지하철 실내 소음 하에서 음향기기 사용에 따른 음향반사역치와 소음 속 어음인지 변화 Changes of Acoustic Reflex Thresholds and Speech-In-Noise Perception Using Personal Listening Device Under Subway Interior Noise원문보기
환경 소음의 무절제한 노출이 청력 손실로 이어질 수 있다는 보고는 익히 알려져 있지만, 지하철 실내 소음과 휴대용 음향기기 음량에 따른 이중 소음 노출에 대한 탑승객들의 청력 손실 여부는 많은 연구들에서 여전히 진행 중이다. 본 연구는 지하철 실내 소음 하에서 탑승객들이 이어폰을 이용하여 개인음향기기 사용 시 음향 반사 역치와 소음속 어음인지도가 어떻게 변화하는 지 확인하고자 하였다. 20대의 젊은 건청 성인 40명을 대상으로 실험 그룹과 대조그룹으로 각각 20명씩 구분하였다. 실험 전 모든 대상자에게 5개의 주파수에서 음향반사역치검사와 0, -5 dB SNR에서 문장검사를 실시하였다. 실험 그룹은 60분간 73.45 dBA의 실제 서울도심지하철의 평균 실내 소음 강도를 들으며 개인별 선호 음량으로 이어폰을 통해 좋아하는 음악을 들었고, 대조그룹은 동일강도의 지하철 소음에만 노출된 채 신문 혹은 잡지를 읽었다. 60분간의 지하철 소음 노출 후 음향반사역치검사와 소음 속 문장검사를 재실시하여 기준선과 비교하였다. 소음 노출 전 후 비교 시, 두 그룹 간 음향반사역치는 유의미한 차이가 없었다. 그러나 소음 속 문장 검사결과에서는 실험 그룹의 어음인지도가 소음 노출 후 유의하게 하락하였다. 본 결과를 근거로 지하철 탑승객이 일정기간 동안 지하철 실내 소음에 노출된 채 반복적으로 음악을 듣는 습관이 지속될 시 일시적인 어음인지력 저하의 위험이 예상 될 것이라고 생각한다.
환경 소음의 무절제한 노출이 청력 손실로 이어질 수 있다는 보고는 익히 알려져 있지만, 지하철 실내 소음과 휴대용 음향기기 음량에 따른 이중 소음 노출에 대한 탑승객들의 청력 손실 여부는 많은 연구들에서 여전히 진행 중이다. 본 연구는 지하철 실내 소음 하에서 탑승객들이 이어폰을 이용하여 개인음향기기 사용 시 음향 반사 역치와 소음속 어음인지도가 어떻게 변화하는 지 확인하고자 하였다. 20대의 젊은 건청 성인 40명을 대상으로 실험 그룹과 대조그룹으로 각각 20명씩 구분하였다. 실험 전 모든 대상자에게 5개의 주파수에서 음향반사역치검사와 0, -5 dB SNR에서 문장검사를 실시하였다. 실험 그룹은 60분간 73.45 dBA의 실제 서울도심지하철의 평균 실내 소음 강도를 들으며 개인별 선호 음량으로 이어폰을 통해 좋아하는 음악을 들었고, 대조그룹은 동일강도의 지하철 소음에만 노출된 채 신문 혹은 잡지를 읽었다. 60분간의 지하철 소음 노출 후 음향반사역치검사와 소음 속 문장검사를 재실시하여 기준선과 비교하였다. 소음 노출 전 후 비교 시, 두 그룹 간 음향반사역치는 유의미한 차이가 없었다. 그러나 소음 속 문장 검사결과에서는 실험 그룹의 어음인지도가 소음 노출 후 유의하게 하락하였다. 본 결과를 근거로 지하철 탑승객이 일정기간 동안 지하철 실내 소음에 노출된 채 반복적으로 음악을 듣는 습관이 지속될 시 일시적인 어음인지력 저하의 위험이 예상 될 것이라고 생각한다.
Although it is well-known that environmental noise can lead to hearing loss in individuals, the true extent of subway noise effects in the general population remains poorly understood. The purpose of the present study is to see changes of acoustic reflex thresholds and speech perception scores when ...
