[논문]신생아 울음의 의사소통 의도와 관련된 음향학적 특성

장효령; 고도흥

doi:10.13064/ksss.2013.5.3.055

신생아 울음의 의사소통 의도와 관련된 음향학적 특성
Acoustic and Physiologic Characteristics of Newborn Infants' Communication Intent via Crying 원문보기

말소리와 음성과학 = Phonetics and speech sciences, v.5 no.3, 2013년, pp.55 - 60

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The purpose of this study was to investigate the acoustic characteristics of crying infants according to the communication intents such as hunger and pain in terms of acoustic differences in the fundamental frequency ($F_0$), jitter, shimmer, noise-to-harmonic ratio(NHR), habitual pitch, and intensity. The subjects were 20 healthy, normal infants, less than seven days old, from the city of Seoul and were born after 38 to 42 weeks(full term) of pregnancy. The sound of crying was recorded for three minutes. The crying due to pain was induced by means of the inborn metabolism error test, whereas the crying due to hunger was verified by means of the rooting reflex by waiting for the designated eating time. The results were as follows: (1) the fundamental frequency, noise-to-harmonic ratio(NHR), and intensity of the infants' crying due to pain was higher than that by hunger, showing a significant difference between the mean values. (2) the infants' crying due to hunger and that by pain did not have a significant difference in the mean jitter and shimmer values but both of them were largely outside of the normal threshold values(jitter by 1.04% and shimmer by 3.81%). This study was significant in the sense that it showed the acoustic characteristics of infants' crying from hunger and pain were very different from each other according to the communication intents in terms of the six acoustic parameters.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 대상자인 신생아의 상황을 아주 일관성이 있게 통제하는 것이 매우 중요하다는 인식을 갖고 신생아의 4가지 울음소리 유형 중 배고픔과 통증에 따른 울음소리를 살펴보고자 한다. 매개변수로는 기존의 국외 연구에서 자주 활용하였던 기본주파수 이외에 음향학적인 특성을 분석하기 위해 중요한 매개변수인 지터, 쉼머, 소음 대 배음 비율, 강도를 통해서 음향학적인 측면에서 어떠한 차이를 보이는지 살펴보고자 하였다.
본 연구에서는 대상자인 신생아의 상황을 아주 일관성이 있게 통제하는 것이 매우 중요하다는 인식을 갖고 신생아의 4가지 울음소리 유형 중 배고픔과 통증에 따른 울음소리를 살펴보고자 한다. 매개변수로는 기존의 국외 연구에서 자주 활용하였던 기본주파수 이외에 음향학적인 특성을 분석하기 위해 중요한 매개변수인 지터, 쉼머, 소음 대 배음 비율, 강도를 통해서 음향학적인 측면에서 어떠한 차이를 보이는지 살펴보고자 하였다.
본 연구에서는 배고픔과 통증을 나타내는 신생아 울음의 의사소통 의도에 대한 음향학적 특성을 기본주파수, 주파수 변동률, 진폭 변동률, 소음대배음 비율, 강도를 통해 음향학적인 측면에서 어떠한 차이를 보이는지 살펴보았다.

