[논문]젊은 성인 및 노인 음성장애 환자의 연속발화시 공기역학적 특성 비교

표화영

doi:10.5392/jkca.2019.19.12.270

젊은 성인 및 노인 음성장애 환자의 연속발화시 공기역학적 특성 비교
Aerodynamic Characteristics of Young and Elderly Adult Patients with Voice Disorders during Continuous Speech 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.19 no.12, 2019년, pp.270 - 278

표화영 (조선대학교 보건과학대학 언어치료학과)

초록
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본 연구는 젊은 성인 음성장애 환자 집단과 노인 음성장애 환자 집단을 대상으로 문단낭독시 공기역학적 특성을 비교해보고자 시행되었다. 20-45세의 남성 음성장애 환자 12명과 60세 이상의 남성 음성장애 환자 9명이 연구에 참여하였다. PAS(Phonatory Aerodynamic System)의 Running Speech를 이용하여 문단을 낭독하게 하고 공기역학 측정치를 구하였다. 그 결과 노인집단은 젊은 성인집단보다 더 긴 지속시간과 더 적은 기류량 및 기류체적을 보였다. 그러나 그 차이는 발성지속시간에서만 유의하게 나타났다. 공기역학 측정치는 일반적으로 노인보다 젊은 성인이 모든 측면에서 비정상 소견을 보일 것이라고 예상하지만 본 연구결과 노인집단이 보인 측정치는 발성지속시간을 제외하고 기류량과 기류체적은 젊은 성인집단과 비슷한 수치를 보인것으로 나타났다. 그러므로 노인 음성장애 환자의 연속발화시 공기역학 측정치가 갖는 의미를 해석할 때 기류와 기류체적은 연령뿐 아니라 발화자료, 폐 기능 등 다양한 요건을 함께 고려해야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to compare the aerodynamic characteristics of young and elderly adult male patients with voice disorders during continuous speech. Aerodynamic measurements were obtained after 12 young male patients and 9 elderly male patients read a paragraph. The elderly group showed longer duration, lower airflow rate and air volume than the younger group, but the differences were not significant except phonation time. So, when interpreting the meaning of aerodynamic measures of elderly voice disorder patients in the aspects of airflow and air volume, it should take into account various conditions(e. g. reading materials, pulmonary functions) as well as age.

주제어

표/그림 (4)

표 표 1. 연구참여자 정보
표 표 2. 발화자료
그림 그림 1. 문단낭독시 Running Speech 화면
표 표 3. 문단낭독시 성인 남성 및 노인 남성 음성장애 환자집단의 공기역학 측정 결과

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 젊은 성인 및 노인 남성 성인 음성장애 환자를 대상으로 문단낭독을 통한 연속발화시 공기역학적 특성의 차이를 비교해보고자 진행되었다. 그 결과 성인집단은 노인집단보다 더 짧은 지속시간과 더 높은 기류량 및 공기체적을 보였으나 유의한 차이는 발성지속시간에서만 나타났고 다른 측정치에서는 그 차이가 유의하지 않았다.
이러한 문제는 모음 연장발성이 일상생활의 발화양상을 반영하는지 그 타당성에 대한 의구심을 야기하였다. 이로 인해 많은 임상전문가와 연구자들은 연속발화도 음성분석에 활용해야 함을 주장해왔고 실험연구를 통해 이에 대한 근거를 제시하고자 했다.
이에 본 연구에서는 기능적 음성장애(functional voice disorder)를 진단받은 젊은 성인 음성장애 환자와 노인 음성 장애 환자를 대상으로 문단낭독을 통하여 연속발화시 공기역학적 평가를 실시하고 그 양상을 비교해 보고자 한다. 이를 통해 임상현장에서 노인 음성 장애 환자의 공기역학적 평가를 실시하고 그 결과를 해석할 때 젊은 성인 환자와 비교하여 어떠한 차이점과 유사점을 고려해야 하는지 숙고해보고자 한다.
이에 본 연구에서는 기능적 음성장애(functional voice disorder)를 진단받은 젊은 성인 음성장애 환자와 노인 음성 장애 환자를 대상으로 문단낭독을 통하여 연속발화시 공기역학적 평가를 실시하고 그 양상을 비교해 보고자 한다. 이를 통해 임상현장에서 노인 음성 장애 환자의 공기역학적 평가를 실시하고 그 결과를 해석할 때 젊은 성인 환자와 비교하여 어떠한 차이점과 유사점을 고려해야 하는지 숙고해보고자 한다.
음성 문제로 내원한 환자에게 음성언어재활사가 일상적으로 시행하는 기기적 평가에는 음향적 평가, 공기역학적 평가, 성대진동평가 등이 있다. 이중 공기역학적 평가는 발화시 폐기류를 얼마나 효율적으로 사용하는지 판단하기 위해 시행된다. 음성문제가 있는 환자는 대부분 성대폐쇄부전(glottal insufficiency)의 문제를 동반하기 때문에 음성장애가 의심되는 환자를 대상으로 발성시 공기역학적 특성을 측정하는 것은 음성장애의 진단을 내리고 치료효과를 파악하는 데 매우 중요한 요소가 된다[1].

