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문제 정의
- 환경적 요인인 소음이 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 살펴봄으로써, 일상생활에서 마비말장애인의 말명료도를 정확하게 파악하고 이해할 수 있으며, 말명료도 평가와 치료에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 소음 유형과 신호대잡음비가 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 살펴보고자 한다.
- 본 연구에서는 마비말장애인의 말명료도에서 청자의 언어-인지 역할과 처리 과정에 대해서는 다루지 않았는데, 향후에는 마비말장애인의 말명료도에 대해서 심층적으로 살펴보기 위해서 방해 요소인 소음이 제시될 때 청자 특징인 언어-인지 능력이 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향에 대해서 연구할 필요가 있겠다. 또한, 본 연구에서는 소음 유형과 신호대잡음비가 경도-중등도의 조음 중증도를 보이는 경직형 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 분석하였다. 향후 연구에서는 다양한 마비말장애인의 유형과 조음 중증도에 따라서도 소음 유형과 신호대잡음비가 말명료도에 미치는 영향에 차이가 나타나는지에 대해서도 살펴볼 필요가 있겠다.
- 9%)로 평가되었다[25]. 본 연구에서는 마비말장애인의 말 특성을 대표할 수 있는 화자를 선택하기 위해서, 자음의 생략, 대치, 부적절한 연장, 반복, 쉼과 같은 비유창성, 그리고 호흡, 발성 문제 등의 다양한 말 특성을 지니고 있는 마비말장애인을 대상자로 선정하였다.
제안 방법
- 마비말장애인의 말명료도 측정을 위해서, APAC 단어를 사용하였다. APAC은 친숙도가 높은 단어로 구성되어 있고, 우리말 자음이 어두초성, 어중초성, 어중종성, 어말종성의 네 가지 단어 내 위치에 배치되어 있으므로, 본 연구에서 검사 자료로 APAC 단어를 선택하였다. 먼저, APAC의 총 37개 단어 중에서 동사와 형용사를 제외한 명사만으로 32개의 단어를 선택하였다.
- Table 2. Descriptive data of mean speech intelligibility scores and standard deviations obtained by 48 naive listeners according to the types of noise and signal to noise ratios.
- ITU-T P.56 Speech Voltmeter from the ITU Software Tools Library (G. 191 Annex A)를 이용하여 마비말장애인의 음성파일에 소음을 추가하는 작업을 하였다. 본 연구에서는 NOISE-X 92 데이터베이스의 소음을 사용하였다.
- 순서효과와 학습효과를 배제하기 위해서, 소음 유형과 신호대잡음비를 고려하여 제시 순서를 역균형화(counterbalancing)하고, 편집한 단어를 무선화(randomization)하여 배열하였다. 라틴정방설계(Latin square design)를 통해 청자에게 들려줄 음성 파일을 총 6세트로 구성하였으며, 각 세트는 총 대상자들에게 8회씩 출현하였다.
- 마비말장애인 화자의 말명료도를 측정하기 위해서 청자에게 화자가 말했을 것으로 생각되는 단어를 받아쓰도록 하였다. 청자는 조용한 환경에서 헤드폰(CRESYN CS-HP500)을 착용하여 목표 단어를 들었으며, 들려주는 단어의 강도는 청자가 본인에게 맞도록 조정할 수 있게 하였다.
- 마비말장애인으로부터 수집된 발화 자료는 SiTEC에서 개발한 세그멘테이션 프로그램을 이용하여 단어들을 편집하였다. ITU-T P.
- 마비말장애인의 발화 수집은 조용한 사무실 환경에서 이루어졌으며, SiTEC(Speech Information Technology & Industry Promotion Center)에서 개발한 녹음 프로그램을 이용하여 노트북 슬라이드 화면에 제시되는 단어를 마비말장애인에게 1회씩 읽도록 하였다.
- 먼저, 마비말장애인의 음성과 잡음의 길이를 동일하게 조정하고, 마비말장애인의 음성 강도를 기준으로 하여 소음의 신호를 0, +10, +20 dB로 신호대잡음비를 조정하였다. 마지막으로 동일한 시간 영역(time domain)에서 마비말장애인의 음성에 조정된 소음을 더해주는 작업을 함으로써, 청자에게 들려줄 단어 음성파일을 제작하였다.