제안 방법

또한 Real-Time Pitch를 이용하여 습관적 피치 및 강도를 분석하였다. 3분 정도 녹음된 음성샘플링을 1분씩 나누어 3개의 샘플링으로 저장한 뒤 분석의 역치를 벗어난 부분을 제외하고 안정된 구간을 대상으로 평균값을 구한 후 분석하였다.
녹음 방법은 디지털 녹음기(digital audio recorder tape, DAT)인 EDIROD by Roland에 연결된 SONY 스탠드형 마이크를 신생아의 입에서 15cm 정도 떨어진 후 90도의 각도로 마이크를 장착하여 대략 1-3분(180초)정도 녹음하였다. 이때 신생아실 내에 있는 조용한 방에서 담당 의사 및 간호사 입회 하에 녹음을 하도록 하였다.
여러 변수들이 통제된 가운데 얻어진 음성샘플이 담긴 디지털 녹음기(DAT)를 MDVP(Multi-Dimensional Voice Program)에 연결시켜 녹음된 울음소리에서 기본주파수, 지터, 쉼머, 소음대배음 비율을 분석하였다. 또한 Real-Time Pitch를 이용하여 습관적 피치 및 강도를 분석하였다. 3분 정도 녹음된 음성샘플링을 1분씩 나누어 3개의 샘플링으로 저장한 뒤 분석의 역치를 벗어난 부분을 제외하고 안정된 구간을 대상으로 평균값을 구한 후 분석하였다.
배고픔의 울음을 유도하는 방법은 신생아의 수유는 하루 동안 정해진 시간에 맞춰 대략 6-7회 이루어지므로 검사자는 그 시간에 맞춰 기다렸다가 설근반사(rooting reflex)를 확인 한 후 1분씩 3회에 걸쳐 총 3분간 샘플링을 녹음을 하였다.
여러 변수들이 통제된 가운데 얻어진 음성샘플이 담긴 디지털 녹음기(DAT)를 MDVP(Multi-Dimensional Voice Program)에 연결시켜 녹음된 울음소리에서 기본주파수, 지터, 쉼머, 소음대배음 비율을 분석하였다. 또한 Real-Time Pitch를 이용하여 습관적 피치 및 강도를 분석하였다.
음성 샘플링은 2주 동안 제 2차 의료기관에서 수행하였다. 통증의 울음을 유도하는 방법은 다음과 같다.

대상 데이터

본 연구는 서울 지역에 거주하며 38∼42주(full term) 기간을 거쳐 출생한 1주 이내의 건강한 신생아 20명을 대상으로 하였다.
본 연구는 서울 지역에 거주하며 38∼42주(full term) 기간을 거쳐 출생한 1주 이내의 건강한 신생아 20명을 대상으로 하였다. 연구 대상에 대한 정상 신생아 선별 기준은 Apgar Score에서 9-10점을 받고 유발이음향방사(evoked otoacoustic emission, EOAE)를 이용한 청력 선별검사상 정상청력을 지닌 신생아를 대상으로 하였다. 또한 정상 신생아 울음은 성인과 달리 성별에 따른 차이가 없이 비교적 일정한 음향학적인 지표를 보인다는 선행연구의 결과에 따라 본 연구에서는 신생아의 남, 녀 성별을 구분하지 않았다(Murry et al.

데이터처리

통계 분석에 사용한 통계 프로그램은 PASW(predictive analytics software)version 18이다. 통계 방법은 대상자의 의사소통 의도를 나타내는 통증과 배고픔에 따른 울음소리가 여러 매개변수들에서 유의한 차이가 있는지 알아보기 위해 Paired t-test를 실시하였다.