제안 방법

연구참여자에게 먼저 발화자료를 눈으로 한 번 읽어보도록 했고 그후에 녹음을 시작하였다. PAS 본체와 연결된 마스크를 얼굴에 밀착시킨 후 평상시 음도와 강도로 편안하게 문단을 낭독하도록 하였다. 연구참여자가 마스크를 얼굴에 밀착시키려면 양손을 써야 하므로 발화자료는 검사자가 눈높이에서 들어서 제시했고 제시자의 요구에 따라 거리나 각도를 조절하였다.
발화자료는 1회 낭독을 원칙으로 하였으나 음절을 반복하거나 잘못된 단어로 읽는 등 낭독 지속시간 및 기류량에 영향을 미치는 오류가 3회 이상 반복될 경우 다시 한 번 읽도록 하였다. 다시 한 번 읽었어도 3회 이상 오류를 보인 4명(성인집단, 노인집단 각 2명)은 최종적으로 분석에서 제외되었다.
본 연구에서는 Running Speech 프로그램이 자동으로 계산해주는 측정치 중 발성지속시간(Phonation time, PT: 성대진동과 더불어 산출되는 시간), 호기지속시간(Expiratory airflow duration, EAD: 전체발화 중 호기류로 산출된 시간), 흡기지속시간 (Inspiratory airflow duration, IAD: 전체발화 중 흡기가 차지하는 시간), 최대호기량(Peak expiratory airflow, PEA: 전체 호기량 중 가장 높은 수치), 호기체적(Expiratory volume, EV: 호기에 사용된 공기총량), 최대흡기량(Peak inspiratory airflow, PIA: 전체 흡기량 중 가장 높은 수치), 흡기체적(Inspiratory volume, IV: 흡기에 사용된 공기총량)을 분석에 사용하였다. 그림 1에 제시된 기류량 곡선을 통해 호흡단락수(No.
PAS 본체와 연결된 마스크를 얼굴에 밀착시킨 후 평상시 음도와 강도로 편안하게 문단을 낭독하도록 하였다. 연구참여자가 마스크를 얼굴에 밀착시키려면 양손을 써야 하므로 발화자료는 검사자가 눈높이에서 들어서 제시했고 제시자의 요구에 따라 거리나 각도를 조절하였다.
연구참여자에게 먼저 발화자료를 눈으로 한 번 읽어보도록 했고 그후에 녹음을 시작하였다. PAS 본체와 연결된 마스크를 얼굴에 밀착시킨 후 평상시 음도와 강도로 편안하게 문단을 낭독하도록 하였다.