- 본 연구에서는 NOISE-X 92 데이터베이스의 소음을 사용하였다. 먼저, 마비말장애인의 음성과 잡음의 길이를 동일하게 조정하고, 마비말장애인의 음성 강도를 기준으로 하여 소음의 신호를 0, +10, +20 dB로 신호대잡음비를 조정하였다. 마지막으로 동일한 시간 영역(time domain)에서 마비말장애인의 음성에 조정된 소음을 더해주는 작업을 함으로써, 청자에게 들려줄 단어 음성파일을 제작하였다.
- 반응 자극은 소음 유형(다화자 잡음, 환경 소음)과 세 가지 신호대잡음비(SNR 0, +10, +20 dB)로 구성된 총 6가지 조건으로, 20개의 단어가 각 조건별로 제시되어 총 120개의 토큰으로 구성하였다. 순서효과와 학습효과를 배제하기 위해서, 소음 유형과 신호대잡음비를 고려하여 제시 순서를 역균형화(counterbalancing)하고, 편집한 단어를 무선화(randomization)하여 배열하였다.
- 마비말장애인의 말명료도를 정확하게 이해하고 적용하기 위해서는 환경적 변수인 소음이 말명료도에 미치는 영향을 살펴볼 필요가 있다. 본 연구에서는 소음 유형을 다화자 잡음과 환경 소음, 신호대잡음비를 0, +10, +20 dB로 구분해서, 소음 유형과 신호대잡음비에 따른 마비말장애인의 말명료도를 살펴보았다. 마비말장애인의 말명료도는 소음 유형과 신호대잡음비에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서의 대상자는 화자와 청자 집단으로 나누었다. 화자는 마비말장애로 진단된 성인이며, 청자는 마비말장애인의 말을 청취해본 경험이 없는 정상 청력 성인 집단이다.
- 청자가 받아 쓴 단어가 목표 단어와 일치할 경우를 정답(1점)으로, 일치하지 않을 경우를 오답(0점)으로 채점하였다. 소음 유형과 신호대잡음비(SNR)에 따라서 말명료도 점수를 따로 산출하였으며, 모든 조건에서 말명료도 점수가 0~100%가 되도록 하였다.
- 반응 자극은 소음 유형(다화자 잡음, 환경 소음)과 세 가지 신호대잡음비(SNR 0, +10, +20 dB)로 구성된 총 6가지 조건으로, 20개의 단어가 각 조건별로 제시되어 총 120개의 토큰으로 구성하였다. 순서효과와 학습효과를 배제하기 위해서, 소음 유형과 신호대잡음비를 고려하여 제시 순서를 역균형화(counterbalancing)하고, 편집한 단어를 무선화(randomization)하여 배열하였다. 라틴정방설계(Latin square design)를 통해 청자에게 들려줄 음성 파일을 총 6세트로 구성하였으며, 각 세트는 총 대상자들에게 8회씩 출현하였다.
- 먼저, APAC의 총 37개 단어 중에서 동사와 형용사를 제외한 명사만으로 32개의 단어를 선택하였다. 음절 수가 길수록 마비말장애인의 말 산출이 어려워지는 것을 고려하여, 32개의 단어 중에서, 1, 2, 3 음절의 단어가 모두 포함될 수 있도록 하였다. 또한, 단어 초성에 한국어의 19개 자음(음가 없는 초성 [ㅇ] 포함)이, 단어 종성에 7개 자음이 골고루 배치되도록 하여, 최종적으로 20개 단어를 선정하였다(부록 1).
- 마비말장애인 화자의 말명료도를 측정하기 위해서 청자에게 화자가 말했을 것으로 생각되는 단어를 받아쓰도록 하였다. 청자는 조용한 환경에서 헤드폰(CRESYN CS-HP500)을 착용하여 목표 단어를 들었으며, 들려주는 단어의 강도는 청자가 본인에게 맞도록 조정할 수 있게 하였다. 이때, 각 단어 제시 간격은 청자가 단어를 받아쓰는 속도를 고려하여 연구자가 조정하였다.
