 환자군 남녀 모두에서 낮은 수치를 나타났다.
후속연구
위에 든 후속 연구들 외에, 호흡 패턴과 호흡량을 정밀하게 측정할 수 있는 후속 연구도 진행할 필요가 있다. 마지막으로 도파민 양과 뇌의 파괴 정도가 음성에 어떠한 변화로 나타나는가의 상관을 알아보는 연구도 절실히 필요하다.
본 논문은 약물중재전의 환자군 음성과 정상군 음성의 음향적 특징만을 살펴 본 것이다. 위에 든 후속 연구들 외에, 호흡 패턴과 호흡량을 정밀하게 측정할 수 있는 후속 연구도 진행할 필요가 있다. 마지막으로 도파민 양과 뇌의 파괴 정도가 음성에 어떠한 변화로 나타나는가의 상관을 알아보는 연구도 절실히 필요하다.
)의 운동성이 어느 정도 필요한 것이므로 양순음만 측정한 von?? 성대와 하악 내림으로 인한 입술 개폐라는 두 변수가 작용한다. 하지만 치조음과 연구개음의 VOT는 양순음에 비해 비록 혀의 움직임이라는 새로운 변수가 추가되지만 활동성이 큰 입술 개폐 변수를 제거할 수 있기에, VOT 수치를 알아보고자 한다면 양순음뿐 아니라 치조음, 연구개음 측정도 함께 이루어져야 한다고 생각된다. 따라서 본 연구에서는 양순 파열음 VOT 와 더불어 치조 파열음과 연구개 파열음 VOT를 모두 확인하고자 한다.
약물중재 전 상황의 일부 연구이다. 후속 연구로 약물 복용 전후의 운율 특성, 환자의 주관적 음성 평가와 전문가의 객관적 음성 평가사이의 차이, 그리고 병의 진행에 따른 음성변화 연구가 이루어질 예정이다. 본 논문은 약물중재전의 환자군 음성과 정상군 음성의 음향적 특징만을 살펴 본 것이다.
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