Although it is well-known that environmental noise can lead to hearing loss in individuals, the true extent of subway noise effects in the general population remains poorly understood. The purpose of the present study is to see changes of acoustic reflex thresholds and speech perception scores when passengers listen to music presented from their personal listening device in the subway. Forty subjects with normal hearing participated being divided into two groups, experimental and control groups. As a baseline, all subjects were measured by acoustic reflex thresholds in five test frequencies and Korean speech perception in noise (KSPIN) test at 0 and -5 dB SNR. In the experiment, the control group read newspaper or magazine in the subway noise, whereas the experimental group listened to music presented from their smartphone under the subway noise through speakers at 73.45 dBA for 60 min. After completing the experiment, two groups also conducted both acoustic reflex thresholds and KSPIN tests in the same condition as the baseline. The results showed that there was a significant difference of correct percent in speech-in-noise test between experimental and control groups and of that between two signal-to-noise ratios, which means the double noise exposure of 60 min might cause some degradation of speech perception when noise increases compared to only subway noise condition that was not statistically significant difference. We concluded that a risk of some degraded speech perception ability would be expected when passengers have a habit of listening to music in the subway noisy situation for a long duration.
Although it is well-known that environmental noise can lead to hearing loss in individuals, the true extent of subway noise effects in the general population remains poorly understood. The purpose of the present study is to see changes of acoustic reflex thresholds and speech perception scores when passengers listen to music presented from their personal listening device in the subway. Forty subjects with normal hearing participated being divided into two groups, experimental and control groups. As a baseline, all subjects were measured by acoustic reflex thresholds in five test frequencies and Korean speech perception in noise (KSPIN) test at 0 and -5 dB SNR. In the experiment, the control group read newspaper or magazine in the subway noise, whereas the experimental group listened to music presented from their smartphone under the subway noise through speakers at 73.45 dBA for 60 min. After completing the experiment, two groups also conducted both acoustic reflex thresholds and KSPIN tests in the same condition as the baseline. The results showed that there was a significant difference of correct percent in speech-in-noise test between experimental and control groups and of that between two signal-to-noise ratios, which means the double noise exposure of 60 min might cause some degradation of speech perception when noise increases compared to only subway noise condition that was not statistically significant difference. We concluded that a risk of some degraded speech perception ability would be expected when passengers have a habit of listening to music in the subway noisy situation for a long duration.
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문제 정의
더불어 흔히 85 ~ 100 dB HL의 음향반사역치(acoustic reflex threshold)1)를 갖는 건청인들은 중이의 이내근의 활동으로 어느 정도의 소음성난청을 예방할 수 있다고 이론적으로 주장하지만, 음향반사와 일시적 역치변동과의 관계를 실험한 기존 연구들은 대부분 짧은 지속 시간을 갖는 100 dB SPL 이상의 고강도의 소음을 노출시켜 청력역치2) 변화를 분석하였으며,[9] 실제 환경음 강도 수준에서 역치 손실에 대하여서는 충분히 설명되지 않았다. 그리고 음향반사역치의 손실 여부와 그로 인한 소음 속에서의 어음인지도의 변화 정도를 연결하여 설명한 논문은 국내·외 연구에서 거의 전무한 상태이다.[10] 그러므로 본 연구에서는 국내의 지하철 이용 실정에 맞춰 지속적인 지하철 소음 하에서 개인용 음향기기 사용 볼륨에 따른 음향반사역치 변화 및 소음 속 어음인지도의 변화를 측정하고자 한다.
가설 설정
본 연구의 가설은 1) 60분간의 1차적 지하철 소음에 노출될 시, 노출되기 이전과 비교하여 음향반사역치 및 소음 속 어음인지도에 변화를 보일 것이며, 2) 1차 지하철 소음 노출과 2차 개인용 음향기기 및 이어폰을 통한 이중 소음 노출시, 노출되기 이전과 비교하여 음향반사역치 및 소음 속 어음인지도에서 유의한 변화를 보일 것이다. 또한 3) 1차 소음만 노출된 그룹과 비교하여, 1차와 2차 소음에 동시에 노출된 그룹은 소음 노출 이전과 비교하여 더 큰 폭의 역치 상승 및 어음인지도의 변화를 보일 것이다. 본 연구의 결과는 그 동안 비자발적 1차 소음과 자발적 2차 소음에 지속적으로 노출되어온 지하철 탑승객들에게 보다 과학적인 경고 지침을 줄 것으로 생각한다.