대상 데이터

이중 갑상선 질환 등 호르몬 계통의 약물, 항히스타민제, 혈압강하제, 이뇨제 등 성대점막을 건조하게 만들어 음성산출에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 약물[23]을 복용하는 것으로 보고된 대상자들을 제외하였다. 그 결과 성인집단은 1명, 노인집단은 3명이 제외되어 각각 14명, 11명이 문단낭독에 참여하였다. 통계청의 2018년 자료에 의하면 65세 이상 남자 노인의 고혈압 유병률은 55.
이로 인해 다시 성인집단과 노인집단에서 각각 2명이 제외되었다. 그리하여, 최종적으로 분석에 참여한 대상자는 성인집단 12명, 노인집단 9명이었다.
이에 본 연구에서는 젊은 성인집단으로 22-44세 집단[6], 18-49세 집단[19], 20-48세 집단[20]을 선정한 선행연구를 참고하여 그 연령범위를 20-45세로 하였다. 노인집단으로 60세 이상 집단[8][21], 55세 이상 집단[22]을 선정한 선행연구를 참고하여 그 연령범위를 60세 이상으로 선정하였다.
그러므로 공기역학 측정을 실시하고 그 결과를 비교할 때 통계적으로 유의한 차이를 보이는 남성과 여성을 한 집단에 포함시켜 분석하지는 않는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 남성 환자로 대상자의 성별을 한정시켰다.
본 연구에 사용한 기자재는 Phonatory Aerodynamic System(PAS, model No. 6600, KayPENTAX Co., Montvale, NJ, USA)이고 이중 ‘Running Speech’ 프로그램을 사용하였다.
본 연구에서 사용한 발화자료는 ‘가을[25]’ 문단 중 일부로 210음절로 구성되어있는데 이는 [표 2]에 제시되어있다.
본 연구에서는 기능적 음성장애를 진단받은 대상으로 참여자를 한정하였다. 앞서 언급한 것처럼 노인 음성장애 환자들은 주로 노화에 의한 영향, 양성 및 악성종양의 영향으로 병원에 내원하는 경우가 많았기 때문에 기능적 음성장애 환자는 상대적으로 적었고 이로 인해 참여자 수가 축소되었다.
음성장애를 병인에 따라 분류할 때 음성오남용을 원인으로 하는 기능적 음성장애, 성대 및 후두의 기질적 문제로 음성산출에 문제가 생기는 기질적 음성장애, 성대를 지배하는 중추 및 말초신경의 문제로 음성문제가 생기는 신경학적 음성장애로 나눈다[16]. 본 연구에서는 질환이 생긴 원인 및 기전에 따라 다양한 특성을 보여 집단내 동질성을 확보하기 어려운 기질적 혹은 신경학적 음성장애보다 동일한 원인(음성 오남용)으로 인해 비교적 동질적인 특성을 보이는 기능적 음성장애 환자를 대상으로 하였다.
본 연구의 참여자는 2017년 3월부터 2019년 8월까지 서울 소재 대학병원 이비인후과에 내원하여 전문의에 의해 기능적 음성장애를 진단받은 환자 중 성인 남성 환자 21명이며 조선대학교 기관생명윤리위원회의 심의 승인을 받아 진행되었다(IRB No.: 2-1041055-A B-N-01-2019-21). 음성장애를 병인에 따라 분류할 때 음성오남용을 원인으로 하는 기능적 음성장애, 성대 및 후두의 기질적 문제로 음성산출에 문제가 생기는 기질적 음성장애, 성대를 지배하는 중추 및 말초신경의 문제로 음성문제가 생기는 신경학적 음성장애로 나눈다[16].
연구참여자들은 연령에 따라 20-45세의 젊은 성인집단(이하 성인집단)과 60세 이상의 노인집단으로 나뉘었다. 일반적으로 노인 참여자는 65세 이상을 대상으로 하지만 성대는 대략 50대를 전후해서 노화로 인한 음성의 변화가 시작된다[18].
따라서 성대 노화를 기준으로 전후 시기를 나눌 때는 성대의 발달이 완성된 후부터 노화가 이루어지기 전인 50세 이전과 노화가 시작되어 안정화가 되었다고 생각되는 60세 이후 시기로 나누는 경우가 일반적이다. 이에 본 연구에서는 젊은 성인집단으로 22-44세 집단[6], 18-49세 집단[19], 20-48세 집단[20]을 선정한 선행연구를 참고하여 그 연령범위를 20-45세로 하였다. 노인집단으로 60세 이상 집단[8][21], 55세 이상 집단[22]을 선정한 선행연구를 참고하여 그 연령범위를 60세 이상으로 선정하였다.
해당기간동안 194명의 데이터가 수집되었는데 이중 남성 성인 환자는 66명이었다. 이중 20-45세 및 60세 이상 연령에 해당되고 기능적 음성장애를 진단받은 남성 성인은 성인집단 15명, 노인집단 14명이었다. 노인 음성장애 환자는 음성 오남용으로 인한 문제보다는 노인성 질환 혹은 양성 및 악성종양으로 인한 문제로 내원하는 경우가 많아 기질적 음성장애로 진단받은 경우가 더 많았고 상대적으로 기능적 음성장애로 진단받은 경우는 더 적었다.
노인 음성장애 환자는 음성 오남용으로 인한 문제보다는 노인성 질환 혹은 양성 및 악성종양으로 인한 문제로 내원하는 경우가 많아 기질적 음성장애로 진단받은 경우가 더 많았고 상대적으로 기능적 음성장애로 진단받은 경우는 더 적었다. 젊은 성인집단은 노인집단과 비슷한 수를 맞추기 위해 15명을 선정하였다. 이중 갑상선 질환 등 호르몬 계통의 약물, 항히스타민제, 혈압강하제, 이뇨제 등 성대점막을 건조하게 만들어 음성산출에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 약물[23]을 복용하는 것으로 보고된 대상자들을 제외하였다.
해당기간동안 194명의 데이터가 수집되었는데 이중 남성 성인 환자는 66명이었다. 이중 20-45세 및 60세 이상 연령에 해당되고 기능적 음성장애를 진단받은 남성 성인은 성인집단 15명, 노인집단 14명이었다.

