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문제 정의
- 그리고 청각장애 유무, 성별, 모음에 따라 비성도와 강도가 어떻게 다른지 살펴보고 비성도의 계산 요소인 비강에너지(NE), 구강에너지(OE), 에너지 총합 (NE+OE)이 집단 별로 어떻게 다른지도 살펴보았다. 그리고 비성도를 계산할 때 사용되는 비강에너지와 구강에너지 사이에 어떤 상관관계가 있는지 함께 살펴보았다.
- 본 연구는 정상청력을 가진 성인과 보청기를 착용한 선천성 심도 청각장애 성인들이 발음한 7개의 모음(/이, 애, 아, 어, 오, 우, 으/)을 NasalView로 녹음하고 Praat을 이용하여 구강에너지와 비강에너지를 측정하여 비성도를 계산함으로써 우리말을 모국어로 사용하는 심도 청각장애 성인들의 비성도에 대한 객관적인 자료를 제시하며 청각장애 유무, 성별, 모음에 대해 집단 간의 비성도에 어떤 차이가 있는지 살펴보았다. 비성도는 구강 에너지와 비강에너지를 이용하여 계산되는 것이므로 음성 강도와 관계가 있을 뿐만 아니라 청각장애인의 경우 음성 강도가 정상청력인과는 다른 양상을 보이므로 강도를 함께 살펴볼 필요가 있다.
- 본 연구에서는 구강에너지와 비강에너지를 측정하여 비성도를 분석하고 구강에너지와 비강에너지 사이의 상관관계를 살펴봄으로써 심도 청각장애 성인의 공명 특성을 살펴보았다. 비성도 분석 결과 장애, 성별, 모음에 따라 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다.
제안 방법
- NasalView로 저장된 모음의 시작과 종료 시점을 설정하고 레이블링하였다. 분절과 레이블링의 예가 <그림1>에 제시되어 있다.
- 본 연구에서 사용한 비성도는 NasalView에서 측정하는 비성 도와 다르다. NasalView에서 측정하는 비성도는 일정한 시간 간격으로 일정한 길이의 음성신호를 따서 해밍 윈도우(Hamming window)를 씌워 비성도를 계산하였으나[23] 본 연구에서는 모음 전체 구간에 대해 특정의 창을 씌우지 않고 에너지를 측정하여 비성도를 계산하였다. 따라서 한 모음에 대해 나타나는 비성도의 값은 한 모음 전체 구간에 대한 단 하나의 값이지 한 모음의 여러 구간에서 측정한 비성도 값의 평균값이나 최빈값이 아니다.
- 모음의 시작 시점은 F1, F2, F3, F4가 모두 나타나는 첫 시점으로 설정하였고 모음의 마지막 시점은 F1, F2, F3, F4가 모두 나타나는 마지막 시점으로 설정하였다. Praat을 이용하여 비강에너지 채널과 구강에너지 채널로 분리한 후, 각 채널에 대해서 energy, power, energy in air, power in air, intensity(dB) 등 다섯 가지 에너지 값을 구하였다. 이 중 intensity(dB)를 이용 하여 비강에너지(NE: Nasal Energy)와 구강에너지(OE: Oral Energy) 값을 측정하였고 위에 제시된 공식 (1)을 이용하여 비성도를 구하였다.
- 본 연구에서 강도(intensity)도 계산하였다. 강도는 각각 다른 두 채널에 기록되어 있는 음성에 대해 두 채널을 합모노로 변환하여 계산하였다. 강도 값은 단순히 비강에너지와 구강에너지를 합친 값(NE + OE)과 다르다.
- 공명 장애는 청지각적 판단을 바탕으로 주관적으로 평가하거나 Nasometer 또는 NasalView와 같은 기기를 이용하여 비성도(nasalance)6)를 측정하여 평가한다. 비성도는 비강에너지를 비강에너지와 구강에너지의 합으로 나눈 값에 100을 곱하여 백분율로 나타낸 것이다.
- 이를 위하여 비강과 구강 두 채널로 녹음된 음성을 모노(mono)로 변환하여 청각장애 성인과 정상청력 성인의 음성 강도(Intensity)를 분석하였다. 그리고 청각장애 유무, 성별, 모음에 따라 비성도와 강도가 어떻게 다른지 살펴보고 비성도의 계산 요소인 비강에너지(NE), 구강에너지(OE), 에너지 총합 (NE+OE)이 집단 별로 어떻게 다른지도 살펴보았다. 그리고 비성도를 계산할 때 사용되는 비강에너지와 구강에너지 사이에 어떤 상관관계가 있는지 함께 살펴보았다.