본 연구의 가설은 1) 60분간의 1차적 지하철 소음에 노출될 시, 노출되기 이전과 비교하여 음향반사역치 및 소음 속 어음인지도에 변화를 보일 것이며, 2) 1차 지하철 소음 노출과 2차 개인용 음향기기 및 이어폰을 통한 이중 소음 노출시, 노출되기 이전과 비교하여 음향반사역치 및 소음 속 어음인지도에서 유의한 변화를 보일 것이다. 또한 3) 1차 소음만 노출된 그룹과 비교하여, 1차와 2차 소음에 동시에 노출된 그룹은 소음 노출 이전과 비교하여 더 큰 폭의 역치 상승 및 어음인지도의 변화를 보일 것이다.
제안 방법
20명의 실험 그룹은 지하철 소음에 노출된 채 60분간 개인별 선호 음향에서 발라드 및 댄스 음악을 자유롭게 듣고, 나머지 20명의 대조 그룹은 60분간 지하철 소음에만 노출하였다. 즉 실험 그룹의 경우, 사람이 가장 많이 붐비는 서울도심철도 1 ~ 9호선의 출근시간대(오전 7 ~ 9시)의 지하철 소음을 실제로 녹음 및 발췌하여,[13] 실험실의 5.
60분간의 소음 노출 후, 두 그룹의 모든 연구 대상자들은 양 귀의 250, 500, 1,000, 2,000, 4,000 Hz에서의 음향반사역치 검사 및 0, -5 dB SNR에서 소음하 문장 검사를 다시 측정하고 그 변화를 기록하였다. 이때 소음하 문장 검사 시 학습효과를 방지하기 위해 문장검사의 목록은 처음의 기준 검사와는 다른 목록을 사용하였다.
실험 그룹에 속한 연구 대상자들은 1차 소음에 노출된 채 개인별 희망 볼륨을 자유로이 설정하여 청취하도록 지시하였다. 개인별 희망 볼륨의 측정은 휴대용 음향기기에 연결된 스테레오 타입의 이어폰을 투인원 분리잭과 연결하여 두 개의 이어폰 중 한 개는 대상자의 양 귀에 착용하고 나머지 한 개는 인공 외이도(Brüel & Kjær #4946 2cc click-on coupler, Denmark)를 통하여 전달된 볼륨 수준을 소음측정기(Brüel & Kjær, Type #2250 sound level meter, Denmark)에서 주파수별로 저장하고 분석하였다. 20명의 실험 그룹은 평균 89.
실험에 들어가기 전, 40명의 모든 연구 대상자들에게 양 귀의 250, 500, 1,000, 2,000, 4,000 Hz에서 음향반사역치(GSI 33, Grason Stadler, MN, USA) 검사를 시행하여 소음 노출 전 각 주파수별 역치를 기록해 두었다. 또한 연구 대상자들에게 문장으로 구성된 한국형 소음 속 어음인지도 검사(Korean Speech Perception In Noise test, K-SPIN)[11]를 방음실의 스피커를 통하여 각 대상자의 쾌적수준(the most comfortable level)에서 검사하였다.
점차 증가하는 산업화와 현대화로 인하여 대부분의 사람들은 환경 소음에 자연스럽게 노출되고 있지만 이를 예방할 수 있는 과학적 근거를 둔 연구가 국내는 물론 국제적으로도 아직 부족하다. 이에 본 연구는 60분간의 지하철 소음 하에서 개인용 음향기기 사용에 따른 음향반사역치 변화와 소음 하속 어음인지도의 변화를 측정하고자 40명의 건청 성인들을 대상으로 실험 그룹과 대조 그룹으로 나뉘어 시뮬레이션 실험을 실시하였다.
대상 데이터
본 연구에 참여한 대상자는 건청 성인 40명(남20, 여20)으로, 모두 20세였다. 대상자는 과거 이과적인 질병이나 관련 기록이 없다고 보고하였다.