데이터처리

이에 따라 정규성과 등분산성이 검증된 호흡단락수, 발화, 호기 및 흡기 지속시간과 최대호기량의 집단간 차이의 유의성 검증을 위해서는 t-test를 실시했다. 그리고 정규성이 검증되지 않은 호기체적은 Mann-Whitney 검정으로, 등분산성이 검증되지 않은 최대흡기량 및 흡기체적은 Welch-Aspin 검정으로 집단간 차이를 검증하였다.
0)를 이용하여 이루어졌다. 기술통계 분석을 통해 각 측정치의 평균 및 표준편차를 구하였다. 두 집단 평균 차의 유의성을 구하기 전에 두 집단의 샘플 수가 적으므로 각 집단의 정규성 검정을 위해 Kolmogorov-Smironov test를 실시했고 등분산성 검증을 위해 Levene 검정을 실시하였다.
기술통계 분석을 통해 각 측정치의 평균 및 표준편차를 구하였다. 두 집단 평균 차의 유의성을 구하기 전에 두 집단의 샘플 수가 적으므로 각 집단의 정규성 검정을 위해 Kolmogorov-Smironov test를 실시했고 등분산성 검증을 위해 Levene 검정을 실시하였다. 그 결과 전체 8개 측정치 중 호기체적은 정규성을 보이지 않는 것으로 나타났고 최대흡기량 및 흡기체적은 등분산성을 보이지 않는 것으로 나타났다.
그 결과 전체 8개 측정치 중 호기체적은 정규성을 보이지 않는 것으로 나타났고 최대흡기량 및 흡기체적은 등분산성을 보이지 않는 것으로 나타났다. 이에 따라 정규성과 등분산성이 검증된 호흡단락수, 발화, 호기 및 흡기 지속시간과 최대호기량의 집단간 차이의 유의성 검증을 위해서는 t-test를 실시했다. 그리고 정규성이 검증되지 않은 호기체적은 Mann-Whitney 검정으로, 등분산성이 검증되지 않은 최대흡기량 및 흡기체적은 Welch-Aspin 검정으로 집단간 차이를 검증하였다.