- Praat을 이용하여 비강에너지 채널과 구강에너지 채널로 분리한 후, 각 채널에 대해서 energy, power, energy in air, power in air, intensity(dB) 등 다섯 가지 에너지 값을 구하였다. 이 중 intensity(dB)를 이용 하여 비강에너지(NE: Nasal Energy)와 구강에너지(OE: Oral Energy) 값을 측정하였고 위에 제시된 공식 (1)을 이용하여 비성도를 구하였다.
- 비성도는 구강 에너지와 비강에너지를 이용하여 계산되는 것이므로 음성 강도와 관계가 있을 뿐만 아니라 청각장애인의 경우 음성 강도가 정상청력인과는 다른 양상을 보이므로 강도를 함께 살펴볼 필요가 있다. 이를 위하여 비강과 구강 두 채널로 녹음된 음성을 모노(mono)로 변환하여 청각장애 성인과 정상청력 성인의 음성 강도(Intensity)를 분석하였다. 그리고 청각장애 유무, 성별, 모음에 따라 비성도와 강도가 어떻게 다른지 살펴보고 비성도의 계산 요소인 비강에너지(NE), 구강에너지(OE), 에너지 총합 (NE+OE)이 집단 별로 어떻게 다른지도 살펴보았다.
- 정상청력을 가진 성인 집단(NH: Normal Hearing)과 보청기를 착용한 선천성 심도 청각장애 성인 집단(HL: Hearing Loss)으로 하여금 7모음 체계[21]에 입각한 7개의 단모음(/이, 애, 아, 어, 오, 우, 으/)이 적힌 카드 5 세트를 무작위로 섞어 35장의 카드를 읽게 하여 녹음하였다.
- 화자들로 하여금 조용한 치료실에서 NasalView의 헤드마이크를 착용한 후 가장 편안한 상태에서 대화음 수준의 강도(60-75 dB)로 모음이 적힌 카드를 읽도록 하고 Dr. Speech의 NasalView 로 음성을 녹음하여 저장하였다. 저장된 음성은 2채널로서 비강에너지와 구강에너지를 각각 담고 있었다.
대상 데이터
- 본 연구는 대전, 충청권에 거주하는 18세~23세 청각장애 성인 20명(평균 연령: 19세 9개월), 정상청력 성인 20명(평균: 연령 22세)을 대상으로 실시하였다. 각 집단은 남녀 각각 10명으로 구성되었다. 청각장애 성인은 모두 구화만으로 의사소통을 하거나, 구화와 수화 모두로 의사소통을 하는 선천성 심도 청각장애자였고 보청기를 착용하고 있었다.
- 본 연구는 대전, 충청권에 거주하는 18세~23세 청각장애 성인 20명(평균 연령: 19세 9개월), 정상청력 성인 20명(평균: 연령 22세)을 대상으로 실시하였다. 각 집단은 남녀 각각 10명으로 구성되었다.
- 본 연구에서 사용한 비성도는 NasalView에서 측정하는 비성 도와 다르다. NasalView에서 측정하는 비성도는 일정한 시간 간격으로 일정한 길이의 음성신호를 따서 해밍 윈도우(Hamming window)를 씌워 비성도를 계산하였으나[23] 본 연구에서는 모음 전체 구간에 대해 특정의 창을 씌우지 않고 에너지를 측정하여 비성도를 계산하였다.
데이터처리
- 장애, 성별, 모음 별 비성도(Nasalance), 비강에너지(NE), 구강에너지(OE), 비강에너지와 구강에너지의 합(NE + OE), 강도 (Intensity)의 평균과 표준편차가 <표2>에 제시되어 있다. <표 2>에 나타나는 집단 별 차이가 통계적으로 유의미한지 알아보기 위하여 비성도, 비강에너지, 구강에너지, 비강에너지와 구강 에너지의 합, 강도 등 5개의 측정치 각각을 종속변수로 하고 장애, 성별, 모음을 독립변수로 하여 일변량삼원분산분석(3-way ANOVA)을 실시하였다. 유의수준은 0.