청력선별검사를 통과한 40명의 대상자들을 무작위로 실험 그룹 20명과 대조 그룹 20명으로 구분하였고, 각 그룹은 남녀 비율이 동일하게 10명씩 배치하였다. 실험 전 연구 대상자는 해당 그룹의 실험 설계에 따른 연구 절차를 이해하고 연구동의서를 작성하였으며, 모든 연구 절차는 한림대학교 생명윤리위원회의 심사를 통과하였다(IRB 심의번호: HIRB-2014-95).
데이터처리
이를 위해 SPSS 통계 프로그램(ver. 20, IBM Inc., Armonk, NY, USA)을 사용하여 반복측정분산분석(repeated measure ANOVA)을 통해 0.05 미만의 통계학적 유의수준으로 분석하였다. 만약 p < 0.
05 미만의 통계학적 유의수준으로 분석하였다. 만약 p < 0.05 수준에서 유의한 차이를 보이는 경우 Bonferroni correction으로 사후검정을 실시하였다.
이론/모형
실험에 들어가기 전, 40명의 모든 연구 대상자들에게 양 귀의 250, 500, 1,000, 2,000, 4,000 Hz에서 음향반사역치(GSI 33, Grason Stadler, MN, USA) 검사를 시행하여 소음 노출 전 각 주파수별 역치를 기록해 두었다. 또한 연구 대상자들에게 문장으로 구성된 한국형 소음 속 어음인지도 검사(Korean Speech Perception In Noise test, K-SPIN)[11]를 방음실의 스피커를 통하여 각 대상자의 쾌적수준(the most comfortable level)에서 검사하였다. 쾌적수준의 평균은 54.
성능/효과
본 연구의 첫 번째 가설인 60분간의 지하철 소음에 노출 후 노출되기 이전과 비교하여 음향반사역치 및 소음 속 어음인지도에서 변화는 통계적으로 차이가 나타나지 않았다. 1차 소음만 노출된 대조 그룹에서는 소음 노출 전과 비교하여 노출 후 5개의 검사 주파수 모두에서 음향반사역치의 변화가 없었고, 0과 -5 dB SNR의 소음하 문장 검사에서도 통계적으로 유의미한 변화는 없었다. 즉, 지하철 실내 소음에만 노출될 시에는 청력 저하에 변화가 확인되지 않았다.
두 번째 가설인 1차 지하철 소음 노출과 2차 개인용 음향기기 및 이어폰을 통한 이중 소음에 노출된 실험 그룹의 경우, 노출되기 이전과 비교하여 음향 반사역치에서는 대조 그룹과 동일하게 통계적으로 유의미한 변화는 나타나지 않았다. 평균 89.
마지막으로 세 번째 가설인 그룹 간 비교에서, 1차소음만 노출된 대조 그룹과 비교하여, 1차+2차 이중 소음에 노출된 실험 그룹은 소음 노출 이전과 비교하여 더 큰 폭의 어음인지도의 변화를 확인하였다. 더불어 신호대잡음비가 증가할수록 어음인지도에 부정적인 영향이 보다 크게 나타났다.
이는 소음 노출의 영향으로 저하된 어음인지도 점수는 단기적으로는 20 % 정도의 일시적인 손실을 보이지만, 추후 습관적으로 오랜기간 지하철 소음과 휴대용 음향기기를 통한 이중적 소음의 노출은 일상생활 중 소음이 있는 환경에서 대화 시 어음인지도에서 커다란 제한을 줄 수 있겠다. 물론 지하철 탑승객의 이용 시간 정도와 휴대용 음향기기의 사용 볼륨 정도에 따라 개개인의 어음인지도에 미치는 영향이 다르게 나타나겠지만, 본 연구의 결과에서 확인한 것처럼 지하철 소음에만 노출되었을 때의 음향반사역치의 청력손실은 발견되지 않지만, 습관적이고 반복적인 지하철의 환경 소음과 유희용 소음의 이중 노출은 추후 어음인지도가 저하된 소음성난청의 유발 원인이 될 수 있음을 경고할 수 있겠다. 현재의 지하철 실내 소음 수준을 약 67 dB로 저감하는 등 배경소음을 줄여서 인과적으로 탑승객들의 휴대용 음향기기의 볼륨도 줄이는 방법도 간구될 수 있지만,[17] 개인 청취 습관의 변화가 보다 효율적인 방법일 수 있겠다.