성능/효과

본 연구는 젊은 성인 및 노인 남성 성인 음성장애 환자를 대상으로 문단낭독을 통한 연속발화시 공기역학적 특성의 차이를 비교해보고자 진행되었다. 그 결과 성인집단은 노인집단보다 더 짧은 지속시간과 더 높은 기류량 및 공기체적을 보였으나 유의한 차이는 발성지속시간에서만 나타났고 다른 측정치에서는 그 차이가 유의하지 않았다.
두 집단 평균 차의 유의성을 구하기 전에 두 집단의 샘플 수가 적으므로 각 집단의 정규성 검정을 위해 Kolmogorov-Smironov test를 실시했고 등분산성 검증을 위해 Levene 검정을 실시하였다. 그 결과 전체 8개 측정치 중 호기체적은 정규성을 보이지 않는 것으로 나타났고 최대흡기량 및 흡기체적은 등분산성을 보이지 않는 것으로 나타났다. 이에 따라 정규성과 등분산성이 검증된 호흡단락수, 발화, 호기 및 흡기 지속시간과 최대호기량의 집단간 차이의 유의성 검증을 위해서는 t-test를 실시했다.
공기역학적 측정치는 폐활량의 영향을 많이 받으며 특히 모음을 최대한 길게 발성하여 그 지속시간을 측정하는 것처럼 능력의 최대치를 요하는 검사방법에서는 연령에 따른 차이가 나타난다. 그러나 본 실험에서는 평상시 발화하는 것처럼 편하게 문단을 읽도록 했기 때문에 기본적인 폐 기능의 문제가 없는 노인 환자들은 기류량과 기류체적 측면에서는 젊은 성인집단과 유의한 차이를 보이지 않았다. 이를 통하여 음성장애 환자의 공기역학적 특성을 분석하고 해석할 때에는 연령이나 성별 외의 다양한 요인을 고려해야 함을 알 수 있다.
이는 다양한 건강상태로 인한 다양한 신체상태가 큰 영향을 미치는 것으로 볼수 있다. 본 연구 또한 기류량 및 체적과 관련된 노인집단의 표준편차가 성인집단보다 더 높은 것으로 나타났다. 이러한 경향이 통계적 유의성에 영향을 미쳤을 수도 있다.
성인집단과 노인집단이 보인 연속발화시 공기역학 측정치의 유의한 차이는 발성지속시간에서만 나타났다. 발성지속시간은 성대진동이 유지된 시간을 의미한다.
음질 저하 정도를 청지각적으로 평가하는 GRBAS 척도의 G 척도를 기준으로 성인집단의 중증도 평균은 2.0, 노인집단은 1.9로 t 검정 결과 유의한 차이가 없었다(t= -0.419, p>.05).
표에서 보는 바와 같이 호흡단락수, 발성지속시간과 호기지속시간은 노인집단이 성인집단보다 더 높은 수치를 보였다. 이에 비해 흡기지속시간, 최대흡기 및 호기량, 호기 및 흡기체적은 성인집단이 노인집단보다 더 높은 수치를 보였다. 즉, 대체로 노인집단은 성인집단보다 더 긴 지속시간과 더 높은 기류량 및 기류체적을 사용하는 것으로 나타났다.
이에 비해 흡기지속시간, 최대흡기 및 호기량, 호기 및 흡기체적은 성인집단이 노인집단보다 더 높은 수치를 보였다. 즉, 대체로 노인집단은 성인집단보다 더 긴 지속시간과 더 높은 기류량 및 기류체적을 사용하는 것으로 나타났다.
표에서 보는 바와 같이 호흡단락수, 발성지속시간과 호기지속시간은 노인집단이 성인집단보다 더 높은 수치를 보였다. 이에 비해 흡기지속시간, 최대흡기 및 호기량, 호기 및 흡기체적은 성인집단이 노인집단보다 더 높은 수치를 보였다.