- 유의수준은 0.05였으며 Tukey's HSD를 이용하여 사후 분석을 실시하였다.
성능/효과
- 청각장애 성인은 성별에 따라 비강에너지와 구강에너지가 모두 달라서 HL 남자의 경우 구강에너지는 정상청력인 수준이었으나 비강에너지는 유의미하게 컸고, HL 여자의 경우 비강에너지는 정상청력인 수준이었으나 구강에너지가 유의미하게 작았다. HL 남자의 경우에는 비강에너지가 커서 비성도가 높아졌으며 HL 여자의 경우에는 구강에너지가 작아서 비성도가 높아진 것을 알 수 있었다. 에너지 합(NE+OE)과 강도는 정상청력인은 성별에 따른 차이가 없었고 청각장애인은 남자가 여자에 비해 유의미하게 컸다.
- 비성도 분석 결과 장애, 성별, 모음에 따라 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. HL 성인의 비성도가 NH 성인의 비성도보다 유의미하게 컸으며 여자의 비성도가 남자의 비성도보다 유의미하게 컸다. 그리고 모음의 비성도는 /이/ > /으/ > /애/ > /아/ > / 우/ > /어/ > /오/ 순으로 컸으며 각 모음 간에 유의미한 차이가 있었다.
- 그리고 정상청력 성인의 경우 여자의 비성도가 남자의 비성도에 비해 컸으나 청각장애 성인의 경우 성별에 따른 비성도의 차이가 없었고 청각장애 성인 남자와 여자 모두 정상 청력 성인보다 비성도가 현저하게 높았다. 각 모음에 대한 비성도는 정상청력 성인과 청각장애 성인 모두 고모음의 비성도가 저모음의 비성도보다 커서 모음 사각도 모양과 흡사한 분포를 보였다. 이는 고모음의 경우 발성 시 개구도가 좁아져 구강 공간이 좁아지면서 상대적으로 비강으로의 공기 유출이 촉진되기 때문으로 보인다[10],[11],[12].
- 구강에너지에 대한 교호작용 분석 결과 장애와 성별, 그리고 장애와 모음 사이에 교호작용이 있었다. 먼저 장애와 성별 사이의 교호 작용의 원인을 살펴볼 수 있는 추정된 주변평균이 <그림5>에 제시되어 있다.
- 이는 청력손실로 인해 오랫동안 청각적 피드백을 제대로 받지 못하면 공명 문제, 특히 과대비성을 일으키는 기본적인 원인인 연인두 구조에 문제가 없음에도 불구하고 음성에 문제가 발생한다는 보고를 증명하는 것이다[1],[12],[14]. 그리고 정상청력 성인의 경우 여자의 비성도가 남자의 비성도에 비해 컸으나 청각장애 성인의 경우 성별에 따른 비성도의 차이가 없었고 청각장애 성인 남자와 여자 모두 정상 청력 성인보다 비성도가 현저하게 높았다. 각 모음에 대한 비성도는 정상청력 성인과 청각장애 성인 모두 고모음의 비성도가 저모음의 비성도보다 커서 모음 사각도 모양과 흡사한 분포를 보였다.
- 다음으로 구강에너지에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, NH이 HL 보다 구강에너지가 유의미하게 컸다.
- 다음으로 비강에너지와 구강에너지의 합에 대한 주효과 분석 결과 성별에서만 유의미한 차이가 있었는데, 남자가 여자보다 비강에너지와 구강에너지의 합이 유의미하게 더 컸다. 비강에너지와 구강에너지의 합에 대한 교호작용 분석 결과 장애와 성별 사이에 교호작용이 있었다.
- 첫째, NH가 HL보다 강도가 유의미하게 더 컸다. 둘째, 남자가 여자보다 강도가 유의미하게 더 컸다. 셋째, 모음 사이에 유의미한 강도 차이가 있었다.
- 첫째, NH이 HL 보다 구강에너지가 유의미하게 컸다. 둘째, 남자가 여자보다 구강에너지가 유의미하게 컸다. 셋째, 모음 사이에 유의미한 구강에너지 차이가 있었다.