- 평가자 간 신뢰도(inter-rater reliability)를 산출하기 위하여, 연구자 2명이 채점에 참여하였다. 평가자는 본 연구에서 사용한 자료 20%에 해당하는 검사지를 무작위로 선정하여, 채점 기준에 따라서 독립적으로 채점하였다. 평가자 간 신뢰도는 채점한 검사지에서 정오반응에 대해 일치한 문항 수를 기준으로 일치도(agreement)를 산출하였으며, 그 결과 98.
- 마비말장애인의 발화 수집은 조용한 사무실 환경에서 이루어졌으며, SiTEC(Speech Information Technology & Industry Promotion Center)에서 개발한 녹음 프로그램을 이용하여 노트북 슬라이드 화면에 제시되는 단어를 마비말장애인에게 1회씩 읽도록 하였다. 푸쉬톡 방식으로 마비말장애인의 발화를 수동으로 녹음하였으며, 오발성이 발생하였을 경우 다시 녹음하였다. 단, 연구자는 화자가 단어를 읽는 과정에서 보인 오조음에 대해서는 어떤 피드백도 주지 않았다.
- 화자가 뇌병변장애로 불수의적인 움직임이 발생되는 것을 고려해서 가급적 흔들리지 않고 몸에 단단히 부착될 수 있는 ‘Shure SM12A Headworn type’ 헤드마이크를 사용하여, 오디오 인터페이스 ‘TASCAM US-122MKII USB 2.0 Audio/MIDI interface’로 녹음하였다.
대상 데이터
- 음절 수가 길수록 마비말장애인의 말 산출이 어려워지는 것을 고려하여, 32개의 단어 중에서, 1, 2, 3 음절의 단어가 모두 포함될 수 있도록 하였다. 또한, 단어 초성에 한국어의 19개 자음(음가 없는 초성 [ㅇ] 포함)이, 단어 종성에 7개 자음이 골고루 배치되도록 하여, 최종적으로 20개 단어를 선정하였다(부록 1).
- APAC은 친숙도가 높은 단어로 구성되어 있고, 우리말 자음이 어두초성, 어중초성, 어중종성, 어말종성의 네 가지 단어 내 위치에 배치되어 있으므로, 본 연구에서 검사 자료로 APAC 단어를 선택하였다. 먼저, APAC의 총 37개 단어 중에서 동사와 형용사를 제외한 명사만으로 32개의 단어를 선택하였다. 음절 수가 길수록 마비말장애인의 말 산출이 어려워지는 것을 고려하여, 32개의 단어 중에서, 1, 2, 3 음절의 단어가 모두 포함될 수 있도록 하였다.
- 본 연구에서 사용된 마비말장애인의 발화는 발성 장애인을 위한 개인 맞춤형 내장형 명령어 인식기 개발을 위한 QoLT(Quality of Life Technology) 프로젝트에서 구축된 녹음 자료를 사용하였다[26]. 마비말장애인의 발화 수집은 조용한 사무실 환경에서 이루어졌으며, SiTEC(Speech Information Technology & Industry Promotion Center)에서 개발한 녹음 프로그램을 이용하여 노트북 슬라이드 화면에 제시되는 단어를 마비말장애인에게 1회씩 읽도록 하였다.
- 191 Annex A)를 이용하여 마비말장애인의 음성파일에 소음을 추가하는 작업을 하였다. 본 연구에서는 NOISE-X 92 데이터베이스의 소음을 사용하였다. 먼저, 마비말장애인의 음성과 잡음의 길이를 동일하게 조정하고, 마비말장애인의 음성 강도를 기준으로 하여 소음의 신호를 0, +10, +20 dB로 신호대잡음비를 조정하였다.
- 청자는 청각에 이상이 없다고 보고한 정상 청력 성인으로, 서울에 거주하는 20~30대 성인 48명을 대상으로 하였다. 청자는 마비말장애인의 음성을 포함한 장애 음성을 청취해본 경험이 없는 사람이었다.