후속연구

그러나 본 연구는 노인집단과 성인집단 총 21명의 피험자 수를 대상으로 했기 때문에 결과를 일반화시킬 수있을 정도로 충분한 피험자를 대상으로 했다고 보기 어렵다. 본 연구의 노인환자 참여자 수가 적은 이유 중 하나는 고혈압 약 등 노인들이 흔히 복용하는 약물을 복용 중인 환자를 제외했기 때문이다.
이런 경우의 수를 모두 제외하면 참여자 수는 적어질 수밖에 없다. 그러므로 추후에 음성산출에 영향을 미치는 약물 복용 중인 집단과 그렇지 않은 집단을 구분하여 비교해봄으로써 이후 노인환자를 대상으로 한 연구에 도움이 될 수 있는 자료를 제시하는 것도 의미있는 연구로 사료된다.
본 연구의 참여자는 남성 환자로 한정하였는데 추후에는 여성 환자를 포함시켜 성별 간의 차이를 비교해보는 것도 필요하다. 또한 아동 및 노인에 이르는 다양한 연령층 간의 비교도 꾸준히 이어져야 할 것이다.
본 연구의 참여자는 남성 환자로 한정하였는데 추후에는 여성 환자를 포함시켜 성별 간의 차이를 비교해보는 것도 필요하다. 또한 아동 및 노인에 이르는 다양한 연령층 간의 비교도 꾸준히 이어져야 할 것이다.
문단낭독을 발화자료로 하여 분석한 본 연구결과에 ㄱ서는 모음연장발성 분석 결과의 경향과는 다른 결과도 함께 제시되었다. 이는 발화자료에 따라 공기역학 측정 결과의 경향이 달라질 수 있음을 의미하므로 발화 수준을 문장, 짧은 문단, 긴 문단 등 다양하게 변화시켰을 때의 추후연구도 필요하다.
추후에는 기능적 음성장애 환자뿐 아니라 노화나 종양의 영향으로 음성문제가 발생한 환자를 포함하는 연구도 필요하다. 이때는 기능적 음성장애 환자군보다 집단내 이질성이 높아지기 쉬우므로 같은 진단명을 가진 환자를 대상으로 하는 등 동질성을 높이기 위한 추가조처가 필요할 것이다.
앞서 언급한 것처럼 노인 음성장애 환자들은 주로 노화에 의한 영향, 양성 및 악성종양의 영향으로 병원에 내원하는 경우가 많았기 때문에 기능적 음성장애 환자는 상대적으로 적었고 이로 인해 참여자 수가 축소되었다. 추후에는 기능적 음성장애 환자뿐 아니라 노화나 종양의 영향으로 음성문제가 발생한 환자를 포함하는 연구도 필요하다. 이때는 기능적 음성장애 환자군보다 집단내 이질성이 높아지기 쉬우므로 같은 진단명을 가진 환자를 대상으로 하는 등 동질성을 높이기 위한 추가조처가 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	음성문제가 있는 환자가 동반하고 있는 문제는 무엇인가?	이중 공기역학적 평가는 발화시 폐기류를 얼마나 효율적으로 사용하는지 판단하기 위해 시행된다. 음성문제가 있는 환자는 대부분 성대폐쇄부전(glottal insufficiency)의 문제를 동반하기 때문에 음성장애가 의심되는 환자를 대상으로 발성시 공기역학적 특성을 측정하는 것은 음성장애의 진단을 내리고 치료효과를 파악하는 데 매우 중요한 요소가 된다[1].
	공기역학적 측정치 실험과 본 실험의 차이점은?	공기역학적 측정치는 폐활량의 영향을 많이 받으며 특히 모음을 최대한 길게 발성하여 그 지속시간을 측정하는 것처럼 능력의 최대치를 요하는 검사방법에서는 연령에 따른 차이가 나타난다. 그러나 본 실험에서는 평상시 발화하는 것처럼 편하게 문단을 읽도록 했기 때문에 기본적인 폐 기능의 문제가 없는 노인 환자들은 기류량과 기류체적 측면에서는 젊은 성인집단과 유의한 차이를 보이지 않았다. 이를 통하여 음성장애 환자의 공기역학적 특성을 분석하고 해석할 때에는 연령이나 성별 외의 다양한 요인을 고려해야 함을 알 수 있다.
	발성지속시간이란 무엇인가?	성인집단과 노인집단이 보인 연속발화시 공기역학 측정치의 유의한 차이는 발성지속시간에서만 나타났다. 발성지속시간은 성대진동이 유지된 시간을 의미한다. 그러므로 이 시간이 노인집단에서 더 유의하게 짧았다는 것은 노인집단이 성인집단에 비해 성대폐쇄를 통해 성대진동을 유지하기 어렵기 때문으로 볼 수 있다.

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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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