본 연구의 첫 번째 가설인 60분간의 지하철 소음에 노출 후 노출되기 이전과 비교하여 음향반사역치 및 소음 속 어음인지도에서 변화는 통계적으로 차이가 나타나지 않았다. 1차 소음만 노출된 대조 그룹에서는 소음 노출 전과 비교하여 노출 후 5개의 검사 주파수 모두에서 음향반사역치의 변화가 없었고, 0과 -5 dB SNR의 소음하 문장 검사에서도 통계적으로 유의미한 변화는 없었다.
후속연구
본 연구의 제한점으로 소음 노출 전 ･ 후 실험 그룹에서의 유의미한 어음인지도의 변화는 목록 당 40개의 문장으로 이뤄진 문장검사의 사용으로 정답율에 기회여부를 완전히 배제하기 어렵고, 총 3시간 정도의 긴 실험 참여시간으로 실험 디자인 상 가장 나중에 실시된 소음하 문장 검사 결과에 연구 대상자들의 피로도를 간과할 수 없겠다. 또한 본 결과는 일시적인 변화일 뿐 영구적인 손상이라고 일반화하기에는 추후 후속 연구결과를 통하여 뒷받침하여야 하겠다.
본 연구의 수행 결과를 시작으로 현대인의 필수품중 하나인 휴대폰 음향기기 사용과 관련된 후속 연구로서, 지하철 통근자들의 소음성 난청 정도를 예측할 수 있는 현실적이고 실용적인 연구들이 추진되어야 할 뿐 아니라, 음악소리가 큰 헬스장을 포함하여 일상생활에서 간과되었던 여가 소음에의 노출과 생애주기별 소음 누적량에 따른 난청 정도를 사전에 예측하고 예방책을 강구함으로써 보다 안전하고 건강하게 청력을 보호하며 원활한 의사소통을 누릴 수 있도록 하여야 하겠다. 또한 산업장 근로자나 노인에게서 주로 발생하던 청력손실이 청소년에까지 점차 확대되면서 외국어 공부나 음악 감상용으로 사용되는 개인용 음향기기 및 이어폰 착용과 관련하여 청소년들의 사용시간 제한 지침을 마련하는 등 다양한 소음 관련 연구를 통한 활용방안은 청각장애에 소요되는 사회적 비용 절감효과를 창출하며 나아가 국민의 건강증진 복지정책을 큰 기여할 수 있겠다.
본 연구의 수행 결과를 시작으로 현대인의 필수품중 하나인 휴대폰 음향기기 사용과 관련된 후속 연구로서, 지하철 통근자들의 소음성 난청 정도를 예측할 수 있는 현실적이고 실용적인 연구들이 추진되어야 할 뿐 아니라, 음악소리가 큰 헬스장을 포함하여 일상생활에서 간과되었던 여가 소음에의 노출과 생애주기별 소음 누적량에 따른 난청 정도를 사전에 예측하고 예방책을 강구함으로써 보다 안전하고 건강하게 청력을 보호하며 원활한 의사소통을 누릴 수 있도록 하여야 하겠다. 또한 산업장 근로자나 노인에게서 주로 발생하던 청력손실이 청소년에까지 점차 확대되면서 외국어 공부나 음악 감상용으로 사용되는 개인용 음향기기 및 이어폰 착용과 관련하여 청소년들의 사용시간 제한 지침을 마련하는 등 다양한 소음 관련 연구를 통한 활용방안은 청각장애에 소요되는 사회적 비용 절감효과를 창출하며 나아가 국민의 건강증진 복지정책을 큰 기여할 수 있겠다.
본 연구의 제한점으로 소음 노출 전 ･ 후 실험 그룹에서의 유의미한 어음인지도의 변화는 목록 당 40개의 문장으로 이뤄진 문장검사의 사용으로 정답율에 기회여부를 완전히 배제하기 어렵고, 총 3시간 정도의 긴 실험 참여시간으로 실험 디자인 상 가장 나중에 실시된 소음하 문장 검사 결과에 연구 대상자들의 피로도를 간과할 수 없겠다. 또한 본 결과는 일시적인 변화일 뿐 영구적인 손상이라고 일반화하기에는 추후 후속 연구결과를 통하여 뒷받침하여야 하겠다.
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