- 첫째, HL이 NH보다 비강에너지가 유의미하게 컸다. 둘째, 모음 사이에 유의미한 비강에너지의 차이가 있었다. 모음 간 비강에너지 차이에 대한 사후분석 결과가 <표5>에 제시되어 있다.
- 첫째, HL의 비성도가 NH 의 비성도보다 유의미하게 컸다. 둘째, 여자의 비성도가 남자의 비성도보다 유의미하게 컸다. 셋째, 모음 사이에 유의미한 비성도 차이가 있었다.
- 이는 고모음의 경우 발성 시 개구도가 좁아져 구강 공간이 좁아지면서 상대적으로 비강으로의 공기 유출이 촉진되기 때문으로 보인다[10],[11],[12]. 또한 정상 청력 성인은 남녀 모두 비강에너지는 작고 구강에너지는 컸다. 하지만 정상청력 성인 중 여자는 남자에 비해 비강에너지가 유의미하게 높아 결과적으로 정상청력 남자에 비해 여자의 비성도가 높아지게 되었다.
- 마지막으로, 강도에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, NH가 HL보다 강도가 유의미하게 더 컸다.
- 먼저 비성도에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, HL의 비성도가 NH 의 비성도보다 유의미하게 컸다.
- 비강에너지와 구강에너지의 관계를 살펴본 결과 비강에너지가 증가하면 구강에너지도 증가했다. 이는 전체 집단뿐만 아니라 장애, 성별, 모음에 따른 하위 집단에서도 동일하게 나타났다.
- 다음으로 비강에너지와 구강에너지의 합에 대한 주효과 분석 결과 성별에서만 유의미한 차이가 있었는데, 남자가 여자보다 비강에너지와 구강에너지의 합이 유의미하게 더 컸다. 비강에너지와 구강에너지의 합에 대한 교호작용 분석 결과 장애와 성별 사이에 교호작용이 있었다. 장애와 성별 사이의 교호 작용의 원인을 살펴볼 수 있는 추정된 주변평균이 <그림7>에 제시되어 있다.
- 본 연구에서는 구강에너지와 비강에너지를 측정하여 비성도를 분석하고 구강에너지와 비강에너지 사이의 상관관계를 살펴봄으로써 심도 청각장애 성인의 공명 특성을 살펴보았다. 비성도 분석 결과 장애, 성별, 모음에 따라 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. HL 성인의 비성도가 NH 성인의 비성도보다 유의미하게 컸으며 여자의 비성도가 남자의 비성도보다 유의미하게 컸다.
- 비성도의 계산에 필요한 구성 요소인 비강에너지, 구강에너지, 에너지의 합과 일반적으로 음성의 에너지를 나타내며 비강 에너지와 구강에너지가 합성된 것으로 볼 수 있는 강도를 분석한 결과 장애, 성별, 모음에 따라 집단 간에 유의미한 차이가 있었다.
- 둘째, 남자가 여자보다 강도가 유의미하게 더 컸다. 셋째, 모음 사이에 유의미한 강도 차이가 있었다. 7개의 모음 간 비성도 차차이에 대한 사후 분석 결과가<표7>에 제시되어 있다.
- 둘째, 남자가 여자보다 구강에너지가 유의미하게 컸다. 셋째, 모음 사이에 유의미한 구강에너지 차이가 있었다. 모음 간 구강에너지 차이에 대한 사후 분석 결과가 <표6>에 제시되어 있다.
- 둘째, 여자의 비성도가 남자의 비성도보다 유의미하게 컸다. 셋째, 모음 사이에 유의미한 비성도 차이가 있었다. 모음 간 비성도 차이에 대한 사후분석 결과가 <표4>에 제시되어 있다.
- HL 남자의 경우에는 비강에너지가 커서 비성도가 높아졌으며 HL 여자의 경우에는 구강에너지가 작아서 비성도가 높아진 것을 알 수 있었다. 에너지 합(NE+OE)과 강도는 정상청력인은 성별에 따른 차이가 없었고 청각장애인은 남자가 여자에 비해 유의미하게 컸다.
- 장애별 비성도 분석에서 청각장애인은 정상인에 비해 모음의 비성도가 유의미하게 컸다. 이는 청력손실로 인해 오랫동안 청각적 피드백을 제대로 받지 못하면 공명 문제, 특히 과대비성을 일으키는 기본적인 원인인 연인두 구조에 문제가 없음에도 불구하고 음성에 문제가 발생한다는 보고를 증명하는 것이다[1],[12],[14].