- 평가자 간 신뢰도(inter-rater reliability)를 산출하기 위하여, 연구자 2명이 채점에 참여하였다. 평가자는 본 연구에서 사용한 자료 20%에 해당하는 검사지를 무작위로 선정하여, 채점 기준에 따라서 독립적으로 채점하였다.
- 화자는 뇌병변장애 1급으로 진단된 경직형 마비말장애인이다. 대상자는 7~9세에 언어치료를 받은 경험이 있으며, 대학 졸업 이후 보조 장비의 도움을 받아 문서 작업 업무를 하고 있다.
데이터처리
- Table 3. Two-way ANOVA with repeated measures for types of noise and signal to noise ratios on speech intelligibility of an adult with dysarthria.
- 0을 사용하여 기술통계분석을 하였다. 또한, 소음 유형과 신호대잡음비가 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 살펴보기 위해서, 반복측정 이원분산분석(Two-way ANOVA with repeated measures)을 실시하였다.
- 소음 유형과 신호대잡음비에 따른 마비말장애인의 말명료도 평균과 표준편차는 SPSS 18.0을 사용하여 기술통계분석을 하였다. 또한, 소음 유형과 신호대잡음비가 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 살펴보기 위해서, 반복측정 이원분산분석(Two-way ANOVA with repeated measures)을 실시하였다.
이론/모형
- 마비말장애인의 말명료도 측정을 위해서, APAC 단어를 사용하였다. APAC은 친숙도가 높은 단어로 구성되어 있고, 우리말 자음이 어두초성, 어중초성, 어중종성, 어말종성의 네 가지 단어 내 위치에 배치되어 있으므로, 본 연구에서 검사 자료로 APAC 단어를 선택하였다.
성능/효과
- Wong 및 동료들(2009)은 노화에 따른 인지 변화가 소음 상황에서의 말명료도에 미치는 영향을 살펴보기 위해서 정상 청력을 지닌 20대 성인 집단(n=12)와 60~70대 성인 집단(n=12)에게 조용한 상황, 신호대잡음비가 -5, +20 dB인 소음 상황에서 말명료도 검사를 실시하고 기능성 자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging; fMRI)으로 뇌 활성화를 측정하였다. 그 결과, 신호대잡음비가 -5 dB인 조건에서만 60~70대 성인이 20대 성인보다 유의하게 낮은 말명료도 점수를 보였으며, 이때 fMRI에서 60~70대 성인의 청각 피질(auditory cortex)의 활성화는 감소하는 반면에 작업 기억(working memory)과 집중(attention)과 관련된 전전두엽(prefrontal lobe)과 쐐기전소엽(precuneus region) 부분이 활성화되었다[15]. 이는 청자가 소음 상황에서 화자의 메시지를 이해하기 위해서 더 많은 인지적 노력을 기울이고 있다는 것을 시사한다.
- Crandell(1993)은 교실과 같이 소음이 존재하는 상황에서 학령기 아동이 겪는 말지각(speech perception)의 어려움을 살펴보기 위해서, 신호대잡음비를 -6, -3, 0, +3, +6 dB로 조작하여 신호대잡음비가 정상 청력 아동과 경도 청각장애 아동의 말명료도에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과, 신호대잡음비는 두 집단의 말명료도에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 낮은 신호대잡음비는 정상 청력 아동보다는 경도 청각장애 아동에게 더 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다[28]. 이는 청자가 들어야 할 목표 단어의 신호가 소음보다 크면, 청자가 목표 단어의 지각에 필요한 음향-음소 정보의 양이 많아져서 단어 재인의 정확성이 높아지기 때문이다.
- Tabri 및 동료들(2011)은 조용한 조건과 다화자 잡음의 다양한 강도(55, 60, 65, 70 dB SPL) 조건에서 단일 언어(monolingual), 이중 언어(bilingual), 삼중 언어(trilingual) 사용 아동에게 문장을 들려주고 문장의 마지막 단어를 맞추도록 했다. 그 결과, 조용한 조건과 55, 60 dB SPL의 소음 조건에서 세 그룹의 수행력에 차이가 없었지만, 65, 70 dB SPL의 소음 조건에서는 이중 언어, 삼중 언어 사용 아동의 수행력이 단일 언어 사용 아동에 비해서 유의하게 낮게 나타났다[29]. Crandell(1993)과 Tabri 및 동료들(2011)의 연구 모두 소음이 말초 청각 수준과 중추 청각 수준에서 말소리를 정확하게 지각하는데 방해된다는 것을 언급하면서, 교실과 같이 소음이 존재하는 조건에서 학령기 아동의 학습 능력을 향상하기 위해서 소음을 줄이고 신호대잡음비를 높이기 위한 교실 환경의 보완, FM 시스템의 필요성에 대해서 강조했다[28][29].