성능/효과

그 결과 기본주파수와 강도에서 두 울음간의 평균의 차이가 크게 나타났다. 먼저, 기본주파수의 경우 배고픔의 울음은 400.
05). 또한 주파수 변동률에서 통증의 울음과 배고픔의 울음 간의 평균의 차이가 거의 나타나지 않았으며(p=0.053) 나머지 진폭 변동률은 통증의 울음과 배고픔의 울음 간의 평균의 차이가 없다고 나타났다.
그 결과 기본주파수와 강도에서 두 울음간의 평균의 차이가 크게 나타났다. 먼저, 기본주파수의 경우 배고픔의 울음은 400.54Hz, 통증의 울음은 441.04Hz이었고 강도의 경우 배고픔의 울음은 78.21dB, 통증의 울음은 86.08dB로 두 매개변수 모두 통계적으로 유의한 평균의 차이가 나타났다. 이러한 연구 결과는 통증을 느끼는 것과 같은 스트레스를 받는 상황에서는 골격근(skeletal muscle)이 긴장하고 호흡의 속도가 증가하면서 기본주파수와 강도가 증가한다는 선행 연구의 주장을 뒷받침하는 결과이다(Fuller et al.
10%으로 평균의 차이가 통계적으로 유의한 평균의 차이가 나타나지 않았다. 본 연구에서 배고픔과 통증의 울음에 따른 평균 주파수 변동률과 진폭 변동률이 모두 통계적으로는 유의한 차이를 보이고 있지 않지만, 이 두 울음에서의 주파수 변동률과 진폭 변동률은 모두 정상역치(주파수 변동률 1.04%, 진폭 변동률 3.81%)에서 크게 벗어나 있음을 보여주고 있다. 이는 생후 3년 이내에 성대구조의 발달이 약 50% 진행된다는 사실(김선해, 2008)에서 미루어 볼 때 생후 1주일 내의 신생아는 생리적으로 안정된 성대구조를 가지고 있지 않기 때문에 이러한 사실이 주파수와 진폭의 불규칙한 변동에 그대로 반영된 것이라 판단된다.
이는 생후 3년 이내에 성대구조의 발달이 약 50% 진행된다는 사실(김선해, 2008)에서 미루어 볼 때 생후 1주일 내의 신생아는 생리적으로 안정된 성대구조를 가지고 있지 않기 때문에 이러한 사실이 주파수와 진폭의 불규칙한 변동에 그대로 반영된 것이라 판단된다. 소음대배음 비율은 배고픔의 울음이 0.43, 통증의 울음이 0.56으로 평균의 차이가 나타났고 통계학적으로도 유의한 결과를 얻었다. 본 연구에서 통증의 울음이 배고픔의 울음보다 소음대배음 비율이 높게 나타난 결과에 대한 해석으로는 앞서 설명한 바와 같이 소음대배음 비율은 음성 분석 시 불규칙한 소음을 측정하는 데 매우 유용하게 사용되는 자료로써 정상역치는 0.
신생아의 울음에 따른 각 매개변수의 평균 차이를 살펴본 결과, 총 5개의 매개변수 중에 기본주파수와 강도에서 통증의 울음과 배고픔의 울음 간의 평균의 차이가 크게 나타났고(p<0.001), 소음대배음 비율은 통증의 울음과 배고픔의 울음 간의 평균의 차이가 비교적 크게 나타났다(p<0.05).
, 1986). 주파수 변동률과 진폭 변동률을 통해서 살펴본 결과 먼저, 주파수 변동률은 배고픔의 울음이 3.10%, 통증의 울음이 3.64%로 평균의 차이가 나타나지 않았으며 통계적으로도 유의하지 않았다. 진폭 변동률 또한 배고픔의 울음이 5.
64%로 평균의 차이가 나타나지 않았으며 통계적으로도 유의하지 않았다. 진폭 변동률 또한 배고픔의 울음이 5.68%, 통증의 울음이 6.10%으로 평균의 차이가 통계적으로 유의한 평균의 차이가 나타나지 않았다. 본 연구에서 배고픔과 통증의 울음에 따른 평균 주파수 변동률과 진폭 변동률이 모두 통계적으로는 유의한 차이를 보이고 있지 않지만, 이 두 울음에서의 주파수 변동률과 진폭 변동률은 모두 정상역치(주파수 변동률 1.

후속연구

본 연구의 의의는 의사소통 의도를 나타내는 배고픔과 통증에 따른 신생아의 울음이 음향학적으로 매우 다른 특성을 가지고 있다는 결과를 얻었다는 점에서 의의가 있다. 더불어 초보 엄마들은 경험이 많은 엄마들에 비해 아이의 울음소리를 인식하는 능력이 부족하다는 점을 고려할 때 초보 엄마가 아이의 의사소통 의도를 인식하는데 있어 본 연구 결과의 음향학적 수치가 기준점으로써 도움이 될 것으로 보인다. 나아가 이러한 과정이 부모와 아이의 상호작용에도 매우 중요한 영향을 끼칠 것이라는 것을 고려해 볼 때 또 다른 의의를 갖는다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	신생아가 본인의 의사전달을 위한 중요한 수단으로 활용하는 것은?	울음이 없다면 말을 못하는 갓난아기는 바늘에 찔려도 이것을 알리는 아무런 방법이 없을 것이다(홍창의, 1999). 이렇게 신생아는 울음을 본인의 의사전달을 위한 중요한 수단으로 활용한다(송창윤, 2005).
	신생아의 울음은 어떠한 현상인가?	신생아의 울음은 호흡계와 중추 및 말초신경계 그리고 여러 근육과 조직의 상호작용을 포함하는 매우 복잡한 생리적인 현상이다(Golub et al., 1985).
	음향학적인 파동에서 나타나는 작은 불규칙성은 어떤 경우에 활용되는가?	(Schoentgen, 1991). 따라서 음성 치료의 결과를 평가할 때 뿐만 아니라 진단 시에도 유용하게 사용된다(Hodge et al,. 2001), (Ma et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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