- 먼저 비성도에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, HL의 비성도가 NH 의 비성도보다 유의미하게 컸다. 둘째, 여자의 비성도가 남자의 비성도보다 유의미하게 컸다.
- 다음으로 비강에너지에 대한 주효과 분석 결과 장애와 모음에서 유의미한 차이가 있었다. 첫째, HL이 NH보다 비강에너지가 유의미하게 컸다. 둘째, 모음 사이에 유의미한 비강에너지의 차이가 있었다.
- 마지막으로, 강도에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, NH가 HL보다 강도가 유의미하게 더 컸다. 둘째, 남자가 여자보다 강도가 유의미하게 더 컸다.
- 다음으로 구강에너지에 대한 주효과 분석 결과 장애, 성별, 모음 모두 집단 간에 유의미한 차이가 있었다. 첫째, NH이 HL 보다 구강에너지가 유의미하게 컸다. 둘째, 남자가 여자보다 구강에너지가 유의미하게 컸다.
- 하지만 정상청력 성인 중 여자는 남자에 비해 비강에너지가 유의미하게 높아 결과적으로 정상청력 남자에 비해 여자의 비성도가 높아지게 되었다. 청각장애 성인은 성별에 따라 비강에너지와 구강에너지가 모두 달라서 HL 남자의 경우 구강에너지는 정상청력인 수준이었으나 비강에너지는 유의미하게 컸고, HL 여자의 경우 비강에너지는 정상청력인 수준이었으나 구강에너지가 유의미하게 작았다. HL 남자의 경우에는 비강에너지가 커서 비성도가 높아졌으며 HL 여자의 경우에는 구강에너지가 작아서 비성도가 높아진 것을 알 수 있었다.
- 청각장애 성인은 모두 구화만으로 의사소통을 하거나, 구화와 수화 모두로 의사소통을 하는 선천성 심도 청각장애자였고 보청기를 착용하고 있었다. 청력 수준은 보청기를 착용하지 않은(unaided) 상태에서의 좋은 쪽 귀의 평균 청력이약 93.5 dB이었고, 보청기를 착용한(aided) 상태에서 스피커를 통한(free field) 청력검사에서 평균 청력이 약 56 dB이었다. 정상청력 성인의 경우 청력검사나 언어평가를 실시하지는 않았으나 본인이 청력에 이상이 없다고 진술하였고 연구자가 언어와 말에서 문제가 없는 것으로 판단한 성인들이었다.
후속연구
- 맹관공명은 비성도 측정만으로는 파악할 수 없으며 혀의 후방화 등으로 성도의 막힘이 있는지를 살펴볼 필요가 있다. 따라서 청력손실 정도(경도, 고도, 심도), 청력손실 시기(선천성, 후천성), 인공와우 이식으로 인한 청력 개선 여부에 따라 비성도, 비강 및 구강의 에너지, 에너지 간의 상관관계가 어떻게 달라지는지 뿐만 아니라 청각장애인들의 맹 관공명에 대한 연구도 필요하다. 또한 인공와우를 이식한 아동의 경우 인공와우 이식 후 듣기 능력이 향상되어도 여전히 정상청력 아동에 비해 비성도가 유의하게 높아 자연적인 비성도 개선에 한계가 있었지만 이 아동들에게 과대비성을 소거하는 음성치료를 실시하였을 때 8주 후 정상청력 아동과 동일한 수준으로 비성도가 낮아졌다는 보고가 있다[24].
- 또한 인공와우를 이식한 아동의 경우 인공와우 이식 후 듣기 능력이 향상되어도 여전히 정상청력 아동에 비해 비성도가 유의하게 높아 자연적인 비성도 개선에 한계가 있었지만 이 아동들에게 과대비성을 소거하는 음성치료를 실시하였을 때 8주 후 정상청력 아동과 동일한 수준으로 비성도가 낮아졌다는 보고가 있다[24]. 심도 청각장애 성인의 비성도에 대한 본 연구를 계기로 청각장애인들의 공명에 대한 다각적인 연구와 함께 과대비성 소거를 위한 다양한 음성치료 프로그램들을 연구할 필요가 있다. 이런 연구는 추후의 과제로 남겨둔다.
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