- 마비말장애인의 말명료도는 다화자 잡음 조건에서 신호대잡음비가 0 dB에서 23.96% (SD=13.88), +10 dB에서 33.13%(SD=14.86), +20 dB에서 39.06% (SD=13.63)였으며, 환경 소음 조건에서 마비말장애인의 말명료도는 신호대잡음비가 0 dB에서 29.58% (SD=14.43), +10 dB에서 35.63% (SD=13.07), +20 dB에서 40.00% (SD=12.33)으로 나타났다(표 2 & 그림 1).
- 본 연구에서는 소음 유형을 다화자 잡음과 환경 소음, 신호대잡음비를 0, +10, +20 dB로 구분해서, 소음 유형과 신호대잡음비에 따른 마비말장애인의 말명료도를 살펴보았다. 마비말장애인의 말명료도는 소음 유형과 신호대잡음비에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 소음 유형이 마비말장애인의 말명료도에 대한 주효과가 유의하게 나타났으며[F(1, 97.576)=7.975, p<.01], 말명료도는 다화자 잡음 조건보다 환경 소음 조건에서 유의하게 높게 나타났다.
- 신호대잡음비에 따른 마비말장애인의 말명료도에 대한 주효과도 유의하게 나타났으며[F(1.691, 97.576)=78.614, p<.001], Bonferroni를 통한 사후검정 결과, 0, +10, +20 dB의 모든 신호대잡음비 간에 말명료도 차이가 유의하게 나타났다(p.05](표 3).
- 평가자는 본 연구에서 사용한 자료 20%에 해당하는 검사지를 무작위로 선정하여, 채점 기준에 따라서 독립적으로 채점하였다. 평가자 간 신뢰도는 채점한 검사지에서 정오반응에 대해 일치한 문항 수를 기준으로 일치도(agreement)를 산출하였으며, 그 결과 98.1%로 나타났다.
- 환경 소음 조건보다는 다화자 잡음 조건에서 마비말장애인의 말명료도가 낮게 나타났다. 이는 소음 유형이 말명료도에 영향을 미치며, 언어적 소음이 비언어적 소음보다 말명료도에 부정적이라고 보고한 Papso와 Blood(1989)의 연구 결과와 일치한다[18].
후속연구
- 소음 상황에서 마비말장애인의 말명료도는 음향과 음소 정보의 조합(acoustic-phonetic match)에 의한 상향식(bottom-up approach), 구문과 의미 문맥(syntactic and semantic context)에 의한 하향식(top-down approach), 두 가지 방식이 상호작용하여 청자의 언어-인지 처리의 결과물로 나타난 것이다[17]. 본 연구에서는 마비말장애인의 말명료도에서 청자의 언어-인지 역할과 처리 과정에 대해서는 다루지 않았는데, 향후에는 마비말장애인의 말명료도에 대해서 심층적으로 살펴보기 위해서 방해 요소인 소음이 제시될 때 청자 특징인 언어-인지 능력이 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향에 대해서 연구할 필요가 있겠다. 또한, 본 연구에서는 소음 유형과 신호대잡음비가 경도-중등도의 조음 중증도를 보이는 경직형 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 분석하였다.
- 또한, 본 연구에서는 소음 유형과 신호대잡음비가 경도-중등도의 조음 중증도를 보이는 경직형 마비말장애인의 말명료도에 미치는 영향을 분석하였다. 향후 연구에서는 다양한 마비말장애인의 유형과 조음 중증도에 따라서도 소음 유형과 신호대잡음비가 말명료도에 미치는 영향에 차이가 나타나는지에 대해서도 살펴볼 필요가 있겠다.
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